综合医院柴油发电机组设置的几点探讨

2018-01-25焦兴学

智能建筑电气技术 2018年1期

关键词：发电机组电气设计柴油

焦兴学

（中国中元国际工程有限公司，北京100089）

0 引言

医院承担着治病救人、救死扶伤的使命，医院电力供应的稳定性和持续性直接关系到病人的治疗效果甚至生命安危，因此柴油发电机组备用电源已经成为完善医院供电系统，提高医疗供电可靠性的基本配置。

1 柴油发电机组的电源类别

关于医院柴油发电机组的设置，行业标准JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》给出了比较具体的规定。

规范第3.0.3条对备用电源的供电维持时间做出了如下规定：要求恢复供电时间≤0.5s时，其供电维持时间应≥3h；其他情况下供电维持时间宜≥24h。

第4.4.1条规定了不同等级医院是否需要设置应急柴油发电机组：三级医院应设置应急发电机组，二级医院宜设置应急发电机组。但是，应急电源的设置以医院等级的不同简单划分为“应设置应急柴油发电机组”“宜设应急柴油发电机组”的合理性有待商榷。

第4.4.5条主要从不同级别医院柴油发电机组的供油时间和启动时间两方面对机组的选择做出了规定：三级医院备用柴油发电机组的供油时间应＞24h，二级医院备用柴油发电机组的供油时间宜＞12h，二级以下医院备用柴油发电机组的供油时间宜＞3h。

由于国家标准GB 50016-2014《建筑防火设计规范》规定柴油发电机机房内日用油箱的容积≤1m3，对于二级医院和三级医院尚需要考虑设置室外储油罐或者其他供油设施，以保证机组运行时间＞12h或24h，柴油发电机房的位置选择室对此也要充分考虑。

当正常市政电力供电电源中断时，备用柴油发电机组应能自行启动并在15s内达到稳定状态，向规定的用电负荷供电。

条文3.0.3规定内容为备用电源，而4.4.1和4.4.5则把柴油发电机组作为应急电源。但是3.0.2和3.0.3的条文解释为“备用电源包括自备应急电源及另一路市电”“要求供电恢复时间≤0.5s时，一般需UPS及柴油发电机组供电，且这些场所一般可以在3h内处理完工作。”4.4.5的条文解释为“医院一般治疗过程及疏散所需时间通常为3 ～24h。”

上述表述和国家标准GB 50052-2009《供配电系统设计规范》的诸多条文规定矛盾。

首先是关于应急电源和备用电源的定义，国家标准GB 50052-2009《供配电系统设计规范》中提到，应急电源又称安全设施电源，是用作应急供电系统组成部分的电源，是为了人体健康和安全，并避免对环境或其他设备造成损失的电源；备用电源是指当正常电源断电时，由于非安全原因用来维持电气装置或某部分所需的电源。两者的功能存在本质的差别，不能相互替代。但是，JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》却没有对应急电源和备用电源的概念和功能进行清晰的划分，给设计人员带来了一定的困惑。

其次是关于应急电源的设置条件和供电范围。国家标准GB 50052-2009《供配电系统设计规范》第3.0.3条规定一级负荷中特别重要负荷应增设应急电源，并且该应急供电系统为一级负荷中特别重要负荷专用，严禁接入其他负荷。但是，JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》将应急电源的功能和供电范围扩大到“医院一般治疗过程及疏散”，且违反了“严禁其他负荷接入应急供电系统”的强制性条文。

另外，柴油发电机组的启动时间较长，进口快速启动柴油发电机的启动时间为5～15s，启动时间远远超过大部分医院一级负荷中特别重要负荷的电源中断允许时间，还需要再设置UPS等其他应急电源。

正如JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》所描述，医院柴油发电机组所承担的功能和作用不仅仅是为一级负荷中特别重要负荷供电，还承担着维持医院最低运营要求的保障功能；并且由于柴油发电机自身特性也决定其不能独立作为医院应急电源，因此医院柴油发电机组作为备用电源更为合理，而应急电源的功能则由UPS或EPS来承担。

