劉兆佳

（廣州市海珠區(qū)防雷設(shè)施檢測(cè)所　廣東　廣州　510260）

基于防雷設(shè)計(jì)在醫(yī)院建筑的應(yīng)用

劉兆佳

（廣州市海珠區(qū)防雷設(shè)施檢測(cè)所廣東廣州510260）

目前來說，很多的醫(yī)院為了治療需要引進(jìn)先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，但這些很可能在使用的過程中受到雷擊，這樣會(huì)間接地給醫(yī)院帶來很多損失。因此，對(duì)醫(yī)院建筑進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)很有必要。本文通過對(duì)醫(yī)院大樓、醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)院的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，分析防雷設(shè)計(jì)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用，希望給予廣大同行們以借鑒和參考。

醫(yī)院建筑；防雷等級(jí)；接地；配電系統(tǒng)

引言

隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，大多數(shù)的醫(yī)院采用的高新技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備和現(xiàn)代信息系統(tǒng)，當(dāng)然這其中也會(huì)存在著使用時(shí)的安全問題，這是每家醫(yī)院都必須考慮到的問題。畢竟，每年都會(huì)有很多醫(yī)院建筑或者設(shè)備由于絕緣強(qiáng)度低和過電壓耐受能力差而受到雷擊的損害。因此，重視對(duì)雷電的系統(tǒng)防護(hù)工程尤為重要，這就包括三方面：醫(yī)院建筑大樓、醫(yī)療設(shè)備以及醫(yī)院信息系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)。醫(yī)院建筑不是一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)工程，它始終扮演著不可取代的角色。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中要對(duì)細(xì)節(jié)方面特別注重，嚴(yán)格按照規(guī)范條例執(zhí)行，盡早完善規(guī)范不夠合理的地方，確保醫(yī)院建筑的防雷設(shè)計(jì)做到安全可靠、保證技術(shù)質(zhì)量、費(fèi)用合理，有效率的預(yù)防雷害的沖擊，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

1　醫(yī)療場(chǎng)所防雷等級(jí)

在進(jìn)行建筑物防雷設(shè)計(jì)之前，首先要確定好建筑物的防雷等級(jí)。在建筑物的相關(guān)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中，是按照建筑物的類別對(duì)建筑物的防雷進(jìn)行劃分的，主要是按照建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的概率和后果，分為三類建筑，其中最重要的是建筑物的預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)（N）。有時(shí)，還要考慮建筑物本身的性質(zhì)。

為了直觀明了的說明問題，以建筑物長(zhǎng)度（L）為60m，寬度（W）為13m，等效高度（H）分別為7m、10m、15m、20m時(shí)計(jì)算N值，廣州地區(qū)雷擊大地的年平均密度N為2.77次/（km2·a）。計(jì)算結(jié)果見表1。

表l　廣州地區(qū)某建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算結(jié)果（單位：次）

從表1中我們可以知道，廣州地區(qū)當(dāng)k=1時(shí)，N均小于0.06次/a，這表示對(duì)于一般的建筑物，通常不用設(shè)置防雷設(shè)施。當(dāng)k= 1.5、1.7、2.0時(shí)，等效高度分別在10m、15m、20m以上的一般建筑物都要做第3類防雷設(shè)計(jì)，不到此高度的建筑物通常也不用設(shè)置防雷設(shè)施，而對(duì)于人員密集的公共建筑物的N>0.06次/a時(shí)就要做第二類防雷設(shè)計(jì)。

2　防直擊雷設(shè)計(jì)

醫(yī)院建筑大樓通過建筑物的主鋼筋，上部與接閃器連接，下部與地網(wǎng)連接，中間又通過各層的均壓網(wǎng)相連接，對(duì)建筑物的金屬管線進(jìn)行均壓等電位連接，具有特殊要求的各種不同地線進(jìn)行等電位處理，形成了一個(gè)法拉第籠式接地系統(tǒng)，它能有效消除等電位反擊，具體符合下列要求：

（1）安裝避雷線和避雷網(wǎng)時(shí)要將突出屋面的物體都處于接閃器保護(hù)范圍內(nèi)，避雷網(wǎng)的尺寸要小于10m×10m，防直擊雷的接地裝置要圍繞建筑物鋪設(shè)成環(huán)形接地體。

（2）避雷網(wǎng)和避雷帶都要采用圓鋼，圓鋼的直徑要大于10mm。

（3）接閃器要熱鍍鋅或者涂漆。對(duì)于腐蝕性較大的場(chǎng)所，還要采用相對(duì)的抗腐蝕措施。

（4）構(gòu)件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋，鋼筋與鋼筋之間的連接要采用土建施工中的綁扎法或者焊接。

