醫療建筑電氣技術分析及應用

阮偉其

（中山大學附屬第三醫院，廣東 廣州510630）

1 醫療建筑中的關鍵電氣技術分析

1.1 醫療建筑的變配電系統分析

根據有關規范標準的規定要求，二級及以上綜合醫院的醫療場所及內部醫療設備的用電負荷大致可分為以下幾種情況：（1）二類醫療場所自動恢復供電時間要求小于等于0.5 s的為一級負荷中的特別重要負荷。（2）一類醫療場所中，斷電恢復供電時間要求大于0.5 s且小于等于1 s的為一級負荷。因為這類醫療建筑的最高用電等級為一級負荷，故此，按照醫院的實際負荷等級，若是具備一定的條件，應當將供電電源分為2路10kV獨立電源進行供電。這樣設計的優點在于其中某個電源出現故障后，另外的電源應當不會受損，并且在一個電源中斷供電之后，另外的電源能夠承擔全部的負荷。

通常情況下，對于一級負荷而言，其特別重要負荷應當設置自備應急電源，在沒有特殊要求時可以設置柴油發電機組，并以此作為消防負荷與特別重要負荷的保障性負荷。該負荷一般只在非火災前提下，并且2路供電電源全部出現故障時，柴油發電機組才會對它們提供電力保障。當發生火災時，必須及時停止對負荷的電力供應，以此來確保消防應急負荷能夠正常使用。需要特別注意的是，如果無法提供2路10kV的獨立電源進行供電，因二級及其以上的醫院用電負荷相對較大，則必須設置柴油發電機組，并以此作為備用電源。此外，若是醫療建筑內部的大型醫療設備較多，并包含核磁共振、CT機、X光機以及加速器治療機等等，必須采用專用變壓器對這些用電設備進行供電。

1.2 醫療建筑的低壓配電系統分析

醫療建筑的配電系統可以采用放射式與樹干式相結合的供電方式，當建筑內存在單臺容量較大的負荷或是重要負荷時，則可采用放射式供電。而一般負荷可以采用單獨樹干式或與放射式相結合的方式進行供電。通常情況下，一級負荷可以采用雙電源專用回路進行供電，并在用電設備末端或者比較合適的位置進行互投，一般負荷可以直接采用單電源進行供電。需要注意的是，對于某些停電要求小于0.5 s的負荷，如手術室無影燈、通信設備以及應急照明系統等等，應當采用UPS供電。同時，當設置柴油發電機組并能夠在應急情況下自行啟動時，UPS裝置的應急供電時間應當不小于10 min，建議設定為15 min。

對于大型的醫療技術設備而言，可由變配電所的低壓配電屏采用放射式的供電方式進行直接供電，同時設備應當采用雙路電源進行供電，并且能夠實現自動切換；核磁共振、CT機等設備的配線管應當采用非鐵磁材質；由于大型影響設備以及放化療設備對電壓質量的要求較之一般電氣設備要高一些，故其配電電纜的截面積應適當增大，當無法達到要求時，應當由設備的供應商負責提供與之相配套的穩壓電源。

由于醫療建筑中的手術室是比較重要的場所，因而應當預留出10kVA的容量，同時可將配電箱設置在清潔的走道區，并采取嵌入式技術進行安裝。一般的手術室外墻裝修都比較厚，所以可在二次施工時進行處理。需要注意的是，手術室必須采用UPS供電，可將其安裝在手術部的配電室內，或是采取分散安裝的方式，安裝在各個手術室的配電箱旁。

1.3 醫療建筑的電氣照明系統分析

大體上可將醫療建筑內部的電氣照明分為以下幾類：普通照明、疏散照明、應急照明以及室內與室外裝修照明。

以下醫療場所應當選用漫反射、高顯色性的燈具進行照明，主要包括治療室、手術室、診斷室、檢驗室等。同時，還應當采取減少眩光的措施，以此來滿足醫療環境對視覺的要求。

應在以下場所安裝格柵式燈具，護士站、醫生辦公室以及共用場所等等，同時可在手術室和處置室的入口處設置標志信號燈，病房門口則應當設置門燈。此外，為方便管理，并實現節能降耗的目標，建議采用智能照明控制系統，借助該系統對醫療建筑的大廳、樓梯間、公共走廊、候診室等場所的照明系統進行控制。

