台山市新中医院门诊大楼配电设计

来源:用户上传      作者:

　　摘要：本文结合台山市新中医院门诊大楼的实际工程案例，依据相关规范要求及实际的工程设计，对综合医院的电源配置、配电系统的设计、接地与安全及手术室的配电进行分析与论述。
　　关键词：配电设计；中医院大楼； 应急电源切换时间；接地与安全
　　1 引言
　　医院是关系广大民众特别是患者生命安全的特殊场所。医院电气工程设计重点就是供电可靠、用电安全。随着人民生活水平及社会文明的改善，医疗设施及医疗保障水平在不断提高。全国各地出现了许多新医院建筑。同时人们对新医院建筑的设备要求也不断提高。特别是医疗场所的配电及安全提出许多更高的新要求。本文参考国标GB16895《建筑物电气装置》第7―710部分：特殊装置或场所的要求-医疗场所，《综合医院建筑设计规范》(报审稿)及本人近期设计的台山市新中医院门诊大楼建筑工程谈谈对综合医院配电设计的体会。
　　2 配电系统设计
　　2．1 采用双干线配电，提高配电系统的可靠性和灵活性
　　医院是单体建筑物内配电系统宜按医疗场所分类中不同的用电负荷分别设置配电干线，医院建筑可分为一般用电(照明、动力、空调)、消防用电、一般医疗设备用电和特殊医疗设备用电。由于在一幢医院的单体建筑中，1、2类医疗场所通常分布在不同楼层，而且大多数一般医疗设备单机用电容量不大，采用干线式配电较为合适(特别是高层建筑)。在现代医院建筑中如诊室、护士站、病房、医生办公室、照明、消毒设备、通风、采暖、冷却等一般用电是保证医院各系统正常运行的保障系统。当主电源断电时也应切换到备用电源上。因此，除了设置消防、医疗的两条干线外，宜设置两条一般用电设备的干线，并根据各层用电设备对恢复供电时间的要求，采用手动或自动切换。由于台山新中医院是单体建筑，所以按照根据各层用电设备对恢复供电时间的要求，采用自动切换并留手动切换备用。
　　2．2 重要的医疗场所及特殊医疗设备应采用放射式配电方式
　　在医院建筑中除了一般建筑中重要消防设备、重要智能化机房及电梯等应采用专用回路供电外，许多重要的医疗场所、如急诊部、手术部、重症监护室(ICU)、分娩室、中心血库以及许多特殊医疗设备，如：放射科的大型X射线机、加速器机房、高压氧舱等均应在变电所采用专用的供电回路进行配电。对于属于一级负荷的设备，还应采用两路供电，末端自动切换的措施。在放射式配电的电缆设计中，应充分注意满足医疗设备，尤其是大型医疗设备对电源压降的要求。因此，医院变电所配电系统的设计较为复杂，应引起设计人员的充分注意。
　　3 电源设计
　　医院电气工程设计重点就是供电可靠、用电安全。因此医院配电系统的设计除了应按建筑物防火规范及民用建筑规范进行设计外，还应根据医疗场所的分类及自动恢复供电时间的要求进行供配电系统设计(医疗场所的分类参见表1)
　　3．1 采用双电源供电是医院及医疗场所的基本要求
　　由于医疗场所特别是1、2类医疗场所对供电的可靠性的要求通常采用二路10 kV电源供电或采用一路10 kV电源作常用电源，另设置自备柴油发电机作备用电源。当条件允许或规模较大的医疗场所按一级负荷中特别主要负荷要求，宜采用二路10kV电源外，还应设置柴油发电机组作为第三电源(自备电源)以提高医疗场所的应急能力。
　　3．2 合理配置综合医院主用电源变压器容量
　　综合医院通常由门诊、医技、住院(病房)及后勤附属用房组成。其中门诊、医技主要是日负荷，住院部(病房)主要为夜负荷。随着社会医疗水平的提高，医院的医疗设备以及环境、空调、照明的需求发展较快。例如我省某综合医院用电量2008年比2009年增加6.8% ，2009年比2010年增加了14.5% 。因此要充分了解医院现有医疗装备的配置及对环境的要求的同时，要考虑留有足够的用电富裕量以满足医院用电量的增长。
　　系统设备容量的增加不能简单的增加变压器容量，设计人员应采用合理的分季节运行。充分利用医院日负荷和夜负荷的容量差(分时运行)，将一些可在夜间运行的用电设备安排在夜间运行。并向供电部门申请分时计费，降低用电成本，使变压器容量配置合理。
　　医院的规模、医疗设备的配置标准及环境要求的不同，对用电负荷指标的影响较大。《全国民用建筑工程设计技术措施》中医院的用电负荷指标40-70w／m2相对较低，适用于县(区)级及规模不大、医疗设备及环境要求不高的医院。对于省、市级及规模较大、医疗设备较全、环境要求较高的综合医院，建议用电负荷指标计算容量按60-80 w／m2，即将总计算功率(瓦)除以0.9(补偿后功率因数)再除以变压器的负荷率0.65-0.85得出的伏安数可作为确定变压器容量依据。
　　3．3 充分考虑医疗场所用电的特殊性，合理配置相应的备用电源是医院配电设计的关键
　　在即将实施的《综合医院建筑设计规范》中，要求医院场所的配电系统应便于电源从主电网自动切换到应急电源系统。并且明确规定了不同医疗场所自动恢复供电时间要求(见表1)。
　　 设计人员应严格按不同医疗场所的要求配置相应的应急电源。目前国际上应急电源的分类见表2
　　
　　通常医疗场所应急电源有三类：
　　a、切换时间≤O．5S的电源：主要应用在维持抢救室、重症监护室、手术室照明和重要的医疗设备工作。其维持时间应满足抢救、手术等所有治疗过程结束的时间(一般不少于3h)。
