综述医院建筑综合楼的电气设计

王琛

【摘 要】结合某医院综合楼的电气设计案例，根据医院建筑的特点和规范的具体要求，介绍了供配电、照明等系统，简述了负荷等级、变压器及柴油发电机安装容量、灯具选择及安装、接地形式，对今后类似医院建筑的电气设计具有一定的参考价值。

【关键词】医院综合楼 负荷等级 供电方案 防雷与接地

引 言

随着科技的日新月异、现代医疗科学技术的发展，越来越多的医疗电气设备和医用电子仪器应用于医院的临床诊断和治疗，从而使用电方式更加复杂，用电量大幅度增加，一个既以人为本、节约能源又能为病提供便捷就医环境的供配电系统显得至关重要。本文以某医院供配电设计为实例，对医院综合楼的供配电系统、照明系统、防雷与接地系统、漏电保护及线路选择等问题进行阐述和总结。

工程概况

本工程建筑面积43720m2，其中地上22490 m2，地下21230 m2。属多层民用建筑，耐火等级二级，地下一级。功能分布如下：

地下三层，地上五层（不含设备夹层）。

地下三层：地下机械停车库、冷冻机房等设备机房；

地下二层：地下机械停车库、变配电所、电缆夹层、柴油发电机房等设备机房；

地下一层：核医学，门诊药库，中心供应，MRI、CT，设备用房等；

首层：急诊、急救中心，门急诊治疗，门急诊化验，门急诊放射，门诊大厅（含挂号、收费），门诊药房等；

二层：内镜中心，骨科，外科，疼痛门诊，儿科；

设备夹层；

三层：皮肤科、功能检查，B超，内科；

四层：妇产科，输血科，中医科，口腔科，眼科，耳鼻喉科；

五层：病理科、妇保科，儿保科，亲子中心。

电气负荷及供电

急诊部、MRI、百级洁净空调系统用电，走道照明；内科ICU；机械停车等用电；消防系统（消防报警系统，消防通风系统，应急照明，电动的防火卷帘等）；安防系统；

其中门诊手术室、重症监护等涉及患者生命安全的设备及照明用电为特别重要负荷。

二级负荷：中心供应；诊断用CT；客梯用电；排水泵、电伴热等。

三级负荷：其余负荷。

电气负荷计算采用了需要系数法并考虑其最大负荷的同期系数。本工程采用低压电容器作为无功功率补偿，以提高功率因数。工程负荷计算如下：

子项名称 总负荷计算

门急诊综合楼 用电设备总安装容量 3364.5 kW （不含仅消防时使用的设备） ；补偿后计算有功负荷 1942 kW ；补偿后计算无功负荷 404.9 kvar ；补偿后计算视在负荷 1983.8 kVA ；补偿容量 900 kvar ；补偿前本工程平均功率因数 0.83 ；补偿后本工程平均功率因数 0.98 ；本工程总需要系数 0.58

消防负荷计算

安装容量 785.5 kW ；计算有功负荷 677.7 kW ；重要医疗用电设备负荷计算 ；安装容量 613.5kW ；计算有功负荷 485.5kW

本项目需由市政引入的双重10kV电源，此2路10kV电源采用单母线分段运行方式，设母联开关，平时每段同时分列运行，当一路电源故障时，通过手动或自动操作联络开关，另一路电源负担全部一、二级负荷。变配电所设在本楼地下二层，面积约400㎡。所内下设层高2.2m电缆夹层，电缆夹层设防水和排水措施。根据医院所在地区的医疗状况和使用要求，本项目设自备应急柴油发电机组。消防计算负荷合计：1348.8kW，重要负荷的计算负荷：910kW。以两项较大者为参考，选取1台1350kW自备应急柴油发电机组作为本项目重要负荷的备用电源。机房设在门急诊综合楼地下二层10kV总变配电所旁，面积约110㎡。

照明设计

照明电压为220V，电梯井道内的照明灯具，将采用交流36V电源供电。

3.1照度标准

照度标准依据国标“建筑照明设计标准”（GB50034-2004），主要场所照度标准如下：

主要场所 照度标准 标准功率密度目标值

走廊 100lx 4W/m2 ；门厅 150lx ；电梯厅，前室 150lx ；风机房、泵房 100lx 4W/m2 ；冷冻站 150lx 7W/m2 ；锅炉房 100lx 5 W/m2 ；餐厅 200lx 11 W/m2 ；车库 75lx

治疗、诊室，办公，护士站 300lx 9W/m2 ；化验室 500lx 15 W/m2 ；手术室 750lx 25W/m2 ；病房照度为 100lx 5W/m2 ；夜间守护 5～10lx

