對醫療建筑動力配電系統的設計探討

摘要：通過三個醫院的動力負荷分布，對醫療建筑的動力配電系統加以分析，從共性到特點的比較，闡述設計中區別于其他普通共建的設計方式和解決辦法。同時提出設計中存在的一些細節問題加以探討。

關鍵詞：普通醫療負荷；一級醫療負荷；醫療負荷密集區；綜合醫院建筑規范；漏電報警系統；隔離變壓器

1 項目概述

我國醫療衛生事業發展迅速，同時我院承接了不少國內大型醫院的設計任務，類型多樣，新建遷建及改擴建均有，給醫院的建設提出了整合資源、提升標準，以人為本的設計要求，也使醫院建筑設計成為民用建筑設計中更為專業化的一個領域。醫療建筑由于功能復雜，與一般建筑相比，既有共性，也有個性，在進行醫院電氣設計時，只有以國家相關的規范，行業標準為指導，我們的設計才能既保證醫院功能使用的需要，又能保證各用電設備可靠的運行，與此同時還要從實際出發，深入了解和體會醫療建筑的功能特性，靈活的運用電氣的理念，實現其醫療流程的合理和安全。本文針對參與的天津中心婦產科醫院、天津西青醫院、遷安醫院的電氣設計，談談有關醫院電氣配電系統的體會。

就三個醫院的規模和內部設施而言，特點不一，形式多樣，就項目本身而言作為電氣專業設計有其特殊性和代表型，很多設計中涉及到的內容相對更為專業，復雜的醫院功能分區和專業的醫療功能科室值得分析研究作為設計的主線。

天津市中心婦產科醫院新址地處天津南開醫院旁，廣開四馬路一側。建筑面積約7萬平米，建筑高度85米，裙房四層，高層病房區五至十七層，是天津市區的一所甲級專科醫院。

天津西青醫院新址地處西青區楊柳青鎮。建筑面積約7萬平米，建筑高度68米，裙房四層，高層病房區五至十六層，是天津區級一所大型綜合醫院。

遷安醫院地處河北省遷安市。建筑面積約13萬平米，建筑高度64米，裙房三層，高層病房四至十一層，分東西兩大區。是唐山地區一所超大型綜合醫院（院區內另有多處附屬用樓）。

2 配電系統的特點

照明配電系統與其他高層建筑的分區配電，放射敷設的形式相似，而動力系統與傳統的動力配電形式有明顯的不同和特殊性。暖通系統用電，因在醫院建筑中，對空調和新風工藝的要求也相對復雜化，根據不同的醫療區域，采用的形式多樣導致配電區域相對不集中。而作為醫院建筑的專用醫療電源，電氣專業需要單獨設置醫療配電系統，增加了配電復雜性，按級別可分為普通醫療負荷、一級醫療負荷、一級負荷中特別重要的醫療負荷。

普通醫療負荷：單電源專用回路；一級醫療負荷：雙電源專用回路；一級負荷中特別重要的醫療負荷：雙電源下附帶電池為重要醫療設備供電。具體醫院建筑內哪些科室及設備有特殊供電要求可參閱民用建筑電氣設計規范JGJ16-2008附錄A，在此不做詳述。

3 醫療負荷密集區分析

醫療建筑中幾個特殊的醫療科室，因其設備特殊性用電負荷很大，成為醫療負荷的密集區，如：放射線室（X線室、DSA、CR、CT、MRI、ECT），電子加速器室，中心消毒供應室等。

三大醫院的醫療用電負荷統計如下：

1.中心婦產科醫院主要醫療動力負荷：

DSA：50KW 直線加速器：50KW 消毒供應室：300KW

CT：50KW MRI: 150KW DR: 80KW 手術部：90KW

2.西青醫院主要醫療動力負荷：

CT：150KW CR激光機房: 50KW 胃腸: 50KW

MRI: 100KW X光: 50KW DR: 80KW 手術部：100KW

3.遷安醫院主要醫療動力負荷：

PET：80KW ECT:20KW CT:180KW X光: 70KW

CR激光機房: 50KW DR: 40KW 手術部：152KW

醫療動力負荷分布密集區，供電系統獨立，直送到位。全樓醫用設備均從屬獨立的醫療供電系統，同時使用幾率不大，但單獨醫療設備用電量又并不小的特點，而且對B超、實驗室設備、等特殊要求的醫療設備總用電量的統計也十分重要。

