伴隨著醫(yī)療深化改革與公眾健康需求的不斷提升，醫(yī)療建筑功能日漸呈現(xiàn)出多元化、系統(tǒng)龐雜、人員密集、用電需求量大等特征，對于建筑電氣設計的專業(yè)度與可靠性提出更高要求。
01
工程概況
以某大型綜合醫(yī)院項目為例，該醫(yī)院為綜合性三級甲等醫(yī)院，設有1200余張床位，一期工程醫(yī)療綜合大樓總建筑面積為14.68萬m²，建筑總高度為97.8m，屬于高層一類公共建筑。其中地下部分4層，主要功能為機動車庫、非機動車庫、設備用房、中心供應、藥庫區(qū)、病案庫、污水處理站等。地上部分25層，地上1~6層為急診、門診科室；7~10層為醫(yī)技科室；11~24層為病房及手術部、重癥監(jiān)護室；25層為科研辦公室。
02
變配電系統(tǒng)設計
1）負荷等級
根據(jù)《民用建筑電氣設計規(guī)范》（jgj 16-2008）、《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范》（jgj 312-2013）規(guī)定，一級負荷中特別重要負荷包括：手術室、重癥監(jiān)護室、產(chǎn)房、血液透析室等場所中涉及患者生命安全的設備及其照明用電，大型生化儀器，重癥呼吸道感染區(qū)的通風系統(tǒng)等用電負荷；一級負荷包括：急診部、監(jiān)護病房、手術部、分娩室、嬰兒室、治療室及消防負荷、主要業(yè)務和計算機用電、安保監(jiān)控用電、客梯、走道照明等用電負荷；二級負荷包括：影像科診斷、康復病房照明、中心消毒供應、客梯、生活泵房等用電負荷；其余為三級負荷?？傮w看來，本項目涉及的一級負荷及特別重要負荷數(shù)量較多，對供電電源的要求較高。
2）負荷計算
醫(yī)院醫(yī)療設備數(shù)量多，單位面積用電指標較高，本項目總設備容量17993kw，有功功率12205kw，補償后的視在功率13123kva；保留該醫(yī)院原有2臺2000kva 變壓器，新增4臺2000kva 變壓器、2臺1600kva變壓器、2臺1000kva變壓器，變壓器總容量共計17200kva。
3）供電電源
根據(jù)《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（gb 50052—2009）相關規(guī)定及以上負荷計算，考慮綜合性醫(yī)院負荷等級要求高、用電負荷大的特點，擬引入多路電源滿足負荷供電需求，結合當?shù)厥姓娋W(wǎng)供電情況，選取2個110kv變電站引入3路10kv電源，其中1、2號電源均為工作回路，3號電源為備用回路，可在1或2號電源任一失電的情況下切換至3號電源供電。10kv高壓電源經(jīng)由高壓電纜穿管埋地引入地下室配電房中，低壓交流電源等級為380/220v，其電源進線設計如圖1所示。
▲圖1 電源進線設計
4）備用電源
本項目火災時消防總計算負荷683kw，停電時需保障總計算負荷1392kw，按消防負荷及停電時需保障的供電負荷二者中較大者確定柴油發(fā)電機的容量，選取1臺常載1600kw，備載1800kw的自啟動柴油發(fā)電機組作為本項目的自備電源。根據(jù)《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范》（jgj312—2013）第4.4.5條規(guī)定，三級醫(yī)院柴油發(fā)電機組的供油時間應大于24h，在建筑物外部設有儲油罐及供油口。當市電停電或2臺變壓器同時發(fā)生故障時自啟動，并在15s內供電；當市電恢復供電后，柴油發(fā)電機組經(jīng)由冷卻延時后自動停機；柴油發(fā)電機組采用風冷卻方式，借助電氣與機械聯(lián)鎖裝置實現(xiàn)與市電的切換。
5）ups 不間斷電源
根據(jù)《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范》（jgj 312-2013）第3.0.2、4.4.6條規(guī)定，對中斷供電時間要求小于或等于0.5s的一級負荷中特別重要負荷，設置在線式ups不間斷電源供電。
6）高壓供電系統(tǒng)及保護
開閉所、高低壓變配電室設在地下一層。選用環(huán)保型h 級絕緣節(jié)能型干式變壓器，設強制風冷系統(tǒng)，接線形式為d，yn11。10kv 高壓主接線采用單母線分段運行方式，選用kyn28-12 型高壓開關柜，額定電流1250a，分斷能力31.5ka，直流操作。10kv配電、保護均采用微機綜合保護裝置，高壓進線采用過流、速斷保護；聯(lián)絡采用過流、速斷保護；變壓器出線采用過流、速斷保護；變壓器帶溫控保護裝置。
7）低壓配電系統(tǒng)及保護
選取每2臺變壓器為一組保持分列運行，低壓采用單母線分段運行方式，在兩段母線間設有母聯(lián)開關。對2000kva、1600kva 變壓器，在進出線分別配置65ka、50ka斷路器；對1000kva 變壓器，在進出線分別配置50ka、35ka 斷路器，并設有過載長延時、短路短延時與短路瞬時脫扣器，在部分回路設有分勵脫扣器。
