大中型醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)設計

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大中型醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)設計

查慧勤（安徽省建筑設計研究院有限責任公司，安徽 合肥 230022）

文章總結多個綜合性醫(yī)院的設計經驗，從醫(yī)院的醫(yī)療設備容量和負荷級別、變壓器容量的選擇、變電所的設置、柴油發(fā)電機組的設置、低壓配電方式的選擇這些方面，分析和明確大中型醫(yī)院供配電系統(tǒng)的設計。

醫(yī)院建筑；醫(yī)療設備；負荷容量；變電所；柴油發(fā)電機組

1　概述

隨著中國社會經濟的發(fā)展和國力的增強，國家對人民大眾健康的投入越來越大，近幾年大中型醫(yī)院在各級城市層次不窮的新建、改擴建，其規(guī)模越來越大，功能越來越復雜，各種先進的醫(yī)用診斷、檢測、治療等設備的應用，給電氣設計帶來新的難點和重點。

我國醫(yī)療機構根據人員、床位、設備、房屋等分為三級十等，對于二級乙等以上的醫(yī)院建筑一般設有門診醫(yī)技、住院、后勤樓、感染樓、康復樓等[1]，規(guī)范[2-3]中這些樓內醫(yī)療場所的醫(yī)療電氣設備依據接觸人體體內、體表、不使用分為2類、1類、0類場合，這些場合的自動恢復供電時間要求、中斷供電造成的影響又將供電負荷分為一級負荷中特別重要負荷、一級、二級、三級負荷，依據以上的分類分別設置變電所、柴油發(fā)電機房以及供配電的型式。

2　負荷容量和級別的確定

2.1醫(yī)療及大型設備容量的確定[4]

供配電設計首先確定用電容量和用電負荷等級，筆者歸納一下曾經的眾多大中型醫(yī)院的重要醫(yī)療設備容量如下。

①國內大多醫(yī)院采用MR核磁共振設備場強為1.5T～3T，以3.0T為例，一般最大瞬時功率100kVA，連續(xù)功率75kVA，功率因數0.9，機房空調約為40～50kW，冷卻水冷機約為20kW；磁共振機房一般遠離馬路、電梯、空調機房、泵房、變壓器、交流配電箱、強電電纜，金屬物件與核磁共振室間距動態(tài)干擾下在5.5～40m，靜態(tài)干擾下在1.25～4m，交流干擾下電纜在25A～1000A的距離在2m～12m，變壓器100kVA～1600kVA的間距在12～14m。

DR數字X光機根據X光球管和高頻逆變高壓發(fā)生器的不同容量不同，一般系統(tǒng)設備容量約為65kW～100kW之間，功率因數0.8，機房其他空調、插座、照明等容量單獨供配電。而數字胃腸機等一般在60kVA～80kVA之間。

②DSA血管造影設備設備容量一般為125kVA，功率因數在0.9，機房其他空調、插座、照明等容量單獨供配電。

③平掃CT/螺旋CT掃描機的設備容量一般在0kVA～100kVA，功率因數在0.8。

④用于放射治療的直線加速器根據被加速的粒子能量（MV）確定加速器的配電容量，直線加速機房獨立建設，以一般醫(yī)院采用15MV為例，機組的容量約35kW，真空泵2kW，水冷機10kW，并根據房間要求單設空調機組。

⑤高壓氧艙根據工作壓力、艙體體積、治療人數等確定供電容量，一般可按50kW～80kW預留。

⑥二三級甲乙等醫(yī)院會設置中心供應室，包括污染區(qū)、清潔區(qū)、無菌區(qū)、辦公區(qū)等，其中眾多設備容量約在150kW～200kW。

⑦手術室根據潔凈度分為萬級、千級、百級等，每間手術的供電容量分為3.15kVA、6.3kVA、8kVA，各別房間達到10kVA，而手術的潔凈空調一般按潔凈區(qū)域每平米150W～200W測算。