　　b、切换时间≤15S的电源：主要应用在维持重要医疗场所照明及主要医疗设备工作、消防及中央控制系统的正常运行。其维持时间应不小于24h。
　　c、切换时间>15S的电源：主要是为维持医院运行的后勤保障系统。其维持时间不小于24h。
　　4 接地与安全设计
　　4．1 医疗场所接地系统的要求
　　在医疗场所内需确保接受使用医用电气设备进行治疗的患者的安全。因此，医院配电系统的接地及安全设计尤其重要。值得注意的是医疗用房内禁止采用TN―C接地系统，宜采用TN―S接地系统。在医院的2类医疗场所中，维持患者生命(如ICU、急诊抢救室)手术室等特殊的医疗场所应采用医用lT系统。
　　医院的接地系统包括：(1)防雷接地；(2)低压配电系统接地(含工作接地、保护接地)；(3)智能化及医疗设备接地(含工作接地、屏蔽接地、保护接地)。
　　一般情况下，医院建筑应采用共用接地方式。接地体接地电阻要求小于1．0。智能化设备机房及医疗设备机房工作接地(功能性接地)宜采用专用接地线直接引至接地体，并在机房内设一处专用接地端子箱，实现设备的一点接地。当建筑物内设有弱电竖井时，通常沿竖井设置一根铜排并接地供弱电竖井间内及各层弱电系统设备的工作接地。配电系统的保护接地则宜采用PE铜排(强电竖井内)作接地干线直接引至接地体接地，同时通过总等电位联结线与建筑物的总等电位联结端子板连通。为了减小感应过电压及雷电对医疗设备的影响，敏感的医疗设备应尽量远离潜在的干扰源，如外墙边、防雷引下线附近等；更不能利用防雷引下线或柱内钢筋作设备的工作接地和等电位接地的干线。
　　4．2 等电位联结是医院建筑中重要的安全保护措施。
　　医院建筑中除了一般建筑物中的浴室及信息机房内应作等电位联结外，在手术室、ICU、治疗室、影像科机房、各功能检查室等每个1类和2类医疗场所均应做等电位联结。
　　a、总等电位联结(MEB)；
　　b、辅助等电位联结(SEB)；
　　c、局部等电位联结(LEB)
　　三类等电位的联结及区别见国标《等电位联结安装》(02D501～2)中的说明。局部等电位联结可看作在一局部场所范围内的多个辅助等电位联结。为了与不接地的局部等电位联结区别，《综合医院建筑设计规范》(报审稿)中要求在1类、2类医疗场所的”患者环境”(患者有可能在2．5m范围内直接或间接触及到的金属部件)内应做辅助等电位联结。即将该范围内的所有保护线(PE线)、所有装置外部导电部份及环境范围内设置的抗干扰隔离板、导电地板、隔离变压器的金属外壳等，用等电位联结线与等电位母排(端子板)连接。等电位联结线的规格及建筑物等电位联结剖面示意参见国标《等电位联结安装》
　　5 医院手术室的配电设计
　　5．1 手术室配电系统的独立性是手术室配电可靠性的必备条件
　　按《综合医院建筑设计规范》(报审稿)综合医院手术部中的手术室属2类医疗场所。同医院的急诊抢救室、重症监护室一样是医院配电系统中特别重要的用电负荷。其照明及生命支持电气设备的自动恢复供电时间要求不得>O．5S。在已实施的《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333―2002)中规定：手术部用电应从本建筑物配电中心专线供给；每个手术室应设有一个独立专用配电箱；每个手术室的干线必须单独敷设；手术室内用电应与辅助用房用电分开。根据以上规定手术部的配电应从变电所低压配电室的不同母线段引入两路电源(其中一路引自事故母线段)，经自动切换装置后向每个手术室放射式配电。在每个手术室外廊设置专用配电箱，同时配备一台适当容量的EPS(一般为3 1OKVA)，否则难以满足手术室照明及生命支持电气设备自动恢复供电时间不大于0．5S的要求。
　　5．2 不同级别的手术室应配置相应的接地系统
　　《医院洁净手术部建筑技术规范》中规定手术部应根据使用场所的要求，主要选用TN―S和IT系统两种接地形式。同时规定心脏外科手术室必须设置有隔离变压器的功能性接地系统。在《综合医院建筑设计规范》(报审稿)中也规定2类医疗场所中维持患者生命、外科手术和其它位于患者周围的电气装置应采用医用IT系统。设置医用IT系统的目的在于a、维持患者生命安全系统的持续供电。b、确保维持患者生命安全系统的供电电源、频率、波形满足设备要求。C、防止直接接触患者心脏的电气设备回路产生微电击。
　　因此本文认为在综合医院的急诊抢救室、重症监护室(ICU)、心血管造影检查室及I级手术室(适合心脏外科手术)应采用设有单相220V 隔离变压器(其额定容量为0．5～8KVA)的医用IT系统及相应的绝缘监测报警装置。其它手术室应根据医院等级、资金情况配置相应的接地系统。
　　
　　6 结束语
　　医院电气工程设计重点就是供电可靠、用电安全。电气设计要依据相关规范要求及实际的工程来设计，对综合医院的电源配置、配电系统的设计、接地与安全及手术室的配电进行充分考虑。由于医疗场所用电的特殊性，合理配置电源，采用双干线配电方式与放射式配电方式相结合的配电系统以及相适应的接地与安全设计。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-570793.htm