綜述醫(yī)院建筑綜合樓的電氣設(shè)計

王琛

【摘 要】結(jié)合某醫(yī)院綜合樓的電氣設(shè)計案例，根據(jù)醫(yī)院建筑的特點和規(guī)范的具體要求，介紹了供配電、照明等系統(tǒng)，簡述了負(fù)荷等級、變壓器及柴油發(fā)電機安裝容量、燈具選擇及安裝、接地形式，對今后類似醫(yī)院建筑的電氣設(shè)計具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)院綜合樓 負(fù)荷等級 供電方案 防雷與接地

引 言

隨著科技的日新月異、現(xiàn)代醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的醫(yī)療電氣設(shè)備和醫(yī)用電子儀器應(yīng)用于醫(yī)院的臨床診斷和治療，從而使用電方式更加復(fù)雜，用電量大幅度增加，一個既以人為本、節(jié)約能源又能為病提供便捷就醫(yī)環(huán)境的供配電系統(tǒng)顯得至關(guān)重要。本文以某醫(yī)院供配電設(shè)計為實例，對醫(yī)院綜合樓的供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷與接地系統(tǒng)、漏電保護及線路選擇等問題進行闡述和總結(jié)。

工程概況

本工程建筑面積43720m2，其中地上22490 m2，地下21230 m2。屬多層民用建筑，耐火等級二級，地下一級。功能分布如下：

地下三層，地上五層（不含設(shè)備夾層）。

地下三層：地下機械停車庫、冷凍機房等設(shè)備機房；

地下二層：地下機械停車庫、變配電所、電纜夾層、柴油發(fā)電機房等設(shè)備機房；

地下一層：核醫(yī)學(xué)，門診藥庫，中心供應(yīng)，MRI、CT，設(shè)備用房等；

首層：急診、急救中心，門急診治療，門急診化驗，門急診放射，門診大廳（含掛號、收費），門診藥房等；

二層：內(nèi)鏡中心，骨科，外科，疼痛門診，兒科；

設(shè)備夾層；

三層：皮膚科、功能檢查，B超，內(nèi)科；

四層：婦產(chǎn)科，輸血科，中醫(yī)科，口腔科，眼科，耳鼻喉科；

五層：病理科、婦?？?，兒保科，親子中心。

電氣負(fù)荷及供電

急診部、MRI、百級潔凈空調(diào)系統(tǒng)用電，走道照明；內(nèi)科ICU；機械停車等用電；消防系統(tǒng)（消防報警系統(tǒng)，消防通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)急照明，電動的防火卷簾等）；安防系統(tǒng)；

其中門診手術(shù)室、重癥監(jiān)護等涉及患者生命安全的設(shè)備及照明用電為特別重要負(fù)荷。

二級負(fù)荷：中心供應(yīng)；診斷用CT；客梯用電；排水泵、電伴熱等。

三級負(fù)荷：其余負(fù)荷。

電氣負(fù)荷計算采用了需要系數(shù)法并考慮其最大負(fù)荷的同期系數(shù)。本工程采用低壓電容器作為無功功率補償，以提高功率因數(shù)。工程負(fù)荷計算如下：

子項名稱 總負(fù)荷計算

門急診綜合樓 用電設(shè)備總安裝容量 3364.5 kW （不含僅消防時使用的設(shè)備） ；補償后計算有功負(fù)荷 1942 kW ；補償后計算無功負(fù)荷 404.9 kvar ；補償后計算視在負(fù)荷 1983.8 kVA ；補償容量 900 kvar ；補償前本工程平均功率因數(shù) 0.83 ；補償后本工程平均功率因數(shù) 0.98 ；本工程總需要系數(shù) 0.58

消防負(fù)荷計算

安裝容量 785.5 kW ；計算有功負(fù)荷 677.7 kW ；重要醫(yī)療用電設(shè)備負(fù)荷計算 ；安裝容量 613.5kW ；計算有功負(fù)荷 485.5kW