系統特點：獨立與綜合相結合，分散與集中相結合。對于負荷等級也至少是二級，設置雙電源末端自投，以保證其用電可靠性，同時在具有放射性的房間，從土建上做以屏蔽處理，以防止輻射傷害。醫院規模不同，設備的用電量有所區別，設計中充分考慮其變化性，對干線的設計適當放寬，而部分房間的總開關選擇僅作適當余量。

4 不同的接地系統綜合應用：

①醫院的醫療場所和與其有關的場所、鄰近非醫療場所均應采取ＴＮ－Ｓ系統，不允許出現ＰＥＮ線；

②醫療ＩＴ系統：在２組場所內離手術臺周邊水平距離１．５ｍ，高度為２．５ｍ內（被稱作“病人環境”）的用于維持生命或進行外科手術的醫療電氣設備，應采用ＩＴ系統供電，但不包括上述用ＩΔｎ≤３０ｍＡ的ＲＣＤ保護的設備。在手術室內或其貼近處安裝一臺１∶１的醫用隔離變壓器，其二次回路不接地，以ＩＴ系統供電。這時第一次故障電流僅為非故障帶電導體的對地電容電流，其幅值極小，這樣才能有效地滿足發生一個接地故障時泄漏電流不大于５０μＡ的要求。醫用ＩＴ系統的隔離變壓器需設置過載和溫度監測器。采用醫用隔離電源系統（IT系統）的優點：1、降低觸電電壓和電網對地漏電流，因而人身觸電危險被降到最小。2、采用了隔離變壓器后，可以防止接地系統內的漏電流竄入的某些與病人連接的醫療電氣設備的對地回路。3、供電系統內部一旦出現第一個對地漏電故障，不會導致保護元件（斷路器或熔斷器）動作，因而保證了電源供電的可靠性。4、降低了對地漏電流，從而提高了防火安全性。

③接地與安全

對于醫院來說，電氣安全顯得特別重要，現代的醫療方法日益依賴于電氣和電子設備，特別是在醫院的手術室中，對病人進行手術時，有時需要用電子醫療設備深入到病人的身體內部，病人由于處在麻醉狀態，在普通接地的導體之間流過的細微電流會造成微電擊的發生。微電擊時的電流值若超過50uA時即有發生電室纖顫的危險，如不采取相應的措施，就有可能危及病人的安全，造成醫療事故的發生。良好的接地系統十分重要。絕緣監視儀和外接報警顯示儀的使用對這一問題起到了一定作用。

5 三大醫院電氣設計中的突出特點和比較：

1．對醫院所提供的設備資料精心分析，模塊化的醫院服務分區，在涉及醫療動力配電時，相應遵從建筑功能分區設置。如中心婦產科醫院的部分診區未有提供數據，但是在配電設計中也考慮到未知設備的使用情況，視具體區域在強電豎井內預留了配電箱，這種靈活的配置不僅使干線系統完整，同時為醫院未來的設備調整留有余地。平時設計大多在配電箱中留有備用開關，而在這三個醫院的醫療動力設計中，將這種備用概念放大到干線一級，也是其系統特點之一。

2．醫院是人員密集場所，而且人群性質特殊，一旦發生火災不堪設想，配電系統設計中采用了漏電報警系統，配置到豎井一級，增強了火災報警的安全性，同時提早的控制了火情的發生。考慮三個醫院的規模較大，均在層箱內設置了漏電報警線圈，而非普通共建僅在變電室出線電纜處加一級。

3．應急電源系統：消防專線供電末端切換后，給第三電源EPS電池提供電源，使樓內的應急照明得到可靠的保障，適當增加照度要求，以便人員疏散（老弱病殘等特殊人群）。與醫院的標志結合設計，互不干擾的前提下是就醫環境更加美觀。

4．變電站的設置：根據建筑規模，遷安醫院較其他兩個醫院建筑面積更大，設置了兩個變電站，中心主站位于主樓核心地下一層，比鄰制冷站縮短了供電半徑，可沿主干線槽送至個分區強電豎井。在建筑物的西側設置副站，提供部分區域的用電設備，作為整個建筑供電系統的一個補充，相對更加靈活。

6 設計綜述

通過三個醫院的動力部分設計，如何合理的分配電能，整合配電，使復雜的動力系統在使用時更加靈活、可靠、經濟成為探討的核心，合理的配電避免能源浪費，又不會使初始設計捉襟見肘。從技術產品的使用上去實現對原有配電系統的監控，也大大加強了醫院這一重要的人員密集場所的安全性，加強安全措施使醫療建筑更為人性化。由于篇幅所限，醫療建筑中普通動力的設計在此不做擴展評述，本文中理解不到位或錯誤的部分，也望各位專家指正，今后做進一步學習。