（5）可以利用建筑物周圍的柱子鋼筋作為引下線，根據(jù)跨度設(shè)引下線，引下線之間的平均間距不大于18m。

3　醫(yī)院建筑大樓防雷設(shè)計(jì)

現(xiàn)在的很多大型醫(yī)院的建筑大樓的布局都比較分散，這樣也較容易發(fā)生雷擊事件，對(duì)于這些建筑，可以對(duì)醫(yī)院建筑的防雷設(shè)計(jì)從建筑外部和建筑內(nèi)部?jī)煞矫鎭硖接懀?/p>

3.1大樓外部防雷設(shè)計(jì)

3.1.1避雷帶和引下線的設(shè)置

按照相關(guān)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，醫(yī)院建筑大樓的頂部一般都要設(shè)置避雷針或者避雷網(wǎng)，以便使得整個(gè)建筑都能夠在接閃器的范圍內(nèi)，然后通過引下線的合理布置，再從大樓頂部到地底下接入符合相關(guān)規(guī)范的接地導(dǎo)體，這對(duì)于醫(yī)院建筑來說是最基本的措施。

3.1.2接地的設(shè)計(jì)

醫(yī)院建筑大樓外部能露出來的所有的金屬都要與避雷帶都穩(wěn)定的連接方式，并且都要在避雷帶的范圍內(nèi)，對(duì)于水管、冷氣管以及電線的防護(hù)管這樣的引入管線都單獨(dú)接在地上，再把這個(gè)地線接到總地線上，這樣可以通過降低建筑大樓內(nèi)的雷電流來減小雷擊造成的損害。

3.1.3玻璃幕墻的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)

在對(duì)醫(yī)院建筑大樓的玻璃幕墻進(jìn)行施工時(shí)，除了要設(shè)置好醫(yī)院大樓里該有的避雷設(shè)施外，還要對(duì)玻璃幕墻上的金屬龍骨架以及外墻的鋁合金窗與原有的避雷設(shè)施進(jìn)行等電位連接，這樣整個(gè)醫(yī)院建筑大樓就成為了一個(gè)等電位連接體。在醫(yī)院建筑大樓的玻璃幕墻遭受電擊時(shí)，能夠通過接地設(shè)備迅速釋放電流。

3.2大樓內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)

3.2.1布線合理

數(shù)據(jù)通信線和地線的布設(shè)主要設(shè)置在醫(yī)院建筑大樓的中部，線纜的線槽設(shè)計(jì)要遠(yuǎn)離大樓立柱以及橫梁部位。為了抗電磁輻射，避免有隱含的感應(yīng)環(huán)路，衛(wèi)星接收機(jī)的高頻電纜的布設(shè)都在建筑大樓的中部，而且高頻線布設(shè)時(shí)要記得遠(yuǎn)離引下線布設(shè)，防止高頻線因此受到引下線的電磁干擾。為了減少干擾，醫(yī)院建筑大樓中機(jī)房室里的數(shù)據(jù)通信線要采用光纜線。

3.2.2屏蔽功能設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步減少大樓在遭受電擊時(shí)的設(shè)備儀器受到的損害，在醫(yī)院大樓的重要方位會(huì)有屏蔽功能。比如醫(yī)院的中心機(jī)房室，可以采用六面金屬網(wǎng)布置房間，起到次級(jí)屏蔽的作用。有些房間的屏蔽線和線槽至少要有兩點(diǎn)和地線相連接，對(duì)于不同的醫(yī)療設(shè)備，屏蔽方法也不不同。

3.2.3電源系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計(jì)

一般來說，雷擊的傳播主要靠電線這樣的導(dǎo)體傳播，所以，醫(yī)院的電源系統(tǒng)也要另外設(shè)置專門的防雷設(shè)施，防止雷擊的瞬間高壓會(huì)對(duì)電源系統(tǒng)造成破壞。根據(jù)相關(guān)的防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，380V低壓線路主要分三級(jí)進(jìn)行過壓保護(hù)：一級(jí)保護(hù)是在高壓變壓器的后端到大樓總電源系統(tǒng)的前端的電纜內(nèi)芯線兩邊設(shè)置電涌保護(hù)器，二級(jí)保護(hù)是在大樓總電源系統(tǒng)到各樓層的電力分配箱的電纜內(nèi)芯線設(shè)置電涌保護(hù)器，三級(jí)保護(hù)是在所有重要以及精密的醫(yī)療設(shè)備的UPS前端對(duì)地安放電涌保護(hù)器。