本項目需由市政引入的雙重10kV電源，此2路10kV電源采用單母線分段運行方式，設(shè)母聯(lián)開關(guān)，平時每段同時分列運行，當(dāng)一路電源故障時，通過手動或自動操作聯(lián)絡(luò)開關(guān)，另一路電源負(fù)擔(dān)全部一、二級負(fù)荷。變配電所設(shè)在本樓地下二層，面積約400㎡。所內(nèi)下設(shè)層高2.2m電纜夾層，電纜夾層設(shè)防水和排水措施。根據(jù)醫(yī)院所在地區(qū)的醫(yī)療狀況和使用要求，本項目設(shè)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組。消防計算負(fù)荷合計：1348.8kW，重要負(fù)荷的計算負(fù)荷：910kW。以兩項較大者為參考，選取1臺1350kW自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組作為本項目重要負(fù)荷的備用電源。機房設(shè)在門急診綜合樓地下二層10kV總變配電所旁，面積約110㎡。

照明設(shè)計

照明電壓為220V，電梯井道內(nèi)的照明燈具，將采用交流36V電源供電。

3.1照度標(biāo)準(zhǔn)

照度標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國標(biāo)“建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)”（GB50034-2004），主要場所照度標(biāo)準(zhǔn)如下：

主要場所 照度標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)功率密度目標(biāo)值

走廊 100lx 4W/m2 ；門廳 150lx ；電梯廳，前室 150lx ；風(fēng)機房、泵房 100lx 4W/m2 ；冷凍站 150lx 7W/m2 ；鍋爐房 100lx 5 W/m2 ；餐廳 200lx 11 W/m2 ；車庫 75lx

治療、診室，辦公，護士站 300lx 9W/m2 ；化驗室 500lx 15 W/m2 ；手術(shù)室 750lx 25W/m2 ；病房照度為 100lx 5W/m2 ；夜間守護 5～10lx

3.2 設(shè)計中注意醫(yī)療功能性用房照明的特殊要求

診室、病房、急診觀察室、治療室等處采用高顯色熒光燈，以便于觀察病人的情況。色溫在3500K 左右。病房、急診觀察室、手術(shù)室、治療室等處的頂燈采用漫反射式燈具，以減少眩光。手術(shù)室、中心手術(shù)部清潔走廊、污物、洗消等處設(shè)置電子滅菌燈。測聽室的照明采用白熾燈。眼科暗室采用可調(diào)光的白熾燈。每個病床有床頭燈，病房及病房區(qū)設(shè)夜間照明燈。

3.3 其他燈具選型及安裝

配變電所、強弱電豎井、病房值班及電梯機房等無吊頂?shù)姆块g采用控照式熒光燈鏈吊安裝；夾層和設(shè)備層采用控照式熒光燈吸頂安裝，地下一層水泵房、冷凍機房及熱交換間采用壁裝投光燈。空調(diào)機房采用控照熒光燈壁裝；樓梯間和雨棚等處采用1 > 60W斜扁圓吸頂燈；淋浴、開水間采用吊裝防水防塵燈管。首層急診、兒科及大堂雨棚采用節(jié)能筒燈吸頂安裝。手術(shù)室、口腔診室及修復(fù)診室等采用棱晶面罩熒光燈嵌頂安裝；病房采用棱晶面罩熒光燈吸頂安裝。熒光燈管采用高顯色熒光燈管。辦公室、診室、化驗、掛號、收費、藥房及病歷等房間采用2 X 36W格柵熒光燈嵌頂安裝。洗消及消毒等潮濕環(huán)境場所采用密閉式熒光燈吸頂安裝。走道采用1X 18W 格柵熒光燈嵌頂安裝，候診、大堂及衛(wèi)生間等處采用2X 18W 格柵熒光燈嵌頂安裝。病房設(shè)置地腳燈。各強電豎井內(nèi)均設(shè)有應(yīng)急照明配電箱，其電源由配變電室提供兩路電源末端切換，為疏散通道及人員密集的門診樓內(nèi)的應(yīng)急照明提供可靠電源。為便于疏散，在疏散走廊和樓梯間設(shè)有明顯的疏散指示燈和安全出口燈。

