醫(yī)療建筑電氣技術(shù)分析及應(yīng)用

阮偉其

（中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院，廣東 廣州510630）

1 醫(yī)療建筑中的關(guān)鍵電氣技術(shù)分析

1.1 醫(yī)療建筑的變配電系統(tǒng)分析

根據(jù)有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，二級(jí)及以上綜合醫(yī)院的醫(yī)療場(chǎng)所及內(nèi)部醫(yī)療設(shè)備的用電負(fù)荷大致可分為以下幾種情況：（1）二類醫(yī)療場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間要求小于等于0.5 s的為一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷。（2）一類醫(yī)療場(chǎng)所中，斷電恢復(fù)供電時(shí)間要求大于0.5 s且小于等于1 s的為一級(jí)負(fù)荷。因?yàn)檫@類醫(yī)療建筑的最高用電等級(jí)為一級(jí)負(fù)荷，故此，按照醫(yī)院的實(shí)際負(fù)荷等級(jí)，若是具備一定的條件，應(yīng)當(dāng)將供電電源分為2路10kV獨(dú)立電源進(jìn)行供電。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于其中某個(gè)電源出現(xiàn)故障后，另外的電源應(yīng)當(dāng)不會(huì)受損，并且在一個(gè)電源中斷供電之后，另外的電源能夠承擔(dān)全部的負(fù)荷。

通常情況下，對(duì)于一級(jí)負(fù)荷而言，其特別重要負(fù)荷應(yīng)當(dāng)設(shè)置自備應(yīng)急電源，在沒有特殊要求時(shí)可以設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，并以此作為消防負(fù)荷與特別重要負(fù)荷的保障性負(fù)荷。該負(fù)荷一般只在非火災(zāi)前提下，并且2路供電電源全部出現(xiàn)故障時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組才會(huì)對(duì)它們提供電力保障。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，必須及時(shí)停止對(duì)負(fù)荷的電力供應(yīng)，以此來確保消防應(yīng)急負(fù)荷能夠正常使用。需要特別注意的是，如果無法提供2路10kV的獨(dú)立電源進(jìn)行供電，因二級(jí)及其以上的醫(yī)院用電負(fù)荷相對(duì)較大，則必須設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，并以此作為備用電源。此外，若是醫(yī)療建筑內(nèi)部的大型醫(yī)療設(shè)備較多，并包含核磁共振、CT機(jī)、X光機(jī)以及加速器治療機(jī)等等，必須采用專用變壓器對(duì)這些用電設(shè)備進(jìn)行供電。

1.2 醫(yī)療建筑的低壓配電系統(tǒng)分析

醫(yī)療建筑的配電系統(tǒng)可以采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式，當(dāng)建筑內(nèi)存在單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或是重要負(fù)荷時(shí)，則可采用放射式供電。而一般負(fù)荷可以采用單獨(dú)樹干式或與放射式相結(jié)合的方式進(jìn)行供電。通常情況下，一級(jí)負(fù)荷可以采用雙電源專用回路進(jìn)行供電，并在用電設(shè)備末端或者比較合適的位置進(jìn)行互投，一般負(fù)荷可以直接采用單電源進(jìn)行供電。需要注意的是，對(duì)于某些停電要求小于0.5 s的負(fù)荷，如手術(shù)室無影燈、通信設(shè)備以及應(yīng)急照明系統(tǒng)等等，應(yīng)當(dāng)采用UPS供電。同時(shí)，當(dāng)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組并能夠在應(yīng)急情況下自行啟動(dòng)時(shí)，UPS裝置的應(yīng)急供電時(shí)間應(yīng)當(dāng)不小于10 min，建議設(shè)定為15 min。

對(duì)于大型的醫(yī)療技術(shù)設(shè)備而言，可由變配電所的低壓配電屏采用放射式的供電方式進(jìn)行直接供電，同時(shí)設(shè)備應(yīng)當(dāng)采用雙路電源進(jìn)行供電，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換；核磁共振、CT機(jī)等設(shè)備的配線管應(yīng)當(dāng)采用非鐵磁材質(zhì)；由于大型影響設(shè)備以及放化療設(shè)備對(duì)電壓質(zhì)量的要求較之一般電氣設(shè)備要高一些，故其配電電纜的截面積應(yīng)適當(dāng)增大，當(dāng)無法達(dá)到要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)由設(shè)備的供應(yīng)商負(fù)責(zé)提供與之相配套的穩(wěn)壓電源。

