1 引言
隨著醫(yī)院建筑在我國的蓬勃發(fā)展, 營造良好的設(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)營所必不可少的手段。現(xiàn)在的醫(yī)院建設(shè)將目前國內(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。
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)遵循國內(nèi)供電規(guī)范并參考國際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?？漆t(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電纜的短路穩(wěn)定校驗(yàn)。
電氣系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償我們采用了低壓側(cè)集中無功功率補(bǔ)償, 通過諧波校核, 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, 我國與國外發(fā)達(dá)國家的醫(yī)院的照度標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn), 發(fā)達(dá)國家的照度標(biāo)準(zhǔn)約是我國現(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?？照{(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