防雷與接地系統(tǒng)

本工程按二類防雷建筑物設(shè)置。屋頂避雷帶作接閃器防直擊雷。

高出屋面的金屬裝飾物兼作接閃器。采用柱內(nèi)主鋼筋作防雷引下線，利用基礎(chǔ)主鋼筋網(wǎng)作自然接地體。

防直接雷措施：二類防雷建筑物；屋面采用小于10mx10m或12mx8m的避雷網(wǎng)保護，凡突出屋面的女兒墻、水箱頂、樓梯頂?shù)仍O(shè)明裝避雷帶，屋頂造型的所有金屬支架均與避雷帶連接。防雷引下線利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的主筋焊接。引下線平均間距不大于18m；還應(yīng)將建筑物外圈的金屬欄桿和金屬門窗等較大的金屬物體與防雷裝置連接。

防雷電波侵入措施：凡進入建筑物的各種線路及管道，包括水管、強電線路穿管、弱電線路穿管等，盡可能全線埋地引入，并在各入戶處將電纜金屬外皮、鋼管、金屬管道等與總等電位接地端子箱連接。整個電源采用TN-C-S供電系統(tǒng)，在進線處做重復(fù)接地。

接地措施：建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備的工作接地及保護接地與該建筑物防雷接地采用聯(lián)合接地方式，利用大樓（建筑物）的樁基、承臺內(nèi)的鋼筋及地梁內(nèi)主筋連通作為接地系統(tǒng)的接地裝置，接地電阻小于或等于1Ω。并在低壓配電間、弱電機房的墻上，下邊距地300mm高度安裝總等電位端子箱，總等電位端子箱的接地引上線至少有4處不同的-40x4熱鍍鋅扁鋼與基礎(chǔ)接地極可靠連接，總等電位端子箱做法詳見國標(biāo)圖集《等電位聯(lián)結(jié)安裝》02D501-2 P13。

建筑物內(nèi)的電氣裝置做等電位聯(lián)結(jié)（進線處做總等電位聯(lián)接MEB和局部等電位聯(lián)接LEB），所有衛(wèi)生間、手術(shù)室、治療室均要求做局部等電位聯(lián)接LEB。電氣裝置內(nèi)的PE保護線與接地干線，各種金屬管路及建筑物的金屬結(jié)構(gòu)等互相聯(lián)結(jié)。在各層平面設(shè)接地端子箱，在相關(guān)各室內(nèi)設(shè)接地端子盒。

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010（2011年版）關(guān)于雷電電磁脈沖防護的規(guī)定，本工程設(shè)置了一級防雷電電磁脈沖的浪涌保護器。

一般電擊情況下，帶電導(dǎo)體與人體皮膚接觸，僅有很少部分通過心臟，所以通過人體總電流不超過30mA，就不致于發(fā)生心室纖顫而導(dǎo)致死亡。而如果電流直接全部通過心臟，電流超過50uA就有心室纖顫的危險，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：醫(yī)療設(shè)備允許通過患者心臟的漏電電流正常狀態(tài)為10uA以下，單一故障狀態(tài)為50uA以下，相應(yīng)地手術(shù)室內(nèi)電位正常時為10mV，單一故障狀態(tài)為50mV。所以對于特殊的醫(yī)療設(shè)備不宜采用漏電電流動作保護，應(yīng)采取防止微電擊的保護措施。

結(jié) 語

醫(yī)院的電氣設(shè)計必須遵照“以人為本”的宗旨，除了滿足使用功能和電氣安全要求外，還要結(jié)合醫(yī)院的實際要求，全面考慮，才能設(shè)計出安全、適用和舒適、節(jié)能的建筑。

（責(zé)任編輯：叢 軍）