由于醫(yī)療建筑中的手術(shù)室是比較重要的場(chǎng)所，因而應(yīng)當(dāng)預(yù)留出10kVA的容量，同時(shí)可將配電箱設(shè)置在清潔的走道區(qū)，并采取嵌入式技術(shù)進(jìn)行安裝。一般的手術(shù)室外墻裝修都比較厚，所以可在二次施工時(shí)進(jìn)行處理。需要注意的是，手術(shù)室必須采用UPS供電，可將其安裝在手術(shù)部的配電室內(nèi)，或是采取分散安裝的方式，安裝在各個(gè)手術(shù)室的配電箱旁。

1.3 醫(yī)療建筑的電氣照明系統(tǒng)分析

大體上可將醫(yī)療建筑內(nèi)部的電氣照明分為以下幾類：普通照明、疏散照明、應(yīng)急照明以及室內(nèi)與室外裝修照明。

以下醫(yī)療場(chǎng)所應(yīng)當(dāng)選用漫反射、高顯色性的燈具進(jìn)行照明，主要包括治療室、手術(shù)室、診斷室、檢驗(yàn)室等。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)采取減少眩光的措施，以此來滿足醫(yī)療環(huán)境對(duì)視覺的要求。

應(yīng)在以下場(chǎng)所安裝格柵式燈具，護(hù)士站、醫(yī)生辦公室以及共用場(chǎng)所等等，同時(shí)可在手術(shù)室和處置室的入口處設(shè)置標(biāo)志信號(hào)燈，病房門口則應(yīng)當(dāng)設(shè)置門燈。此外，為方便管理，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，建議采用智能照明控制系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)對(duì)醫(yī)療建筑的大廳、樓梯間、公共走廊、候診室等場(chǎng)所的照明系統(tǒng)進(jìn)行控制。

2 電氣技術(shù)在醫(yī)療建筑中的具體應(yīng)用研究

在醫(yī)療建筑中，電氣技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，本文僅就重要環(huán)節(jié)的應(yīng)用進(jìn)行具體論述。

2.1 安全保護(hù)

對(duì)于一類與二類醫(yī)療場(chǎng)所使用安全的低壓電路和保護(hù)特低壓電路時(shí)，所有用電設(shè)備的額定電壓不得超過直流60 V或交流25 V，同時(shí)必須采取絕緣保護(hù)措施。

當(dāng)一類與二類醫(yī)療場(chǎng)所需要設(shè)置防止間接觸電的斷電保護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)符合如下要求：IT系統(tǒng)、TN和TT系統(tǒng)的接觸電壓不得大于25 V；TN系統(tǒng)的最大分?jǐn)鄷r(shí)間230 V為0.2 s、400 V為0.05 s；IT系統(tǒng)的中性點(diǎn)不配出，其最大分?jǐn)鄷r(shí)間230 V為0.2 s。

通常情況下，TN系統(tǒng)在二類醫(yī)療場(chǎng)所區(qū)域內(nèi)采用額定剩余電流不超過30 m A的剩余漏電保護(hù)器只能在以下回路當(dāng)中使用：手術(shù)室內(nèi)的手術(shù)臺(tái)供電回路、X射線裝置回路、額定容量大于5kVA的大型電氣設(shè)備的回路以及非生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備回路等等。

在二類醫(yī)療場(chǎng)所當(dāng)中，所有維持病人生命體征的電氣設(shè)備以及外科手術(shù)的電氣設(shè)備都必須采用醫(yī)用IT系統(tǒng)，并且在每個(gè)功能房間中，都需要配置至少一個(gè)醫(yī)用IT系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)必須配置絕緣監(jiān)視器，并符合以下要求：測(cè)量電壓不得超過直流25 V、在故障條件下測(cè)試電流的峰值 不得大于1 m A、交流內(nèi)阻應(yīng)當(dāng)大于等于100 kΩ、隔離變壓器必須設(shè)置過載以及高溫監(jiān)控。

