淺談三甲醫(yī)院內(nèi)科綜合病房樓的電氣設(shè)計(jì)

黃海鈴

(機(jī)械工業(yè)第一設(shè)計(jì)研究院廈門分院 福建廈門 361004)

淺談三甲醫(yī)院內(nèi)科綜合病房樓的電氣設(shè)計(jì)

黃海鈴

(機(jī)械工業(yè)第一設(shè)計(jì)研究院廈門分院 福建廈門 361004)

通過綜合病房樓的具體設(shè)計(jì)實(shí)例，圍繞醫(yī)院供電系統(tǒng)，配電系統(tǒng)，建筑照明，電纜及其導(dǎo)線的選用原則，諧波治理，電氣安全與接地系統(tǒng)等方面進(jìn)行論述醫(yī)院建筑的電氣設(shè)計(jì)。

綜合病房樓；供配電系統(tǒng)；建筑照明；電氣安全與接地系統(tǒng)

E-mail:77223001@qq.com

1 醫(yī)院的分類和規(guī)模

醫(yī)院的建設(shè)規(guī)模，按照病床數(shù)量可分為200，300，400，500，600，700，800床7種；按照功能劃分，一般分為門診、醫(yī)技、住院、行政辦公及服務(wù)性用房；按照醫(yī)院的綜合水平，我國的醫(yī)院可分為三級10等，即一、二級醫(yī)院分別分為甲、乙、丙3等，三級醫(yī)院分為特、甲、乙、丙4等。

本次介紹的工程為廈門市某三級甲等醫(yī)院的內(nèi)科綜合病房樓，總建筑面積約6萬平方米, 地下兩層，地面二十三層，建筑高度95.8m, 建筑定性為一類高層綜合樓，耐火等級為一級。本次設(shè)計(jì)的病房樓的病床數(shù)量為555床(未來發(fā)展為593床)。

功能布局為：地下兩層為設(shè)備用房和車庫，一至四層為門診、醫(yī)技，五層主要為血液透析，六層為骨髓移植病房，七至十四層為普通病房，十五到二十二層為高級病房，二十三層為廚房、餐廳、健身房。

鑒于該醫(yī)院規(guī)模宏大，功能復(fù)雜，筆者主要從建筑供配電、建筑照明以及電氣安全與接地系統(tǒng)等方面論述醫(yī)院的電氣設(shè)計(jì)。

2 供電系統(tǒng)

2.1 負(fù)荷分類

按照我國現(xiàn)行醫(yī)院等級標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)院用電負(fù)荷的供電等級一般為一級或二級負(fù)荷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)院的用電設(shè)備越來越多，越來越精密，對用電的要求也越來越高。為了確保醫(yī)院供電的安全性、可靠性，根據(jù)醫(yī)院的規(guī)模采用以下幾種供電方式：

1)對于特級及三級醫(yī)院，采用兩路10KV電纜專線供電，自備柴油發(fā)電機(jī)，重要設(shè)備末端采用UPS或EPS供電。

2)對于三級醫(yī)院，采用兩路10KV電纜專線供電，重要設(shè)備末端采用UPS或EPS供電。

3)對于二級醫(yī)院，采用兩路10KV電纜供電或一路10KV電纜專線供電、一路低壓供電。

4)一級醫(yī)院，采用一路10KV供電，重要設(shè)備末端采用UPS或EPS供電。

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T 16-2008附錄A的規(guī)定，本工程的醫(yī)療用電負(fù)荷(走道照明及百級潔凈的骨髓移植病房空調(diào)系統(tǒng)，急診室、檢驗(yàn)、藥庫等電力照明用電)定性為一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷；一般診斷用CT及X光機(jī)電源及高級病房照明用電定性為二級負(fù)荷。

2.2 供電電源

為了保證供電的可靠連續(xù)性，從院區(qū)的10kV變配電所(三路高壓進(jìn)線)的10KV不同母線段分別引來兩路電源，兩路10kV電源同時工作，100%互為備用。

為確保消防設(shè)備，應(yīng)急照明，醫(yī)療設(shè)備及重要場所的醫(yī)用照明的供電可靠性，本工程在地下一層設(shè)一主用功率為600kW(750KVA) 三相風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)組作為自備應(yīng)急電源。