⑧靜脈藥物配置中心的總用電容量包括照明、插座和潔凈空調系統(tǒng)，總容量約在300～350kW，其中空調容量約占總容量的2/3。

⑨中心供應室是大中型醫(yī)院必備，消毒除菌、發(fā)放等設備總容量一般在150kW～200kW之間。

⑩目前中西醫(yī)藥房均采用全自動發(fā)藥機以及發(fā)藥顯示屏等，用電容量每個藥房約在30～50kW。

?醫(yī)院的ICU、透析的用電量也是比較大的地方，一個床位的吊床約在2/3kW；檢驗科根據檢測設備多少一般供電容量約可達100kW；急診室用電容量根據所設功能約80～150kW；各門診科室內除了牙科的牙床用電量每床約1kW，其它設備一般插座即可滿足。

?病房內設備除照明燈具，一般為醫(yī)用線槽上插座和墻壁普通插座，用電設備雖分散但容量較小，可按常規(guī)計算。

?醫(yī)院內的空調、熱水系統(tǒng)是個用電容量需要特別關注的部分，一般空調系統(tǒng)的冷熱源分為蒸汽、天然氣和電，蒸汽、天然氣的制冷機組、制熱鍋爐的用電容量較小，用電則較大，不同冷熱源其冷凍泵、冷卻泵、熱水泵、冷卻塔的容量是相同的；而熱水系統(tǒng)一般會利用制熱鍋爐的蒸汽或單獨設置空氣源熱泵加太陽能熱水器，相對比較節(jié)能節(jié)電。

以上為大中型醫(yī)院建筑用電負荷較大較集中并且負荷等級較高的場所。

2.2負荷等級的確定

①根據規(guī)范一級負荷的重要負荷，供電需要二路中壓進線加應急電源，一般應急電源采用柴油發(fā)電機組，對于需要自動恢復時間要求較高的場所，另增設不間斷電源（UPS），保證轉換時間。

②對于一級、二級負荷，供電采用二路中壓進線即可滿足，同樣對于需要自動恢復時間要求較高的場所，增設不間斷電源（UPS）。

3　變電所的設置

3.1變壓器容量的確定

①醫(yī)院建筑各種醫(yī)療設備及給排水、熱水、空調、消防設備眾多，設備容量總和較大，但是根據筆者實際調查建成的大中型醫(yī)院的實際使用情況看，設備容量計算的需要系數值并不高，例如：大型放射科的檢查設備CT、MR、DR、DSA等，其啟動功率較大，實際運行功率很小；諸多手術室全部同時使用的概率也較低；門診、病房部分雖然就診和入駐率提高，醫(yī)療設備和醫(yī)用線槽的使用率并不是很高；給排水、空調設備，在醫(yī)院整體容量占比相對較大，特別是用電作為能源的占比可高達醫(yī)院整體容量40%，但在非采暖季節(jié)和制冷季節(jié)則完全不使用。

②綜上述，需要系數各場所數值病房醫(yī)療干線約在0.5～0.6，各門診科室用電約在0.7～0.8，手術室、ICU、CCU等用電約在0.7～0.9，檢驗科、化驗科、配置中心、中心供應等用電約在0.7～0.8，各大型醫(yī)療設備當從變電所供電時需要系數為1，當按放射科室供電時需要系數約0.8，考慮設備的啟動電流開關需放大級別，各空調機組、水泵、鍋爐的需要系數按0.9～1.0，以上所有容量折算到變壓器時同時系數可按0.8計算。

③總結下來現今大中型醫(yī)院的變壓器負荷指標根據醫(yī)療設備和科室的多少用電指標約在60～90VA/m2，變壓器負載率維持在65%～80%。

④一般在醫(yī)院建筑群內消防負荷的容量經計算不超過其它負荷總容量，故在進行變壓器負荷計算時可不納入之內，在柴油發(fā)電機組容量選擇時應進行計算比較。

3.2變壓器臺數的確定

①對于特級、一二級負荷等需要雙電源供電的宜單獨設置變壓器，此變壓器在中壓系統(tǒng)的備用母線段上。

②對于空調負荷特別是用電制冷機組和水泵，在非制冷季節(jié)可以切除容量的，宜單獨設置變壓器，而制熱鍋爐和水泵由于現行節(jié)能規(guī)范不允許采用電加熱，故用電容量不大，且負荷級別一般場所為三級可納入主變壓器。

