大中型醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計

查慧勤　（安徽省建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230022）

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大中型醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計

查慧勤（安徽省建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230022）

文章總結(jié)多個綜合性醫(yī)院的設(shè)計經(jīng)驗，從醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備容量和負(fù)荷級別、變壓器容量的選擇、變電所的設(shè)置、柴油發(fā)電機組的設(shè)置、低壓配電方式的選擇這些方面，分析和明確大中型醫(yī)院供配電系統(tǒng)的設(shè)計。

醫(yī)院建筑；醫(yī)療設(shè)備；負(fù)荷容量；變電所；柴油發(fā)電機組

1　概述

隨著中國社會經(jīng)濟的發(fā)展和國力的增強，國家對人民大眾健康的投入越來越大，近幾年大中型醫(yī)院在各級城市層次不窮的新建、改擴建，其規(guī)模越來越大，功能越來越復(fù)雜，各種先進的醫(yī)用診斷、檢測、治療等設(shè)備的應(yīng)用，給電氣設(shè)計帶來新的難點和重點。

我國醫(yī)療機構(gòu)根據(jù)人員、床位、設(shè)備、房屋等分為三級十等，對于二級乙等以上的醫(yī)院建筑一般設(shè)有門診醫(yī)技、住院、后勤樓、感染樓、康復(fù)樓等[1]，規(guī)范[2-3]中這些樓內(nèi)醫(yī)療場所的醫(yī)療電氣設(shè)備依據(jù)接觸人體體內(nèi)、體表、不使用分為2類、1類、0類場合，這些場合的自動恢復(fù)供電時間要求、中斷供電造成的影響又將供電負(fù)荷分為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷、一級、二級、三級負(fù)荷，依據(jù)以上的分類分別設(shè)置變電所、柴油發(fā)電機房以及供配電的型式。

2　負(fù)荷容量和級別的確定

2.1醫(yī)療及大型設(shè)備容量的確定[4]

供配電設(shè)計首先確定用電容量和用電負(fù)荷等級，筆者歸納一下曾經(jīng)的眾多大中型醫(yī)院的重要醫(yī)療設(shè)備容量如下。

①國內(nèi)大多醫(yī)院采用MR核磁共振設(shè)備場強為1.5T～3T，以3.0T為例，一般最大瞬時功率100kVA，連續(xù)功率75kVA，功率因數(shù)0.9，機房空調(diào)約為40～50kW，冷卻水冷機約為20kW；磁共振機房一般遠(yuǎn)離馬路、電梯、空調(diào)機房、泵房、變壓器、交流配電箱、強電電纜，金屬物件與核磁共振室間距動態(tài)干擾下在5.5～40m，靜態(tài)干擾下在1.25～4m，交流干擾下電纜在25A～1000A的距離在2m～12m，變壓器100kVA～1600kVA的間距在12～14m。

DR數(shù)字X光機根據(jù)X光球管和高頻逆變高壓發(fā)生器的不同容量不同，一般系統(tǒng)設(shè)備容量約為65kW～100kW之間，功率因數(shù)0.8，機房其他空調(diào)、插座、照明等容量單獨供配電。而數(shù)字胃腸機等一般在60kVA～80kVA之間。

②DSA血管造影設(shè)備設(shè)備容量一般為125kVA，功率因數(shù)在0.9，機房其他空調(diào)、插座、照明等容量單獨供配電。

③平掃CT/螺旋CT掃描機的設(shè)備容量一般在0kVA～100kVA，功率因數(shù)在0.8。

④用于放射治療的直線加速器根據(jù)被加速的粒子能量（MV）確定加速器的配電容量，直線加速機房獨立建設(shè)，以一般醫(yī)院采用15MV為例，機組的容量約35kW，真空泵2kW，水冷機10kW，并根據(jù)房間要求單設(shè)空調(diào)機組。

⑤高壓氧艙根據(jù)工作壓力、艙體體積、治療人數(shù)等確定供電容量，一般可按50kW～80kW預(yù)留。

⑥二三級甲乙等醫(yī)院會設(shè)置中心供應(yīng)室，包括污染區(qū)、清潔區(qū)、無菌區(qū)、辦公區(qū)等，其中眾多設(shè)備容量約在150kW～200kW。

⑦手術(shù)室根據(jù)潔凈度分為萬級、千級、百級等，每間手術(shù)的供電容量分為3.15kVA、6.3kVA、8kVA，各別房間達(dá)到10kVA，而手術(shù)的潔凈空調(diào)一般按潔凈區(qū)域每平米150W～200W測算。

⑧靜脈藥物配置中心的總用電容量包括照明、插座和潔凈空調(diào)系統(tǒng)，總?cè)萘考s在300～350kW，其中空調(diào)容量約占總?cè)萘康?/3。

