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摘要:近幾年來,迎來了醫(yī)療水平的高速發(fā)展時期,筆者設計了多個高層醫(yī)療建筑的電氣設計工作。例如寧??h第一醫(yī)院住院樓(醫(yī)療中心)擴建工程(地下2層、地上25層、總建筑面積7.7萬多m2)、寧海中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)療綜合樓、后勤綜合樓(地下1層,地上19層,總建筑面積5.7萬多m2)、黃山市人民醫(yī)院綜合病房樓新建工程(地下2層、地上15層,總建筑面積4.7萬多m2)、郴州市第一人民醫(yī)院中心醫(yī)院外科大樓設計(地下1層、地上22層,總建筑面積5.1萬多m2)等高層醫(yī)療建筑。筆者結合醫(yī)療建筑電氣設計的特點,總結出了以下幾點需要注意的看法和體會。
關鍵詞:醫(yī)療建筑;電氣設計
一、負荷等級及供電電源
高層醫(yī)療建筑按《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)規(guī)定,均屬于一類高層公共建筑,除具有一般一類高層建筑的一級負荷外,還有許多醫(yī)療設備用電屬于一級負荷,比如:手術室、ICU病房、急診部、放射科的CT、MRI等、分娩室、嬰兒室、血庫、血液透析室、病理切片分析、高壓氧倉、治療室、配血室的電力照明等,其中手術室、ICU病房、急診部等涉及患者生命安全的設備及照明為一級負荷中特別重要的負荷。由于高層醫(yī)療建筑大部分具有較大容量的一級負荷,屬于一級負荷用電單位,應采用兩路10kV高壓電源供電,保障二級以上的負荷供電,當一路電源發(fā)生故障時,另一路電源立即啟動供電,保證各種醫(yī)療設備的正常運行。這兩個10kV高壓電源應由當?shù)仉娏ο到y(tǒng)的兩個區(qū)域的變電站分別引來。盡管如此,仍有可能出現(xiàn)全部市電中斷的情況,因此,在已有兩路市電的情況下,還應根據(jù)負荷對中斷供電時間的要求,增設能在15s內(nèi)向負荷供電的快速自起動柴油發(fā)電機組滿足一級以上的負荷作為第二應急電源,對于一級負荷中特別重要的負荷還應增設不間斷電源裝置(UPS或EPS)作為第三應急電源。
二、醫(yī)療電氣設備
在醫(yī)院電氣設計中,應與醫(yī)院主管部門協(xié)商或參考醫(yī)療電氣設備資料,需要提供相對準確的醫(yī)療電氣設備的設備容量及其特殊的用電要求。筆者設計的:1、醫(yī)用設備的容量:1)放射科的CT、MR、MRI、DSA室每臺120KW;CR、DR室每臺80KW;CW、DR、MB室每臺50KW;B超室按每房5KW;X光室每臺70KW;碎石室每臺60KW;2)檢驗科按150KW預留;靜脈中心按60KW預留;供應中心按200KW預留等醫(yī)療電氣設備的設備容量,以上為大科室為單位的可根據(jù)甲方先按招標方式向廠家提供設備的實際容量需求來確定。2、醫(yī)用設備的供電:1)醫(yī)療用房內(nèi)禁止采用TN-C系統(tǒng);2)醫(yī)用放射設備應分斷續(xù)工作用電設備(比如X射線CT等)和連續(xù)工作用電設備(比如電子加速器、MNR-CT機等);3)大型醫(yī)療設備的供電應從變電所單獨引出回路。3、醫(yī)用設備的接地:要求放射科室、B超室、手術室、檢驗室、實驗室等設備均預留接地端子箱(接地電阻<4Ω)做安全接地要求。
三、變壓器的選擇
