1?　引言　

隨著醫(yī)院建筑在我國(guó)的蓬勃發(fā)展,?營(yíng)造良好的設(shè)施、幽雅的就醫(yī)環(huán)境、提供優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)已成為醫(yī)院運(yùn)營(yíng)所必不可少的手段。現(xiàn)在的醫(yī)院建設(shè)將目前國(guó)內(nèi)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(yùn)用于其中,?在提供溫馨、舒適的就醫(yī)和工作環(huán)境的前提下,?降低能量消耗,?實(shí)現(xiàn)安全可靠的運(yùn)行,?使建成后的醫(yī)院高效、穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)。

根據(jù)目前調(diào)研的醫(yī)院負(fù)荷情況,?醫(yī)院的負(fù)荷比例仍然以空調(diào)照明為主體,?醫(yī)療設(shè)備用電所占的比例很小,?中醫(yī)眼科醫(yī)院不例外,?空調(diào)(電制冷的)?43?%,?照明35?%,?動(dòng)力(包括醫(yī)療用電)22?%。醫(yī)院變壓器安裝指標(biāo)為76VA/m2?。

醫(yī)院供電系統(tǒng)應(yīng)遵循國(guó)內(nèi)供電規(guī)范并參考國(guó)際IEC?相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),?將醫(yī)院的供電等級(jí)分為一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷,?因此電源一般采用兩路10kV?供電。一級(jí)負(fù)荷采用雙路電源供電。

照度水平在我國(guó)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上有所提高。每個(gè)病床有床頭燈,?病房及病房區(qū)設(shè)夜間照明燈。眼科醫(yī)院的眼科診室設(shè)有可調(diào)光的白熾燈。

中心層流手術(shù)室是一個(gè)醫(yī)院的核心,?是醫(yī)院最重要的醫(yī)療機(jī)構(gòu),?手術(shù)部的供電照明系統(tǒng)為最重要的供電系統(tǒng)。

數(shù)字檢影成像設(shè)備是醫(yī)院的重要醫(yī)療設(shè)備。它的配電設(shè)計(jì)引出了電源內(nèi)阻來(lái)校核設(shè)備的配電線路截面。

醫(yī)院電氣安全是醫(yī)院電氣設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。低壓系統(tǒng)采用TN?—S?系統(tǒng)。醫(yī)院的接地也涉及到病人的安全、設(shè)備正常的運(yùn)行等,?因此中醫(yī)眼科醫(yī)院設(shè)計(jì)采用防雷接地、電力系統(tǒng)接地、設(shè)備保護(hù)接地共用接地系統(tǒng)。以下對(duì)中醫(yī)眼科醫(yī)院的電氣設(shè)計(jì)做一系統(tǒng)的介紹。

2?　工程概況

某眼科醫(yī)院位于北京市石景山區(qū)魯谷路。醫(yī)療綜合樓建筑面積為21000m2,是一座擁有病床位170?床的以中醫(yī)眼科為重點(diǎn)的專科醫(yī)院。某眼科醫(yī)院的醫(yī)療綜合樓由地下一層、三層A?、B?區(qū)裙房、一層設(shè)備層和B?區(qū)四層病房組成。裙房高13.2m?,?病房高30.1m?。結(jié)構(gòu)型式A?區(qū)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),?B?區(qū)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu),?A?段為獨(dú)立基礎(chǔ),?B?段為筏基基礎(chǔ)及獨(dú)立基礎(chǔ)。

3?　強(qiáng)電電氣設(shè)計(jì)

3.1?　電氣負(fù)荷及供電

某眼科醫(yī)院的醫(yī)療綜合樓屬一類高層建筑。

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

以上用電負(fù)荷性質(zhì)可分為:一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。該醫(yī)療綜合樓的手術(shù)室、ICU?、急診室、配變電所的照明、應(yīng)急照明、計(jì)算中心、消防用電設(shè)備以及故障時(shí)必須持續(xù)供電的醫(yī)療設(shè)備均為一級(jí)用電負(fù)荷;生活泵、電梯、排水泵等為二級(jí)負(fù)荷;其余為三級(jí)負(fù)荷。

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

用電設(shè)備安裝容量Pe?=2164.5kW

計(jì)算有功負(fù)荷P?j?=1190.6kW

計(jì)算無(wú)功負(fù)荷Qj?=388.4kvar

補(bǔ)償后全院平均功率因數(shù):0.92

全院總的需要系數(shù):0.55

其中一類負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下:

全院一類用電設(shè)備安裝容量P?e?=390.1kW

一類負(fù)荷計(jì)算有功負(fù)荷Pj?=210.8kW

一類負(fù)荷計(jì)算無(wú)功負(fù)荷Qj?=121.6kvar

3.2?　配變電所設(shè)計(jì)

本建筑為一類建筑,?供電電源采用兩路10kV?專用線路,?電纜埋地敷設(shè)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。配變電所高壓柜采用KYN?—10?型金屬鎧裝移開式手車柜,?兩路出線供本樓兩臺(tái)變壓器兩路出線備用。本樓變壓器為兩臺(tái)800kVA?環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器。20?臺(tái)低壓配電屏采用GCL1?型抽出式配電屏。

10kV?高壓系統(tǒng)采用單母線分段接線,?正常情況下兩路電源同時(shí)供電,?分列運(yùn)行,?互為備用。10kV?母聯(lián)手動(dòng)切換,?兩路電源均能承擔(dān)100?%用電負(fù)荷。配變電所內(nèi)兩臺(tái)變壓器,?一臺(tái)變壓器給一段220/?380V?低壓母線供電,?兩段母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器,?其中一段母線失電后,?母聯(lián)自動(dòng)投入。中醫(yī)眼科醫(yī)院的高低壓系統(tǒng)圖見圖1?。

? ? ? ?

在設(shè)計(jì)變壓器低壓側(cè)出線系統(tǒng)時(shí),?設(shè)計(jì)采用了能夠快速開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(dá)到峰值之前(10ms之內(nèi),?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),?塑殼斷路器快速開斷。由于采用了具有限流作用的塑殼斷路器,?通過(guò)查驗(yàn)曲線和核實(shí)導(dǎo)線,?在選擇設(shè)計(jì)變壓器低壓側(cè)出線電纜時(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(wěn)定校驗(yàn)。

電氣系統(tǒng)的無(wú)功功率補(bǔ)償我們采用了低壓側(cè)集中無(wú)功功率補(bǔ)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(tǒng)采用D?,?Yn11?接線的變壓器,就限制了3?次諧波注入電源系統(tǒng)。

3.3?　配電設(shè)計(jì)

醫(yī)院用電負(fù)荷分成一般照明系統(tǒng)、醫(yī)療動(dòng)力(插座)?系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)(新風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)等)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等。

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

一類負(fù)荷均為雙路供電末端自投。冷水機(jī)組、真空吸引、X?光機(jī)、CT?機(jī)等設(shè)備主機(jī)、中心手術(shù)

部的電力及照明、電梯及屋頂排風(fēng)機(jī)、冷卻塔風(fēng)機(jī)、屋頂照明、中心供應(yīng)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(jī)、空調(diào)機(jī)、電梯等設(shè)備由低壓配電屏采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式配電。

本樓A?、B?區(qū)各設(shè)有1?個(gè)電氣豎井,?其中B區(qū)的電氣豎井由地下1?層至地上7?層均設(shè)置,?A區(qū)的電氣豎井僅裙房3?層設(shè)置。豎井兼作配電間。豎井內(nèi)設(shè)有一般照明總箱、應(yīng)急照明箱、空調(diào)配電箱。其中照明及配電、應(yīng)急照明及空調(diào)采用樹干式配電方式。低壓電氣豎向系統(tǒng)見圖3?。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

大型水泵和風(fēng)機(jī)采用了軟起動(dòng)器,?通過(guò)相位控制降低電動(dòng)機(jī)電壓,?并能在起動(dòng)時(shí)間內(nèi)將電動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)矩,?從而有效防止機(jī)械沖擊以及電網(wǎng)電壓壓降,?使機(jī)械設(shè)備能夠平穩(wěn)加速,?延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命。

