大中型医院建筑供配电系统设计

查慧勤　（安徽省建筑设计研究院有限责任公司，安徽 合肥 230022）



大中型医院建筑供配电系统设计

查慧勤（安徽省建筑设计研究院有限责任公司，安徽 合肥 230022）

文章总结多个综合性医院的设计经验，从医院的医疗设备容量和负荷级别、变压器容量的选择、变电所的设置、柴油发电机组的设置、低压配电方式的选择这些方面，分析和明确大中型医院供配电系统的设计。

医院建筑；医疗设备；负荷容量；变电所；柴油发电机组

1　概述

随着中国社会经济的发展和国力的增强，国家对人民大众健康的投入越来越大，近几年大中型医院在各级城市层次不穷的新建、改扩建，其规模越来越大，功能越来越复杂，各种先进的医用诊断、检测、治疗等设备的应用，给电气设计带来新的难点和重点。

我国医疗机构根据人员、床位、设备、房屋等分为三级十等，对于二级乙等以上的医院建筑一般设有门诊医技、住院、后勤楼、感染楼、康复楼等[1]，规范[2-3]中这些楼内医疗场所的医疗电气设备依据接触人体体内、体表、不使用分为2类、1类、0类场合，这些场合的自动恢复供电时间要求、中断供电造成的影响又将供电负荷分为一级负荷中特别重要负荷、一级、二级、三级负荷，依据以上的分类分别设置变电所、柴油发电机房以及供配电的型式。

2　负荷容量和级别的确定

2.1医疗及大型设备容量的确定[4]

供配电设计首先确定用电容量和用电负荷等级，笔者归纳一下曾经的众多大中型医院的重要医疗设备容量如下。

①国内大多医院采用MR核磁共振设备场强为1.5T～3T，以3.0T为例，一般最大瞬时功率100kVA，连续功率75kVA，功率因数0.9，机房空调约为40～50kW，冷却水冷机约为20kW；磁共振机房一般远离马路、电梯、空调机房、泵房、变压器、交流配电箱、强电电缆，金属物件与核磁共振室间距动态干扰下在5.5～40m，静态干扰下在1.25～4m，交流干扰下电缆在25A～1000A的距离在2m～12m，变压器100kVA～1600kVA的间距在12～14m。

DR数字X光机根据X光球管和高频逆变高压发生器的不同容量不同，一般系统设备容量约为65kW～100kW之间，功率因数0.8，机房其他空调、插座、照明等容量单独供配电。而数字胃肠机等一般在60kVA～80kVA之间。

②DSA血管造影设备设备容量一般为125kVA，功率因数在0.9，机房其他空调、插座、照明等容量单独供配电。

③平扫CT/螺旋CT扫描机的设备容量一般在0kVA～100kVA，功率因数在0.8。

④用于放射治疗的直线加速器根据被加速的粒子能量（MV）确定加速器的配电容量，直线加速机房独立建设，以一般医院采用15MV为例，机组的容量约35kW，真空泵2kW，水冷机10kW，并根据房间要求单设空调机组。

⑤高压氧舱根据工作压力、舱体体积、治疗人数等确定供电容量，一般可按50kW～80kW预留。

⑥二三级甲乙等医院会设置中心供应室，包括污染区、清洁区、无菌区、办公区等，其中众多设备容量约在150kW～200kW。

⑦手术室根据洁净度分为万级、千级、百级等，每间手术的供电容量分为3.15kVA、6.3kVA、8kVA，各别房间达到10kVA，而手术的洁净空调一般按洁净区域每平米150W～200W测算。

⑧静脉药物配置中心的总用电容量包括照明、插座和洁净空调系统，总容量约在300～350kW，其中空调容量约占总容量的2/3。

⑨中心供应室是大中型医院必备，消毒除菌、发放等设备总容量一般在150kW～200kW之间。

⑩目前中西医药房均采用全自动发药机以及发药显示屏等，用电容量每个药房约在30～50kW。

⑪医院的ICU、透析的用电量也是比较大的地方，一个床位的吊床约在2/3kW；检验科根据检测设备多少一般供电容量约可达100kW；急诊室用电容量根据所设功能约80～150kW；各门诊科室内除了牙科的牙床用电量每床约1kW，其它设备一般插座即可满足。

⑫病房内设备除照明灯具，一般为医用线槽上插座和墙壁普通插座，用电设备虽分散但容量较小，可按常规计算。

⑬医院内的空调、热水系统是个用电容量需要特别关注的部分，一般空调系统的冷热源分为蒸汽、天然气和电，蒸汽、天然气的制冷机组、制热锅炉的用电容量较小，用电则较大，不同冷热源其冷冻泵、冷却泵、热水泵、冷却塔的容量是相同的；而热水系统一般会利用制热锅炉的蒸汽或单独设置空气源热泵加太阳能热水器，相对比较节能节电。

以上为大中型医院建筑用电负荷较大较集中并且负荷等级较高的场所。

2.2负荷等级的确定

①根据规范一级负荷的重要负荷，供电需要二路中压进线加应急电源，一般应急电源采用柴油发电机组，对于需要自动恢复时间要求较高的场所，另增设不间断电源（UPS），保证转换时间。