由于現(xiàn)在使用醫(yī)療設備越來越多,越來越先進,按以前的醫(yī)院配電的要求遠遠滿足不了現(xiàn)代醫(yī)療設備的需求,比如需要做凈化區(qū)域有手術室、ICU、NICU、靜脈中心、產(chǎn)房、供應中心等,需要用電量將大大提高,所以正確選取醫(yī)療設備的需用系數(shù)值,對合理選擇變壓器是非常重要的,比如放射科的大型設備我們一般選取變壓器同時系數(shù)為0.3~0.4即可,手術室設備取0.6左右即可,還要看設備數(shù)量多少來適當調(diào)整需要系數(shù)的大小,另外空調(diào)專業(yè)使用什么類型的設備制冷和采暖;給排水專業(yè)采用什么方式供熱水也是對用電需求影響非常大的,比如:寧海中醫(yī)醫(yī)院的空調(diào)機組采用水冷機組制冷和采暖,給排水采用太陽能熱水系統(tǒng),變壓器的裝機密度為85VA/m2;郴州市第一人民醫(yī)院中心醫(yī)院外科大樓的空調(diào)機組采用熱泵機組制冷和采暖,給排水采用也采用熱泵機組的熱水系統(tǒng),變壓器的裝機密度為110VA/m2;所以變壓器的容量跟醫(yī)院的科室類別和暖通專業(yè)和給排水專業(yè)影響非常大的。
四、電氣安全措施
1、《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ16-2008)第12.8條規(guī)定:醫(yī)療場所應按使用接觸部件所接觸的部位及場所分為0、1、2三類:0類場所應為不使用接觸部件的醫(yī)療場所;1類場所應為接觸軀體外部及除2類場所規(guī)定外的接觸部件侵入軀體的任何部分;2類場所應為接觸部件用于諸如心內(nèi)診療術、手術室以及斷電將危及生命的重要治療的醫(yī)療場所。
2、防電擊措施
1)在1類和2類場所內(nèi)采用,當采用特低電壓系統(tǒng)時,用電設備標稱電壓交流方均根值25V和無紋波直流60V。在TN系統(tǒng)中故障情況下切斷電源最大分斷時間230V應為0.2S;400V應為0.05S;在IT系統(tǒng)中故障情況下切斷電源最大分斷時間230V應為0.2S。
2)接地系統(tǒng)和自動切斷電源防電擊措施
(1)醫(yī)院的醫(yī)療場所和與其有關的場所、鄰近非醫(yī)療場所均應采取TN-S系統(tǒng),不允許出現(xiàn)TN-C系統(tǒng);
(2)在1類場所內(nèi)的末端回路32A及32A以下的電源插座回路,應裝用IΔn≤30mA的RCD作附加保護;
(3)在2類場所內(nèi)只能在下列電氣設備的回路內(nèi)才可裝用IΔn≤30mA的RCD,動作于自動切斷電源:手術臺、X光機、額定功率大于5kVA的大型設備回路、非用于維持生命的電氣設備回路等。
應注意:勿使一個RCD保護的電氣設備數(shù)量過多,以免引起RCD不必要的跳閘而導致供電中斷;在1類和2類場所內(nèi)只允許裝用對回路電流直流分量不敏感的A型或B型RCD。
3、電氣設備的選用
1)醫(yī)用IT系統(tǒng)的隔離變壓器
此變壓器二次側的標稱電壓不得超過交流250V。單相隔離變壓器可用來供電給移動式或固定式設備,其容量不小于0.5kVA,也不大于10kVA。如果醫(yī)用IT系統(tǒng)內(nèi)有三相負荷,應為其裝用單獨的三相變壓器,其相電壓也不應超過250V。
2)開關設備
醫(yī)院內(nèi)每一個末端回路應具有短路防護和過載防護功能,但是上述為醫(yī)用IT系統(tǒng)裝用的隔離變壓器的電源側和負載側的回路上,是不允許裝設過載防護電器的,因為沒有必要因防過載而切斷重要醫(yī)療設備的電源,但可裝用熔斷器作短路防護。
3)組醫(yī)療場所IT系統(tǒng)內(nèi)的插座