3.2 设计中注意医疗功能性用房照明的特殊要求

诊室、病房、急诊观察室、治疗室等处采用高显色荧光灯，以便于观察病人的情况。色温在3500K 左右。病房、急诊观察室、手术室、治疗室等处的顶灯采用漫反射式灯具，以减少眩光。手术室、中心手术部清洁走廊、污物、洗消等处设置电子灭菌灯。测听室的照明采用白炽灯。眼科暗室采用可调光的白炽灯。每个病床有床头灯，病房及病房区设夜间照明灯。

3.3 其他灯具选型及安装

配变电所、强弱电竖井、病房值班及电梯机房等无吊顶的房间采用控照式荧光灯链吊安装；夹层和设备层采用控照式荧光灯吸顶安装，地下一层水泵房、冷冻机房及热交换间采用壁装投光灯。空调机房采用控照荧光灯壁装；楼梯间和雨棚等处采用1 > 60W斜扁圆吸顶灯；淋浴、开水间采用吊装防水防尘灯管。首层急诊、儿科及大堂雨棚采用节能筒灯吸顶安装。手术室、口腔诊室及修复诊室等采用棱晶面罩荧光灯嵌顶安装；病房采用棱晶面罩荧光灯吸顶安装。荧光灯管采用高显色荧光灯管。办公室、诊室、化验、挂号、收费、药房及病历等房间采用2 X 36W格栅荧光灯嵌顶安装。洗消及消毒等潮湿环境场所采用密闭式荧光灯吸顶安装。走道采用1X 18W 格栅荧光灯嵌顶安装，候诊、大堂及卫生间等处采用2X 18W 格栅荧光灯嵌顶安装。病房设置地脚灯。各强电竖井内均设有应急照明配电箱，其电源由配变电室提供两路电源末端切换，为疏散通道及人员密集的门诊楼内的应急照明提供可靠电源。为便于疏散，在疏散走廊和楼梯间设有明显的疏散指示灯和安全出口灯。

防雷与接地系统

本工程按二类防雷建筑物设置。屋顶避雷带作接闪器防直击雷。

高出屋面的金属装饰物兼作接闪器。采用柱内主钢筋作防雷引下线，利用基础主钢筋网作自然接地体。

防直接雷措施：二类防雷建筑物；屋面采用小于10mx10m或12mx8m的避雷网保护，凡突出屋面的女儿墙、水箱顶、楼梯顶等设明装避雷带，屋顶造型的所有金属支架均与避雷带连接。防雷引下线利用结构柱内的主筋焊接。引下线平均间距不大于18m；还应将建筑物外圈的金属栏杆和金属门窗等较大的金属物体与防雷装置连接。

防雷电波侵入措施：凡进入建筑物的各种线路及管道，包括水管、强电线路穿管、弱电线路穿管等，尽可能全线埋地引入，并在各入户处将电缆金属外皮、钢管、金属管道等与总等电位接地端子箱连接。整个电源采用TN-C-S供电系统，在进线处做重复接地。

接地措施：建筑物内的电气设备的工作接地及保护接地与该建筑物防雷接地采用联合接地方式，利用大楼（建筑物）的桩基、承台内的钢筋及地梁内主筋连通作为接地系统的接地装置，接地电阻小于或等于1Ω。并在低压配电间、弱电机房的墙上，下边距地300mm高度安装总等电位端子箱，总等电位端子箱的接地引上线至少有4处不同的-40x4热镀锌扁钢与基础接地极可靠连接，总等电位端子箱做法详见国标图集《等电位联结安装》02D501-2 P13。

建筑物内的电气装置做等电位联结（进线处做总等电位联接MEB和局部等电位联接LEB），所有卫生间、手术室、治疗室均要求做局部等电位联接LEB。电气装置内的PE保护线与接地干线，各种金属管路及建筑物的金属结构等互相联结。在各层平面设接地端子箱，在相关各室内设接地端子盒。

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010（2011年版）关于雷电电磁脉冲防护的规定，本工程设置了一级防雷电电磁脉冲的浪涌保护器。

一般电击情况下，带电导体与人体皮肤接触，仅有很少部分通过心脏，所以通过人体总电流不超过30mA，就不致于发生心室纤颤而导致死亡。而如果电流直接全部通过心脏，电流超过50uA就有心室纤颤的危险，IEC标准规定：医疗设备允许通过患者心脏的漏电电流正常状态为10uA以下，单一故障状态为50uA以下，相应地手术室内电位正常时为10mV，单一故障状态为50mV。所以对于特殊的医疗设备不宜采用漏电电流动作保护，应采取防止微电击的保护措施。

结 语

医院的电气设计必须遵照“以人为本”的宗旨，除了满足使用功能和电气安全要求外，还要结合医院的实际要求，全面考虑，才能设计出安全、适用和舒适、节能的建筑。

（责任编辑：丛 军）