③對于大型醫(yī)療設備如CT、DR、加速器等宜單獨設置變壓器，當設備儀器不多且主變壓器容量較大時也可納入其內。

3.3變電所個數的確定

①大中型醫(yī)院建筑群往往包含了門診醫(yī)技樓、病房樓、后勤樓，有的還設有傳染樓、康復樓、加速機房等，總面積大都在10萬m2以上，在院區(qū)內宜設置一總開閉所或總配電所，對面積占比較大門診醫(yī)技樓、病房樓分別單獨設置分變電所，對其它面積較小、容量較少的單體設置配電間，進行低壓二次配電。

②醫(yī)院的空調制冷制熱設備機房一般集中設置，當它距離主變配電所較遠時，宜單獨設置變電所，減少長距離大容量低壓電纜供電帶來的電壓和能耗的損失。

3.4醫(yī)院供電電源的確定

計算醫(yī)院建筑群所需的總變壓器的安裝容量以及特級、一二級負荷容量，結合當地供電局所提供的電源容量和電壓等級，即可向當地供電部門申請一路或多路主用電源和備用電源。

4　低壓配電系統(tǒng)的選擇

①醫(yī)院如下科室手術室、急診科、ICU、婦產科、中心供應、靜脈配置、藥房、輸液大廳、體檢中心等相對獨立和重要的科室應從變配電所放射式配電。

②醫(yī)院大型醫(yī)療設備如DR、CT、MR、DSA、直線加速器、高壓氧艙、核磁共振等也應采用從變配電所放射式配電。

③醫(yī)院內重要的消防設備按規(guī)范也采用變配電所放射式配電，并進行末端切換。

④對于普通門診科室、病房、辦公、公共走道照明、應急照明、非重要的消防設備等可采用變配電所樹干式和放射式相結合的方式配電。對空調設備、給排水設備按功能和容量配電方式亦可采用結合方式。

5　柴油發(fā)電機的確定

①柴油發(fā)電機組作為應急電源，其容量的選擇應分別計算出特級負荷容量、一二級負荷中醫(yī)院需要確保的容量、重要的消防負荷容量，取其較大容量并結合單臺電動機啟動的容量來確定柴油發(fā)電機組的總容量，并根據總容量選擇1臺、2臺甚至更多的機組并列運行，確保醫(yī)院的在停電狀態(tài)下的運轉。

②柴油發(fā)電機房位置的選擇根據規(guī)范不得在人員密集的場所的貼臨、上下方等，即大廳、門診、病房等人員眾多場所投影下方以及大型醫(yī)療設備的附近不能設柴油發(fā)電機房。

6　總　結[5]

醫(yī)院建筑作為民用相對復雜的建筑，其供配電系統(tǒng)也是比較復雜的，應本著安全、可靠、經濟的原則，做好醫(yī)療設備的統(tǒng)計、電源來源的調查、業(yè)主使用的需求等，來完善我們的供配電設計工作。

[1]建標110-2008，綜合醫(yī)院建設標準[S].

[2]GB51039-2014，綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范[S].

[3]JGJ312-2013，醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范[S].

[4]侯加全，等.醫(yī)院大型醫(yī)療設備機房電氣設計中注意[J].建筑電氣，2009 （6）.

[5]王鑫，等.綜合醫(yī)院建筑電氣設計的幾點體會[A].遼寧土木建筑學會電氣專業(yè)委員會年會2014年聯合論文集[C].

TU976+.1

A

1007-7359(2016)03-0214-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.078

查慧勤（1971），女，高級工程師，國家注冊電氣工程師，安徽省建筑設計研究院有限責任公司電氣專業(yè)所總工。