医院建筑的强电设计要点

周海彪

【摘要】随着社会的发展，医疗卫生事业也得到了长足的发展。鉴于医院用电、医疗设备的复杂性、专业性，我们作为医疗工程电气设计人员，既要了解、掌握新的医疗设备电气特性，学习国内、外的新规范；也要不断交流、总结经验。

【关键词】医院、电气设计、供配电、照明、电气安全、接地、节能

中图分类号：F407文献标识码： A

【引言】作者结合近年来担任医院电气（强电）设计经验积累，阐述了设计过程中关于负荷计算、供配电系统、照明系统、医疗设备的配电系统、电气安全防护及接地、节能等一些需要注意事项，供大家参考。

医院常见分类及组成简介

按照病床多少分类，综合医院可以分为200床、300床、400床、500床、600床、700床、800床、900床、1000床九种，一般情况下不宜建设1000床以上的超大型医院。另根据医院的综合水平，又可分为三级十等，即一、二级医院甲、乙、丙三等，三级医院特、甲、乙、丙四等。

综合医院建设项目，应由急诊部、门诊部、住院部、医技科室、保障系统及行政管理和院内生活用房等七项组成。如果承担有医学科研和教学任务，则还应有相应的科研和教学设施。

医院供电方案与负荷分级

医院的供电设施应安全、可靠，保证不间断供电并宜设有自备发电机。如果具备条件则应该采用市政双回路高压供电，且是来自不同变电站的两路电源，若不具备则要设自备电源。医院还有一些特别重要的、不允许断电的负荷，应采用可靠的自备电源来保证（如EPS、UPS）。下面列举几项医院供电方案及要点：

（1） 对于三级医院，应采用两路10kV 电缆专线供电，有条件时可增设自备柴油发电机，重要用电设备的末端应采用UPS 或EPS 供电。

（2） 对于二级医院，宜由两回线路供电。在供电条件困难时，可由一回6kV 及以上专用的架空线路或电缆供电。有条件时可增设自备柴油发电机，重要用电设备的末端应采用UPS 或EPS 供电。

（3） 对于一级医院，应采用一路10kV 供电，重要用电设备的末端应采用UPS 或EPS 供电。

（4） 收治重症传染性疾病患者的医院空调用电应采用与动力、照明变压器分开的专用变压器。

（5） 特殊设备对电压要求较高，同时瞬时压降较大，如医用影像系统设备等。大型医院此类设备宜采用专用变压器供电。

下面就以二级以上医院为例来列举其具体的负荷分级：重要手术室、重症监护等涉及患者生命安全的设备（如呼吸机）及照明用电为一级负荷中特别重要负荷；急诊部、监护病房、手术部、分娩室、婴儿室、血液病房的净化室、血液透析室、病理切片分析、核磁共振、介入治疗用CT及X光机扫描室、血库、高压氧仓、加速器机房、治疗室及配血室的电力照明用电，培养箱、冰箱、恒温箱用电，走道照明用电，百级洁净度手术室空调系统用电、重症呼吸道感染区的通风系统用电，其他必须持续供电的精密医疗设备为一级负荷；除一级负荷之外的其他手术室空调系统用电，电子显微镜、一般诊断用CT及X光机用电，客梯用电，高级病房、肢体伤残康复病房的照明用电为二级负荷；除以上罗列的其余用电负荷为三级负荷。

医院用电负荷分析、计算

就负荷类别来说，医院的照明、空调、动力等用电负荷的计算与一般民用建筑基本相同，区别在于医疗设备尤其是大型医疗设备的负荷。如有些专科医院医用放射设备（X射线诊断机、X线CT机、及ECT机）较多，且功率较大，但是属于断续工作制用电设备，这时进行负荷计算的话就不应采用民用建筑常用的需要系数法了，而是利用二项式法进行计算。根据目前一些医院的实际运行结果表明，4台设备同时曝光的可能性很低，日本有关资料也表明，选择电源变压器时，4台以下的设备可以按1台容量进行考虑，10～15台设备的场所采用防止同时曝光设备可共用1台变压器。

按照目前调研的医院负荷情况，医院的用电负荷比例仍然以空调、照明为主体，医疗设备用电所占比例很小，这也许与我国目前的医疗设备的装备水平有关，也与医疗设备工作制有关。医院的用电负荷中空调电制冷占用电负荷的45%~55%，照明为30%，动力及医疗设备用电为15~25%。

