浅谈医疗住院楼电气设计的应用与探讨 - 安科瑞电气股份有限公司

　　关键词：医院；电气化程度；住院楼；电气设计；电气安全；供电质量近年来，我国经济发展获得了快速发展，带动了现代医疗科技的进步，而随着人们生活水平的提高，对医疗的需求也越来越多，医院新建工程不断增加，需要给予科学的电气设计。在临床诊断与治疗中对电子仪器和电气设备的应用日益增多，用电需求量扩大，用电方式变得复杂起来，这给医院的用电质量提出了新的标准。为更好地满足医院运营需要，做好医院电气设计就显得尤为关键。文章以某医院住院楼为例，对其电气设计做出了探讨。

　　1 医院住院楼电气设计问题分析1.1 医院住院楼电气设计问题 从我国现有医院建设来看，国家并没有发布正式的电气设计标准，因此在不同地区，医院住院楼电气设计出现了较为悬殊的设计水准，同时还有部分医院不重视电气设计，建设资金用在了医院硬件建筑上。很多医院对电气设计没有足够的认识，在设计中出现了线路额定负载等余量不足的问题，制约了电力系统的稳定性。鉴于医院建筑与其他建筑在使用功能上的不同，再加上用电设备使用特点的差异性，使得医院住院楼需要较多的一级负荷，电气线路又比较多，这就增加了电气系统设计的难度。不仅如此，在一些医院住院楼电气设计中，忽视了照明灯的科学选择，结果导致眩光污染问题，给病人康复造成了一定的不利影响。

　　1.2 某新建医院住院楼工程概况 某医院新建了一栋住院楼，总建筑面积达到了27650m2，包括地上15层和地下3层，建筑高度65m，设计病床位数400床。新建住院楼属于高层建筑，采用一级耐火等级。根据规划设计，本住院楼包括4个胸外科护理单元、4个心内科护理单元、1个ICU监护室、1个CCU监护室和1层手术层，并配备有功能科、中心、设备用房和两层地下停车场。根据建筑一级负荷用电单位用电标准，住院楼消防负荷、生活变频水泵、地下停车场设备、吸引机房、供氧机房、手术室空调系统等均划归一级负荷。其中，消防负荷有排烟风机、应急疏散照明、应急照明、消防电梯和正压送风机等。而二级负荷包括百级以外手术室空调系统、客梯和医用电梯。一级负荷中特别重要负荷包括手术室、CCU监护室和ICU监护室。

　　2 医院住院楼供电方案规划 按照《民用建筑电气设计规范》和《综合医院建筑设计规范》，并参考国家IEC标准，此医院住院楼供电方案中，在地下一层设置变配电室，并采用两路相互独立的10kV电源供电，并配备第三电源用于断电时的紧急供电。其中CCU监护室、ICU监护室和手术室等一级负荷中特别重要负荷，配置EPS应急电源，确保上述单元供电的连续性和对转换时间的需要。按照负荷计算和住院楼用电的特殊性，住院楼供电方案计划设置2台干式变压器（800kVA）、2台变压器同步开展工作。同时这两台变压器也互为备用设备，一台变压器出现故障后，另外一台变压器负责住院楼全部用电负荷。一级负荷中的特别重要负荷手术层、CUU监护室和ICU监护室由配电室单独引入双路电源供电，并于末端自动切换，同时配置EPS应急电源供电。对于住院楼各类电源，均由配电室分别引至电气竖井中，竖井内均设有普通照明、消防应急照明配电箱和普通动力箱，然后由竖井配电箱分别引至住院楼的各个科室，用于科室的照明、空调使用等。其中应急照明配电箱由双回路电源供电，在末级设置自动切换开关切换。根据科室、楼层独立设计计量，并保证在电气竖井配电箱内设置计量表。

　　3 住院楼照明系统设计 医院住院楼照明设计，需考虑医护人员和住院病人两方需求，为住院病人提供一个良好的照明环境，稳定病人情绪，使其耐心就诊和住院。而同时为了给医护人员开展工作创造良好环境，也需要一个科学的照明系统设计。在照明系统设计中，综合自然采光、光源、灯具等因素，实现了科学布灯、控制方式和节能的目标。采用一床一灯方式设置局部照明，综合医疗设备带安装模块式荧光灯或可调节式悬臂壁灯。无论何种灯，都用可调节光源，满足患者和医护人员双方要求。病房区设置夜间照明灯具，病房和卫生间过道安装夜间照明灯具，用带有遮光罩的节能型灯具。病房层公共走廊采用应急可控方式应急照明灯，其控制开关设在护士站，由值班护士负责管理。住院楼的公共走廊、消防电梯间、公共大厅和疏散楼梯间等安装疏散照明灯具，而大厅、疏散通道安装疏散指示灯，并在安全出口位置安装标志灯。

