大中型醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

查慧勤　（安徽省建筑設(shè)計(jì)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(jì)

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

文章總結(jié)多個(gè)綜合性醫(yī)院的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備容量和負(fù)荷級(jí)別、變壓器容量的選擇、變電所的設(shè)置、柴油發(fā)電機(jī)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(jì)。

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(jī)組

1　概述

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)力的增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)人民大眾健康的投入越來(lái)越大，近幾年大中型醫(yī)院在各級(jí)城市層次不窮的新建、改擴(kuò)建，其規(guī)模越來(lái)越大，功能越來(lái)越復(fù)雜，各種先進(jìn)的醫(yī)用診斷、檢測(cè)、治療等設(shè)備的應(yīng)用，給電氣設(shè)計(jì)帶來(lái)新的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

我國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)根據(jù)人員、床位、設(shè)備、房屋等分為三級(jí)十等，對(duì)于二級(jí)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(chǎng)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(chǎng)合，這些場(chǎng)合的自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間要求、中斷供電造成的影響又將供電負(fù)荷分為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)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(jī)房以及供配電的型式。

2　負(fù)荷容量和級(jí)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(jì)首先確定用電容量和用電負(fù)荷等級(jí)，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(guó)內(nèi)大多醫(yī)院采用MR核磁共振設(shè)備場(chǎng)強(qiáng)為1.5T～3T，以3.0T為例，一般最大瞬時(shí)功率100kVA，連續(xù)功率75kVA，功率因數(shù)0.9，機(jī)房空調(diào)約為40～50kW，冷卻水冷機(jī)約為20kW；磁共振機(jī)房一般遠(yuǎn)離馬路、電梯、空調(diào)機(jī)房、泵房、變壓器、交流配電箱、強(qiáng)電電纜，金屬物件與核磁共振室間距動(dòng)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(jī)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(jī)房其他空調(diào)、插座、照明等容量單獨(dú)供配電。而數(shù)字胃腸機(jī)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(jī)房其他空調(diào)、插座、照明等容量單獨(dú)供配電。

③平掃CT/螺旋CT掃描機(jī)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(jī)房獨(dú)立建設(shè)，以一般醫(yī)院采用15MV為例，機(jī)組的容量約35kW，真空泵2kW，水冷機(jī)10kW，并根據(jù)房間要求單設(shè)空調(diào)機(jī)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(jí)甲乙等醫(yī)院會(huì)設(shè)置中心供應(yīng)室，包括污染區(qū)、清潔區(qū)、無(wú)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(wàn)級(jí)、千級(jí)、百級(jí)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(cè)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(dòng)發(fā)藥機(jī)以及發(fā)藥顯示屏等，用電容量每個(gè)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(gè)床位的吊床約在2/3kW；檢驗(yàn)科根據(jù)檢測(cè)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?jī)?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(jì)算。

?醫(yī)院內(nèi)的空調(diào)、熱水系統(tǒng)是個(gè)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(jī)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(huì)利用制熱鍋爐的蒸汽或單獨(dú)設(shè)置空氣源熱泵加太陽(yáng)能熱水器，相對(duì)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(jí)較高的場(chǎng)所。

2.2負(fù)荷等級(jí)的確定

①根據(jù)規(guī)范一級(jí)負(fù)荷的重要負(fù)荷，供電需要二路中壓進(jìn)線加應(yīng)急電源，一般應(yīng)急電源采用柴油發(fā)電機(jī)組，對(duì)于需要自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間要求較高的場(chǎng)所，另增設(shè)不間斷電源（UPS），保證轉(zhuǎn)換時(shí)間。

②對(duì)于一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷，供電采用二路中壓進(jìn)線即可滿足，同樣對(duì)于需要自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間要求較高的場(chǎng)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(shí)際調(diào)查建成的大中型醫(yī)院的實(shí)際使用情況看，設(shè)備容量計(jì)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(dòng)功率較大，實(shí)際運(yùn)行功率很小；諸多手術(shù)室全部同時(shí)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(duì)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(chǎng)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(yàn)科、化驗(yàn)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(shí)需要系數(shù)為1，當(dāng)按放射科室供電時(shí)需要系數(shù)約0.8，考慮設(shè)備的啟動(dòng)電流開(kāi)關(guān)需放大級(jí)別，各空調(diào)機(jī)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(shí)同時(shí)系數(shù)可按0.8計(jì)算。

③總結(jié)下來(lái)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(jì)算不超過(guò)其它負(fù)荷總?cè)萘浚试谶M(jìn)行變壓器負(fù)荷計(jì)算時(shí)可不納入之內(nèi)，在柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇時(shí)應(yīng)進(jìn)行計(jì)算比較。

3.2變壓器臺(tái)數(shù)的確定

①對(duì)于特級(jí)、一二級(jí)負(fù)荷等需要雙電源供電的宜單獨(dú)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(duì)于空調(diào)負(fù)荷特別是用電制冷機(jī)組和水泵，在非制冷季節(jié)可以切除容量的，宜單獨(dú)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(jí)別一般場(chǎng)所為三級(jí)可納入主變壓器。

③對(duì)于大型醫(yī)療設(shè)備如CT、DR、加速器等宜單獨(dú)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(shí)也可納入其內(nèi)。

3.3變電所個(gè)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(jī)房等，總面積大都在10萬(wàn)m2以上，在院區(qū)內(nèi)宜設(shè)置一總開(kāi)閉所或總配電所，對(duì)面積占比較大門診醫(yī)技樓、病房樓分別單獨(dú)設(shè)置分變電所，對(duì)其它面積較小、容量較少的單體設(shè)置配電間，進(jìn)行低壓二次配電。

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

3.4醫(yī)院供電電源的確定

計(jì)算醫(yī)院建筑群所需的總變壓器的安裝容量以及特級(jí)、一二級(jí)負(fù)荷容量，結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇娋炙峁┑碾娫慈萘亢碗妷旱燃?jí)，即可向當(dāng)?shù)毓╇姴块T申請(qǐng)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(duì)獨(dú)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(jìn)行末端切換。

④對(duì)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(shù)干式和放射式相結(jié)合的方式配電。對(duì)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(jī)的確定

①柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源，其容量的選擇應(yīng)分別計(jì)算出特級(jí)負(fù)荷容量、一二級(jí)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(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的容量來(lái)確定柴油發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘浚⒏鶕?jù)總?cè)萘窟x擇1臺(tái)、2臺(tái)甚至更多的機(jī)組并列運(yùn)行，確保醫(yī)院的在停電狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)。

②柴油發(fā)電機(jī)房位置的選擇根據(jù)規(guī)范不得在人員密集的場(chǎng)所的貼臨、上下方等，即大廳、門診、病房等人員眾多場(chǎng)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(jī)房。

6　總　結(jié)[5]

醫(yī)院建筑作為民用相對(duì)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(jì)的原則，做好醫(yī)療設(shè)備的統(tǒng)計(jì)、電源來(lái)源的調(diào)查、業(yè)主使用的需求等，來(lái)完善我們的供配電設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范[S].

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

[4]侯加全，等.醫(yī)院大型醫(yī)療設(shè)備機(jī)房電氣設(shè)計(jì)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(jì)的幾點(diǎn)體會(huì)[A].遼寧土木建筑學(xué)會(huì)電氣專業(yè)委員會(huì)年會(huì)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(jí)工程師，國(guó)家注冊(cè)電氣工程師，安徽省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司電氣專業(yè)所總工。