醫院電氣設計概述
隨著人民生活水平的日益改善和醫療水平的不斷提高,涌現出了新的醫院建筑,人們對醫院建筑設備的現代化要求也與日俱增。醫院電氣設計一直是國內電氣設計行業相對薄弱的一個領域。為了迅速園院建筑電氣設計水平,并與國際接軌,值此“醫院建筑電氣設計疑難點開始,特邀請全國各地專家,集思廣益,舉辦了這次關于“醫院建筑電氣設計的疑難點”專家答疑活動。此次活動中的疑難點皆來自建筑一線的實際問題。這些問題一定程度上反映了當今國內醫院建筑電氣設計的難點和頗具爭議性的焦點。在這次答疑活動中,各位專家結合自身豐富的設計經驗暢所欲言,對以下所提的這些問題,都作了自己頗有見識的分析和解答。使讀者能夠通過專家們的這些解答,既能客觀認識問題本身,提高自己的技術修養,又可以集百家之所長,不斷創新。
一、用電負荷及估算
針對綜合醫院所建城市、地域不同、規模標準不等,如何合理地估算用電負荷? 按醫院建筑的轄屬等級可分為四級:(1)省級醫院建筑;(2)市、地級醫院建筑;(3)縣級醫院建筑;(4) 鄉鎮級醫院建筑。按醫院建筑的面積規模可分為三級:(1)建筑物面積:1萬m及以下;(2)建筑物面積:1萬~3萬m;(3)建筑物面積:3萬m以上。供電等級可按醫院建筑的轄屬等級可分為四級:(1)省級醫院;(2)市、地級醫院;(3)縣級醫院;(4)鄉、鎮級醫院。
《全國民用建筑工程設計技術措施》電氣部分中指出了醫院的用電負荷指標:40~70W/m,《建筑照明設計標準》中指出的照明功率密度值約為12w/m,上述指標是針對縣(區)級及以上醫院而確定的,用電負荷指標相對比較低。醫院通常由門診、醫技、住院三部分組成,其中門診、醫技用房的用電負荷主要為日負荷,住院用房的用電負荷主要為夜負荷。
影響用電負荷的因素主要有照度的標準、空調、水泵、電梯、通風機,醫療設備的配置等;只有熟悉醫療裝備的配置、醫療設備的電氣容量估值和合理選擇計算系數,才能滿足具體場所的用電負荷要求。對于潔凈手術室的專用空調,通常不屬于設計院出圖范圍,僅預留容量,但各廠商的數據差別較大,通常會在后期調整。由于醫療需求的發展太快,應留有足夠的用電裕量。 22222
醫院與住宅不同,其用電負荷應與醫院的級別和類別有關,如三甲醫院或專科醫院(其醫療設備不同),與醫院所處城市、地域關系不大。因此宜按使用功能(門診、住院、檢驗)分別計算負荷。
醫院的規模標準不同,能源(如空調的能源)不同,電負荷相差較大。目前北京市規劃用電80VA/m,適合一般性的醫院工程。但新的《綜合醫院建筑設計規范》出臺后,因備用電源容量(醫院后勤保障系統用電)增加較大,用電指標將相應提高。
建議綜合用電負荷指標:
無中央空調時40~60W/m,
有中央空調時:
a.電制冷方式70~90W/m
b.直燃機方式50~70W/m,
部分工程實例變壓器裝機容量:
真城市人民醫院住院樓
1.7萬m 2×800kVA
承德醫學院病房樓
4. 4萬m 2×1000+1250kVA
滄州市人民醫院病房樓
3.2萬m 2×l000kVA
邢臺市人民醫院病房樓
4.4萬m 2×l000+1250kVA 2 22222
護理單元內的搶救室負荷級別如何定?
一般護理單元的個別搶救室的負荷級別可按該護理單元的級別來定,但設計時最好事先和醫院建設方溝通后再定較為妥當。一般護理單元內的搶救室負荷級別按一級負荷中特別重要負荷考慮。建議與手術、搶救有關的設備用電皆按一級負荷中的特別重要負荷供電,要保證供電的可靠性和獨立性。
根據醫院的具體要求確定。如屬于2類場所,恢復供電時間為≤0.55s。重要負荷采用醫用IT系統。
如何根據不同場所和不同性質的負荷,采用合理的需要系數?
