医疗建筑电气技术分析及应用

阮伟其

（中山大学附属第三医院，广东 广州510630）

1 医疗建筑中的关键电气技术分析

1.1 医疗建筑的变配电系统分析

根据有关规范标准的规定要求，二级及以上综合医院的医疗场所及内部医疗设备的用电负荷大致可分为以下几种情况：（1）二类医疗场所自动恢复供电时间要求小于等于0.5 s的为一级负荷中的特别重要负荷。（2）一类医疗场所中，断电恢复供电时间要求大于0.5 s且小于等于1 s的为一级负荷。因为这类医疗建筑的最高用电等级为一级负荷，故此，按照医院的实际负荷等级，若是具备一定的条件，应当将供电电源分为2路10kV独立电源进行供电。这样设计的优点在于其中某个电源出现故障后，另外的电源应当不会受损，并且在一个电源中断供电之后，另外的电源能够承担全部的负荷。

通常情况下，对于一级负荷而言，其特别重要负荷应当设置自备应急电源，在没有特殊要求时可以设置柴油发电机组，并以此作为消防负荷与特别重要负荷的保障性负荷。该负荷一般只在非火灾前提下，并且2路供电电源全部出现故障时，柴油发电机组才会对它们提供电力保障。当发生火灾时，必须及时停止对负荷的电力供应，以此来确保消防应急负荷能够正常使用。需要特别注意的是，如果无法提供2路10kV的独立电源进行供电，因二级及其以上的医院用电负荷相对较大，则必须设置柴油发电机组，并以此作为备用电源。此外，若是医疗建筑内部的大型医疗设备较多，并包含核磁共振、CT机、X光机以及加速器治疗机等等，必须采用专用变压器对这些用电设备进行供电。

1.2 医疗建筑的低压配电系统分析

医疗建筑的配电系统可以采用放射式与树干式相结合的供电方式，当建筑内存在单台容量较大的负荷或是重要负荷时，则可采用放射式供电。而一般负荷可以采用单独树干式或与放射式相结合的方式进行供电。通常情况下，一级负荷可以采用双电源专用回路进行供电，并在用电设备末端或者比较合适的位置进行互投，一般负荷可以直接采用单电源进行供电。需要注意的是，对于某些停电要求小于0.5 s的负荷，如手术室无影灯、通信设备以及应急照明系统等等，应当采用UPS供电。同时，当设置柴油发电机组并能够在应急情况下自行启动时，UPS装置的应急供电时间应当不小于10 min，建议设定为15 min。

对于大型的医疗技术设备而言，可由变配电所的低压配电屏采用放射式的供电方式进行直接供电，同时设备应当采用双路电源进行供电，并且能够实现自动切换；核磁共振、CT机等设备的配线管应当采用非铁磁材质；由于大型影响设备以及放化疗设备对电压质量的要求较之一般电气设备要高一些，故其配电电缆的截面积应适当增大，当无法达到要求时，应当由设备的供应商负责提供与之相配套的稳压电源。

由于医疗建筑中的手术室是比较重要的场所，因而应当预留出10kVA的容量，同时可将配电箱设置在清洁的走道区，并采取嵌入式技术进行安装。一般的手术室外墙装修都比较厚，所以可在二次施工时进行处理。需要注意的是，手术室必须采用UPS供电，可将其安装在手术部的配电室内，或是采取分散安装的方式，安装在各个手术室的配电箱旁。

1.3 医疗建筑的电气照明系统分析

大体上可将医疗建筑内部的电气照明分为以下几类：普通照明、疏散照明、应急照明以及室内与室外装修照明。

以下医疗场所应当选用漫反射、高显色性的灯具进行照明，主要包括治疗室、手术室、诊断室、检验室等。同时，还应当采取减少眩光的措施，以此来满足医疗环境对视觉的要求。

应在以下场所安装格栅式灯具，护士站、医生办公室以及共用场所等等，同时可在手术室和处置室的入口处设置标志信号灯，病房门口则应当设置门灯。此外，为方便管理，并实现节能降耗的目标，建议采用智能照明控制系统，借助该系统对医疗建筑的大厅、楼梯间、公共走廊、候诊室等场所的照明系统进行控制。

