醫(yī)療建筑電氣技術(shù)分析及應(yīng)用

阮偉其

（中山大學附屬第三醫(yī)院，廣東 廣州510630）

1 醫(yī)療建筑中的關(guān)鍵電氣技術(shù)分析

1.1 醫(yī)療建筑的變配電系統(tǒng)分析

根據(jù)有關(guān)規(guī)范標準的規(guī)定要求，二級及以上綜合醫(yī)院的醫(yī)療場所及內(nèi)部醫(yī)療設(shè)備的用電負荷大致可分為以下幾種情況：（1）二類醫(yī)療場所自動恢復供電時間要求小于等于0.5 s的為一級負荷中的特別重要負荷。（2）一類醫(yī)療場所中，斷電恢復供電時間要求大于0.5 s且小于等于1 s的為一級負荷。因為這類醫(yī)療建筑的最高用電等級為一級負荷，故此，按照醫(yī)院的實際負荷等級，若是具備一定的條件，應(yīng)當將供電電源分為2路10kV獨立電源進行供電。這樣設(shè)計的優(yōu)點在于其中某個電源出現(xiàn)故障后，另外的電源應(yīng)當不會受損，并且在一個電源中斷供電之后，另外的電源能夠承擔全部的負荷。

通常情況下，對于一級負荷而言，其特別重要負荷應(yīng)當設(shè)置自備應(yīng)急電源，在沒有特殊要求時可以設(shè)置柴油發(fā)電機組，并以此作為消防負荷與特別重要負荷的保障性負荷。該負荷一般只在非火災(zāi)前提下，并且2路供電電源全部出現(xiàn)故障時，柴油發(fā)電機組才會對它們提供電力保障。當發(fā)生火災(zāi)時，必須及時停止對負荷的電力供應(yīng)，以此來確保消防應(yīng)急負荷能夠正常使用。需要特別注意的是，如果無法提供2路10kV的獨立電源進行供電，因二級及其以上的醫(yī)院用電負荷相對較大，則必須設(shè)置柴油發(fā)電機組，并以此作為備用電源。此外，若是醫(yī)療建筑內(nèi)部的大型醫(yī)療設(shè)備較多，并包含核磁共振、CT機、X光機以及加速器治療機等等，必須采用專用變壓器對這些用電設(shè)備進行供電。

1.2 醫(yī)療建筑的低壓配電系統(tǒng)分析

醫(yī)療建筑的配電系統(tǒng)可以采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式，當建筑內(nèi)存在單臺容量較大的負荷或是重要負荷時，則可采用放射式供電。而一般負荷可以采用單獨樹干式或與放射式相結(jié)合的方式進行供電。通常情況下，一級負荷可以采用雙電源專用回路進行供電，并在用電設(shè)備末端或者比較合適的位置進行互投，一般負荷可以直接采用單電源進行供電。需要注意的是，對于某些停電要求小于0.5 s的負荷，如手術(shù)室無影燈、通信設(shè)備以及應(yīng)急照明系統(tǒng)等等，應(yīng)當采用UPS供電。同時，當設(shè)置柴油發(fā)電機組并能夠在應(yīng)急情況下自行啟動時，UPS裝置的應(yīng)急供電時間應(yīng)當不小于10 min，建議設(shè)定為15 min。

對于大型的醫(yī)療技術(shù)設(shè)備而言，可由變配電所的低壓配電屏采用放射式的供電方式進行直接供電，同時設(shè)備應(yīng)當采用雙路電源進行供電，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換；核磁共振、CT機等設(shè)備的配線管應(yīng)當采用非鐵磁材質(zhì)；由于大型影響設(shè)備以及放化療設(shè)備對電壓質(zhì)量的要求較之一般電氣設(shè)備要高一些，故其配電電纜的截面積應(yīng)適當增大，當無法達到要求時，應(yīng)當由設(shè)備的供應(yīng)商負責提供與之相配套的穩(wěn)壓電源。

由于醫(yī)療建筑中的手術(shù)室是比較重要的場所，因而應(yīng)當預(yù)留出10kVA的容量，同時可將配電箱設(shè)置在清潔的走道區(qū)，并采取嵌入式技術(shù)進行安裝。一般的手術(shù)室外墻裝修都比較厚，所以可在二次施工時進行處理。需要注意的是，手術(shù)室必須采用UPS供電，可將其安裝在手術(shù)部的配電室內(nèi)，或是采取分散安裝的方式，安裝在各個手術(shù)室的配電箱旁。

1.3 醫(yī)療建筑的電氣照明系統(tǒng)分析

大體上可將醫(yī)療建筑內(nèi)部的電氣照明分為以下幾類：普通照明、疏散照明、應(yīng)急照明以及室內(nèi)與室外裝修照明。

以下醫(yī)療場所應(yīng)當選用漫反射、高顯色性的燈具進行照明，主要包括治療室、手術(shù)室、診斷室、檢驗室等。同時，還應(yīng)當采取減少眩光的措施，以此來滿足醫(yī)療環(huán)境對視覺的要求。

應(yīng)在以下場所安裝格柵式燈具，護士站、醫(yī)生辦公室以及共用場所等等，同時可在手術(shù)室和處置室的入口處設(shè)置標志信號燈，病房門口則應(yīng)當設(shè)置門燈。此外，為方便管理，并實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標，建議采用智能照明控制系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)對醫(yī)療建筑的大廳、樓梯間、公共走廊、候診室等場所的照明系統(tǒng)進行控制。

