浅述妇幼保健院的电气供配电设计

陈铿

摘 要 电气供配电设计是现代建筑设计的重要组成部分，包含建筑供配电、照明、消防以及绿色建筑部分。本文通过对某妇幼保健院的电气设计实例分析，简要探讨在现代建筑设计中，电气供配电的设计要点。

关键词 供配电设计;防雷电气;绿色建筑

1项目概况

项目净用地面积约48416平方米约73亩。按480张床位妇幼保健院业务量预期和三级妇幼保健院建设标准规划，本次设计总建筑面积约59996平方米，其中地上建筑面积约52998平方米，由保健综合楼22163平方米、儿童住院楼10135平方米、妇女孕产住院楼17410平方米、后勤综合楼3090平方米、垃圾站及污水处理站200平方米组成。地下建筑面积约6998平方米，包含设备机房和地下车库与人防。机动车停车位总共424辆，其中地面机动车停车位284辆，地下机动车停车位140辆[1]。

2设计内容及范围

本次设计内容包括：10/0.4kV变、配、发电系统;低压配电系统;照明配电系统;防雷、接地系统及电气安全措施。

310/0.4kV变、配、发电系统

3.1 负荷估算

变压器容量采用单位面积功率法进行估算：保健综合楼：S1=22163㎡*0.07kVA/㎡=1552kVA;儿童住院楼：S2= 10135㎡*0.07kVA/㎡=710kVA;妇女孕产住院楼：S3=17410㎡*0.07kVA/㎡=1219kVA;后勤综合楼：S4=3090㎡*0.1kVA/㎡=309kVA;地下室：S6=6998㎡*0.02kVA/㎡=140kVA;其他附属建筑：S7=120kVA;电动汽车充电桩：S7=350kVA;总计算容量Sz=4400 kVA。

3.2 变配电所及变压器容量选择

在保健综合楼地下室设变配电所一座，内设高低压配电装置、2台1600kVA，1台1250kVA共3台干式变压器及值班室，为医院用电负荷供电。变压器总装机容量为4450kVA。

3.3 电气负荷按其性质分为

（1）一级消防负荷：保健综合楼、住院楼及地下室的消防风机、防火卷帘、应急照明及疏散指示、消防电梯、消防水泵、消防控制室、变配电所及发电机房等。

（2）二级消防负荷：后勤综合楼等的消防风机、应急照明及疏散指示等。

（3）一级负荷中特别重要负荷：急诊抢救室、产房、重症监护室、早产儿室、手术室、心血管造影室等场所中涉及患者生命安全的设备及其照明。

（4）一级非消防负荷：生活水泵、生活电梯、走道照明、手术部、ICU、产科、急诊、放射治疗室、核医学室等[2]。

（5）二级负荷：电子显微镜、影像科诊断用电、净化空调设备、中心供应、采暖锅炉及换热站等。

（6）其他为三级负荷。

3.4 供电电源及电压

医院采用双重10kV电源供电（满足当一路电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏），2路10kV电源由市政管网埋地引至院区新建10kV总变配电所。

3.5 备用电源与应急电源

（1）为加强重要保障负荷的供电可靠性，在负一层设一台800kW应急柴油发电机作为备用电源，当两路电源均断电时，15s内柴油发电机投入，保证医院重要保障负荷的可靠供电。

（2）一级负荷中特别重要负荷、弱电汇聚机房等对停电要求小于0.5S的重要负荷和停电对医院正常运行影响较大的场所（挂号收费、出入院办理、发药窗口等）另配UPS（EPS）电源作为应急电源，应急供电时间10～30min，待柴油发电机组启動后转由发电机组供电。

4低压配电

低压配电采用放射式与树干式相结合的方式。消防负荷及非消防一级负荷采用双电源供电并在末端互投，选用自投自复型双电源切换装置（延时20s自复）。小于电源变压器容量20%的电动机均采用直接起动。本项目20%车位设置电动汽车充电装置（交流充电桩与直流充电桩数量按6：1配置，直流桩均设置于地面停车场）[3]。

5照明配电系统

光源及灯具：选用发光效率高、显色性好、使用寿命长、色温相宜、符合环保要求的T5光源与高效节能灯具：光效≥80lm/W，显色性Ra≥80，色温Tcp≤4000K，光源寿命≥8000h，光通持续率高的光源;照明配电系统：应急照明、疏散指示照明等采用专用照明箱供电。照明和插座由不同的馈电支路供电，照明、插座均为单相二线加PE线配线;在治疗、处置、病房、血库等房间设多功能电子灭菌机用插座;地下室及后勤综合楼的走道和楼梯间采用红外感应自熄LED光源灯具，车库采用雷达感应车库灯。

6电缆导线的选型和敷设

10kV电缆选用YJV-8.7/10kV交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯电力电缆;消防干线选用矿物质绝缘电力电缆;低压出线电缆选用低烟无卤阻燃型电力电缆;一般照明支线采用和插座回路支线采用WDZ-BYJ-0.45/0.75kV导线;应急照明支线选用WDZN-BYJ-0.75kV型导线;矿物绝缘电缆采用电缆梯架敷设;非消防电缆地下室采用电缆托盘敷设，地上吊顶内采用金属槽盒敷设[4]。

