盧海峰, 周晨亮

(浙江省建筑設(shè)計研究院, 浙江 杭州 310006)

0 引 言

近年來,隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,各地新建不少大型綜合醫(yī)療建筑。由于大型醫(yī)療建筑功能復雜,醫(yī)療診斷和治療設(shè)備眾多,對供配電系統(tǒng)提出較高要求。因此,供配電的合理設(shè)計對于保障醫(yī)院的安全、可靠運行尤為重要。

1 項目概況

浙江省某綜合性三級甲等醫(yī)院門診醫(yī)技住院康復樓,其功能涵蓋門診、急診、健康管理中心、檢驗科、住院部、手術(shù)部、中心供應(yīng)、動力中心、病理科、地下車庫及設(shè)備機房等,總建筑面積約為12萬m2,建筑主體高度為84.1 m,地下2層,地上21層,屬于一類高層建筑,耐火等級為一級。

2 負荷分級及供電要求

2.1 負荷分級

該項目在施工期間多本規(guī)范修改。在最后裝修圖實施時,根據(jù)消防部門及圖審單位建議,基本按照現(xiàn)行國家規(guī)范GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、GB 51039—2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》、JGJ 312—2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》等[1-3]進行負荷分級。根據(jù)上述規(guī)范,該工程負荷分級如下:

(1) 一級負荷中特別重要負荷。包括急診搶救室、血液病房的凈化室、產(chǎn)房、重癥監(jiān)護室、早產(chǎn)兒室、血液透析室、手術(shù)室、術(shù)前準備室、術(shù)后復蘇室、麻醉室等場所中涉及患者生命安全的設(shè)備和照明用電及大型生化儀器。

(2) 一級負荷。包括急診搶救室、血液病房的凈化室、產(chǎn)房、重癥監(jiān)護室、早產(chǎn)兒室、血液透析室、手術(shù)室、術(shù)前準備室、術(shù)后復蘇室、麻醉室等場所中的除一級負荷中特別重要負荷的其他用電設(shè)備;計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用電;急診診室、急診觀察室及處置室、嬰兒室、內(nèi)鏡檢查室、影像科、放射治療室、核醫(yī)學室等場所的診療設(shè)備及照明用電;門診醫(yī)技和住院部30%的走道照明;病理科的取材室、制片室、鏡檢室的用電設(shè)備;配電室照明用電;客梯、排污泵、生活水泵;警衛(wèi)照明,障礙照明以及所有消防設(shè)備。

(3) 二級負荷。包括中心供應(yīng)室、空氣凈化機組、采暖鍋爐及換熱站等用電。

(4) 三級負荷。不屬于一、二級的其他電力負荷。

2.2 醫(yī)療場所及設(shè)施的類別劃分與自動恢復供電時間要求

由于醫(yī)療建筑的特殊性,JGJ 312—2013根據(jù)不同醫(yī)療場所對電氣安全防護的要求,將醫(yī)療場所分為下列三類:0類,不使用醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件的醫(yī)療場所;1類,醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)(除2類醫(yī)療場所所述部位外)接觸的醫(yī)療場所;2類,醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體內(nèi)接觸、手術(shù)室以及電源中斷或故障后將危及患者生命的醫(yī)療場所[4-6]。

醫(yī)療場所及設(shè)施的類別劃分與要求自動恢復供電時間如表1所示。

表1 醫(yī)療場所及設(shè)施的類別劃分與要求自動恢復供電的時間

注：(a)涉及生命安全的電氣設(shè)備及照明,(b)不作為手術(shù)室時。

由此可見,在醫(yī)療建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計時,不僅需要考慮各場所的負荷等級,還要考慮各醫(yī)療場所及設(shè)施的類別劃分與要求自動恢復供電的時間。

3 供配電系統(tǒng)設(shè)計

3.1 市電電源設(shè)計

結(jié)合負荷分級、醫(yī)療場所及設(shè)施的類別劃分與自動恢復供電時間要求,與當?shù)毓╇姴块T溝通后該工程采用兩路10 kV進線,進線采用電纜埋地方式引入,兩路電源同時工作互為備用。其中一路電源中斷供電時,另一路電源能承擔全部一級負荷中的特別重要負荷、一級負荷及二級負荷。

3.2 應(yīng)急電源設(shè)計

為保證一級負荷中特別重要負荷、一級負荷,以及甲方要求市電斷電時需保障的負荷及消防負荷供電的可靠性,該工程設(shè)置一臺1 500 kW快速自起動柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源。當正常供電電源中斷供電時自動起動,并在15 s內(nèi)向規(guī)定的用電負載供電;當正常供電電源恢復供電后,延時切換并停機。此外,對于停電時間要求自動恢復供電的時間≤0.5 s的負荷,如手術(shù)室、術(shù)前準備室、術(shù)后復蘇室、麻醉室、搶救室、血透、檢驗科大型生化儀器、產(chǎn)房、早產(chǎn)兒室以及重要的計算機機房設(shè)備用電等,設(shè)置在線式不間斷電源(UPS),且應(yīng)急供電時間≥15 min。

3.3 配電變壓器數(shù)量設(shè)計

根據(jù)負荷具體情況,在-1F變電所內(nèi)設(shè)置SCBH15-1600 kVA 6臺,SCBH15-500 kVA 2臺,其中1#～4#變壓器對大樓的照明、動力及消防負荷供電,5#、6#變壓器對空調(diào)動力等供電,7#、8#變壓器為醫(yī)療設(shè)備專用變壓器。供電方案示意如圖1所示。