4　醫(yī)療設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)

醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)院的重要的醫(yī)療工具，對(duì)病人來說相當(dāng)重要，所以，保護(hù)好這些精密的醫(yī)療設(shè)備也是很有必要的。

4.1醫(yī)療設(shè)備供電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

為了防止雷擊瞬間產(chǎn)生的高壓加載到醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的電源系統(tǒng)中，可以在電源系統(tǒng)中設(shè)置避雷器，盡量的將損失減小到最小。

4.2醫(yī)療設(shè)備防雷電輻射設(shè)計(jì)

因?yàn)榇蠖鄶?shù)的醫(yī)療設(shè)備都由集成電路來控制，這樣就使得醫(yī)療設(shè)備在某種程度上很容易受到電磁輻射的影響，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)由于信號(hào)錯(cuò)亂而無法正常運(yùn)行，更嚴(yán)重的會(huì)擊穿集成電路的芯片，導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備癱瘓。一般會(huì)采用把醫(yī)療設(shè)備的接地端與一根電阻不大于2Ω的標(biāo)準(zhǔn)地線纜連接，一塊接到醫(yī)院建筑大樓的公共地線端子上，禁止把同一根地線連接到多臺(tái)醫(yī)療儀器上，另外盡量不要在雷電時(shí)使用醫(yī)療設(shè)備，最好還要拔掉儀器的電源插頭。

5　醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

現(xiàn)在的很多醫(yī)院都有屬于自己的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣既方便病人的看病又能減少醫(yī)療人員的工作量，所以，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用也漸漸的得到廣泛應(yīng)用，對(duì)于醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)主要由以下幾個(gè)方面：

5.1電源供電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

為了將雷電的影響減到最小，在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，主機(jī)服務(wù)器、路由器、交換機(jī)、打印機(jī)以及計(jì)算機(jī)等都可以采用與醫(yī)療設(shè)備一樣的防雷設(shè)計(jì)。

5.2防止靜電干擾

在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的很多組成部分與高精密儀器設(shè)備一樣，都有集成電路芯片，遭受雷電時(shí)都會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電效應(yīng)，控制芯片很有可能在靜電效應(yīng)產(chǎn)生時(shí)被瞬間擊穿，患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)也會(huì)因此丟失，對(duì)整個(gè)醫(yī)院的正常運(yùn)行造成很大的影響。所以，不僅要令系統(tǒng)設(shè)備接地，還要在設(shè)備中設(shè)置除靜電設(shè)備。工作人員在操作設(shè)備之前先對(duì)自身除靜電，操作時(shí)還要帶上防靜電手環(huán)。在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的機(jī)房控制室中，鋪設(shè)防止靜電的地板，可以有效避免靜電干擾。

5.3防止雷電通過網(wǎng)線入侵

在醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用的網(wǎng)線都屬于銅質(zhì)導(dǎo)線，比較容易受到雷擊影響，所以在布置網(wǎng)線時(shí)要繞開門窗，不要將銅質(zhì)的網(wǎng)線放到室外，還要嚴(yán)禁飛線架設(shè)，這種方法最容易受到雷擊。在進(jìn)行系統(tǒng)網(wǎng)線的布設(shè)時(shí)，在室內(nèi)一般采用六芯網(wǎng)線施工，而在室外飛線架設(shè)的網(wǎng)線布設(shè)就要采用重裝鎧甲光纜，因?yàn)檫@種網(wǎng)線的抗拉強(qiáng)度很強(qiáng)，還有良好的抗腐蝕性，可以有效防止雷電的入侵。條件好的醫(yī)院可以全部采用這種光纜，不僅可以使得醫(yī)院的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全穩(wěn)定，而且網(wǎng)線的帶寬大，能夠滿足醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求。

6　結(jié)語

按照之前防雷設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，雷電活動(dòng)相對(duì)來說是一個(gè)隨機(jī)的過程，防雷的保護(hù)率不可能達(dá)到100%，防雷設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)復(fù)雜并且綜合性比較強(qiáng)的工作。所以，在進(jìn)行醫(yī)院建筑的防雷設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解建筑物的結(jié)構(gòu)和功能，根據(jù)需要的保護(hù)程度和雷電的活動(dòng)規(guī)律來確定有關(guān)設(shè)計(jì)，同時(shí)還要考慮建筑物的受擊能力，對(duì)不同的房間和不同的設(shè)備采取不同的防雷設(shè)計(jì)，這樣能夠起到整體優(yōu)化的作用。

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2015-5-22