IT系統(tǒng)插座插孔布置的形式應能防止TN-S系統(tǒng)等其它系統(tǒng)用電設備的插頭插入,或者它應具備明顯的永久性的IT系統(tǒng)標志,以防用于IT系統(tǒng)的隔離變壓器過載損壞。
4、對電源的不間斷供電要求
醫(yī)療電氣設備按允許間斷供電時間的場所分級,可見醫(yī)院中的用電設備有≤0.5s、≤15s和>15s三級。對于間斷供電時間不大于0.5s的醫(yī)療電氣設備(包括安全照明),應增設不間斷電源裝置(UPS)作為自備應急電源;當電網(wǎng)電源中斷或電網(wǎng)電壓低于標稱電壓的90%時,為避免電壓質(zhì)量問題引起醫(yī)療事故,需通過轉換開關將供電自動轉換至自備電源上。
5、防火
醫(yī)院是病人集聚的場所,一旦發(fā)生火災,由于病人行動緩慢或難于行動,將有極大的危險。所以,在醫(yī)院電氣裝置中應做好電氣防火工作,2類場所內(nèi)除該場所本身使用的電氣設備線路外,其它無關的電氣線路不得進入該場所。
五、照明設計
1、醫(yī)院的照明設計相對一般民用建筑有其一定的特殊性,主要是滿足醫(yī)療診斷、搶救治療和病人恢復休息的需要高顯色光源的要求,同時要具有明亮、舒適、安全的光環(huán)境,特別是病房盡量避免產(chǎn)生直射的眩光,精神病房不宜使用熒光燈,手術室內(nèi)除設專用手術無影燈外,還應設一般照明。
2、診治對光源和周圍色彩有特定要求,需要用顯色性良好的光源。診室、病房、急診觀察室、治療室等處宜采用高顯色熒光燈,以便于觀察病人的情況;病房、急診觀察室、治療室等處的頂燈采用漫反射型燈具,以減少眩光。
3、病房照明既要有利于病人生活和休息,又要考慮到為醫(yī)療提供充足的光照條件,一般照明照度值為100~200Lx。但要分開病人平時生活和治療時期兩方面的照明考慮,且宜每個床位照明單獨設開關控制。平時要考慮減少眩光、強光直射對病人的影響,又要考慮到治療所需要的足夠照度。一般照明可采用吸頂式格柵日光燈,避免燈光直接照射到病人的視野內(nèi);局部照明為每床1床頭燈,在門口、地腳等處設置值班常夜燈和地腳燈,既方便醫(yī)護人員查房,又不影響病人休息。
4、《民規(guī)》第10.8.6.12條規(guī)定:“候診室、傳染病院的診室和廁所、呼吸器科、血庫、穿刺、婦科沖洗、手術室等場所應設置紫外線殺菌燈。如為固定安裝時應避免直接照射到病人的視野范圍之內(nèi)或采取特殊的控制方式。”紫外線殺菌燈按醫(yī)院一般的要求,可按2~3W/m2考慮,其布置應使燈管周圍有一定的空間,有利于提高殺菌效率。
5、X線診斷室、加速器治療室、核醫(yī)學科掃描室等的門外宜裝設工作標志燈和防止誤入室內(nèi)的安全裝置,并可切斷機組電源的要求。
六、結束語
隨著我國人民生活水平的日益改善和醫(yī)療水平的提高,我國的醫(yī)院事業(yè)有了長足的發(fā)展。在醫(yī)療科技領域達到國際一流水平,但醫(yī)院建筑科技水平與之相比還比較滯后,醫(yī)院電氣設計一直是國內(nèi)電氣行業(yè)相對薄弱的一個領域。電氣是醫(yī)院建筑的靈魂,我相信用不了多久,中國醫(yī)院建筑電氣設計一定能達到世界一流的水平
參考文獻
[1]《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB50045-95)(2005年版)
[2]《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ16-2008)
[3]《低壓配電設計規(guī)范》(GB50054-2011)
[4]《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》(JGJ 49-88)