上海市精神衛(wèi)生中心重性精神疾病臨床診療中心電氣設(shè)計分析

摘要： 聚焦于我國精神衛(wèi)生醫(yī)院領(lǐng)域的建設(shè)要求，探討了電氣設(shè)計在提升醫(yī)療水平方面的積極探索。以上海市精神衛(wèi)生中心重性精神疾病臨床診療中心項目為案例，梳理了當(dāng)前國內(nèi)外精神病院建筑設(shè)計的現(xiàn)狀，詳細闡述了電氣設(shè)計在配電、照明、防雷等方面的實施細節(jié)及創(chuàng)新嘗試。結(jié)果可供同類項目參考。關(guān)鍵詞： 精神病院配電; 建筑照明; 節(jié)律照明; 裝配式建筑電氣設(shè)計

中圖分類號： TU855文獻標(biāo)志碼： B文章編號： 1674-8417（2024）10-0051-05

DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.10.009

0引言

上海市精神衛(wèi)生中心重性精神疾病臨床診療中心項目，坐落于上海市閔行區(qū)。該中心為三級甲等?？漆t(yī)院，具備完善的診療設(shè)施。項目總建筑面積約為8.6萬m2。該項目將門診、醫(yī)技和住院三大功能有機地整合在一起，為患者提供便捷、高效的診療服務(wù)。

本文以上海市精神衛(wèi)生中心為例，探討了電氣設(shè)計方案，以此提升醫(yī)療水平，保障患者安全，減輕醫(yī)務(wù)人員壓力。

1需求分析

世界各國針對精神衛(wèi)生?？漆t(yī)院均有嚴格的規(guī)定。在英國，精神病院須避免使用柔性電纜懸掛照明燈具，患者的臥室照明通常由患者直接控制，公共區(qū)域如走廊等在夜間則采取降低照度的措施，其控制開關(guān)由工作人員負責(zé)［1］。美國紐約的精神衛(wèi)生辦公室對精神病院區(qū)域進行了風(fēng)險劃分［2］，將病人單獨或在無監(jiān)督情況下使用的區(qū)域視為高風(fēng)險區(qū)，患者在受控區(qū)域及在監(jiān)督條件下使用的區(qū)域為中風(fēng)險區(qū)，無病人的區(qū)域則為低風(fēng)險區(qū)。為確保患者安全，所有病人可能接觸的區(qū)域均采用具有電弧故障保護和接地故障保護的插座，或通過位于患者環(huán)境外的斷路器提供雙重保護。為防止患者將電氣設(shè)備的外殼用作武器，電氣設(shè)備的安裝需確保不易被患者破壞。

在本項目中，設(shè)計團隊一方面詳細研讀了現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范及論文［3］，做到設(shè)計有依據(jù);另一方面通過與醫(yī)院使用方深入溝通，明確醫(yī)療機構(gòu)在運營過程中需滿足的特殊要求，切實做到以人為本進行設(shè)計。

我國醫(yī)院和精神衛(wèi)生?？漆t(yī)院的建筑設(shè)計及電氣設(shè)計受到高度重視，已制定多項規(guī)范，主要包括GB 51039—2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》［4］、JGJ 312—2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》［5］、GB 51058—2014《精神?？漆t(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》［6］，以及建標(biāo)176—2016《精神專科醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準》［7］。建標(biāo)176—2016《精神專科醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準》要求精神?？漆t(yī)院實施雙路供電，若不具備雙路供電條件，則需配備自備電源。GB 51058—2014《精神?？漆t(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》中不僅對精神病院重要區(qū)域供電自動恢復(fù)時間作出規(guī)定，還對供電設(shè)備的安裝位置、安裝高度及控制方式提出要求。例如，要求醫(yī)院封閉區(qū)的配電箱控制箱應(yīng)遠離患者接觸的區(qū)域，并便于醫(yī)護人員監(jiān)管;每個病房設(shè)置1個照明燈具接入應(yīng)急電源，走廊照明在夜間需降低照度。

