和小娟 楊書顯 婁玉冰(機械工業第六設計研究院有限公司,河南 鄭州 450000)
醫院建筑電氣設計要點分析
和小娟楊書顯婁玉冰
(機械工業第六設計研究院有限公司,河南 鄭州 450000)
摘要:隨著國民經濟的迅猛發展,人民生活水平日益改善,醫療水平不斷提高,我國的醫院事業有了良好的發展。由于醫院建筑電氣所在場所和所配備系統設備而具有的特殊性,專業的電氣設計方案對指導實際工程很有必要。電氣設計對醫院建筑至關重要,怎樣做好醫院建筑電氣設計,是一個值得探究的問題。本專題對醫療建筑電氣設計中的標準、負荷取值、照明、安全防護及接地、弱電系統設置等內容進行總結和分析,為大家提供參考和學習。
關鍵詞:醫院;電氣設計;要點
隨著醫療改革的長足發展,我國醫療事業的發展蒸蒸日上,大批新的醫院建筑也隨之出現,人們關于醫院建筑設備的標準也有所提升。在國內,醫院建筑電氣設計在電氣設計行業仍屬于相對較弱的環節。為了促進醫院建筑電氣設計發展,筆者從醫院建筑電氣設計的特殊化入手,通過對醫院建筑設計過程中經常遇到的問題進行研究,為醫院建筑電氣設計提供一些借鑒。
用電負荷是指用電設備在某一時刻向電力系統取用的電功率的總和。在醫院建筑的電氣設計中,醫療設備的配置以及空調、照度的標準、水泵、電梯等都是影響用電負荷的重要因素。在進行醫院建筑電氣設計時,應根據醫療設備的配置、醫療設備的電器容量估值和合理選擇計算系數,才能滿足具體場所的用電負荷需求。但由于近年來醫療需求的快速發展,在進行電氣設計時,也應留有足夠的用電裕量。
醫院的用電負荷與醫院的級別和類別有關,這主要是基于所使用的醫療設備進行考量。不同類型不同級別的醫院,因其醫療設備的不同,其用電負荷也是有所不同。因此,在估算醫院的用電負荷時,應主要根據其使用功能分別進行計算。
隨著我國醫院體制改革的不斷完善,根據醫院的功能來對其進行重要性的劃分也越來越成為趨勢。依據其功能需要,按相應級別的負荷對待。
關于在醫院建筑柴油發電機的配置,這一點并沒有明確的規定。應根據醫院規模、醫療設備的重要性,結合具體的實際情況,和建設單位與當地供電部門協商決定。而近年來,供電系統運行經驗顯示,醫院供電系統發生故障的案例時有發生,使醫院建筑重要負荷的供電可靠性受到了影響。基于此,筆者建議有一定規模或檔次較高的醫院還是應該配備柴油發電機組,以防發生供電事故。另外,對于其他專業提出的特別重要電荷,也應盡量采取非電氣保安措施以減少特別重要負荷的容量。
照度標準是指在進行工程照明設計時,國家制定的統一的照度標準要求值。我國2014年6月1日開始實施的《建筑照明色設計標準》(GB50034-2013)中對醫院各場所照度標準都有相應規定。所以在需要新建、改建或者是擴建醫院建筑照明設計時,都應執行此標準。
如若發生火災,應在告知手術室后,采取手動控制的方式來斷開手術室非消防照明電源,以保證手術室中醫患安全。
基于醫療場所的特殊性,在進行醫院建筑電氣設計時,更要保證醫療場所內電氣設備的供電可靠性和用電安全性,以確保治療過程中醫務人員和患者的安全,因此對醫院建筑的防雷接地、屏蔽接地、等電位聯結等接地系統應給予高度重視。
綜合醫院接地應采用一點接地系統,各醫療設備機房應設有專用接地端子箱,并通過接地干線引至基礎接地體,采用聯合接地極。同時應采取在建筑物內做等電壓聯結的方式,以降低電氣設備發生接地故障時電氣裝置外露部分的接觸電壓,降低或消除從建筑物外部竄入電氣裝置外露部分上的電壓,防止電擊事故的發生。
在醫院建筑電氣設計中,各功能性設備接地不宜采用公共接地的方式。因各功能性設備接地電阻值要求不一致,共同接地線不宜達到各種要求接地電阻值。所以,分別引用接地線較為合理。
