医疗建筑供配电设计探讨

林坤河

(福建省建筑设计研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

医院作为保障人民健康的重要单位，得到了各级政府的高度重视，每年投资建设的医疗建筑不计其数。医疗建筑由于所其承担任务的极端重要性，兼具使用功能多样性和复杂性的特点，该类型建筑设计与其它类型建筑差异较大，是民用建筑领域中设计难度较大的建筑类型。如何做好医疗建筑设计，为病患和医护人员提供舒适和安全的环境保障，为病患的生命安全保驾护航，是设计人员要认真思索总结的重要课题。

医疗建筑的供配电设计作为医疗建筑设计的重要组成部分，不仅要考虑为医疗建筑及医疗设备提供可靠的电源，同时，随着社会经济的发展以及医疗设备的科技化，医院的供配电设计必须具有前瞻性，综合考虑未来该类型供配电医疗建筑的发展态势，使设计能有冗余度，满足未来医疗建筑的不断扩建、改建或升级。

基此，本文拟从负荷等级、医疗场所分类、照明回路设计、手术室供电可靠性、门诊手术室及重症监护病房配电、医疗建筑特殊场所用电容量预留等几个方面，探讨医疗建筑供配电设计。

1 负荷等级

负荷等级的确定是医疗建筑供配电设计的首要工作。其等级划分的考虑因素，主要是根据供电可靠性的要求不同，从中断供电在对人身安全、经济损失造成的影响程度大小进行分类[1]。一般分为4种，具体如表1所示。

表1 负荷分级说明及供电要求

医疗建筑中安全性要求很高，涉及需提供一级负荷及以上等级的场所较多，设计时需要严格根据规范要求确定用电负荷等级。笔者根据《医疗建筑电气设计规范》(JGJ312-2013)[2](以下简称《医电规》)中的规定，将医疗建筑中采用一级负荷及以上等级供电的常见场所列举如表2所示。

由于空调系统在如今医疗建筑中已大量普遍使用。其供电的可靠性如何，能否保证稳定使用，很大程度影响医院在正常救护工作中的效率，严重的甚至危及病患的生命安全。比如急诊室,由于使用功能的特殊性，经常需要24小时全天候使用；并且，医患人员停留的人数较多,停留的时间较长,若在夏季室内温度较高时，发生空调系统断电，将对医护人员的救护工作产生极大的影响。因此,可靠的空调系统配电是支持医护人员正常开展医疗救护工作的重要保障。在采用一级负荷以上等级供电的重要场所,其空调系统的供电建议按一级负荷供电。

此外，当遇到不同规范对于相同等级负荷的技术措施要求不同，建议从严执行设计。例如，根据《10KV及以下电力用户业扩工程技术规范》(DB35/T1036-2019)要求，一级负荷供电除正常双重供电电源之外，应配备自备发电机等应急电源，二级负荷供电除双回路(公共电网)外，宜配置柴油发电机组，并和小区的正常供电电源有可靠的连锁[3]。依据《医疗建筑电气设计规范》(JGJ 312-2013)第4.4.1条规定：三级医院应设置应急柴油发电机组，二级医院宜设置应急柴油发电机组[2]。

2 医疗场所分类

不同医疗场所对电气安全防护的要求差异较大，在进行建筑供配电设计时对应采取的措施也不同。因此，设计前将医疗场所根据对电气安全防护要求进行分类，是一项基础性的工作。

根据《医电规》规定，按照防护要求的程度不同，将医疗场所分成3类。主要区分为：0类，不使用医疗电气设备接触部件的医疗场所；1类，医疗电气设备接触部件需要与患者体表接触的医疗场所；2类，医疗电气设备接触部件需要与患者体内接触、γ手术室以及电源中断或故障后将危及患者生命的医疗场所[2]。

《医疗建筑电气设计规范》中所规定的医疗场所分类及其它笔者建议划分的情况，医疗场所分类如表3所示。

表2 需采用一级负荷及以上等级供电场所

表3 医疗场所分类表

3 照明供电回路设计

《综合医院建筑设计规范》第8.4.5条规定，1类和2类医疗场所内，宜提供2个不同电源的照明回路；同时，第8.5.2条第4款规定，在1类医疗场所，每个房间宜有1个由安全电源供电的灯具，例如病房属于1类场所，对于病房照明，需提供2个不同的电源回路；该2个电源，一个为普通电源回路，另一个回路为安全电源回路[4]。照明供电回路设计常见有两种方案，如图1所示。

(a)方案一 (b)方案二图2 手术室UPS设计方案对比

(a)方案一 (b)方案二

方案一：病房内的吸顶灯由电源回路一供电，治疗带上的床头灯由电源回路二供电。

方案二：病房内的吸顶灯一盏从电源回路一供电，一盏从电源回路二供电。

经过比较分析，建议采用方案一实现1类场所提供2个不同电源的要求，并且一个房间内的同类型照明采用同一回路，以便灯具损坏需要维修时能够断开该房间所有照明回路，避免产生一个回路断电而另一个回路还没断电的情况，确保维护方便与用电安全。