弱電系統(tǒng)、急診科等特殊用電設(shè)備，自行單獨(dú)設(shè)置EPS不間斷電源做備用電源。

2.3 負(fù)荷估算

影響用電負(fù)荷的因數(shù)主要有照度標(biāo)準(zhǔn)、空調(diào)、水泵、電梯、風(fēng)機(jī)、醫(yī)療設(shè)備的配置等。目前我國醫(yī)院設(shè)計(jì)的用電負(fù)荷總體上是以空調(diào)照明為主體，醫(yī)療設(shè)備用電所占的比例很小，其中空調(diào)約占50%，照明30%，動力包括醫(yī)療用電20%。醫(yī)院與住宅不同，其用電負(fù)荷與醫(yī)院的級別和類別有關(guān)，與醫(yī)院所處的城市、地域關(guān)系不大，宜按使用功能(門診、住院、檢查)分別計(jì)算負(fù)荷。我國醫(yī)院變壓器安裝指標(biāo)一般為在65～75VA/ m2左右。

本工程因地方有限，不能采用多臺變壓器，經(jīng)計(jì)算在本棟大樓的一層設(shè)置兩臺接線方式為DYn11，Uk=6%，2000KVA的干式變壓器，變壓器的負(fù)荷率為83.6%。

3 低壓配電系統(tǒng)

根據(jù)醫(yī)療建筑負(fù)荷的特殊性并考慮到醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展，參考《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》可把用電設(shè)備分為幾個供電系統(tǒng)：一般照明、應(yīng)急照明、電壓波動小的一般醫(yī)療用電(插座)負(fù)荷、電壓波動大的醫(yī)用數(shù)字檢影成像系統(tǒng)設(shè)備、空調(diào)及動力負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)采用不同的供電方式。

3.1 一般照明系統(tǒng)

醫(yī)院照明設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮病人與醫(yī)護(hù)人員的需求。良好的照明環(huán)境能夠舒緩病人的不良情緒，使病人能安心的等待就診和治療，為治療帶來積極的效果；同時也能保證醫(yī)務(wù)工作者能高效快捷的完成各項(xiàng)工作，緩解醫(yī)護(hù)人員精神及身體的疲勞。因此，要充分考慮各類不同場所的功能，結(jié)合自然采光等因素，采用合適的燈具及合理的布燈方式，控制方式來滿足使用要求并達(dá)到節(jié)能效果。本工程按照《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034)和照明設(shè)計(jì)手冊(第二版)中規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值和照度功率密度進(jìn)行設(shè)計(jì),具體詳見(表1)，醫(yī)療用房應(yīng)采用高顯色照明光源，采用帶電子鎮(zhèn)流器的三基色熒光燈。

表1 醫(yī)院建筑照度標(biāo)準(zhǔn)要求

3.1.1 一層的大廳、掛號廳、取藥廳以及各層的候診廳等場所是人員較集中的地方，病員從掛號開始候診、治療、繳費(fèi)、取藥需要等待一個較長的時間，為了給病員創(chuàng)造一個安靜的氣氛，本次設(shè)計(jì)選用的是以簡潔明快的三基色熒光燈為主。

3.1.2 三層的放射科，放射室的設(shè)備容易給病員造成一種壓抑感，為了盡量創(chuàng)造一個舒暢、輕松的氣氛，除工作照明外，設(shè)計(jì)預(yù)留一部分的回路用于裝飾設(shè)計(jì)時的壁燈使用。X光檢查室照明要滿足機(jī)器維修、調(diào)試時所需要的照度，設(shè)計(jì)按照200LX進(jìn)行設(shè)計(jì)，透視檢查時室內(nèi)不需要太高的照度，可根據(jù)需要進(jìn)行有級調(diào)光控制，使病員的視覺有一個明暗適應(yīng)的過程。X線診斷室、電腦斷層攝影等房間，設(shè)置防止誤進(jìn)入的LED紅綠信號指示燈標(biāo)志和防止誤入室內(nèi)的安全裝置，其電源信號與機(jī)組連通，標(biāo)志燈的開啟由設(shè)備的操縱臺控制。放射線室為了避免給病員造成眩光，燈具不應(yīng)布置在機(jī)器的正上方，燈具采用在設(shè)備的四周均勻布置。

3.1.3 二到四層的各科診室，采用三基色熒光燈，色溫采用4000K左右，頂燈采用漫反射型燈具，以減少眩光。診室的檢查治療設(shè)備一般都配備照明工作燈，因此，診室內(nèi)每個診位處，均設(shè)置2～3個供檢查治療儀器使用的插座，同時各個診室根據(jù)需要預(yù)留有移動紫外殺菌燈和看片燈的電源，紫外殺菌燈安裝功率密度按照1.5～3W/m2。