院方的需求包含在病房門外配備清潔插座，滿足日常清潔需求。每張病床或每兩張病床之間設(shè)置1款安全型插座，供患者救治和使用，插座回路通過集中控制實現(xiàn)通電與斷電，防止患者利用插座進行自殘。病房與公共區(qū)域的照明設(shè)備由護士臺統(tǒng)一控制，走廊配備夜間照明或降低照度的設(shè)施，病房內(nèi)應(yīng)在門口設(shè)置由護士站單獨控制的夜燈，以便于夜間查房時觀察房間內(nèi)情況。患者可觸及的照明裝置應(yīng)采用封閉式設(shè)計，安裝高度不低于2.4 m，相應(yīng)配電回路應(yīng)配備剩余電流保護器。

2供配電系統(tǒng)設(shè)計

本工程為一類高層公共建筑，屬三級甲等?？漆t(yī)院。根據(jù)GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準》［8］的附錄A、JGJ 312《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》的第14.2.1條等及業(yè)主的特定需求，明確負荷等級。特級負荷的供電采用3個獨立電源。一級負荷配置兩個獨立電源。二級負荷在變電所內(nèi)通過母聯(lián)方式，提供供電保障。

項目引入兩路10 kV獨立電源作一級負荷的兩個獨立電源。第三個電源因本項目位于醫(yī)院老園區(qū)，用地空間有限，不具備設(shè)置柴油發(fā)電機房的條件，故采用UPS作為特級負荷的第三個獨立電源。為確保穩(wěn)妥，預(yù)留臨時柴油發(fā)電機的安裝空間和接入條件。在建設(shè)過程中，低壓柜一側(cè)設(shè)置臨時柴發(fā)接入柜，以便在兩路市電長時間失電的緊急情況下，接入柴油發(fā)電機以確保醫(yī)院正常運行。柴發(fā)接入柜負責(zé)接入特級負荷、一級負荷和消防負荷等重要設(shè)備。一層預(yù)留臨時柴發(fā)接入間，通過母線與地下室的臨時柴發(fā)接入柜連接，并在室外預(yù)留柴油發(fā)電機臨時安裝空間。臨時柴油發(fā)電機容量為1 500 kW。

本項目設(shè)置水冷機組作為夏季空調(diào)冷源，風(fēng)冷熱泵為冬季空調(diào)熱源，空調(diào)冷熱源夏、冬季不同時運行。負荷計算時，以二者功率較大者進行計算。項目配備兩臺1 600 kVA變壓器和兩臺1 000 kVA變壓器，變壓器的空載損耗和負載損耗不高于現(xiàn)行的國家標(biāo)準GB 20052—2024《電力變壓器能效限定值及能效等級》［9］規(guī)定的一級能效限定值。

采用低壓智能配電系統(tǒng)，通過斷路器通信方案全面采集電氣信息。根據(jù)斷路器運行數(shù)據(jù)和環(huán)境狀況，對觸頭磨損、電氣磨損、機械壽命、環(huán)境老化等方面進行分析管理，并提供預(yù)防性維護指導(dǎo)和計劃。系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的遠程全面、實時監(jiān)控，在設(shè)備故障前及時發(fā)出故障風(fēng)險預(yù)警，確保設(shè)備安全。在重要配電柜內(nèi)設(shè)置電柜醫(yī)生，實時跟蹤斷路器老化和磨損情況，預(yù)警斷路器故障，并對負載及線路的過載、諧波和異常工況發(fā)出預(yù)警。

在屋頂設(shè)置太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，面積約為1 000 m2，達到屋面面積的30%，裝機容量234.45 kWp，采用自發(fā)自用模式，設(shè)置兩個并網(wǎng)點，接入變電所低壓側(cè)。

3照明設(shè)計

項目室內(nèi)照明燈具均采用LED燈具，功率密度、燈具效率滿足國標(biāo)要求。照明點位、燈具類型、安裝方式和控制要求等滿足國標(biāo)標(biāo)準及醫(yī)院需求。