2 電氣技術(shù)在醫(yī)療建筑中的具體應(yīng)用研究

在醫(yī)療建筑中，電氣技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，本文僅就重要環(huán)節(jié)的應(yīng)用進行具體論述。

2.1 安全保護

對于一類與二類醫(yī)療場所使用安全的低壓電路和保護特低壓電路時，所有用電設(shè)備的額定電壓不得超過直流60 V或交流25 V，同時必須采取絕緣保護措施。

當一類與二類醫(yī)療場所需要設(shè)置防止間接觸電的斷電保護時，應(yīng)當符合如下要求：IT系統(tǒng)、TN和TT系統(tǒng)的接觸電壓不得大于25 V；TN系統(tǒng)的最大分斷時間230 V為0.2 s、400 V為0.05 s；IT系統(tǒng)的中性點不配出，其最大分斷時間230 V為0.2 s。

通常情況下，TN系統(tǒng)在二類醫(yī)療場所區(qū)域內(nèi)采用額定剩余電流不超過30 m A的剩余漏電保護器只能在以下回路當中使用：手術(shù)室內(nèi)的手術(shù)臺供電回路、X射線裝置回路、額定容量大于5kVA的大型電氣設(shè)備的回路以及非生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備回路等等。

在二類醫(yī)療場所當中，所有維持病人生命體征的電氣設(shè)備以及外科手術(shù)的電氣設(shè)備都必須采用醫(yī)用IT系統(tǒng)，并且在每個功能房間中，都需要配置至少一個醫(yī)用IT系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)必須配置絕緣監(jiān)視器，并符合以下要求：測量電壓不得超過直流25 V、在故障條件下測試電流的峰值 不得大于1 m A、交流內(nèi)阻應(yīng)當大于等于100 kΩ、隔離變壓器必須設(shè)置過載以及高溫監(jiān)控。

為了確保醫(yī)療建筑內(nèi)患者環(huán)境的電氣設(shè)備達到等電位的要求，在一類與二類醫(yī)療場所中，應(yīng)當設(shè)置局部等電位聯(lián)接母排，并由等電位聯(lián)接線將以下裝置與母排進行可靠聯(lián)接：保護線、電氣設(shè)備外部金屬導電部分、電磁干擾隔離板以及隔離變壓器的金屬外殼等等。

通常情況下，對于2類醫(yī)療場所而言，場所內(nèi)所有電源插座的保護線與安裝設(shè)備及等電位母排之間的導體電阻應(yīng)當小于0.2Ω。

2.2 主要電氣設(shè)備的安裝要點

大部分醫(yī)療建筑的醫(yī)用IT系統(tǒng)采用的都是單相變壓器，其額定容量應(yīng)當控制在大于0.5kVA而小于10kVA這一區(qū)間范圍內(nèi)；隔離變的安裝位置應(yīng)當盡可能與醫(yī)療場所距離近一些，同時應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施避免人為接觸；隔離變二次側(cè)的額定電壓應(yīng)當控制在250 V以內(nèi)；當隔離變處于空載運行狀態(tài)時，流向外殼或者大地的漏電流不得大于0.5 m A。

如果一類與二類醫(yī)療場所需要安裝剩余電流保護器時，應(yīng)當盡可能選用A類。同時，二類醫(yī)療場所內(nèi)的醫(yī)用IT系統(tǒng)的每組插座回路都應(yīng)當設(shè)置獨立的過流保護裝置。

醫(yī)療建筑內(nèi)部所有電氣設(shè)備的防火保護都應(yīng)當依據(jù)國家現(xiàn)行的規(guī)范要求進行設(shè)置，同時，應(yīng)急系統(tǒng)的控制線纜應(yīng)當采用礦物絕緣型線纜。此外，若醫(yī)療場所內(nèi)設(shè)置防火漏電保護器時，則應(yīng)當選用可調(diào)節(jié)型。2.3 應(yīng)急電源系統(tǒng)

在一類與二類醫(yī)療場所中，當某個導體上的電壓下降值超過標準電壓的10%時，應(yīng)急電源應(yīng)當自行啟動。在一類醫(yī)療場所中，每個房間應(yīng)當至少設(shè)置一個由安全電源進行供電的照明燈具。消防電梯、防排煙以及中央控制系統(tǒng)應(yīng)當由切換時間不大于15 s的安全電源進行供電。

3 結(jié)語

總而言之，隨著醫(yī)療體制改革的不斷深化，醫(yī)療建筑的改擴建工程隨之大幅度增多。由于醫(yī)療建筑中有著數(shù)量非常龐大的電氣設(shè)備，為了確保這些設(shè)備的安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行，除了要做好電氣技術(shù)分析之外，還應(yīng)當合理有效地應(yīng)用電氣技術(shù)，這不但有助于延長電氣設(shè)備的使用壽命，而且還能為醫(yī)院帶來一定的經(jīng)濟效益，對于推動我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。

［1］常茹，呂建，趙樹興.潔凈手術(shù)室的改造設(shè)計與潔凈度測試分析［J］.潔凈與空調(diào)技術(shù)，2005（2）

［2］張頎，黃瓊.醫(yī)療建筑環(huán)境的藝術(shù)性趨向與商業(yè)化設(shè)計手法的運用［J］.建筑師，2005（5）