7防雷、接地及电气安全措施

本工程各建筑物均属于二类防雷建筑物，按二类防雷建筑物设防;医疗建筑物电子信息系统雷电防护等级为A级，其余配套附属用房为D级;低压配电系统的接地形式为TN-S系统，重复接地、保护接地、防雷接地、弱电接地等采用共用接地装置，其接地电阻不大于1Ω;按规范要求设置防雷浪涌保护器。

8电气消防

8.1 供电电源

采用双重10kV电源加一台800kW应急型柴油发电机组供电;地下室变电所设置2台1600kVA、1台1250kVA干式变压器;高层建筑及地下室消防负荷为一级负荷（多层建筑消防负荷为二级负荷）。其中有：消防风机、防火卷帘、应急照明及疏散指示、消防电梯、消防水泵、消防控制室、配变电所及发电机房等，均直接从总配变电所低压母线段引入双电源供电并在末端互投（其中一路引自应急段）。非消防低压出线回路断路器设有分励脱扣器，当消防控制室确认火灾后切断相关非消防电源。

8.2 应急照明

应急照明采用集中电源集中控制型，系统控制主机设置在消防控制室，应急照明强制点亮由系统主机集成编程完成，按防火分区设置专用应急照明箱，系统由应急照明控制器、A型应急照明集中电源、A型消防应急照明灯具、消防应急标志灯具组成。

（1）备用照明：防排烟风机房、消防电梯机房、消防水泵房、消防控制室、变配电所、柴油发电机房等场所按不低于正常照明照度值设置备用照明，灯具采用220V电源供电，连续供电时间不小于180min（由双电源切换装置保障）。

（2）疏散照明：疏散走道、封闭楼梯间、疏散楼梯间及其前室、消防电梯间的前室或合用前室、避难走道、避难间、地下室等场所设置疏散照明。

地下室车库、疏散走道地面照度值不低压1.0lx;楼梯间及其前室、电梯前室或合用前室、避难走道等场所地面照度值不低于5.0lx;人员密集场所、避难层（间）不低于3.0lx;对于人员密集场所、门诊楼、病房楼或手术部的避难間及上述场所内的楼梯间及其前室、电梯前室或合用前室、避难走道等场所地面照度值不低于10lx;疏散照明连续供电时间不小于60min（附属建筑为30min）。

在安全出口、地下室、楼梯间、疏散走道等场所设置灯光疏散指示标志，疏散指示灯连续供电时间不小于60min（附属建筑为30min）。安全出口标志灯门框上0.2米，疏散指示标志灯底边距地0.3米暗装，灯具采用LED光源，所有应急照明灯具应设玻璃或其他非燃烧材料制作的保护罩。

8.3 消防系统线路的选择和敷设方式

消防矿物绝缘电缆直接敷设或沿电缆梯架敷设;消防耐火电缆敷设于有防火防护的金属槽盒内或穿焊接钢管暗敷。垂直敷设在电井电缆托盘内的电缆和每层水平敷设在电缆托盘或金属槽盒上的电缆在建筑防火分区处、楼板和进出消防设备用房处，均采用防火材料封堵，防止火灾沿电缆通道蔓延。

消防系统支线穿钢管暗敷于不燃烧体的结构层内，且保护层厚度不小于30mm。由顶板接线盒至消防设备一段线路穿金属耐火（阻燃）波纹管。

8.4 其他防火措施

采用无油型变配电设备，低压配电采用TN-S接地系统，低压电气装置做总等电位联结和局部等电位联结，要求建筑物接地电阻不大于1欧姆。

为防电气火灾，设置电气火灾监控系统，信号统一传到消防控制室的电气火灾监控主机。设置消防设备电源监控系统，系统主机设置在消防控制室。

9能耗监测数据采集系统

设置能耗监测数据采集系统，变压器低压配电系统图采用按馈线回路设置具备数据远传功能的数字表，并能上传至市能耗监测平台。分类能耗中，电量分为4项，包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。

10 节能及绿色建筑措施

采用SCB13，D，yn11接线组别环氧树脂浇注节能型干式变压器，提高电源质量。并且变电所靠近负荷中心，减小线路损耗，及有色金属的消耗;采用电力电容器集中式补偿，以降低设备容量，减少功率损耗。并且配套电抗器抑制主要谐波，提高电能质量;按科室设置电度计量装置;各种照明场所的照明功率密度严格按照GB50034-2013《建筑照明设计标准》的规定执行;采用高效节能的光源、灯具，荧光灯具配套电子镇流器;出口及疏散指示灯采用发光二极管（LED）光源;诊室、病房照明尽量采用顶棚照明与台面照明相结合的方式，以减少顶棚固定照明的照度;各房间设多个照明开关，可根据明暗自主开关灯具。白天尽量采用自然光照明。

11结束语

现代建筑电气设计的要点关键在于把握和计算建筑用电量以及节能方面，对于配电系统、公共照明系统的用电量计算既要保障建筑物在投入使用后的有效性，也要保障电能使用的可靠性;同时公共建筑的电气设计也需要注意防火及用电安全，并可以结合现代信息管理系统，对建筑正统用电情况进行实时监控。

参考文献

[1] 杜玉萍.基于建筑电气设计中的消防设计要点分析[J].今日消防，2019，4（11）：41，43.

[2] 韩小花.绿色建筑电气设计要点分析[J].建材与装饰，2019，（31）：114-115.

[3] 周荣钦.公共建筑群电气设计探讨[J].福建建材，2019，（4）：59-60.

[4] 曹礼鹏.基于节能视角的建筑电气设计方式分析[J].节能，2019，38（1）：16-17.