⑨中心供應(yīng)室是大中型醫(yī)院必備，消毒除菌、發(fā)放等設(shè)備總?cè)萘恳话阍?50kW～200kW之間。

⑩目前中西醫(yī)藥房均采用全自動發(fā)藥機以及發(fā)藥顯示屏等，用電容量每個藥房約在30～50kW。

?醫(yī)院的ICU、透析的用電量也是比較大的地方，一個床位的吊床約在2/3kW；檢驗科根據(jù)檢測設(shè)備多少一般供電容量約可達(dá)100kW；急診室用電容量根據(jù)所設(shè)功能約80～150kW；各門診科室內(nèi)除了牙科的牙床用電量每床約1kW，其它設(shè)備一般插座即可滿足。

?病房內(nèi)設(shè)備除照明燈具，一般為醫(yī)用線槽上插座和墻壁普通插座，用電設(shè)備雖分散但容量較小，可按常規(guī)計算。

?醫(yī)院內(nèi)的空調(diào)、熱水系統(tǒng)是個用電容量需要特別關(guān)注的部分，一般空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源分為蒸汽、天然氣和電，蒸汽、天然氣的制冷機組、制熱鍋爐的用電容量較小，用電則較大，不同冷熱源其冷凍泵、冷卻泵、熱水泵、冷卻塔的容量是相同的；而熱水系統(tǒng)一般會利用制熱鍋爐的蒸汽或單獨設(shè)置空氣源熱泵加太陽能熱水器，相對比較節(jié)能節(jié)電。

以上為大中型醫(yī)院建筑用電負(fù)荷較大較集中并且負(fù)荷等級較高的場所。

2.2負(fù)荷等級的確定

①根據(jù)規(guī)范一級負(fù)荷的重要負(fù)荷，供電需要二路中壓進線加應(yīng)急電源，一般應(yīng)急電源采用柴油發(fā)電機組，對于需要自動恢復(fù)時間要求較高的場所，另增設(shè)不間斷電源（UPS），保證轉(zhuǎn)換時間。

②對于一級、二級負(fù)荷，供電采用二路中壓進線即可滿足，同樣對于需要自動恢復(fù)時間要求較高的場所，增設(shè)不間斷電源（UPS）。

3　變電所的設(shè)置

3.1變壓器容量的確定

①醫(yī)院建筑各種醫(yī)療設(shè)備及給排水、熱水、空調(diào)、消防設(shè)備眾多，設(shè)備容量總和較大，但是根據(jù)筆者實際調(diào)查建成的大中型醫(yī)院的實際使用情況看，設(shè)備容量計算的需要系數(shù)值并不高，例如：大型放射科的檢查設(shè)備CT、MR、DR、DSA等，其啟動功率較大，實際運行功率很小；諸多手術(shù)室全部同時使用的概率也較低；門診、病房部分雖然就診和入駐率提高，醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)用線槽的使用率并不是很高；給排水、空調(diào)設(shè)備，在醫(yī)院整體容量占比相對較大，特別是用電作為能源的占比可高達(dá)醫(yī)院整體容量40%，但在非采暖季節(jié)和制冷季節(jié)則完全不使用。

②綜上述，需要系數(shù)各場所數(shù)值病房醫(yī)療干線約在0.5～0.6，各門診科室用電約在0.7～0.8，手術(shù)室、ICU、CCU等用電約在0.7～0.9，檢驗科、化驗科、配置中心、中心供應(yīng)等用電約在0.7～0.8，各大型醫(yī)療設(shè)備當(dāng)從變電所供電時需要系數(shù)為1，當(dāng)按放射科室供電時需要系數(shù)約0.8，考慮設(shè)備的啟動電流開關(guān)需放大級別，各空調(diào)機組、水泵、鍋爐的需要系數(shù)按0.9～1.0，以上所有容量折算到變壓器時同時系數(shù)可按0.8計算。

③總結(jié)下來現(xiàn)今大中型醫(yī)院的變壓器負(fù)荷指標(biāo)根據(jù)醫(yī)療設(shè)備和科室的多少用電指標(biāo)約在60～90VA/m2，變壓器負(fù)載率維持在65%～80%。

④一般在醫(yī)院建筑群內(nèi)消防負(fù)荷的容量經(jīng)計算不超過其它負(fù)荷總?cè)萘浚试谶M行變壓器負(fù)荷計算時可不納入之內(nèi)，在柴油發(fā)電機組容量選擇時應(yīng)進行計算比較。