4 手术室供电可靠性

根据《医疗建筑电气设计规范》(JGJ 312-2013)第3.02条及表3.0.2规定,手术室属于2类场所，对于涉及生命安全的电气设备及照明的断电时间应≤0.5s；根据《医疗建筑电气设计规范》JGJ 312-2013第4.4.6条要求:当中断供电时间≤0.5s的一级负荷中特别重要的负荷，应设不间断电源装置UPS，且宜采用在线式UPS；当不间断电源装置UPS在TN-S系统中设置时，不间断电源装置UPS的输出端为三相时，应加装隔离变压器，不间断电源装置UPS输出端中性线应做重复接地。

图2为手术室两个UPS设计方案对比，在一防火分区内设置6间手术室时，UPS可采用集中设置的形式(方案一)，也可采用分散设置的形式(方案二)，根据《医疗建筑电气设计规范》(JGJ312-2013)第5.2.2条要求，总配电柜应设在非洁净区。每间手术室应设置一个独立的专用配电箱，且手术室专用独立配电箱应设置在手术室的清洁走道，不得设置在手术室内。那么，采用方案一不间断电源装置UPS集中设置，能设置不间断电源装置UPS，便于管理维护，可靠性较高，且总的容量比分散设置的UPS总容量小，但当电池老化或不稳定而需要进行维修时，费用较高，且影响面较大。采用方案二UPS分散设置，因每个UPS需在非洁净区设置一个配电间，所占用的建筑面积比较大，且不便于管理维护，可靠性不高，优点是当某一个UPS故障时，维修费用比较低，且影响面较小。

5 门诊手术室、重症监护病房配电

根据《医疗建筑电气设计规范》(JGJ 312-2013)第5.4.4条要求：“2类医疗场所除手术台驱动机构、X射线设备、额定容量超过5KVA的设备、非生命支持系统的电气设备外，用于维持生命、外科手术、重症患者的实时监控和其他位于患者区域的医疗电气设备及系统的回路，均应采用医疗场所局部IT系统；” 根据《医疗建筑电气设计规范》(JGJ 312-2013)第5.4章节的要求，2类医疗场所当设置局部IT系统时，局部IT系统隔离变压器的一次侧和二次侧应设置短路保护，不应设置动作于切断电源的过负荷保护，2类场所的IT系统内的插座箱、插座组、应至少由专用的两回路供电，每个回路均应设置独立的短路保护，且宜设置独立的过负荷报警。局部IT系统的医疗场所插座应由固定的明显标志。

但是，在电气设计过程中，经常能碰到在门诊楼内设置了一间门诊手术室，或者在病房楼病房内设置一间重症监护，在妇产科设置分娩室，根据规范要求，这些特定的医疗场所，应采用局部IT系统[5]。当这些特殊的医疗场所采用局部IT系统进行设计时，电气设计人员在方案设计、初步设计或施工图设计阶段与建筑、结构等其他工种应密切配合，考虑设置2个配电箱，一个配电箱用于门诊手术室设备用电(采用UPS供电)，且前端采用2路专用的供电回路供电，一个配电箱用于其他普通用电；2个配电箱位置尽量考虑设置在这些医疗场所附近。如果层配电间面积足够放置3个配电箱且距离这些医疗场所不远，可设置在配电间内；若配电间距离这些医疗场所较远，建议在这些医疗场所附近设置一间4m2有效面积的配电间，图3为手术室配电箱系统示意图，图4为手术室照明、插座平面示意图，表4为设备图例表。

图3 手术室配电箱系统示意图

表4 设备图例表

图4 手术室照明、插座平面示意图

6 特殊场所用电容量预留

医疗建筑设计经常碰到一些特殊的场所，由于工艺的特殊性，这些场所是由净化公司或防护专业厂家进行设计，但是在扩初设计及一次设计时，这些特殊医疗场所的用电量需在前期预留到位，以便于后期专业厂家根据医院用电容量需求进行深化设计，尽量避免增容现象发生。表5为多个项目设计经验所得的用电量指标，可供参考。

表5 医疗场所用电容量预留建议表 W/m2

7 结语

由于现代医疗建筑的复杂性、功能繁多、设计难度较大。 笔者通过对参与过的医疗建筑电气设计项目进行梳理，对比分析了不同设计方案中的优缺点，阐述了医院建筑电气设计中负荷等级划分，医疗场所分类，手术室供电方式及特殊部门如检验科、厨房用电量预留、门诊手术室等一些实践操作心得体会，与同行探讨，希冀能发挥他山之石作用。