(北京東方華太建筑設計工程有限責任公司深圳分公司,廣東,深圳,518052)
【摘要】介紹深圳市鹽田區人民醫院門診綜合樓的供配電設計及醫院的電氣安全及電力系統保護方式,指出設計人員應根據項目的具體情況,選擇較為合理的電氣設計方案。
【關鍵詞】鹽田醫院;電氣設計;電氣安全
1 醫院概況
深圳市鹽田區人民醫院為現代化綜合性醫院,二級甲等醫院,門診綜合樓為改造項目,建筑面積為38572.89m2,建筑高度為59.15m。地下2層為戰時醫院,平時不用。地下一層為戰時食品藥品庫,平時為地下停車庫。地上15層為門診綜合樓。為一類高層建筑。
2 負荷分析
現代醫療科學技術的發展,是越來越多的醫療電氣設備和議用電子儀器大量應用于醫院的臨床診斷和治療,對電能質量和電源的可靠性提出了更高的要求,手術室、急診部監護病房、血透室、分娩室、嬰兒室、CT掃描、配血室等一旦斷電對醫務工作造成很大影響,甚至會造成醫療事故,危及病人的生命,所以《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第 3.2.1中規定上述用電負荷為一級負荷,必須有二個電源同時供電,當一個電源發生故障時,另一個電源能繼續供電,以確保供電可靠性。
根據上述情況,結合鹽田醫院的實際情況,在地下一層設置高壓配電房及變配電房。采用兩路10kV電纜專用供電、自備柴油發電機,手術室等特別重要的一級負荷除由兩個不同低壓電源供電外,再就地采用UPS應急電源。
規范中醫院電梯被列為二級負荷,但根據鹽田醫院的具體情況進行分析,它一~九層為各科室門診部,其中八層為門診手術。醫梯就成為醫務工作和病員極為重要的垂直通道,一旦電梯停止運行,將給病人帶來很大的麻煩,甚至會引起醫療事故,因此在設計中應按一級負荷考慮。掛號處、劃價處、藥房、各護士站等對醫院影響較大,停電將導致醫院工作癱瘓的部門也應按一級負荷供電。
3 低壓配電系統
根據本工程用電負荷的特殊性并考慮到醫院的可持續發展,低壓系統采用如下形式:
電壓波動大的空調及動力負荷為一個低壓系統,如空調采用專用變壓器供電;電壓波動小的照明及一般醫療用電、插座等負荷為一個低壓系統;放射科大型醫療設備采用單獨一臺變壓器供電。電壓要求高且自身壓降大,醫用數字檢影成像系統設備,單獨采用一臺變壓器。
樹干式供電由變電所將各類電源分別引至各豎井,通過母線輸至各層。各豎井內分別設有照明、配電、空調及應急照明配電箱。配電、照明分別放射至各科室的配電、照明配電箱,各科室的計量表設在豎井配電箱內,空調配電箱配電至末豎井區域內的普通空調機及風機盤管。
醫技檢驗科、血液透析室等處的儀器對電源要求較高,部分電源通過穩壓器后備UPS供電。
本工程中心手術部是醫院的核心,手術部的配電采用雙路電源末端切換。這包括手術室內配電及手術室潔凈空調系統的配電。電源由變電所專線供電。每一間手術室應單獨設置配電箱,按照新的《醫院潔凈手術部建筑技術規范》8.3.3中的規定,容量為8kVA。考慮到部分手術室內設置的高低溫冷柜等三相設備,所以采用三相進線。作為與病人接觸的電源部分,采用單相供電。每間手術室設3~4個插座組,其中一組在綜合醫療柱上,每組插座組3~4組插座及2~3組接地端子。手術室內設置觀片燈、書寫板照明、接地中心可設置在配電箱內。配電箱可與手術室內的控制面板結合。控制面板上有各類氣體出口、時鐘及定時鐘、實施空調檢測及控制、照明控制、廢氣檢測及排放。
3 照明設計
由于經濟發展水平的差異,我國與國外發達國家的醫院照度標準相差甚遠,發達國家的照度標準約是我國現行標準的5~10倍。為了體現現代化醫院的良好形象,本工程工程的照度水平在我國現行標準的基礎均有所提高,如一般環境為150Lx、診室等為200Lx、醫技科室300~500Lx、病房100Lx。