漏電保護指的是當被保護線路的相線直接或通過非預期負載對大地接通,而產生近似正弦波形并且其有效值是緩慢變化的剩余電流,當該電流大于一定數值時,保護器切斷該線路,起到保持作用。低壓配電系統中設漏電保護器是防止人身觸電事故的有效措施之一,也是防止因漏電引起電氣火災和電氣設備損壞事故的技術措施。但安裝漏電保護器后并不等于絕對安全,運行中仍應以預防為主,并應同時采取其他防止觸電和電氣設備損壞事故的技術措施。
基于醫療場所電氣設計的特殊性,對于漏電保護器的配備要求也會相應嚴格。在醫院內如心臟手術、腎透析、胸腹引流、骨關節放射治療,重癥監護等屬于軀體保護區域及心臟保護區域的電氣回路應該裝設漏電保護器或者線路絕緣及負荷監視裝置。
在實際工程中,考慮到供電的可靠性須滿足其值要大于該回路及設備固有漏電電流的二倍以上,筆者認為在醫院建筑電氣裝置時應采用較大動作的電流的剩余電流漏電保護開關。在工程中,漏電保護開關往往用在普通插座回路中, 一個回路會有同時使用多臺醫療電氣設備的情況,這樣的話,采用大動作電流的漏電保護開關就更安全,保障正常供電,防止出現影響供電的情況。
考慮到醫療手術的重要性,手術室、重癥監護室等重要科室應按特別重要負荷考慮,同時應設置應急電源設備,保證供電的可靠性和連續性。
手術室、重癥監護室等重要科室的病房電源應時刻保持連接狀態。應保證獨立供電,并設在現場的配備手動和自動斷電轉換開關。有人做手術時處于手動斷開狀態,火災時能在現場手動斷開電源;無人做手術時處于自動斷開狀態,火災時可消除聯動斷開電源。斷電時機應選在確認火災發生后。特別應該注意的是,像手術室、重癥監護室等按照特別重要負荷標準的供電電源在發生火災時,建議不做斷開電源,以防發生誤動作導致嚴重醫療事故。即使真正發生火災時,也有繼續供電的必要,以提供緊急處置的條件,待撤離后再切除電源。
電磁兼容,是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。
防電磁干擾有三項措施,即屏蔽、濾波和接地。往往單純采用屏蔽不能提供完整的電磁干擾防護,因為設備或系統上的電纜才是最有效的干擾接收與發射天線。許多設備單臺做電磁兼容實驗時都沒有問題,但當兩臺設備連接起來以后,就不滿足電磁兼容的要求了,這就是電纜起了接收和輻射天線的作用。解決這個問題的措施就是加濾波器,切斷電磁干擾沿信號線或電源線傳播的路徑,與屏蔽共同夠成完善的電磁干擾防護,無論是抑制干擾源、消除耦合或提高接收電路的抗能力,可以采用濾波技術。
那么如何解決在醫院建筑電氣設計中關于電磁干擾的問題,首先,所有的電子醫療儀器要求CE認證,應滿足相關的電磁兼容的要求,符合有關電磁的標準。其次,應減少對電壓以及電磁干擾的感應,筆者認為可采取的方法有:
(1)將敏感設備設置在距離潛在干擾源有一定距離的位置;
(2)敏感設備應遠離大電流母線或設備。如電梯、大型影像設備。采用不同的變壓器;
(3)選用適當延時特性的保護器;
(4)機房建設中做金屬屏蔽層。除此之外,還有許多類似可減少電氣設備對電壓和電磁干擾的感應的方法,需要繼續探尋。
常見的弱電系統包括:建筑設備自動化系統、病房呼叫信號及公共顯示系統、火災報警及消防控制系統、通信設備、結構化布線系統、有線電視系統、閉路電視監視系統、事故廣播系統等。
這些弱電系統大多起到錦上添花的作用,其配置并沒有硬性規定,也沒有統一的標準,很大程度上取決于投資的多少。醫院弱電系統的設置應按照使用需求和投資情況來進行設計,來為醫院建筑的電氣設計增添輔助的作用。
綜上所述,作為醫院建筑設計重要的一部分,醫院建筑電氣設計發揮著不可忽視的作用。在進行醫院建筑電氣設計時,需綜合各方面進行全面深入的考察,按照具體實際情況,注重理論與實際的結合。同時,也要把醫院建筑電氣設計的特殊性考慮到設計中去,要著重注意保證用電的可靠性、連續性和安全性。在此基礎上,才能設計出科學合理安全實用的電氣設計。
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