另外医院负荷计算时，还应考虑按门诊、医技和住院三部分分别计算负荷，因为门诊、医技用房的用电负荷主要为日负荷，而住院楼用电负荷主要为夜负荷。

一般来讲，大型综合医院供电指标采用80W/m2，专科医院则稍低，为50W/m2。供电规划阶段医院类建筑一般按8V·A/m2来考虑（如北京市）。

医院照明设计

由于经济发展水平的差异，我国与国外发达国家的医院照度标准有一定差距。目前完成的各医院工程的照度水平在我国现行标准的基础均有所提高，如一般环境为150Lx、诊室等为200Lx、医技科室300～500Lx、病房100Lx。实施后效果良好，体现了现代化医院的良好形象。另外设计中还应注意医疗功能性用房照明的特殊要求，具体如以下几条：

住院楼：住院楼病房应设夜间照明，夜间照明在病床床头的照度不宜大于0.1lx，儿科病房病床床头部位照度可为1.0lx，夜灯开关宜设置在护士站，实行统一管理；同时病房也宜设应急照明；病房的照明最好做到一床一灯，以病床床头照明为主，并宜设置一般照明，灯具亮度不宜大于2000cd/m2，用于满足正常看护和巡查需要的，要设置在活动区域，避免设置在床位上方；如果床头多功能控制面板设有照明灯具及开关，则此照明供电回路宜设剩余电流动作保护；另精神病房不宜选用荧光灯,高级病房宜采用间接照明。

门诊、医技楼：诊室、检查室光源色温宜在3300~5300之间，便于观察、判断病人肤色，利于诊断；诊疗室照明应避免对患者卧床检查时产生直射眩光；候诊室、传染病院的诊室和厕所、呼吸器科、血库、穿刺、妇科冲洗、手术室等场所应设置紫外线杀菌灯，当紫外线杀菌灯固定安装时应避免出现在患者视野之内或应采用特殊控制方式，紫外线杀菌灯安装密度可按1.5~3W/m2取值，此灯宜带指示灯，不应与普通灯开关并排安装或有明显区别标识；X线诊断室、加速治疗室、核医学科扫描室和γ照相室等的外门上应设有工作标志灯和防止误入室内的安全装置，并应可切断机组电源；磁共振扫描室、理疗室、脑血流图室等需要电磁屏蔽的地方应采用直流电源灯具；耳科测听室应采用白炽灯，眼科暗室采用可调光白炽灯。

其它：建筑立面照明、景观照明、航空障碍灯照明等的设置应避免对病房产生的影响。

医疗设备的配电系统

医疗设备主要集中在医院的门急诊楼、医技楼，特别是放射科。根据医疗工作的不同特点，医用放射设备的工作制可以分为以下两种情况：1)X射线诊断机、X射线CT机及ECT机为断续工作用电设备；2)X射线诊断机、电子加速器及NMR-CT机（核磁共振）为连续工作用电设备。医用放射设备的供电线路设计应符合以下几点：

1）X射线管的管电流大于或等于400mA的射线机，应采用专用回路供电。

2）CT机、电子加速器应不少于两个回路供电，其中主机部分应采用专用回路供电。

3）X射线不应与其它电力负荷共用同一回路供电。

4）多台单相、两相医用射线机，应接于不同的相导体上，并宜三相负荷平衡。

5）放射设备的供电线路应采用通信绝缘电线或电缆。

6）当为X射线机设置配套的电源开关箱时，电源开关箱应设于便于操作处，并不得设在射线防护墙上。

7）进入NMR-CT扫描室的电源电线、电缆必须进行滤波，且室内电气管线、器具及其支持构件不得使用铁磁物质或铁磁制品。

8）医用直线加速器机房包括加速器治疗室、控制室和辅助设备机房，其中加速器治疗室必须进行放射防护设施设计。该机房工程必须经相应主管、相关部门同意后方可施工，竣工后还应验收，获得使用许可证后方可使用。

为满足设备对电源内阻、压降的要求，变电所或专用变压器的设置应尽量靠近放射科、肿瘤科以及核医学科的大型设备，以减小配电电缆截面，节约投资。

在X射线机房装设的与X射线诊断机配套使用的电源开关和保护装置，应按不小于X射线机瞬时负荷的50%和长期负荷100%中的较大值进行参数计算，并选择相应的电源开关和保护电器。当电源控制柜随设备供给时，不应重复设置电源开关和保护装置。

手术室、ICU的配电设计

手术室是为病人提供手术及抢救的场所，是医院的重要技术部门。洁净手术部必须保证用电可靠性，当采用双路供电源有困难时，应设置备用电源，并能在1min内自动切换。洁净手术室内的电源宜设置漏电检测报警装置。手术室内用电应与辅助用房用电分开，每个手术室的干线必须单独敷设且应从本建筑物配电中心专线供给。其配电总负荷应按设计要求计算，并不应小于8kV·A。