環(huán)境光照對心理的影響目前已有廣泛研究。文獻［10］的文章闡述了可以利用中午或早晨的強光來治療和干預(yù)雙向情感障礙抑郁癥，其反應(yīng)機制與晝夜節(jié)律系統(tǒng)的影響有關(guān)。文獻［11］的研究揭示了個體在高照度環(huán)境中時間越長，情緒相對更積極，而缺乏自然光與抑郁癥和睡眠質(zhì)量有關(guān)。文獻［12］揭示了在工作環(huán)境中，高色溫能夠提高工作人員積極性并減少疲勞。夜間光照下暴露的時間會影響抑郁癥的癥狀，夜間光照度越高，時間越長，抑郁癥癥狀越嚴重。

本建筑病房區(qū)創(chuàng)新采用了基于智能照明系統(tǒng)的生物節(jié)律照明系統(tǒng)。系統(tǒng)通過模仿自然光的模式，隨著時間的推移而調(diào)整病房照明的亮度和色溫。通過模擬自然界的晝夜交替，幫助調(diào)節(jié)病人的生物鐘，改善睡眠質(zhì)量，減少抑郁和焦慮，幫助精神健康的康復(fù)。

病房電氣設(shè)備布置示例如圖1所示。各個病房的常規(guī)照明均依賴于智能照明系統(tǒng)調(diào)控的節(jié)律照明，護士站統(tǒng)一配備智能照明的集中控制面板。每個病房配備一個應(yīng)急照明燈具，作為火災(zāi)發(fā)生時的疏散照明。病床附近設(shè)有安全型插座，可通過護士站的集中控制面板實現(xiàn)通電與斷電的統(tǒng)一管理。病房入口處設(shè)有夜燈，由護士站統(tǒng)一控制，以便于夜間醫(yī)護人員查房時觀察病房內(nèi)狀況。樓層配電箱位于樓層強電間內(nèi)，所有設(shè)備機房采用統(tǒng)一鑰匙上鎖，確保病人無法觸及。

4接地與安全

本項目地上為鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，利用所有鋼結(jié)構(gòu)柱，鋼筋混凝土墻、柱內(nèi)相互連接的豎向鋼筋作為引下線。接地采用TN-S系統(tǒng)，采用聯(lián)合接地的形式，接地電阻不大于1 Ω。室外景觀照明等采用局部TT系統(tǒng)，接地電阻不大于4 Ω。在手術(shù)室及其他一些重要場所（2類醫(yī)療場所）采用IT接地系統(tǒng)以確保這些場所的用電安全。

橋架系統(tǒng)進行可靠接地。梯架、托盤和槽盒全長不大于30 m時，不應(yīng)少于兩處與保護導(dǎo)體可靠連接;全長大于30 m時，每隔20～30 m應(yīng)增加1個連接點。起始端和終點端均應(yīng)可靠接地。鍍鋅梯架、托盤和槽盒本體之間不跨接保護聯(lián)結(jié)導(dǎo)體時，連接板每端不應(yīng)少于兩個有防松螺帽或防松墊圈的連接固定螺栓。

在醫(yī)技檢查、化驗、弱電主機房及廚房、有浴缸或淋浴盆的衛(wèi)生間等潮濕場所等處設(shè)置輔助等電位聯(lián)結(jié)。在1類、2類醫(yī)療場所的“患者環(huán)境”內(nèi)設(shè)置輔助醫(yī)用等電位聯(lián)結(jié)。

5裝配式建筑中的設(shè)備安裝

本項目地上大量采用裝配式建筑，電氣豎向干線做集中敷設(shè)，方便維修與更換。豎向管道穿越預(yù)制構(gòu)件或設(shè)備暗敷于預(yù)制構(gòu)件時，需在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)留溝、槽、孔洞或套管;電氣水平管線當(dāng)受條件限制必須暗埋時，宜敷設(shè)在現(xiàn)澆層或建筑墊層內(nèi);如無現(xiàn)澆層且建筑墊層又不滿足管線暗埋要求時，需在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)留相應(yīng)的套管和接線盒。各個功能單元內(nèi)終端線路較多時，采用橋架或線槽敷設(shè)，較少時統(tǒng)一預(yù)埋在預(yù)制板內(nèi)或裝飾墻面內(nèi)。