2 電氣技術在醫療建筑中的具體應用研究

在醫療建筑中，電氣技術的應用范圍較廣，本文僅就重要環節的應用進行具體論述。

2.1 安全保護

對于一類與二類醫療場所使用安全的低壓電路和保護特低壓電路時，所有用電設備的額定電壓不得超過直流60 V或交流25 V，同時必須采取絕緣保護措施。

當一類與二類醫療場所需要設置防止間接觸電的斷電保護時，應當符合如下要求：IT系統、TN和TT系統的接觸電壓不得大于25 V；TN系統的最大分斷時間230 V為0.2 s、400 V為0.05 s；IT系統的中性點不配出，其最大分斷時間230 V為0.2 s。

通常情況下，TN系統在二類醫療場所區域內采用額定剩余電流不超過30 m A的剩余漏電保護器只能在以下回路當中使用：手術室內的手術臺供電回路、X射線裝置回路、額定容量大于5kVA的大型電氣設備的回路以及非生命支持系統的電氣設備回路等等。

在二類醫療場所當中，所有維持病人生命體征的電氣設備以及外科手術的電氣設備都必須采用醫用IT系統，并且在每個功能房間中，都需要配置至少一個醫用IT系統。此外，系統必須配置絕緣監視器，并符合以下要求：測量電壓不得超過直流25 V、在故障條件下測試電流的峰值 不得大于1 m A、交流內阻應當大于等于100 kΩ、隔離變壓器必須設置過載以及高溫監控。

為了確保醫療建筑內患者環境的電氣設備達到等電位的要求，在一類與二類醫療場所中，應當設置局部等電位聯接母排，并由等電位聯接線將以下裝置與母排進行可靠聯接：保護線、電氣設備外部金屬導電部分、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，對于2類醫療場所而言，場所內所有電源插座的保護線與安裝設備及等電位母排之間的導體電阻應當小于0.2Ω。

2.2 主要電氣設備的安裝要點

大部分醫療建筑的醫用IT系統采用的都是單相變壓器，其額定容量應當控制在大于0.5kVA而小于10kVA這一區間范圍內；隔離變的安裝位置應當盡可能與醫療場所距離近一些，同時應采取相應的保護措施避免人為接觸；隔離變二次側的額定電壓應當控制在250 V以內；當隔離變處于空載運行狀態時，流向外殼或者大地的漏電流不得大于0.5 m A。

如果一類與二類醫療場所需要安裝剩余電流保護器時，應當盡可能選用A類。同時，二類醫療場所內的醫用IT系統的每組插座回路都應當設置獨立的過流保護裝置。

醫療建筑內部所有電氣設備的防火保護都應當依據國家現行的規范要求進行設置，同時，應急系統的控制線纜應當采用礦物絕緣型線纜。此外，若醫療場所內設置防火漏電保護器時，則應當選用可調節型。2.3 應急電源系統

在一類與二類醫療場所中，當某個導體上的電壓下降值超過標準電壓的10%時，應急電源應當自行啟動。在一類醫療場所中，每個房間應當至少設置一個由安全電源進行供電的照明燈具。消防電梯、防排煙以及中央控制系統應當由切換時間不大于15 s的安全電源進行供電。

3 結語

總而言之，隨著醫療體制改革的不斷深化，醫療建筑的改擴建工程隨之大幅度增多。由于醫療建筑中有著數量非常龐大的電氣設備，為了確保這些設備的安全、穩定、可靠、經濟運行，除了要做好電氣技術分析之外，還應當合理有效地應用電氣技術，這不但有助于延長電氣設備的使用壽命，而且還能為醫院帶來一定的經濟效益，對于推動我國醫療事業的發展具有非常重要的現實意義。

［1］常茹，呂建，趙樹興.潔凈手術室的改造設計與潔凈度測試分析［J］.潔凈與空調技術，2005（2）

［2］張頎，黃瓊.醫療建筑環境的藝術性趨向與商業化設計手法的運用［J］.建筑師，2005（5）