1 　引言　

隨著(zhù)醫院建筑在我國的蓬勃發(fā)展, 營(yíng)造良好的設施、幽雅的就醫環(huán)境、提供優(yōu)質(zhì)的醫療服務(wù)已成為醫院運營(yíng)所必不可少的手段。現在的醫院建設將目前國內外先進(jìn)的供配電技術(shù)、照明技術(shù)、電氣安全技術(shù)等運用于其中, 在提供溫馨、舒適的就醫和工作環(huán)境的前提下, 降低能量消耗, 實(shí)現安全可靠的運行, 使建成后的醫院高效、穩定的運營(yíng)。

根據目前調研的醫院負荷情況, 醫院的負荷比例仍然以空調照明為主體, 醫療設備用電所占的比例很小, 中醫眼科醫院不例外, 空調(電制冷的) 43 %, 照明35 %, 動(dòng)力(包括醫療用電)22 %。醫院變壓器安裝指標為76VA/m2 。

醫院供電系統應遵循國內供電規范并參考國際IEC 相關(guān)標準進(jìn)行設計, 將醫院的供電等級分為一級或二級負荷, 因此電源一般采用兩路10kV 供電。一級負荷采用雙路電源供電。

照度水平在我國執行的標準的基礎上有所提高。每個(gè)病床有床頭燈, 病房及病房區設夜間照明燈。眼科醫院的眼科診室設有可調光的白熾燈。

中心層流手術(shù)室是一個(gè)醫院的核心, 是醫院最重要的醫療機構, 手術(shù)部的供電照明系統為最重要的供電系統。

數字檢影成像設備是醫院的重要醫療設備。它的配電設計引出了電源內阻來(lái)校核設備的配電線(xiàn)路截面。

醫院電氣安全是醫院電氣設計的一個(gè)重要環(huán)節。低壓系統采用TN —S 系統。醫院的接地也涉及到病人的安全、設備正常的運行等, 因此中醫眼科醫院設計采用防雷接地、電力系統接地、設備保護接地共用接地系統。以下對中醫眼科醫院的電氣設計做一系統的介紹。

2 　工程概況

某眼科醫院位于北京市石景山區魯谷路。醫療綜合樓建筑面積為21000m2,是一座擁有病床位170 床的以中醫眼科為重點(diǎn)的專(zhuān)科醫院。某眼科醫院的醫療綜合樓由地下一層、三層A 、B 區裙房、一層設備層和B 區四層病房組成。裙房高13.2m , 病房高30.1m 。結構型式A 區采用現澆鋼筋混凝土框架結構, B 區采用現澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結構, A 段為獨立基礎, B 段為筏基基礎及獨立基礎。

3 　強電電氣設計

3.1 　電氣負荷及供電

某眼科醫院的醫療綜合樓屬一類(lèi)高層建筑。

主要用電設備有:冷水機組2 臺;水泵16 臺(其中冷凍、冷卻泵6 臺, 生活泵4 臺、消防泵4臺, 熱交換站2 臺);風(fēng)機47 臺(其中排煙、加壓風(fēng)機11 臺, 新風(fēng)及空調機組36 臺);電梯8 部及醫院動(dòng)力, 照明等設備用電。

以上用電負荷性質(zhì)可分為:一級負荷、二級負荷和三級負荷。該醫療綜合樓的手術(shù)室、ICU 、急診室、配變電所的照明、應急照明、計算中心、消防用電設備以及故障時(shí)必須持續供電的醫療設備均為一級用電負荷;生活泵、電梯、排水泵等為二級負荷;其余為三級負荷。

電氣負荷計算采用了需要系數法并考慮其最大負荷的同期系數。本工程采用低壓電容器作為無(wú)功功率補償, 以提高功率因數。工程負荷計算如下:

用電設備安裝容量Pe =2164.5kW

計算有功負荷P j =1190.6kW

計算無(wú)功負荷Qj =388.4kvar

補償后全院平均功率因數:0.92

全院總的需要系數:0.55

其中一類(lèi)負荷計算結果如下:

全院一類(lèi)用電設備安裝容量P e =390.1kW

一類(lèi)負荷計算有功負荷Pj =210.8kW

一類(lèi)負荷計算無(wú)功負荷Qj =121.6kvar

3.2 　配變電所設計

本建筑為一類(lèi)建筑, 供電電源采用兩路10kV 專(zhuān)用線(xiàn)路, 電纜埋地敷設進(jìn)入本樓地下一

層電纜分界室, 作為配變電所高壓柜進(jìn)線(xiàn)。配變電所高壓柜采用KYN —10 型金屬鎧裝移開(kāi)式手車(chē)柜, 兩路出線(xiàn)供本樓兩臺變壓器兩路出線(xiàn)備用。本樓變壓器為兩臺800kVA 環(huán)氧樹(shù)脂絕緣干式變壓器。20 臺低壓配電屏采用GCL1 型抽出式配電屏。