洁净手术部的总配电柜，应设于非洁净区内。供洁净手术室用电的专用配电箱不得设在手术室内，每个洁净手术室应设有一个独立专用配电箱，配电箱应设在该手术室的外廊侧墙内。每间手术室、ICU等2类医疗场所内，用于维持生命、外科手术和其它位于“患者区域”内的医用电气设备和系统的供电回路均采用医疗IT系统，一般由医用隔离变压器、绝缘监视仪、外接报警装置组成。隔离变压器的安装应靠近手术室，尽量缩短变压器出线端和供电插座之间的距离，同时要考虑通风和散热。用途相同且毗邻的房间内，至少应设置一独立的医疗IT系统，每个IT系统均在医务人员可以经常监视的地方装置声光报警系统，对IT变压器过负荷和过热进行监测。当只有一台设备由单台专用的医疗IT变压器供电时，该变压器可不装设绝缘监测器。

当同一场所的插座由TN-S和IT系统供电时，医疗IT系统的插座应使其它系统的插座无法插入，并具有明显的区别标识。

电气安全及接地

医疗场所应按使用接触部件所接触的部位及场所分为0、1、2三类，各类应符合下列规定：

1）0类场所应为不使用接触部件的医疗场所；

2）1类场所应为接触部件接触躯体外部及除2类场所规定外的接触部件侵入躯体的任何部分；

3）2类场所应为接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及断电将危及生命的重要治疗的医疗场所。

医疗场所对应安全防护措施如下：

在1类和2类的医疗场所内，当采用安全特低电压系统（SELV）、保护特低电压系统（PELV）时，用电设备的标称供电电压不应超过交流方均根值25V和无纹波直流60V；

在1类和2类医疗场所，IT、TN和TT系统的约定接触电压均不应大于25V；

TN系统在故障情况下切断电源的最大分段时间230V应为0.2S，400V应为0.05S。IT系统最大分段时间230V应为0.2S。

当医疗场所采用TN系统供电时，应符合下列规定：

TN-C系统严禁用于医疗场所的供电系统；

在1类医疗场所中额定电流不大于32A的终端回路，应采用最大剩余动作电流为30mA的剩余电流动作保护器作为附加防护；

在2类医疗场所，当采用额定剩余动作电流不超过30mA的剩余电流动作保护器作为自动切断电源的措施时，应只用于下列回路：手术台驱动机构的供电回路；移动式X光机的回路；额定功率大于5kVA的大型设备的回路；非用与维持生命的电气设备回路。

TT系统要求在所有情况下均采用剩余电流保护器，其他要求与TN系统相同。 当采用剩余电流动作保护器（RCD）时应确保多台设备同时接入同一回路时不会误动作。

医院的接地包括防雷接地、保护接地、弱电设备接地、医疗设备接地、屏蔽接地、放静电接地等，理想的工作接地是分别采用独立的接地极、独立的接地线，并采取严格的绝缘防护措施与其它接地系统隔离开关。但由于场地的限制，多数工程设计满足不了要求，综合考虑宜采用共用接地系统。

医疗电气设备功能接地设计时可从共用接地极引专用接地干线至设备机房，在设备机房也预留单独接地路由备用，大型医疗设备用房一般设在建筑的地下或一、二层，其接地线路短、造价低且使用灵活。

在1类和2类医疗场所内，应安装辅助等电位联接导体，并应将其连接到位于“患者区域”内的等电位联结母线上，实现保护导体、外界可导电部分、抗电磁场干扰的屏蔽物、导电地板网格、隔离变压器的金属屏蔽层之间的等电位。2类医疗场所内，电源插座的保护导体端子、固定设备的保护导体端子或任何外界可导电部分与等电位联结母线之间的导体的电阻不应超过0.2Ω。辅助等电位联结宜位于医疗场所内或靠近医疗场所。

其它

医疗行业发展快，特别是新型医疗设备不断涌现，这就要求我们在设计过程中要充分了解设备特性，做好供配电设计及电气安全设计，同时也要了解医院日常运营、管理的要求，如有些医院考虑内部科室成本核算，这就要求我们配电设计时要按科室计量，一般每个科室建议设照明、医疗动力、空调负荷分开配电、计量。另医院的建筑类别属于一级或二级，人员比较密集，平时负荷供电线路应采用低烟无卤阻燃电线电缆，消防负荷采用低烟无卤阻耐火电线电缆或矿物绝缘电缆。

【参考文献】

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