所有預(yù)制墻體上設(shè)置的終端配電箱、開關(guān)、插座及接線盒、連接管等均由結(jié)構(gòu)專業(yè)進行預(yù)留預(yù)埋，并應(yīng)采取隔聲及防火措施;設(shè)備管線穿過預(yù)制構(gòu)件的部位采取防水、防火、隔聲、保溫等措施。消防線路預(yù)埋暗敷在預(yù)制墻體上時，采用穿導(dǎo)管保護，并預(yù)埋在不燃燒體的結(jié)構(gòu)內(nèi)，其保護層厚度不小于30 mm。照明、插座管路沿疊合樓板現(xiàn)澆層、預(yù)制墻板敷設(shè)，吸頂安裝的燈具沿預(yù)制頂板預(yù)埋高樁深型接線盒。預(yù)制墻體內(nèi)的箱、盒及管線和預(yù)制樓板內(nèi)的接線盒（過路盒）等在施工安裝前均應(yīng)預(yù)制到位。結(jié)構(gòu)墻接線盒下部在與結(jié)構(gòu)板接茬處預(yù)留100 mm×100 mm×80 mm預(yù)留洞，用戶配電箱、弱電箱、局部等電位箱在結(jié)構(gòu)墻與結(jié)構(gòu)板接茬處預(yù)留箱體同寬×100 mm×120 mm預(yù)留洞，待現(xiàn)場澆筑結(jié)合部混凝土?xí)r與現(xiàn)場預(yù)埋管進行銜接。

利用裝配式建筑物的鋼筋作為防雷裝置時，構(gòu)件之間必須連接成電氣通路。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑屋面的接閃器、引下線及接地裝置在可以避開裝配式主體結(jié)構(gòu)的情況下，參照非裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的常規(guī)做法;難以避開時，需利用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)剪力墻內(nèi)部滿足防雷接地系統(tǒng)規(guī)格要求的鋼筋作引下線及接地極，或在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)樓板等相應(yīng)部位預(yù)留孔洞或預(yù)埋鋼筋、扁鋼，并確保接閃器、引下線及接地極之間通長、可靠連接。

6結(jié)語

本項目在國家規(guī)范基礎(chǔ)上，以可靠性為核心，設(shè)計充分考慮建筑電力、配電、照明和消防系統(tǒng)。充分考慮精神衛(wèi)生中心特殊的醫(yī)患需求，確保電氣安全，打造安全舒適的治療環(huán)境。通過精確計算，選定合理變壓器容量以及獨立電源數(shù)量，并采用UPS電源和柴發(fā)備用，保障供電穩(wěn)定。創(chuàng)新采用節(jié)律照明，模擬自然光，為患者提供溫馨治療環(huán)境。同時，重視電氣安全，確保接地系統(tǒng)可靠，電氣設(shè)備安裝、控制符合精神專科醫(yī)院的標(biāo)準。新建的重性精神疾病診療中心，展現(xiàn)我國醫(yī)療建筑高水平，為同行提供借鑒。

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［2］New York State Office of Mental Health.Patient SafetyStandards.Materials and Systems Guidelines［Z］.2023.07.31.

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［5］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范：JGJ 312—2013［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

［6］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.精神?？漆t(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范：GB 51058—2014［S］.北京：中國計劃出版社，2014.

［7］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.精神?？漆t(yī)院建設(shè)標(biāo)準：建標(biāo)176-2016［S］.北京：中國計劃出版社.2016.

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收稿日期： 20240611

Introduction to the Electrical Design of the Clinical Diagnosis and Treatment

Center for Severe Mental Illness of Shanghai Mental Health Center

HU Yifeng，CHEN Yitong，CHEN Jiefu

（Arcplus Institute of Shanghai Architectural Design amp; Research Co.， Ltd.， Shanghai 200040， China）

Abstract： This paper focuses on the construction requirements of mental health hospitals in China，and discusses in depth the active exploration of electrical design in improving medical standards.Taking the project of the Clinical Diagnosis and Treatment Center for Severe Mental Illness of Shanghai Mental Health Center as an example，this paper systematically sorts out the current status of the architectural design of psychiatric hospitals domestic and international，and elaborates the implementation details and innovative attempts of electrical design in power distribution，lighting，lightning protection，etc.The results can provide design ideas for similar engineering projects.

Key words： psychiatric hospital power distribution; architectural lighting; rhythm lighting; electrical design of prefabricated building