10kV 高壓系統采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn), 正常情況下兩路電源同時(shí)供電, 分列運行, 互為備用。10kV 母聯(lián)手動(dòng)切換, 兩路電源均能承擔100 %用電負荷。配變電所內兩臺變壓器, 一臺變壓器給一段220/ 380V 低壓母線(xiàn)供電, 兩段母線(xiàn)間設聯(lián)絡(luò )斷路器, 其中一段母線(xiàn)失電后, 母聯(lián)自動(dòng)投入。中醫眼科醫院的高低壓系統圖見(jiàn)圖1 。

在設計變壓器低壓側出線(xiàn)系統時(shí), 設計采用了能夠快速開(kāi)斷短路電流并有限流作用的塑殼斷路器。在短路電流上升未達到峰值之前(10ms之內, 短路電流從零迅速上升到峰值的時(shí)間是在短路發(fā)生后的半周波10ms 的時(shí)刻), 塑殼斷路器快速開(kāi)斷。由于采用了具有限流作用的塑殼斷路器, 通過(guò)查驗曲線(xiàn)和核實(shí)導線(xiàn), 在選擇設計變壓器低壓側出線(xiàn)電纜時(shí), 可大大減小電纜截面, 即較小電纜截面的電纜即可通過(guò)電纜的短路穩定校驗。

電氣系統的無(wú)功功率補償我們采用了低壓側集中無(wú)功功率補償, 通過(guò)諧波校核, 在電容器回路串接6 %Xc 的電抗器, 以抑制5 次、7 次諧波電流。由于系統采用D , Yn11 接線(xiàn)的變壓器,就限制了3 次諧波注入電源系統。

3.3 　配電設計

醫院用電負荷分成一般照明系統、醫療動(dòng)力(插座) 系統、空調系統(新風(fēng)機、空調機等)、應急照明系統等。

本樓用電設備的電源電壓均為220/ 380V 。其中大型、重要性設備由配變電所放射式供電,

一類(lèi)負荷均為雙路供電末端自投。冷水機組、真空吸引、X 光機、CT 機等設備主機、中心手術(shù)

部的電力及照明、電梯及屋頂排風(fēng)機、冷卻塔風(fēng)機、屋頂照明、中心供應的動(dòng)力、值班室路燈照明均分別由配變電所低壓配電屏放射式供電;地上部分風(fēng)機、空調機、電梯等設備由低壓配電屏采用放射式與樹(shù)干式相結合的方式配電。

本樓A 、B 區各設有1 個(gè)電氣豎井, 其中B區的電氣豎井由地下1 層至地上7 層均設置, A區的電氣豎井僅裙房3 層設置。豎井兼作配電間。豎井內設有一般照明總箱、應急照明箱、空調配電箱。其中照明及配電、應急照明及空調采用樹(shù)干式配電方式。低壓電氣豎向系統見(jiàn)圖3 。

大型水泵和風(fēng)機采用了軟起動(dòng)器, 通過(guò)相位控制降低電動(dòng)機電壓, 并能在起動(dòng)時(shí)間內將電動(dòng)機電壓提升到電網(wǎng)電壓。軟起動(dòng)器可以限制起動(dòng)電流和起動(dòng)轉矩, 從而有效防止機械沖擊以及電網(wǎng)電壓壓降, 使機械設備能夠平穩加速, 延長(cháng)了機器的使用壽命。

在檢驗科、中心實(shí)驗室等用房設置了沿墻敷設的電氣組合線(xiàn)槽, 并將電源斷路器設置其上,

以適應實(shí)驗室用電設備多、用電變化多的要求。

一般配電及照明線(xiàn)路采用隔氧層阻燃交聯(lián)聚乙烯電力電纜(GZR —YJV —0.6/1kV -), 導線(xiàn)采用BV 型銅芯導線(xiàn);一級用電負荷的配電干線(xiàn)采用隔氧層耐火交聯(lián)聚乙烯電力電纜(GNH —YJV —0.6/1kV -), 導線(xiàn)采用ZR —BV 型銅芯阻燃導線(xiàn)。從配變電所引出照明、應急照明和動(dòng)力干線(xiàn)電纜, 走地下夾層, 沿封閉電纜橋架引至電氣豎井、空調機房或用電設備;一般用電設備的電纜和一級用電設備的電纜分開(kāi), 分別用電纜橋架敷設, 一級用電設備的電纜橋架金屬構件的外表面應加符合國家有關(guān)規范的耐火涂層。中間豎井內的照明、應急照明和設備層以上病房樓空調采用密集型插接式保護母線(xiàn), 通過(guò)插接箱向各層配電箱供電。從電氣豎井內一般總配電箱引至各層分配電箱的線(xiàn)路沿金屬線(xiàn)槽在吊頂內暗敷;從電氣豎井內應急照明總配電箱引至各層分配電箱的線(xiàn)路穿鋼管在墻及結構內暗敷;中心手術(shù)部及設備層內一級用電負荷的配電干線(xiàn)沿金屬線(xiàn)槽在吊頂內暗敷, 或沿電纜橋架在設備層明敷, 此類(lèi)電纜橋架, 金屬線(xiàn)槽等金屬構件的外表面應施加符合國家有關(guān)規范的耐火涂層。從各分照明配電箱和各分動(dòng)力配電箱引出的分支線(xiàn)路應穿鋼管在吊頂內或結構內暗敷。插座及危險場(chǎng)所配電回路應安裝漏電保護器。