　　4 重要科室防静电和防漏电措施 与民用建筑供电与医院建筑供电不同，在医院住院楼内，一处微小的漏电均可酿成大的医疗故事。因此，医院住院楼配电系统接地保护型应采用TN-S系统，CCU监护室、ICU监护室和手术室的配电系统，均采用IT系统接地。众所周知，用电设备直接漏电电流＞10uA时，可对人体心脏造成很大的危害，导致微电击事故。为了切实保障患者生命安全，根据国际标准，手术室、CCU和ICU监护室一般采用局部中性点不接地IT系统。与民用建筑供电相比，医院供电具有特殊性，在医疗环境中，即便是微小的漏电电流都可能导致微电击事故。通常医院住院楼或一般民用建筑，均采用电磁式剩余电流保护器来防止静电，其响应值为mA级，根本不能满足医疗领域保护患者的要求。因此，对于医院的特殊重要科室，比如手术室、ICU等场所，均要采取有效的防静电和防漏电措施。一般而言，医院的重要科室均要通过局部中性点不接地的供电系统（IT系统）来防静电和防漏电。其中IT系统是指所有带电部分对地绝缘或配电变压器中性点，均应通过复合要求的阻抗来进行接地。医院住院楼手术室、CCU监护室和ICU监护室均设置了局部IT系统，这一系统由测试仪、电流互感器、外界报警显示仪、单相隔离变压器和绝缘监视器等组成，通过单相3～10kVA隔离变压器来对重要科室进行供电：一是避免其他供电回路中漏电电流威胁重要科室的医疗设备，杜绝酿成医疗事故的风险；二是隔离电源上负载发生对地故障时，由于对地不构成回路，不易产生危害较大的容性漏电流。总而言之，IT系统内的绝缘监视仪，可保证系统带故障运行，不导致断路器工作，确保ICU监护室、CCU监护室中医疗设备供电的连续性。

　　5 住院楼电气安全防护与接地系统 医院住院楼电气安全与接地设计，直接关系到住院病人和医护人员生命安全，对设备正常运行、建筑物防雷击也非常重要。根据《建筑物防雷设计规范》计算了本住院楼的年预计雷击次数，属于二类防雷建筑物。金属屋面、金属管道、风管和构件等，均与避雷带可靠焊接。在住院楼的每层，均利用结构梁内主筋作为连接，与玻璃幕墙、金属窗连接。本住院楼防雷引下线和防雷电感应，在重要科室均设置电位接地系统。在各个功能房，均设置LEB总等电位接地端子箱，为现场医疗设备使用提供有利的条件。同时电源系统设有三级浪涌保护装置，用来限制感应过电压入侵。

　　6 住院楼火灾自动报警系统 医院住院楼为一类防火建筑，采用控制中心报警系统，设有一台集中火灾自动报警控制器，其中系统可集中显示火灾报警部位信号与联动控制状态信号。这一系统由智能显示工作站、火灾报警控制器、火灾探测器、消火栓按钮、输出模块和手动火灾报按钮等部分组成。住院楼消防控制设备集中布置在消防中心控制室，且控制线缆都是由室外弱电电缆沟引入。根据防火分区火灾报警控制回路，分为火灾报警控制器等在内的二总线智能控制器。在确认着火后，控制器可向火灾现场发出报警信号和火灾应急系统，这时及时通知消防设备和消防人员，并瞬间切断非消防电源，消灭初期火灾。其中，火灾报警控制器联动控制和火灾监测能力显著。按照《高层民用建筑设计防火规范》（2005）的相关规定，应于住院楼内设置漏电火灾报警系系统，并将空调、照明和动力二级配电箱进线均装设于漏电报警模块箱中，用以检测配电箱漏电电流变化，负责监视设备的运行状况，及时报告异常情况。

　　7 安科瑞IT系统介绍7.1 概述 随着电子医疗设备在医院领域的广泛应用，漏电流对病人构成的威胁也越来越大，尤其是那些生命攸关的场所，病人在手术中或麻醉状态下，各种电极、传感器直接插入人体内，微小的漏电流都有可能导致病人触电身亡。另外有些医疗设备用于维持重症病人的生命，一旦设备停电，也会对病人的生命构成威胁。因此，对于医疗这一特殊场所的电气设计，应严格按照国家标准和规范进行。安科瑞医用IT系统绝缘监测故障定位装置及系统适用于医院的手术室、ICU(CCU)监护病房等重要场所，能为这类场所提供安全、连续、可靠的供电解决方案。

　　7.2 医用隔离电源系统 医用隔离电源监控系统用于集中监控医疗大楼内所有医疗２类场所医疗IT系统的运行状况。这种集中监控系统可以设置在医院电气运行和维护人员的值班室内，也可以集成在其它电力监控系统中，由的电气人员进行监控，一旦某套IT系统出现故障，电气维护人员也能在一时间内做出判断，并根据现场情况进行处理。系统拓扑图

　　7.3 软件功能安科瑞医用隔离电源监控系统是基于触摸屏软件设计，软件具有远程测量、远程参数设置和远程自检等多种功能，为医院2类场所隔离电源系统的集中监控提供了强大的系统集成工具。软件的主要功能如下：

　　■ 一次图和现场分布显示系统具有一次图及现场分布图显示功能，能直观的了解并及时地发现IT供电系统的报警地点或区域，从而方便人员及时到达现场进行故障排查；■ 实时数据采集与显示利用安装于各隔离电源系统中绝缘监测仪表和绝缘故障定位仪表，采集各隔离电源系统的参数。采集到的数据实时显示在监控系统界面，这些监测参量含IT系统对地绝缘电阻、变压器负荷电流、变压器绕组温度及绝缘故障回路等；

　　■ 故障报警将各医用隔离电源系统出现的各类故障，如绝缘故障、过载故障、超温故障以及接线断线故障等信息进行统一处理和记录，并可直接在显示界面上弹出显示故障类型、监测值、故障地点以及故障发生时间等信息。同时启动监控系统的声光报警系统，及时提醒相关人员，进行故障处理。其中，声音报警信号可被手动消除。■ 远程参数设置和查询通过系统，可根据要求远程调整和设置各医用隔离电源系统中绝缘监测仪的各类报警参数阈值，也可以任意查看这些报警参数值。参数包括绝缘报警值、负载电流报警值和隔离变压器温度报警值等。