診室、病房、急診觀察室、治療室等處采用高顯色熒光燈,以便于觀察病人的情況。色溫在3500K左右,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。在病房建議用間接照明燈。
對特殊場所的照明采取了不同方式:磁共振掃描室、理療室、腦血流圖室等需要電磁屏蔽的地方,燈具采用了直流電源;測聽室的照明采用白熾燈;眼科暗室采用可調光的白熾燈。
另外,按照《民用建筑電氣設計規范(JGJ 16-2008)》第10.8.6.12條規定,在本工程候診室、傳染病院的診室及廁所、呼吸器科、血庫、穿刺、婦科沖洗、手術室等場所設置了紫外線殺菌燈。在走廊、電梯廳等公共場所,設一定數量的插座,為使用移動式紫外線殺菌燈提供方便。
4 電氣安全及電力系統保護方式
醫院電氣安全是醫院電氣設計的一個重要環節,也是一個較為敏感的問題,它涉及到病人的安全,設備正常運行等。涉及到的電力系統的保護方式有接地保護TN-S系統、局部中性線不接地系統IT系統、醫用局部等電位接地電位差小于10mV、建筑物總等電位及衛生間局部等電位接地、漏電保護lm=30mA。
就本工程而言,一般場所的移動式設備均采用了漏電斷路器進行保護。冶療室、功能檢查室、手術室、搶救室、心血管造影室DSA、衛生間浴室均設置了局部等電位連接。中心手術室的配電系統為保證病人的安全采用了IT系統。
減少泄漏電流的方式是將電源進行隔離。通過隔離變壓器,二次側兩相導線對地高阻抗,減小了系統的泄漏電流。當泄漏電流在0.7mA~2mA范圍內設絕緣監視報警。以上系統稱之為局部IT系統。采用局部IT系統輔以局部等電位連接,就可以保證防止心臟手術及檢查中的微電擊。本工程中對需要儀器進入心臟區域的局部地區,如心臟手術室、ICU等處配置了上述系統。
目前我國與國際上防雷接地的規范是除爆炸危險場所外均為利用建筑物金屬體作為防雷、接地體,因此建筑物內的所有金屬體如鋼筋等,不可避免的與防雷系統為一體。而作為病人周圍的金屬體如水管、金屬門窗等均與建筑物金屬體連接。為保證病人的安全,也要求設備儀器等的保護接地與病人周圍的金屬體局部等電位。因此防雷接地、設備的保護接地是不能分開設置的,否則病人反而會因接觸到不同電位而有觸電的危險。因此,此類與人體有接觸的醫療設備是不能單獨接地的。
醫院目前有著越來越多的先進儀器和設備,多數歸結為敏感電子設備。而雷電對敏感電子設備的影響,可通過設置SPD加以保護。對于有大電流接地的醫療設備的接地,應避免接地線過長,宜采用就地接地,因采用局部等電位接地,周圍的病人也是相對安全的。對于電磁干擾的問題,為減少電磁干擾的感應效應,針對本工程采用了如下措施: a建筑物及房間外部設置屏蔽,如建筑中含金屬的墻、柱均可以作為格柵屏蔽分流,將建筑物金屬等電位連接。b電氣線路采用穿金屬管,減少干擾。
5 其他
醫院發展快,變化多,在設計中我們將配電箱設置在電井及夾墻內,此方式配合吊頂線槽配電,使系統更加靈活,方便日后用電的發展需要。在檢驗科、中心實驗室等用房設置了沿墻附設的電氣配電槽,并將電源斷路器設置其上,以適應實驗室用電設備多,用電變化多的需求。
參考文獻
[1]中國建筑東北設計研究院,主編 《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008
[2]中華人民共和國衛生部,主編《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB 50333-2002