柴油發(fā)電機房設在地下二層，柴油發(fā)電機備用電源在應急母線段上與市電聯(lián)鎖互投。消防負荷采用雙回路電源供電在最末一級配電箱自動切換；容量較大的用電負荷及重要負荷采用放射式配電；一般負荷采用放射式與樹干式相結合的方式配電。低壓配電系統(tǒng)根據(jù)不同的故障設置不同的短路、過負荷、漏電、電氣火災監(jiān)控等保護裝置。
03
照明系統(tǒng)設計
1）正常照明
a.照度計算
根據(jù)《建筑照明設計標準》（gb 50034—2013）的要求，醫(yī)院內不同房間、場所的照度標準值及照明功率密度限值要求不同。例如診室0.75m水平面，照度標準值300lx，照明功率密度限值9w/m²；病房地面，照度標準值為100lx，照明功率密度限值為5w/m²。設計時要按不同房間、場所分別計算，平均照度按“光源數(shù)量×光源光通量×利用系數(shù)×燈具維護系數(shù)/工作面面積”的公式計算，照明功率密度值按“光源數(shù)量×光源光通量/工作面面積”的公式計算，經(jīng)計算本項目各房間、場所不僅滿足正常照明的照度要求，同時還滿足了照明功率密度限值的節(jié)能要求。
b.燈具選擇
手術室、重癥監(jiān)護室、治療室選用高顯色性燈具；護士站、辦公室等場所，選用格柵式節(jié)能燈具；手術室、無菌室、新生兒隔離病房、潔凈病房等有潔凈要求的場所選用密閉潔凈燈具；洗衣房、開水間、衛(wèi)浴間、清洗消毒室等潮濕場所選用防潮型燈具；候診室、傳染病科診室、病房及廁所、婦科沖洗、手術室等場所設紫外線殺菌燈；手術室、x 射線診斷室設防止誤入的紅色信號燈。
2）消防應急照明
（1）醫(yī)院為人員密集場所，對消防應急照明系統(tǒng)的要求很高。本項目疏散照明的地面最低水平照度不低于3.0lx；病房樓或手術部的樓梯間、前室或合用前室不低于10.0lx；手術室及重癥監(jiān)護室等病人行動不便的病房不低于5.0lx。設計中在各安全出口、疏散通道、封閉樓梯間、防煙樓梯間及其前室、人員密集場所等處均應安裝相應的消防應急照明燈具，覆蓋建筑內全部疏散線路。
（2）消防應急照明系統(tǒng)采用集中控制集中電源方式，應急照明燈具選用a型，額定電壓24v，集中電源的連續(xù)供電時間為1.5h。
（3）在消防控制室、消防泵房、防排煙風機房、變配電室、發(fā)電機房設備用照明，照度同正常照明的照度值。
3）安全照明
手術室、搶救室等涉及人身安全的場所，設置安全照明。2類場所中的手術室、搶救室安全照明的照度為正常照明的照度值，其他2類場所中的照度不低于一般照明照度值的50%。本項目為三級醫(yī)院，安全照明持續(xù)供電時間24h。
04
防雷與接地設計
1）防雷系統(tǒng)
① 本項目屬于人員密集場所，根據(jù)建筑物的長寬高、等效面積與年平均雷暴日、雷擊大地年平均密度等參數(shù)，經(jīng)計算年預計雷擊次數(shù)n 為0.47次/a＞0.05次/a，故按照二類防雷建筑物進行防雷設計。
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② 防直擊雷，采用由準10 鍍鋅圓鋼制成的明裝接閃帶布置在距女兒墻外緣0.1m 范圍內、高度約0.15m 處，將支撐架水平間距設為1m、轉角部位設為0.5m；采用屋面結構板內主筋制成規(guī)格為10m×10m 的天面接閃網(wǎng)；采用凈高為0.4m的準12 鍍鋅圓鋼作為接閃短針設置在屋角處；采用準18建筑物結構鋼筋經(jīng)由綁扎或焊接處理后作為引下線，利用基礎內的鋼筋作接地極。
③ 防雷電感應及雷電波侵入，在lpz0 與lpz1 區(qū)邊界的進線處按第一級防護等級設浪涌保護裝置，各樓層配電箱按第二級防護等級設浪涌保護裝置，在弱電機房的配電箱按第三級防護等級設浪涌保護裝置。
2）接地系統(tǒng)
① 本項目低壓配電系統(tǒng)采用tn-s 接地型式；在變配電室設總等電位聯(lián)結。
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② 消防控制中心、弱電機房、電梯機房、帶淋浴的衛(wèi)生間、手術室及1、2類醫(yī)療場所設局部等電位聯(lián)結。
③ 在各手術室、重癥監(jiān)護室（icu）以及斷電會危及生命的重要治療的2 類醫(yī)療場所采用醫(yī)療it 接地系統(tǒng)，配置一個交流內阻抗≥100kω的絕緣監(jiān)視儀，當發(fā)生第一次單相接地故障時，最遲在絕緣電阻降至50kω時，發(fā)出故障報警信號，并根據(jù)用電負荷配備不同容量的隔離變壓器。
05
結論
醫(yī)療建筑電氣設計與供電質量、安全保障存在密切關聯(lián)，將直接影響醫(yī)療服務質量。本文結合某大型綜合性醫(yī)療建筑工程特征與供電需求，采用高壓電源+柴油發(fā)電機+ups 電源供電方式及放射狀+樹干式配電方式，配合照明系統(tǒng)、接地系統(tǒng)的設計，為醫(yī)療服務效率的提升創(chuàng)設良好基礎。