淺談醫院建筑電氣設計

摘要：通過對醫院這種關系到民生的建筑形式闡述電氣設計的要點、特點、設計思路。從現代化的角度探索綜合醫院供電電源可靠性、負荷分級分類、低壓配電、接地系統等幾方面的設計方法及設計的要點。

關鍵詞：低壓配電系統；負荷等級；電氣節能

1引言

隨著人民生活水平和社會文明的不斷進步，醫療保障水平也在不斷提高，人們對醫院建筑的設備要求也在不斷提高，進而對醫療場所的配電及安全也提出更高更新的要求。醫院建筑的供配電有其自身特點，本文將從負荷等級，電源要求，電氣節能等幾個方面簡要分析醫院建筑類電氣設計。

2 負荷等級

醫院建筑的負荷分級與醫院的級別有關。

根據醫院建設的規模、床位數、技術、設施等情況，醫院可分為三級十等，分別為一級、二級、三級；其中每級又分甲、乙、丙三等，三級醫院再增加特等。一級為最低級，三級為最高級。

3對電源的不間斷供電要求

醫院建筑內很多醫療設備在檢查與治療過程中是與人體有直接接觸甚至侵入到人體體內的，一但斷電就會危及到生命安全，所以醫療場所對斷電后自動恢復供電時間有嚴格的規定，并且在設計中要嚴格滿足要求。

醫療場所根根使用接觸部件所接觸的部位及場所分為0，1，2三類，0 類場所應為不使用接觸部件的醫療場所；1 類場所應為接觸部件接觸軀體外部及除 2 類場所規定外的接觸部件侵入軀體的任何部分；2 類場所應為將接觸部件用于諸如心內診療術、手術室以及一旦斷電將危及生命的重要治療的醫療場所。

通常醫療場所應急電源有三類：

a、切換時間≤0.5S的電源：主要應用在維持搶救室、重癥監護室、手術室照明和重要的醫療設備工作。其維持時間應滿足搶救、手術等所有治療過程結束的時間（一般不少于3h）。

b、切換時間≤15S的電源：主要應用在維持重要醫療場所照明及主要醫療設備工作、消防及中央控制系統的正常運行。其維持時間應不小于24h。

c、切換時間>15S的電源：主要是為維持醫院運行的后勤保障系統。其維持時間不小于24h。

4供配電設計

4.1供配電設計

醫院建筑變配電所高壓側宜采用單母線或單母線分斷的接線方式常用接線方式下表為幾種接線方式的優缺點比較：

綜上，醫院建筑的供電電源根據負荷等級，供電要求，當地市政電源情況等確定，一般情況下采用兩路10KV電源同時供電，單母線分段，互為備用，保證一級負荷供電，另外為保證一級負荷中特別重要負荷的供電可靠性，通常會選擇柴油發電機作為第三電源，在兩路電源均失電后，15 s 內柴油發電機投入使用，保證一級負荷中的重要負荷及保障負荷的可靠供電。

4.2負荷計算

1）負荷使用情況

綜合醫院的用電情況主要分為三大部分：

a照明及插座，約占總負荷的 30%；

b空調電力，約占總負荷的 50%；

c大型醫療設備，約占總負荷的 20%。

2）負荷計算

按照《全國民用建筑工程設計技術措施—電氣 2009》表 2. 7. 6 中的規定，醫院用電指標為 30 W/m2～70 W/m2。設計中可根據醫院的規模及功能選取相應的供電指標，大型綜合醫院指標最大，專科醫院指標偏小。

醫院按使用功能一般分為門診、醫技、住院三部分。門診、醫技用電主要為白天，住院用電主要為晚上。

醫院的照明插座、空調電力、電梯等用電設備的負荷計算與一般設計中的計算方法相同，即采用需用系數法進行計算；醫院中還存在大型的醫療設備，大多為短時斷續工作狀態，使用需用系數法計算不大合適，則可采用二項式法進行計算。