2 电气技术在医疗建筑中的具体应用研究

在医疗建筑中，电气技术的应用范围较广，本文仅就重要环节的应用进行具体论述。

2.1 安全保护

对于一类与二类医疗场所使用安全的低压电路和保护特低压电路时，所有用电设备的额定电压不得超过直流60 V或交流25 V，同时必须采取绝缘保护措施。

当一类与二类医疗场所需要设置防止间接触电的断电保护时，应当符合如下要求：IT系统、TN和TT系统的接触电压不得大于25 V；TN系统的最大分断时间230 V为0.2 s、400 V为0.05 s；IT系统的中性点不配出，其最大分断时间230 V为0.2 s。

通常情况下，TN系统在二类医疗场所区域内采用额定剩余电流不超过30 m A的剩余漏电保护器只能在以下回路当中使用：手术室内的手术台供电回路、X射线装置回路、额定容量大于5kVA的大型电气设备的回路以及非生命支持系统的电气设备回路等等。

在二类医疗场所当中，所有维持病人生命体征的电气设备以及外科手术的电气设备都必须采用医用IT系统，并且在每个功能房间中，都需要配置至少一个医用IT系统。此外，系统必须配置绝缘监视器，并符合以下要求：测量电压不得超过直流25 V、在故障条件下测试电流的峰值 不得大于1 m A、交流内阻应当大于等于100 kΩ、隔离变压器必须设置过载以及高温监控。

为了确保医疗建筑内患者环境的电气设备达到等电位的要求，在一类与二类医疗场所中，应当设置局部等电位联接母排，并由等电位联接线将以下装置与母排进行可靠联接：保护线、电气设备外部金属导电部分、电磁干扰隔离板以及隔离变压器的金属外壳等等。

通常情况下，对于2类医疗场所而言，场所内所有电源插座的保护线与安装设备及等电位母排之间的导体电阻应当小于0.2Ω。

2.2 主要电气设备的安装要点

大部分医疗建筑的医用IT系统采用的都是单相变压器，其额定容量应当控制在大于0.5kVA而小于10kVA这一区间范围内；隔离变的安装位置应当尽可能与医疗场所距离近一些，同时应采取相应的保护措施避免人为接触；隔离变二次侧的额定电压应当控制在250 V以内；当隔离变处于空载运行状态时，流向外壳或者大地的漏电流不得大于0.5 m A。

如果一类与二类医疗场所需要安装剩余电流保护器时，应当尽可能选用A类。同时，二类医疗场所内的医用IT系统的每组插座回路都应当设置独立的过流保护装置。

医疗建筑内部所有电气设备的防火保护都应当依据国家现行的规范要求进行设置，同时，应急系统的控制线缆应当采用矿物绝缘型线缆。此外，若医疗场所内设置防火漏电保护器时，则应当选用可调节型。2.3 应急电源系统

在一类与二类医疗场所中，当某个导体上的电压下降值超过标准电压的10%时，应急电源应当自行启动。在一类医疗场所中，每个房间应当至少设置一个由安全电源进行供电的照明灯具。消防电梯、防排烟以及中央控制系统应当由切换时间不大于15 s的安全电源进行供电。

3 结语

总而言之，随着医疗体制改革的不断深化，医疗建筑的改扩建工程随之大幅度增多。由于医疗建筑中有着数量非常庞大的电气设备，为了确保这些设备的安全、稳定、可靠、经济运行，除了要做好电气技术分析之外，还应当合理有效地应用电气技术，这不但有助于延长电气设备的使用寿命，而且还能为医院带来一定的经济效益，对于推动我国医疗事业的发展具有非常重要的现实意义。

［1］常茹，吕建，赵树兴.洁净手术室的改造设计与洁净度测试分析［J］.洁净与空调技术，2005（2）

［2］张颀，黄琼.医疗建筑环境的艺术性趋向与商业化设计手法的运用［J］.建筑师，2005（5）