3.4 　照明設計

3.4.1 　照度標準

由于經(jīng)濟發(fā)展水平的差異, 我國與國外發(fā)達國家的醫院的照度標準相差甚遠, 發(fā)達國家的照度標準約是我國現行標準的5 ～ 10 倍。為了體現現代化醫院的良好形象, 結合本工程的具體情況, 照度水平在我國執行的標準的基礎上有所提高。

(1) 手術(shù)室                           500lx

(2) 診斷治療室、護士站、藥房         300lx

(3) 醫生辦公室、CT 室、中心供應      200lx

(4) 病房                             100lx

(5) 夜間守護                         5 ～ 10lx

(6) 大廳                             300lx

(7) 候診室                           150lx

3.4.2 　設計中注意醫療功能性用房照明的特殊要求

診室、病房、急診觀(guān)察室、治療室等處采用高顯色熒光燈, 以便于觀(guān)察病人的情況。色溫在3500K 左右。病房、急診觀(guān)察室、手術(shù)室、治療室等處的頂燈采用漫反射式燈具, 以減少眩光。手術(shù)室、中心手術(shù)部清潔走廊、污物、洗消等處設置電子滅菌燈。測聽(tīng)室的照明采用白熾燈。眼科暗室采用可調光的白熾燈。每個(gè)病床有床頭燈, 病房及病房區設夜間照明燈。

3.4.3 　其他燈具選型及安裝

配變電所、強弱電豎井、病房值班及電梯機房等無(wú)吊頂的房間采用控照式熒光燈鏈吊安裝;夾層和設備層采用控照式熒光燈吸頂安裝, 地下一層水泵房、冷凍機房及熱交換間采用壁裝投光燈。空調機房采用控照熒光燈壁裝;樓梯間和雨棚等處采用1 ×60W 斜扁圓吸頂燈;淋浴、開(kāi)水間采用吊裝防水防塵燈管。首層急診、兒科及大堂雨棚采用節能筒燈吸頂安裝。手術(shù)室、口腔診室及修復診室等采用棱晶面罩熒光燈嵌頂安裝;病房采用棱晶面罩熒光燈吸頂安裝。熒光燈管采用高顯色熒光燈管。辦公室、診室、化驗、掛號、收費、藥房及病歷等房間采用2 ×36W 格柵熒光燈嵌頂安裝。洗消、備餐及消毒等潮濕環(huán)境場(chǎng)所采用密閉式熒光燈吸頂安裝。走道采用2 ×18W 格柵熒光燈嵌頂安裝, 候診、大堂及衛生間等處采用3 ×18W 格柵熒光燈嵌頂安裝。病房設置地腳燈。

各強電豎井內均設有應急照明配電箱, 其電源由配變電室提供兩路電源末端切換, 為疏散通道及人員密集的門(mén)診樓內的應急照明提供可靠電源。為便于疏散, 在疏散走廊和樓梯間設有明顯的疏散指示燈和安全出口燈。

3.5 　手術(shù)部的配電系統

本工程中心手術(shù)室集中在地上3 層, 共有手術(shù)室4 間, 四間均為千級。

中心手術(shù)室是一個(gè)醫院的核心, 是醫院最重要的醫療機構, 手術(shù)部的供電照明系統為最重要的供電系統。手術(shù)部配電設計以滿(mǎn)足手術(shù)部用電需要,安全供電為目的。

(1)系統

根據規范規定, 手術(shù)室配電、照明均按照一級負荷配電, 應采用雙路供電電源, 并且兩路電源有自動(dòng)切換功能。中心手術(shù)部設有專(zhuān)用雙路電源自動(dòng)切換配電柜, 從專(zhuān)用配電柜向各個(gè)手術(shù)室配電箱放射式配電。雙路電源從配變電所低壓配電屏直接引入。

手術(shù)部潔凈空調集中在設備層, 設有專(zhuān)用配電柜, 雙路電源從配變電所