基于防雷设计在医院建筑的应用

刘兆佳

（广州市海珠区防雷设施检测所　广东　广州　510260）

基于防雷设计在医院建筑的应用

刘兆佳

（广州市海珠区防雷设施检测所广东广州510260）

目前来说，很多的医院为了治疗需要引进先进的医疗设备，但这些很可能在使用的过程中受到雷击，这样会间接地给医院带来很多损失。因此，对医院建筑进行防雷设计很有必要。本文通过对医院大楼、医疗设备和医院的信息网络系统的防雷设计进行探讨，分析防雷设计在医院建筑中的应用，希望给予广大同行们以借鉴和参考。

医院建筑；防雷等级；接地；配电系统

引言

随着医疗技术的不断进步与发展，大多数的医院采用的高新技术的医疗设备和现代信息系统，当然这其中也会存在着使用时的安全问题，这是每家医院都必须考虑到的问题。毕竟，每年都会有很多医院建筑或者设备由于绝缘强度低和过电压耐受能力差而受到雷击的损害。因此，重视对雷电的系统防护工程尤为重要，这就包括三方面：医院建筑大楼、医疗设备以及医院信息系统的防雷设计。医院建筑不是一个简单的系统工程，它始终扮演着不可取代的角色。设计人员在设计中要对细节方面特别注重，严格按照规范条例执行，尽早完善规范不够合理的地方，确保医院建筑的防雷设计做到安全可靠、保证技术质量、费用合理，有效率的预防雷害的冲击，保障人民生命财产安全。

1　医疗场所防雷等级

在进行建筑物防雷设计之前，首先要确定好建筑物的防雷等级。在建筑物的相关防雷设计规范中，是按照建筑物的类别对建筑物的防雷进行划分的，主要是按照建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的概率和后果，分为三类建筑，其中最重要的是建筑物的预计年雷击次数（N）。有时，还要考虑建筑物本身的性质。

为了直观明了的说明问题，以建筑物长度（L）为60m，宽度（W）为13m，等效高度（H）分别为7m、10m、15m、20m时计算N值，广州地区雷击大地的年平均密度N为2.77次/（km2·a）。计算结果见表1。

表l　广州地区某建筑物年预计雷击次数计算结果（单位：次）

从表1中我们可以知道，广州地区当k=1时，N均小于0.06次/a，这表示对于一般的建筑物，通常不用设置防雷设施。当k= 1.5、1.7、2.0时，等效高度分别在10m、15m、20m以上的一般建筑物都要做第3类防雷设计，不到此高度的建筑物通常也不用设置防雷设施，而对于人员密集的公共建筑物的N>0.06次/a时就要做第二类防雷设计。

2　防直击雷设计

医院建筑大楼通过建筑物的主钢筋，上部与接闪器连接，下部与地网连接，中间又通过各层的均压网相连接，对建筑物的金属管线进行均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理，形成了一个法拉第笼式接地系统，它能有效消除等电位反击，具体符合下列要求：

（1）安装避雷线和避雷网时要将突出屋面的物体都处于接闪器保护范围内，避雷网的尺寸要小于10m×10m，防直击雷的接地装置要围绕建筑物铺设成环形接地体。

（2）避雷网和避雷带都要采用圆钢，圆钢的直径要大于10mm。

（3）接闪器要热镀锌或者涂漆。对于腐蚀性较大的场所，还要采用相对的抗腐蚀措施。

（4）构件内有箍筋连接的钢筋，钢筋与钢筋之间的连接要采用土建施工中的绑扎法或者焊接。

（5）可以利用建筑物周围的柱子钢筋作为引下线，根据跨度设引下线，引下线之间的平均间距不大于18m。

3　医院建筑大楼防雷设计

现在的很多大型医院的建筑大楼的布局都比较分散，这样也较容易发生雷击事件，对于这些建筑，可以对医院建筑的防雷设计从建筑外部和建筑内部两方面来探讨：

3.1大楼外部防雷设计

3.1.1避雷带和引下线的设置

按照相关防雷设计规范的要求，医院建筑大楼的顶部一般都要设置避雷针或者避雷网，以便使得整个建筑都能够在接闪器的范围内，然后通过引下线的合理布置，再从大楼顶部到地底下接入符合相关规范的接地导体，这对于医院建筑来说是最基本的措施。

3.1.2接地的设计

医院建筑大楼外部能露出来的所有的金属都要与避雷带都稳定的连接方式，并且都要在避雷带的范围内，对于水管、冷气管以及电线的防护管这样的引入管线都单独接在地上，再把这个地线接到总地线上，这样可以通过降低建筑大楼内的雷电流来减小雷击造成的损害。

3.1.3玻璃幕墙的雷电防护设计

在对医院建筑大楼的玻璃幕墙进行施工时，除了要设置好医院大楼里该有的避雷设施外，还要对玻璃幕墙上的金属龙骨架以及外墙的铝合金窗与原有的避雷设施进行等电位连接，这样整个医院建筑大楼就成为了一个等电位连接体。在医院建筑大楼的玻璃幕墙遭受电击时，能够通过接地设备迅速释放电流。