3.1.4 五到二十二層的病房，病房是病人進(jìn)行診治康復(fù)的場所，主要由各類病房、病房走廊及護(hù)士站三部分組成。

(1)病房照明應(yīng)滿足治療、護(hù)理及病人康復(fù)的要求，一般應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：①設(shè)置治療和護(hù)理用的照明燈光不應(yīng)對病人產(chǎn)生眩光。②設(shè)置地腳夜燈，一般距地面0.3～0.5m，供夜間醫(yī)護(hù)人員查房護(hù)理時或病人夜間使用，光源采用白光LED。③設(shè)置局部照明燈，采用一床一燈的方式，本次設(shè)計(jì)燈具設(shè)置在治療帶上，床頭部位照度不應(yīng)大于0.1LX，兒科病房不應(yīng)大于1LX。對床頭燈的供電回路加設(shè)剩余電流動作保護(hù)。兒科門診和兒科病房的電源插座及開關(guān)的安裝高度為離地面不得小于1.5m,病房內(nèi)離最近病床的水平距離不得小于0.6m。④病房的頂燈不宜安裝在病床的正上方，以免對病人產(chǎn)生眩光。對于病床單側(cè)排列時，在護(hù)理通道上設(shè)置頂燈；病床雙側(cè)排列時，在中間通道設(shè)置頂燈；病床有滑動式圍簾的時，除設(shè)置床頭燈外，通道和病床的上方應(yīng)分別設(shè)置頂燈。燈具采用帶電子鎮(zhèn)流器的三基色熒光燈，燈具亮度不宜大于2000cd/ m2，色溫在3000K左右。

(2)走廊照明與其相鄰房間的照明相協(xié)調(diào)，使人們通過走廊進(jìn)入房間時不會感到太大的照度差異，因此走廊的照度不應(yīng)低于病房照度的70%。同時為了夜間燈光不能射入病房內(nèi)，影響病人的休息，燈具應(yīng)布置在兩病房門之間，不應(yīng)布置在正對門和門上方的位置。為了對走廊進(jìn)行集中控制，燈具的控制開關(guān)，集中設(shè)在護(hù)理站處。

(3)護(hù)士站是診斷、治療、護(hù)理準(zhǔn)備和處理日常醫(yī)療事物的場所，也是護(hù)理人員與病人聯(lián)系的樞紐，照明應(yīng)給人一種明亮潔凈的光環(huán)境。除了設(shè)置日常工作的熒光燈外，還應(yīng)在護(hù)理工作臺上方或側(cè)墻設(shè)置夜間工作燈。護(hù)理站采用帶電子鎮(zhèn)流器的三基色熒光燈。

3.2 應(yīng)急照明系統(tǒng)

在五層的血液透析、治療室、藥房等房間，樓梯間、防煙樓梯間前室、消防電梯間及其前室、合用前室、建筑物疏散通道等人員密集的場所指及消防控制室、變配電室、水泵房、發(fā)電機(jī)房等發(fā)生火災(zāi)時仍需堅(jiān)持工作的房間均設(shè)置應(yīng)急照明，其應(yīng)急供電轉(zhuǎn)換時間不應(yīng)大于5S，以上場所的燈具均采用自帶蓄電池供電。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-2008附錄A的規(guī)定醫(yī)療區(qū)的走道照明也定為一級負(fù)荷。

應(yīng)急照明配電箱由雙路電源供電，并進(jìn)行末端互投。

3.3 醫(yī)院重要設(shè)備供電系統(tǒng)

重要醫(yī)療設(shè)備、數(shù)字胃腸、DR/X光室、電腦斷層攝影等醫(yī)療裝備用電，五層的血液透析中心的電力及照明，六層的骨髓移植病房的空調(diào)電源均為一、二級負(fù)荷，由變電所不同的低壓母線段兩路電源供電，末端自動互投。

屋頂?shù)目照{(diào)風(fēng)冷機(jī)組、電梯、正壓送風(fēng)，排煙風(fēng)機(jī)等也分別從變配電所低壓柜放射式供電到末端，消防設(shè)備兩路電源在負(fù)荷末端互投。

樓層醫(yī)療照明用電和醫(yī)療動力電源插座由設(shè)在各層的醫(yī)療動力雙電源配電總箱引接。在各層公共走廊部分設(shè)置一定數(shù)量的清掃用插座。同時為了避免二次污染，公共場所的衛(wèi)生間以及各個診室的水龍頭均采用自動感應(yīng)式。