4.3 低壓配電

1）低壓配電

低壓配電采用放射式與樹干式相結合的方式，對于單臺容量較大的負荷或重要負荷（如冷凍機房、水泵房、電梯機房、大型醫技設備、手術部、CCU、ICU、消防中心、信息中心等設備）采用放射式供電；對于一般負荷采用樹干式與放射式相結合的供電方式。

消防負荷、一級負荷及一級負荷中重要負荷，如防排煙風機、消防中心、計手術部、ICU等，采用雙電源供電并在末端互投，雙電源自動切換時間 < 0. 5 s。另外為了確保電氣裝置的可靠性與安全性，手術室、ICU 等設備需配置 15 min 的 UPS 電源。

2）醫療設備配電

醫院建筑中的醫療種類多、單臺容量大，而大多數醫技設備均為短時負荷平時處于待機狀態，只有治療或拍攝影像時才釋放出最大功率。根據目前一些醫院的實際運行結果表明，多臺設備同時使用的情況很少，因此計算負荷時需用系數可以很小。大部分醫技設備對電源內阻及電源電壓要求很高。電源內阻會受到變壓器阻抗、變壓器至設備的配線長度、配線截面等幾方面影響。因此，在配電系統設置時，要盡量減小變壓器阻抗，減小變壓器至設備的距離。在滿足電源內阻的條件下，減少配線電纜截面，節約投資。

3）手術室配電

一般醫療建筑的手術部都會相對集中，為確保電氣裝置的可靠性與安全性，設計過程中采用專用配電箱，且采用IT 不接地系統，配電柜內設置隔離變壓器與絕緣監視系統。從低壓配電柜引來雙路電源（其中一路接自應急母線段），在配電箱內自動切換，并設置手術部集中 UPS 電源提供不間斷電源，在變電所失電后，其蓄電池持續放電時間不小于 15 min，確保在柴油機起動時間段手術室供電的可靠性。

5 接地系統及電氣安全措施

醫院的接地問題是一個較為復雜且敏感的問題，它涉及到醫生和病人的安全，設備的正常運行等，《醫療建筑電氣設計規范》9.3.1條中明確禁止醫療場所采用TN-C系統，因為在非故障狀態下三相負荷不平衡或者發生接地故障時，TN-C系統的保護中性導體（PEN）中有電流通過，此電流會危及醫療場所的人身安全。目前醫院建筑設計多采用采用TN-S系統，手術室，ICU等特殊場所采用局部IT系統，保護性接地和功能性接地多采用共用接地裝置，建筑物做總等電位聯結。

6供配電設計的節能措施

6.1 合理選擇電壓等級

根據建設項目規模、技術經濟比較合理選擇供電系統和選擇電壓能減少電能損耗

6.2 合理設計變壓器

（1）根據用電負荷容量，所選變壓器的負荷率為 75～85%；

（2）根據用電負荷性質合理設置變壓器（組）；

（3）選擇三相配電變壓器應滿足現行國家標準GB20052-2013《三相變壓器能效及能效等級的要求》，根據工程需要選擇相應的能效等級。

6.3合理提高功率因數

（1）變壓器低壓側集中補償，如10/0.4KV變配電站；

（2）低壓分組補償，如無變壓器的低壓母線上；

（3）用電設備就地補償，如大容量用電設備，照明燈具等；

6.4 合理設置能效管理系統

合理的能效管理系統能為醫院建筑提供能源設計"運行"維護"使用的全生命周期的管理建議和方案，從而實現能效管理水平的提升！

7結束語

醫院是涉及人生命安全的地點，其電氣設計是整個建筑設計中非常重要一部分，只有安全可靠電氣設計，才能使醫院真正實現安全運行。

參考文獻

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作者簡介：高靜（1983.07.27），女；北京；滿；本科；電氣工程師；電氣設計師；研究方向：建筑電氣設計、供配電、防雷接地；北京市工業設計研究院有限公司.

（作者單位：北京市工業設計研究院有限公司）