3.2大楼内部防雷设计

3.2.1布线合理

数据通信线和地线的布设主要设置在医院建筑大楼的中部，线缆的线槽设计要远离大楼立柱以及横梁部位。为了抗电磁辐射，避免有隐含的感应环路，卫星接收机的高频电缆的布设都在建筑大楼的中部，而且高频线布设时要记得远离引下线布设，防止高频线因此受到引下线的电磁干扰。为了减少干扰，医院建筑大楼中机房室里的数据通信线要采用光缆线。

3.2.2屏蔽功能设计

为了进一步减少大楼在遭受电击时的设备仪器受到的损害，在医院大楼的重要方位会有屏蔽功能。比如医院的中心机房室，可以采用六面金属网布置房间，起到次级屏蔽的作用。有些房间的屏蔽线和线槽至少要有两点和地线相连接，对于不同的医疗设备，屏蔽方法也不不同。

3.2.3电源系统防护设计

一般来说，雷击的传播主要靠电线这样的导体传播，所以，医院的电源系统也要另外设置专门的防雷设施，防止雷击的瞬间高压会对电源系统造成破坏。根据相关的防雷装置检测技术规范，380V低压线路主要分三级进行过压保护：一级保护是在高压变压器的后端到大楼总电源系统的前端的电缆内芯线两边设置电涌保护器，二级保护是在大楼总电源系统到各楼层的电力分配箱的电缆内芯线设置电涌保护器，三级保护是在所有重要以及精密的医疗设备的UPS前端对地安放电涌保护器。

4　医疗设备的防雷设计

医疗设备是医院的重要的医疗工具，对病人来说相当重要，所以，保护好这些精密的医疗设备也是很有必要的。

4.1医疗设备供电系统防雷设计

为了防止雷击瞬间产生的高压加载到医院医疗设备的电源系统中，可以在电源系统中设置避雷器，尽量的将损失减小到最小。

4.2医疗设备防雷电辐射设计

因为大多数的医疗设备都由集成电路来控制，这样就使得医疗设备在某种程度上很容易受到电磁辐射的影响，进而会导致控制系统由于信号错乱而无法正常运行，更严重的会击穿集成电路的芯片，导致医疗设备瘫痪。一般会采用把医疗设备的接地端与一根电阻不大于2Ω的标准地线缆连接，一块接到医院建筑大楼的公共地线端子上，禁止把同一根地线连接到多台医疗仪器上，另外尽量不要在雷电时使用医疗设备，最好还要拔掉仪器的电源插头。

5　医院信息网络系统防雷设计

现在的很多医院都有属于自己的信息网络系统，这样既方便病人的看病又能减少医疗人员的工作量，所以，信息网络系统的应用也渐渐的得到广泛应用，对于医院信息网络系统的防雷设计主要由以下几个方面：

5.1电源供电系统防雷设计

为了将雷电的影响减到最小，在医院信息网络系统中，主机服务器、路由器、交换机、打印机以及计算机等都可以采用与医疗设备一样的防雷设计。

5.2防止静电干扰

在医院信息网络系统中的很多组成部分与高精密仪器设备一样，都有集成电路芯片，遭受雷电时都会产生很强的静电效应，控制芯片很有可能在静电效应产生时被瞬间击穿，患者的医疗数据也会因此丢失，对整个医院的正常运行造成很大的影响。所以，不仅要令系统设备接地，还要在设备中设置除静电设备。工作人员在操作设备之前先对自身除静电，操作时还要带上防静电手环。在医院信息网络系统的机房控制室中，铺设防止静电的地板，可以有效避免静电干扰。

5.3防止雷电通过网线入侵

在医院信息网络系统中应用的网线都属于铜质导线，比较容易受到雷击影响，所以在布置网线时要绕开门窗，不要将铜质的网线放到室外，还要严禁飞线架设，这种方法最容易受到雷击。在进行系统网线的布设时，在室内一般采用六芯网线施工，而在室外飞线架设的网线布设就要采用重装铠甲光缆，因为这种网线的抗拉强度很强，还有良好的抗腐蚀性，可以有效防止雷电的入侵。条件好的医院可以全部采用这种光缆，不仅可以使得医院的信息网络系统安全稳定，而且网线的带宽大，能够满足医院信息网络系统的需求。

6　结语

按照之前防雷设计的相关经验，雷电活动相对来说是一个随机的过程，防雷的保护率不可能达到100%，防雷设计也是一项复杂并且综合性比较强的工作。所以，在进行医院建筑的防雷设计时，要充分了解建筑物的结构和功能，根据需要的保护程度和雷电的活动规律来确定有关设计，同时还要考虑建筑物的受击能力，对不同的房间和不同的设备采取不同的防雷设计，这样能够起到整体优化的作用。

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TU856

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1673-0038（2015）23-0149-02

2015-5-22