圖1 供電方案示意

4 典型醫(yī)療場所低壓配電設(shè)計

醫(yī)療建筑內(nèi)用電性質(zhì)復雜,在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)各用電設(shè)備的特性采用不同的供電方式。對于單臺容量較大的負荷或比較重要負荷,如冷凍機、潔凈手術(shù)部、醫(yī)療設(shè)備、計算機房等采用放射式供電;對于一般負荷,采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。

4.1 潔凈手術(shù)部

為了保證用電可靠性,潔凈手術(shù)部根據(jù)防火分區(qū)及潔凈區(qū)的劃分,分別設(shè)置配電總柜。配電總柜設(shè)置在非潔凈區(qū),采用雙電源供電,其中一路引自應(yīng)急母線,設(shè)置自動切換。后端經(jīng)UPS后再分配至每個潔凈手術(shù)室的專用配電箱。手術(shù)室內(nèi)除手術(shù)臺驅(qū)動機構(gòu)及非生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備外,其他用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于患者區(qū)域的醫(yī)療電氣設(shè)備及系統(tǒng)的回路均采用醫(yī)療場所局部IT系統(tǒng)供電。手術(shù)室內(nèi)其他采用TN-S系統(tǒng)供電的終端回路均設(shè)置短路及過負荷保護。手術(shù)室配電系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 手術(shù)室配電系統(tǒng)

4.2 大型診療設(shè)備配電

考慮到放射科及體檢中心設(shè)置大量的診療設(shè)備,為減少對敏感電子設(shè)備的干擾,設(shè)置2臺診療設(shè)備專用變壓器。所有大型診療設(shè)備均采用雙電源供電,設(shè)置自動切換。為了確保診療設(shè)備的正常運行,設(shè)備廠家往往會對電源內(nèi)阻或線路壓降提出要求。

以飛利浦 Precedence SPECT CT為例,按廠家提供數(shù)據(jù),要求容量為112 kVA,額定負載為80 kVA,瞬時電流為135 A,要求相間內(nèi)阻小于0.2 Ω。因此,采用額定電流為160 A的塑殼斷路器進行保護。另結(jié)合該工程實際情況,變壓器與配電柜距離為50 m左右,電纜線徑建議不小于70 mm2,且保護接地線的線徑與相線相同。

4.3 ICU配電

為保證用電可靠性,重癥監(jiān)護室(ICU)采用雙電源供電,其中一路引自應(yīng)急母線,設(shè)置自動切換。后端經(jīng)UPS后再分配至末端各用電回路。ICU內(nèi)除照明及非生命支持系統(tǒng)的電氣設(shè)備外,其他用于維持生命、重癥患者的實時監(jiān)控和其他位于患者區(qū)域的醫(yī)療電氣設(shè)備及系統(tǒng)的回路均采用醫(yī)療場所局部IT系統(tǒng)供電。

4.4 檢驗科供電

檢驗科設(shè)備儀器眾多且用電要求各不相同,因此在設(shè)計之前需與甲方確認科室內(nèi)主要設(shè)備的用電功率及供電要求?？紤]到該工程檢測儀器較多,且血液自動分析流水線、尿液分析流水線、科室內(nèi)電腦等均要求采用UPS供電。為提高用電可靠性,在檢驗科內(nèi)設(shè)置2個專用配電箱,兩者均采用雙電源供電(一路引自應(yīng)急母線)。其中,一只配電箱后端經(jīng)UPS后再分配至末端各用電回路,供要求自動恢復供電的時間≤0.5 s的負荷使用。

4.5 普通病房配電

該工程病房主要集中在塔樓區(qū)域,考慮到安全性與可擴展性,除走道照明外,塔樓照明及插座采用兩條密集型封閉母線供電,兩條母線互為備用。奇偶樓層總配電箱電源分別引自不同母線,當一條母線出現(xiàn)故障或檢修時,有供電需求的樓層可手動切換到另一條母線上,以保證該區(qū)域的供電需求。病房內(nèi)設(shè)置小配電箱,電源引自樓層總配電箱。

4.6 陽光產(chǎn)房配電

陽光產(chǎn)房為院區(qū)特色醫(yī)療項目,因此甲方對該區(qū)域供電提出較高的要求。在電氣設(shè)計中產(chǎn)房樓層設(shè)產(chǎn)房照明插座用總配電箱,采用雙電源供電,其中一路引自應(yīng)急母線,設(shè)自動切換。產(chǎn)房內(nèi)設(shè)小配電箱,電源引自樓層總配電箱。陽光產(chǎn)房樓層空調(diào)及熱水均采用放射式供電。

5 結(jié) 語

醫(yī)療建筑作為民用建筑中相對復雜的建筑,電氣設(shè)計人員在設(shè)計時應(yīng)充分了解各醫(yī)療場所的醫(yī)療工藝流程和要求,及時與其他專業(yè)人員、醫(yī)療設(shè)備廠家、醫(yī)院各科室工作人員及電力部門溝通,這樣才能設(shè)計出安全、可靠、經(jīng)濟的供配電系統(tǒng)。

[1]醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范:JGJ312—2013[S].

[2]供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范:GB50052—2009[S].

[3]綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范:GB51039—2014[S].

[4]林紅.某三甲綜合醫(yī)院電氣設(shè)計[J].建筑電氣,2015,34(9):25-29.

[5]查慧勤.大中型醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計[J].安徽建筑,2016(3):214-216.

[6]陳宇.三甲級醫(yī)院電氣設(shè)計[J].現(xiàn)代建筑電氣,2017,8(2):58-62.