為了確保醫(yī)療建筑內(nèi)患者環(huán)境的電氣設(shè)備達(dá)到等電位的要求，在一類與二類醫(yī)療場(chǎng)所中，應(yīng)當(dāng)設(shè)置局部等電位聯(lián)接母排，并由等電位聯(lián)接線將以下裝置與母排進(jìn)行可靠聯(lián)接：保護(hù)線、電氣設(shè)備外部金屬導(dǎo)電部分、電磁干擾隔離板以及隔離變壓器的金屬外殼等等。

通常情況下，對(duì)于2類醫(yī)療場(chǎng)所而言，場(chǎng)所內(nèi)所有電源插座的保護(hù)線與安裝設(shè)備及等電位母排之間的導(dǎo)體電阻應(yīng)當(dāng)小于0.2Ω。

2.2 主要電氣設(shè)備的安裝要點(diǎn)

大部分醫(yī)療建筑的醫(yī)用IT系統(tǒng)采用的都是單相變壓器，其額定容量應(yīng)當(dāng)控制在大于0.5kVA而小于10kVA這一區(qū)間范圍內(nèi)；隔離變的安裝位置應(yīng)當(dāng)盡可能與醫(yī)療場(chǎng)所距離近一些，同時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施避免人為接觸；隔離變二次側(cè)的額定電壓應(yīng)當(dāng)控制在250 V以內(nèi)；當(dāng)隔離變處于空載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，流向外殼或者大地的漏電流不得大于0.5 m A。

如果一類與二類醫(yī)療場(chǎng)所需要安裝剩余電流保護(hù)器時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能選用A類。同時(shí)，二類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)的醫(yī)用IT系統(tǒng)的每組插座回路都應(yīng)當(dāng)設(shè)置獨(dú)立的過流保護(hù)裝置。

醫(yī)療建筑內(nèi)部所有電氣設(shè)備的防火保護(hù)都應(yīng)當(dāng)依據(jù)國家現(xiàn)行的規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)，應(yīng)急系統(tǒng)的控制線纜應(yīng)當(dāng)采用礦物絕緣型線纜。此外，若醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)設(shè)置防火漏電保護(hù)器時(shí)，則應(yīng)當(dāng)選用可調(diào)節(jié)型。2.3 應(yīng)急電源系統(tǒng)

在一類與二類醫(yī)療場(chǎng)所中，當(dāng)某個(gè)導(dǎo)體上的電壓下降值超過標(biāo)準(zhǔn)電壓的10%時(shí)，應(yīng)急電源應(yīng)當(dāng)自行啟動(dòng)。在一類醫(yī)療場(chǎng)所中，每個(gè)房間應(yīng)當(dāng)至少設(shè)置一個(gè)由安全電源進(jìn)行供電的照明燈具。消防電梯、防排煙以及中央控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由切換時(shí)間不大于15 s的安全電源進(jìn)行供電。

3 結(jié)語

總而言之，隨著醫(yī)療體制改革的不斷深化，醫(yī)療建筑的改擴(kuò)建工程隨之大幅度增多。由于醫(yī)療建筑中有著數(shù)量非常龐大的電氣設(shè)備，為了確保這些設(shè)備的安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，除了要做好電氣技術(shù)分析之外，還應(yīng)當(dāng)合理有效地應(yīng)用電氣技術(shù)，這不但有助于延長電氣設(shè)備的使用壽命，而且還能為醫(yī)院帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于推動(dòng)我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］常茹，呂建，趙樹興.潔凈手術(shù)室的改造設(shè)計(jì)與潔凈度測(cè)試分析［J］.潔凈與空調(diào)技術(shù)，2005（2）

［2］張頎，黃瓊.醫(yī)療建筑環(huán)境的藝術(shù)性趨向與商業(yè)化設(shè)計(jì)手法的運(yùn)用［J］.建筑師，2005（5）