在檢驗(yàn)科、中心實(shí)驗(yàn)室等用房設(shè)置了沿墻敷設(shè)的電氣組合線槽,?并將電源斷路器設(shè)置其上,

以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室用電設(shè)備多、用電變化多的要求。

一般配電及照明線路采用隔氧層阻燃交聯(lián)聚乙烯電力電纜(GZR?—YJV?—0.6/1kV?-),?導(dǎo)線采用BV?型銅芯導(dǎo)線;一級(jí)用電負(fù)荷的配電干線采用隔氧層耐火交聯(lián)聚乙烯電力電纜(GNH?—YJV?—0.6/1kV -),?導(dǎo)線采用ZR?—BV?型銅芯阻燃導(dǎo)線。從配變電所引出照明、應(yīng)急照明和動(dòng)力干線電纜,?走地下夾層,?沿封閉電纜橋架引至電氣豎井、空調(diào)機(jī)房或用電設(shè)備;一般用電設(shè)備的電纜和一級(jí)用電設(shè)備的電纜分開,?分別用電纜橋架敷設(shè),?一級(jí)用電設(shè)備的電纜橋架金屬構(gòu)件的外表面應(yīng)加符合國(guó)家有關(guān)規(guī)范的耐火涂層。中間豎井內(nèi)的照明、應(yīng)急照明和設(shè)備層以上病房樓空調(diào)采用密集型插接式保護(hù)母線,?通過(guò)插接箱向各層配電箱供電。從電氣豎井內(nèi)一般總配電箱引至各層分配電箱的線路沿金屬線槽在吊頂內(nèi)暗敷;從電氣豎井內(nèi)應(yīng)急照明總配電箱引至各層分配電箱的線路穿鋼管在墻及結(jié)構(gòu)內(nèi)暗敷;中心手術(shù)部及設(shè)備層內(nèi)一級(jí)用電負(fù)荷的配電干線沿金屬線槽在吊頂內(nèi)暗敷,?或沿電纜橋架在設(shè)備層明敷,?此類電纜橋架,?金屬線槽等金屬構(gòu)件的外表面應(yīng)施加符合國(guó)家有關(guān)規(guī)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路應(yīng)穿鋼管在吊頂內(nèi)或結(jié)構(gòu)內(nèi)暗敷。插座及危險(xiǎn)場(chǎng)所配電回路應(yīng)安裝漏電保護(hù)器。

3.4?　照明設(shè)計(jì)

3.4.1?　照度標(biāo)準(zhǔn)

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異,?我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的醫(yī)院的照度標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn),?發(fā)達(dá)國(guó)家的照度標(biāo)準(zhǔn)約是我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的5?～?10?倍。為了體現(xiàn)現(xiàn)代化醫(yī)院的良好形象,?結(jié)合本工程的具體情況,?照度水平在我國(guó)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上有所提高。

(1)?手術(shù)室?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??500lx

(2)?診斷治療室、護(hù)士站、藥房?? ? ? ??300lx

(3)?醫(yī)生辦公室、CT?室、中心供應(yīng)?? ? ?200lx

(4)?病房?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??100lx

(5)?夜間守護(hù)?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??5?～?10lx

(6)?大廳?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??300lx

(7)?候診室?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??150lx

3.4.2?　設(shè)計(jì)中注意醫(yī)療功能性用房照明的特殊要求

診室、病房、急診觀察室、治療室等處采用高顯色熒光燈,?以便于觀察病人的情況。色溫在3500K?左右。病房、急診觀察室、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(shè)置電子滅菌燈。測(cè)聽室的照明采用白熾燈。眼科暗室采用可調(diào)光的白熾燈。每個(gè)病床有床頭燈,?病房及病房區(qū)設(shè)夜間照明燈。

3.4.3?　其他燈具選型及安裝

配變電所、強(qiáng)弱電豎井、病房值班及電梯機(jī)房等無(wú)吊頂?shù)姆块g采用控照式熒光燈鏈吊安裝;夾層和設(shè)備層采用控照式熒光燈吸頂安裝,?地下一層水泵房、冷凍機(jī)房及熱交換間采用壁裝投光燈。空調(diào)機(jī)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(jié)能筒燈吸頂安裝。手術(shù)室、口腔診室及修復(fù)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(yàn)、掛號(hào)、收費(fèi)、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(wèi)生間等處采用3?×18W?格柵熒光燈嵌頂安裝。病房設(shè)置地腳燈。

各強(qiáng)電豎井內(nèi)均設(shè)有應(yīng)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診樓內(nèi)的應(yīng)急照明提供可靠電源。為便于疏散,?在疏散走廊和樓梯間設(shè)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(tǒng)

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(jí)。

中心手術(shù)室是一個(gè)醫(yī)院的核心,?是醫(yī)院最重要的醫(yī)療機(jī)構(gòu),?手術(shù)部的供電照明系統(tǒng)為最重要的供電系統(tǒng)。手術(shù)部配電設(shè)計(jì)以滿足手術(shù)部用電需要,安全供電為目的。

(1)系統(tǒng)

根據(jù)規(guī)范規(guī)定,?手術(shù)室配電、照明均按照一級(jí)負(fù)荷配電,?應(yīng)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(shè)有專用雙路電源自動(dòng)切換配電柜,?從專用配電柜向各個(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(diào)集中在設(shè)備層,?設(shè)有專用配電柜,?雙路電源從配變電所