因該醫(yī)院為三級甲等醫(yī)院，病人及其家屬有可能來自不同的地域，根據(jù)業(yè)主要求病房及護(hù)士站的所有插座均采用萬用孔。

當(dāng)特殊醫(yī)用設(shè)備的額定電壓不是標(biāo)準(zhǔn)電壓(380/220V)時，另外配備專用變壓器。

3.4 配電設(shè)備及布置

在每層的配電間內(nèi)，設(shè)有樓層照明配電總箱、應(yīng)急照明配電總箱、空調(diào)通風(fēng)動力配電箱、醫(yī)療用電雙電源切換配電箱、耐火母線、預(yù)分支電纜和電纜橋架及管線等。各層的所有配電箱均按防火分區(qū)，并結(jié)合使用功能來設(shè)置，其分支線路的供電半徑不超過100m，低壓配電級數(shù)不超過三級。

在各護(hù)理單元的走廊和負(fù)荷較集中的房間內(nèi)設(shè)醫(yī)用電源插座箱，醫(yī)療動力電源引自雙電源切換配電箱。

4 電纜及其導(dǎo)線的選用原則

醫(yī)院建筑火災(zāi)危險性大，施救及疏散困難，又有大量的可燃物存在，因此防火要求高。該醫(yī)院建筑類別為一級，火災(zāi)自動報警保護(hù)對象分級為一級，故消防設(shè)備供電干線及其分支干線選用低煙無鹵阻燃B級耐火交聯(lián)乙烯絕緣交聯(lián)乙烯護(hù)套電線電纜，應(yīng)急照明主干線采用低煙無鹵阻燃耐火型預(yù)分支電力電纜，支線采用低煙無鹵導(dǎo)線；醫(yī)療用電設(shè)備和其他系統(tǒng)二三級負(fù)荷的線纜均采用低煙無鹵阻燃B級交聯(lián)乙烯絕緣交聯(lián)乙烯護(hù)套電線電纜。

5 諧波治理

本工程變壓器接線采用D,yn11,可有效抑制3次諧波；變配電所內(nèi)設(shè)置無功補(bǔ)償及無源濾波柜，串聯(lián)電抗系數(shù)P=7%的電抗器，實(shí)現(xiàn)自動無功補(bǔ)償，并可有效抑制5、7次諧波。以上兩種方法結(jié)合可相對經(jīng)濟(jì)簡便的抑制消除系統(tǒng)的大部分諧波，一般可滿足用電質(zhì)量的要求。為增加X光機(jī)、電腦斷層攝影、數(shù)字胃腸等醫(yī)療用電設(shè)備的供電可靠性，在選擇配電線纜的相線截面時，是按電纜載流量的減低系數(shù)取0.86計(jì)算的，同時中性導(dǎo)體與相導(dǎo)體材料相同，截面相等，并由變配電所直接供電。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的電能質(zhì)量仍不夠理想時，可根據(jù)儀器現(xiàn)場實(shí)測，加裝有源濾波器柜，進(jìn)一步反向消除諧波，提高電能質(zhì)量。

6 電氣安全與接地系統(tǒng)

醫(yī)院的電氣安全與接地設(shè)計(jì)，與病人及醫(yī)務(wù)人員的生命安全息息相關(guān)，同時對設(shè)備正常工作、建筑防雷等也至關(guān)重要。

根據(jù)現(xiàn)行的各類規(guī)范關(guān)于醫(yī)院設(shè)計(jì)的規(guī)定，醫(yī)院的接地包括防雷接地、配電系統(tǒng)接地、建筑設(shè)備接地、弱電設(shè)備接地、醫(yī)療設(shè)備接地(含保護(hù)接地、工作性接地、等電位連接、屏蔽接地)、總等電位聯(lián)結(jié)。醫(yī)院宜采用共用接地系統(tǒng)，各醫(yī)療設(shè)備機(jī)房應(yīng)設(shè)專用接地端子箱，并通過接地干線引到基礎(chǔ)接地體，采用聯(lián)合接地極。

本工程有一些大型的醫(yī)療設(shè)備，大型醫(yī)療設(shè)備一般對接地有較高的要求，有些醫(yī)療設(shè)備廠家會提出單獨(dú)設(shè)備設(shè)置接地極，且要求與防雷接地、保護(hù)接地絕緣，但由于場地的原因，這些單獨(dú)接地極不可能完全與建筑物的金屬大地絕緣，而一旦絕緣遭到破壞，醫(yī)用等電位接地與電力系統(tǒng)的保護(hù)接地則可能不是一個等電位，此時在患者的周圍如果存在電位差，將產(chǎn)生觸電的危險。實(shí)踐中，不管是電力系統(tǒng)的接地、醫(yī)用等電位接地及設(shè)備接地，在房間內(nèi)應(yīng)該嚴(yán)格遵守一點(diǎn)接地的要求，否則在患者的周圍一旦出現(xiàn)電位差，將給患者帶來危險。一般來說，從電力總等電位端子板引來的PE端子能滿足醫(yī)療設(shè)備<2Ω的要求。但由于PE線一般都比較長，對于X射線設(shè)備等高頻、高靈敏設(shè)備來說反而是一個干擾源，故本設(shè)計(jì)另行設(shè)置粗而短的接地極，具體作法為設(shè)備間的配電柜旁用大于35mm2的銅芯導(dǎo)線穿金屬管就近與建筑物的金屬大地連通，接地電阻小于1Ω。