可采用《全國民用建筑工程設計技術措施》電氣部分所列出的需要系數。醫用放射設備的計算可參見《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16-92)中的第十章。據有關設計資料介紹,醫院照明負荷需要系數為0.5~0.6,其中門診樓照明負荷需要系數為0.6~0.7,一般病房樓照明負荷需要系數為0.65~0.75,高級病房樓照明負荷需要系數為0.5~0.6。
設計中應根據負荷的性質和工藝要求來合理選擇需要系數,醫院建筑中如功能檢查科室、中心檢驗科室、ICU、手術室等處為了符合使用的要求在供電末端預留安裝容量可大一點,但需要系數的選擇可小一些。現在不分任何種類的醫院建筑工程,均要求照明、電力負荷分別供電源線路,需要系數可分為以下幾種:A、照明;B、電力;C、醫技電力;D、放射設備醫技電力;E、空調電力;F、電梯電力;G、消防設備電力等負荷需要系數。在醫院建筑工程中,依以上種類分別取需要系數較為合理。
醫院照明、空調、電梯等用電負荷的需要系數與一般建筑沒多大區別,主要區別在于專用設備(如X光機、CT機等)的用電負荷計算。
醫院的大型醫療設備以及各專業的設備按照設備的容量進行計算。放射科大型短時工作制的設備多臺設置時可按照二項式法進行計算。不同場所如門診、醫技、病房的照明均有不同的使用率,一般情況可參見現行的設計手冊。
負荷等級劃分應更具體化、統一化。比如:《技術規程》中規定走道照明為一級負荷,而其他規范中未提及;另外對于醫院中一級負荷中特別重要負荷的供電要求最好能有明確要求,采用UPS還是EPS?切換時間,容量選擇,供電時間等?
《全國民用建筑工程設計技術措施》電氣部分中將醫療區走道照明規定為一級負荷應該是恰當的,對于一級負荷中特別重要負荷建議從規范或規程上對供電提出要求(如市電雙電源的切換方式或油機的自啟動方式及時間或此用電區域不間斷電源的型式、容量、切換時間等),根據醫療設備的特點,建議采用EPS為宜,容量以該區域特別重要負荷(計算容量)的1、2倍為宜,切換時間應≤10ms,供電時間≥180分鐘。
負荷等級的劃分在《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16-92)中已有明確的規定,但此規范現已落后于時代發展的要求,《綜合醫院建筑設計規范》目前正在修訂之中,關于醫院內“電氣設備與人體電氣接觸狀況的場所分組和允許間斷供電的時間的場所分級”可參閱《 工業與民用配電設計手冊》第770頁之表來設計。不間斷電源設備應按負荷性質、大小、運行方式、電壓及頻率波動范圍、允許間斷供電時間、波形畸變系數及切換波形是否連續等各項指標確定。一般對于電子計算機負荷供電,其輸出功率應大于各設備額定功率總和的1.5倍;對于其他負荷供電,為計算電流的1.3倍,再之還要兼顧到上述負荷的最大沖擊電流不應大于不間斷電源設備的額定電流的1.5倍。
現行規范中未規定手術室負荷屬一級負荷中的特別重要負荷,通常除兩路供電外,還應設置柴油發電機供手術室、電梯、ICU、CCU及部分照明負荷供電。當然,規范中對于醫院中一級負荷中的特別重要負荷最好能明確,其切換時間,供電時間,容量選擇等最好能有明確要求(設計人員有據可依)。
最好提出“設備負荷等級一覽表”供設計人員參考?
無論哪類建筑,其負荷等級的劃分都是根據中斷供電將造成人身安全、經濟損失或社會影響的大小來劃分,醫院建筑也不例外。除消防負荷應執行《 高層民用建筑設計防火規范》 (GB 1 50045-95)(2001年版)或《建筑設計防火規范》(GBJ16-87)(2001年版)的有關供電等級要求外,醫院的特別之處一是在于病人的行動不便,
二是有手術室、檢驗室等不允許中斷供電的特殊場所。因此醫院建筑供電要考慮的應是這些特殊情況,如將住院部走道照明、病房插座等的供電等級劃分為一級負荷;將手術室、檢驗室等不允許中斷供電場所的照明、電力負荷劃分為一級負荷中“特別重要負荷”。現行規范中并未規定哪類建筑應配備發電機組,只是規定哪級負荷應采取哪種供電要求,如“特別重要負荷”應由應急電源供電,但發電機并不是應急電源的惟一選擇,根據工程實際可以有多種選擇。因此,只要根據用電部位、性質劃分負荷等級就行了,不必具體規定是設發電機、UPS 或EPS 。
在新的醫院規范中除強調涉及病患生命危險場所的供電可靠性外,對醫院后勤保障系統用電也提出了要求。雙路供電應該是醫院的基本要求。重要設施末端可以設置電池系統,保證生命安全系統的供電。
二、柴油發電機的設置
具體何種規模及性質的醫院應配備柴油發電機組?比如是按床位數、手術室數量、醫療設備數量,還是按級別(縣級、地區級、省級)?