3.2變壓器臺數(shù)的確定

①對于特級、一二級負(fù)荷等需要雙電源供電的宜單獨設(shè)置變壓器，此變壓器在中壓系統(tǒng)的備用母線段上。

②對于空調(diào)負(fù)荷特別是用電制冷機組和水泵，在非制冷季節(jié)可以切除容量的，宜單獨設(shè)置變壓器，而制熱鍋爐和水泵由于現(xiàn)行節(jié)能規(guī)范不允許采用電加熱，故用電容量不大，且負(fù)荷級別一般場所為三級可納入主變壓器。

③對于大型醫(yī)療設(shè)備如CT、DR、加速器等宜單獨設(shè)置變壓器，當(dāng)設(shè)備儀器不多且主變壓器容量較大時也可納入其內(nèi)。

3.3變電所個數(shù)的確定

①大中型醫(yī)院建筑群往往包含了門診醫(yī)技樓、病房樓、后勤樓，有的還設(shè)有傳染樓、康復(fù)樓、加速機房等，總面積大都在10萬m2以上，在院區(qū)內(nèi)宜設(shè)置一總開閉所或總配電所，對面積占比較大門診醫(yī)技樓、病房樓分別單獨設(shè)置分變電所，對其它面積較小、容量較少的單體設(shè)置配電間，進行低壓二次配電。

②醫(yī)院的空調(diào)制冷制熱設(shè)備機房一般集中設(shè)置，當(dāng)它距離主變配電所較遠(yuǎn)時，宜單獨設(shè)置變電所，減少長距離大容量低壓電纜供電帶來的電壓和能耗的損失。

3.4醫(yī)院供電電源的確定

計算醫(yī)院建筑群所需的總變壓器的安裝容量以及特級、一二級負(fù)荷容量，結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇娋炙峁┑碾娫慈萘亢碗妷旱燃墸纯上虍?dāng)?shù)毓╇姴块T申請一路或多路主用電源和備用電源。

4　低壓配電系統(tǒng)的選擇

①醫(yī)院如下科室手術(shù)室、急診科、ICU、婦產(chǎn)科、中心供應(yīng)、靜脈配置、藥房、輸液大廳、體檢中心等相對獨立和重要的科室應(yīng)從變配電所放射式配電。

②醫(yī)院大型醫(yī)療設(shè)備如DR、CT、MR、DSA、直線加速器、高壓氧艙、核磁共振等也應(yīng)采用從變配電所放射式配電。

③醫(yī)院內(nèi)重要的消防設(shè)備按規(guī)范也采用變配電所放射式配電，并進行末端切換。

④對于普通門診科室、病房、辦公、公共走道照明、應(yīng)急照明、非重要的消防設(shè)備等可采用變配電所樹干式和放射式相結(jié)合的方式配電。對空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備按功能和容量配電方式亦可采用結(jié)合方式。

5　柴油發(fā)電機的確定

①柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急電源，其容量的選擇應(yīng)分別計算出特級負(fù)荷容量、一二級負(fù)荷中醫(yī)院需要確保的容量、重要的消防負(fù)荷容量，取其較大容量并結(jié)合單臺電動機啟動的容量來確定柴油發(fā)電機組的總?cè)萘浚⒏鶕?jù)總?cè)萘窟x擇1臺、2臺甚至更多的機組并列運行，確保醫(yī)院的在停電狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)。

②柴油發(fā)電機房位置的選擇根據(jù)規(guī)范不得在人員密集的場所的貼臨、上下方等，即大廳、門診、病房等人員眾多場所投影下方以及大型醫(yī)療設(shè)備的附近不能設(shè)柴油發(fā)電機房。

6　總　結(jié)[5]

醫(yī)院建筑作為民用相對復(fù)雜的建筑，其供配電系統(tǒng)也是比較復(fù)雜的，應(yīng)本著安全、可靠、經(jīng)濟的原則，做好醫(yī)療設(shè)備的統(tǒng)計、電源來源的調(diào)查、業(yè)主使用的需求等，來完善我們的供配電設(shè)計工作。

[1]建標(biāo)110-2008，綜合醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB51039-2014，綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范[S].

[3]JGJ312-2013，醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].

[4]侯加全，等.醫(yī)院大型醫(yī)療設(shè)備機房電氣設(shè)計中注意[J].建筑電氣，2009 （6）.

[5]王鑫，等.綜合醫(yī)院建筑電氣設(shè)計的幾點體會[A].遼寧土木建筑學(xué)會電氣專業(yè)委員會年會2014年聯(lián)合論文集[C].

TU976+.1

A

1007-7359(2016)03-0214-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.078

查慧勤（1971），女，高級工程師，國家注冊電氣工程師，安徽省建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司電氣專業(yè)所總工。