②对于一级、二级负荷，供电采用二路中压进线即可满足，同样对于需要自动恢复时间要求较高的场所，增设不间断电源（UPS）。

3　变电所的设置

3.1变压器容量的确定

①医院建筑各种医疗设备及给排水、热水、空调、消防设备众多，设备容量总和较大，但是根据笔者实际调查建成的大中型医院的实际使用情况看，设备容量计算的需要系数值并不高，例如：大型放射科的检查设备CT、MR、DR、DSA等，其启动功率较大，实际运行功率很小；诸多手术室全部同时使用的概率也较低；门诊、病房部分虽然就诊和入驻率提高，医疗设备和医用线槽的使用率并不是很高；给排水、空调设备，在医院整体容量占比相对较大，特别是用电作为能源的占比可高达医院整体容量40%，但在非采暖季节和制冷季节则完全不使用。

②综上述，需要系数各场所数值病房医疗干线约在0.5～0.6，各门诊科室用电约在0.7～0.8，手术室、ICU、CCU等用电约在0.7～0.9，检验科、化验科、配置中心、中心供应等用电约在0.7～0.8，各大型医疗设备当从变电所供电时需要系数为1，当按放射科室供电时需要系数约0.8，考虑设备的启动电流开关需放大级别，各空调机组、水泵、锅炉的需要系数按0.9～1.0，以上所有容量折算到变压器时同时系数可按0.8计算。

③总结下来现今大中型医院的变压器负荷指标根据医疗设备和科室的多少用电指标约在60～90VA/m2，变压器负载率维持在65%～80%。

④一般在医院建筑群内消防负荷的容量经计算不超过其它负荷总容量，故在进行变压器负荷计算时可不纳入之内，在柴油发电机组容量选择时应进行计算比较。

3.2变压器台数的确定

①对于特级、一二级负荷等需要双电源供电的宜单独设置变压器，此变压器在中压系统的备用母线段上。

②对于空调负荷特别是用电制冷机组和水泵，在非制冷季节可以切除容量的，宜单独设置变压器，而制热锅炉和水泵由于现行节能规范不允许采用电加热，故用电容量不大，且负荷级别一般场所为三级可纳入主变压器。

③对于大型医疗设备如CT、DR、加速器等宜单独设置变压器，当设备仪器不多且主变压器容量较大时也可纳入其内。

3.3变电所个数的确定

①大中型医院建筑群往往包含了门诊医技楼、病房楼、后勤楼，有的还设有传染楼、康复楼、加速机房等，总面积大都在10万m2以上，在院区内宜设置一总开闭所或总配电所，对面积占比较大门诊医技楼、病房楼分别单独设置分变电所，对其它面积较小、容量较少的单体设置配电间，进行低压二次配电。

②医院的空调制冷制热设备机房一般集中设置，当它距离主变配电所较远时，宜单独设置变电所，减少长距离大容量低压电缆供电带来的电压和能耗的损失。

3.4医院供电电源的确定

计算医院建筑群所需的总变压器的安装容量以及特级、一二级负荷容量，结合当地供电局所提供的电源容量和电压等级，即可向当地供电部门申请一路或多路主用电源和备用电源。

4　低压配电系统的选择

①医院如下科室手术室、急诊科、ICU、妇产科、中心供应、静脉配置、药房、输液大厅、体检中心等相对独立和重要的科室应从变配电所放射式配电。

②医院大型医疗设备如DR、CT、MR、DSA、直线加速器、高压氧舱、核磁共振等也应采用从变配电所放射式配电。

③医院内重要的消防设备按规范也采用变配电所放射式配电，并进行末端切换。

④对于普通门诊科室、病房、办公、公共走道照明、应急照明、非重要的消防设备等可采用变配电所树干式和放射式相结合的方式配电。对空调设备、给排水设备按功能和容量配电方式亦可采用结合方式。

5　柴油发电机的确定

①柴油发电机组作为应急电源，其容量的选择应分别计算出特级负荷容量、一二级负荷中医院需要确保的容量、重要的消防负荷容量，取其较大容量并结合单台电动机启动的容量来确定柴油发电机组的总容量，并根据总容量选择1台、2台甚至更多的机组并列运行，确保医院的在停电状态下的运转。

②柴油发电机房位置的选择根据规范不得在人员密集的场所的贴临、上下方等，即大厅、门诊、病房等人员众多场所投影下方以及大型医疗设备的附近不能设柴油发电机房。

6　总　结[5]

医院建筑作为民用相对复杂的建筑，其供配电系统也是比较复杂的，应本着安全、可靠、经济的原则，做好医疗设备的统计、电源来源的调查、业主使用的需求等，来完善我们的供配电设计工作。

[1]建标110-2008，综合医院建设标准[S].

[2]GB51039-2014，综合医院建筑设计规范[S].

[3]JGJ312-2013，医疗建筑电气设计规范[S].

[4]侯加全，等.医院大型医疗设备机房电气设计中注意[J].建筑电气，2009 （6）.

[5]王鑫，等.综合医院建筑电气设计的几点体会[A].辽宁土木建筑学会电气专业委员会年会2014年联合论文集[C].

TU976+.1

A

1007-7359(2016)03-0214-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.078

查慧勤（1971），女，高级工程师，国家注册电气工程师，安徽省建筑设计研究院有限责任公司电气专业所总工。