金屬管與大地應(yīng)可靠連通(起屏蔽作用)，此接地線應(yīng)該與PE線可靠連接構(gòu)成輔助等電位接地端，作為醫(yī)用局部等電位及設(shè)備的接地端子。另外各個醫(yī)療設(shè)備的接地從金屬大地引出后不應(yīng)該再相互連通，否則各設(shè)備相互成為干擾源。

系統(tǒng)的接地型式為TN-S，采用的接地故障保護(hù)措施包括：建筑物總等電位、衛(wèi)生間局部等電位、醫(yī)用場所局部等電位、剩余電流保護(hù)。

本醫(yī)院變配電所設(shè)總等電位接地端子箱；消防中心、弱電機(jī)房、監(jiān)控中心、水泵房、空調(diào)制冷機(jī)房、帶洗浴功能的衛(wèi)生間、電梯機(jī)房等場所設(shè)局部等電位；重診監(jiān)護(hù)室、治療室、功能檢查室等場所設(shè)醫(yī)用局部等電位。在0類和1類場所采用額定剩余動作電流小于等于30mA的剩余電流保護(hù)器作為自動切斷電源的措施，本工程沒有2類場所。

電氣設(shè)備對病人的影響——電擊，電擊包括宏電擊和微電擊。防止宏電擊可以采用接地線及10mA漏電保護(hù)器來完成，而引起微電擊的主要因素是電子儀器的泄漏電流，以及病人所處的環(huán)境非等電位，因此為防止微電擊，在使用Ⅱ類電氣設(shè)備的基礎(chǔ)上，要設(shè)置醫(yī)用局部等電位及其采取措施減少泄漏電流。防止微電擊等電位聯(lián)結(jié)，應(yīng)包括室內(nèi)給水管、金屬門窗、病床的金屬框架及患者可能在2.5m內(nèi)直接或間接接觸觸及到的各部分金屬部件，用于上述部件進(jìn)行總等電位聯(lián)結(jié)的保護(hù)線阻抗，應(yīng)使上述金屬導(dǎo)體相互間的電位差小于10mV。

7 結(jié)束語

醫(yī)院建筑是比較復(fù)雜、功能繁多的建筑，再加上里面多數(shù)是體弱多病的患者，醫(yī)院建筑電氣的好壞，可以影響到病人的人身安全，因此，醫(yī)院建筑對電氣設(shè)計(jì)人員要求更高。醫(yī)院建筑的電氣設(shè)計(jì)首先應(yīng)根據(jù)醫(yī)院等級、負(fù)荷要求及市政條件，進(jìn)行綜合評估后確定合理的供電方案；在電力配電、照明、安全與接地設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，應(yīng)結(jié)合人員安全、設(shè)備需求、建筑功能，把握住不同區(qū)域電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)與要點(diǎn)，以確保設(shè)計(jì)滿足醫(yī)院建筑的要求，同時具有一定的先進(jìn)性，有利于節(jié)能，方便管理。

[1]GB50034，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) [S].

[2]GB50045,高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[3]GB50052-2009,供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]JGJ 16-2008,民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]JGJ49,綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，組編工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊第三版[Z].

[7]中國航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司，王厚余 編著[J].建筑物電氣裝置600問.

[8]北京照明學(xué)會照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會，照明設(shè)計(jì)手冊[J].第二版.

Discussion on electrical design of Comprehensive Ward Building of Hospital Department of Internal Medicine

HUANGHailing

(FIRS DESIGN & RESEARCH INS I U E MI CHINA，Xiamen 361004)

Through the design example of Comprehensive Ward Building, around the hospital power supply system, power distribution system, building lighting, selection principle, cable and wire harmonic control, electrical safety and grounding system and other aspects of the electrical design of hospital buildings.

Comprehensive ward buildings; Power supply system; Building illumination; Electrical safety and grounding system

黃海鈴(1981.4- ),女,工程師。

2015-03-05

TU976+.1

A

1004-6135(2015)04-0099-04