2 备用柴油发电机组的供电范围

综合医院普遍存在规模大、复杂程度高、功能区域多、供电要求高、用电需求种类多等特点，确定柴油发电机组的供电范围，既要遵照相关标准规范的要求，还要充分了解医院的医疗流程和运营要求，将两者有机结合才能合理确定备用柴油发电机组供电范围。

下面是笔者对综合医院备用柴油发电机组供电范围的归纳总结。

2.1 一级负荷中特别重要负荷

综合JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》、JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》等相关规定，综合医院一级负荷中特别重要负荷包括急诊抢救室、血液病房的净化室、产房、重症监护室、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后复苏室、麻醉室、心血管造影检查室等场所涉及患者生命安全的设备及其照明用电；大型生化仪器、重症呼吸感染区的通风系统用电。

由于规范要求医院应急电源供电时间为3～24h，柴油发电机作为备用电源与UPS、EPS等应急电源配合，既可以在降低工程造价的前提下提高一级负荷中特别重要负荷的电源可靠性，又可以使两种电源的功能互为补充，柴油发电机组可以有效地解决UPS等应急电源供电时长的局限性，UPS等应急电源可以解决柴油发电机组启动时间的问题。

2.2 消防用电负荷

关于医院消防用电负荷是否需要由备用电源供电，相关设计规范中没有要求。但是，消防设施健全是建筑物能够投入使用的必备条件之一，将消防用电排除到备用柴油发电机组的供电范围之外，从消防法规的角度考虑，此时的建筑已经不具备可以正常使用的条件。况且，医院老幼病残人员数量集中，火灾时人员疏散难度也远远大于一般公共建筑，一旦发生火灾，建筑内没有任何消防设施可以使用，其后果不堪设想。因此，备用电源需要为消防负荷提供电源。

由于消防用电负荷与正常需要保障用电负荷不同时使用，而且医院的正常需要保障用电负荷的容量远远大于消防用电负荷容量，故备用柴油发电机组为消防用电负荷供电，并不会对供配电系统的成本和复杂性产生大的影响。

2.3 维持医院最低运行要求的保障用电

备用柴油发电机组必须能够维持医院的最低运行要求：（1）保证正在进行中的手术、诊疗顺利完成；（2）保证危重病人的及时救治；（3）医护人员、病人的基本生活设施可以正常运行；（4）保证药剂、用于病理分析的活体和体液等安全有效；（5）通讯设施正常运行；（6）安防、消防设施正常运行。

医院运行有其特殊的流程，多个场所或功能之间有着紧密的逻辑关系，其中某一环节的缺失都会导致其他环节不能进行或者失去继续进行的意义。因此，为了实现最低运行要求，备用柴油发电机组需为下述用电负荷提供电力保障。

下述场所中除一级负荷中特别重要负荷的其他用电设备：急诊抢救室、重症监护室、血液病房的净化室、产房、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后复苏室、麻醉室、心血管造影检查室等。急诊观察室及处置室、急诊诊室、婴儿室、内镜检查室、放射治疗室、影像科、核医学室等诊疗设备及照明用电。高压氧舱、血库、培养箱、恒温箱。病理科的取材室、制片室、镜检室的用电设备。计算机网络系统用电。变配电室照明用电。空气压缩机、真空吸引泵、制氧机等设备及其控制装置与报警系统。中心供应、贵重药品冷库、太平柜、手术室用冷源、采暖锅炉及热交换等的用电。安防用电、电子信息设备机房用电、生活水泵用电、排水泵用电、污水处理站用电。医用电梯用电，具体数量结合建筑布局确定，需保证备用电源供电的医用电梯能够覆盖病人需要到达的全部区域。

在正常电源中断备用柴油发电机组运行期间，医院会采取限制轻症和慢症病人就诊、手术等措施，日门诊量和手术台数等均会有显著的下降，因此上述场所或设施的用电量也会较平时有较大的下降，负荷计算时可以采用较低的需要系数。柴油发电机组的容量选择依旧适用于规范推荐的变压器总安装容量的10%～20%。