按規模、醫療設備的重要性來確定。規范中對醫院建筑是否要配備柴油發電機組沒有明確的規定。一般來說,對于引自二個區域降壓變壓器的二路10kv,按規范可以滿足一級負荷供電的要求,但是否要配備柴油發電機組,應結合具體實際情況,調查研究,并和建設單位和當地供電部門協商而定。近年來,供電系統運行經驗證明,從市政電力網引接二路電源有同時發生故障的案例,不能滿足一級負荷中特別重要負荷的供電可靠性的要求。因此我們建議有一定規模或檔次較高的醫院均有必要配備柴油發電機組。在工程設計中,我們常把ICU、CCU、產房、手術部、高層電梯及所有消防設備等劃為一級負荷中特別重要負荷;另外對于其他專業提出的特別重要負荷,應仔細研究,盡可能采取非電氣保安措施減少特別重要負荷的容量。
應根據電源情況來確定是否設置柴油機,電源不能滿足一級負荷要求及有一級負荷中特別重要負荷時,應設置發電機組。建議只要有手術的醫院就應有自備電源,可采用柴油發電機組、UPS 或EPS。如:某醫院為800 床的大型綜合醫院,配置了一臺容量為1320kw的柴油發電機組。
二是有手術室、檢驗室等不允許中斷供電的特殊場所。因此醫院建筑供電要考慮的應是這些特殊情況,如將住院部走道照明、病房插座等的供電等級劃分為一級負荷;將手術室、檢驗室等不允許中斷供電場所的照明、電力負荷劃分為一級負荷中“特別重要負荷”。現行規范中并未規定哪類建筑應配備發電機組,只是規定哪級負荷應采取哪種供電要求,如“特別重要負荷”應由應急電源供電,但發電機并不是應急電源的惟一選擇,根據工程實際可以有多種選擇。因此,只要根據用電部位、性質劃分負荷等級就行了,不必具體規定是設發電機、UPS 或EPS 。
在新的醫院規范中除強調涉及病患生命危險場所的供電可靠性外,對醫院后勤保障系統用電也提出了要求。雙路供電應該是醫院的基本要求。重要設施末端可以設置電池系統,保證生命安全系統的供電。
二、柴油發電機的設置
具體何種規模及性質的醫院應配備柴油發電機組?比如是按床位數、手術室數量、醫療設備數量,還是按級別(縣級、地區級、省級)?
按規模、醫療設備的重要性來確定。規范中對醫院建筑是否要配備柴油發電機組沒有明確的規定。一般來說,對于引自二個區域降壓變壓器的二路10kv,按規范可以滿足一級負荷供電的要求,但是否要配備柴油發電機組,應結合具體實際情況,調查研究,并和建設單位和當地供電部門協商而定。近年來,供電系統運行經驗證明,從市政電力網引接二路電源有同時發生故障的案例,不能滿足一級負荷中特別重要負荷的供電可靠性的要求。因此我們建議有一定規模或檔次較高的醫院均有必要配備柴油發電機組。在工程設計中,我們常把ICU、CCU、產房、手術部、高層電梯及所有消防設備等劃為一級負荷中特別重要負荷;另外對于其他專業提出的特別重要負荷,應仔細研究,盡可能采取非電氣保安措施減少特別重要負荷的容量。
應根據電源情況來確定是否設置柴油機,電源不能滿足一級負荷要求及有一級負荷中特別重要負荷時,應設置發電機組。建議只要有手術的醫院就應有自備電源,可采用柴油發電機組、UPS 或EPS。如:某醫院為800 床的大型綜合醫院,配置了一臺容量為1320kw的柴油發電機組。
醫院建筑設不設柴油機組與下列兩個因素有關:第一是醫院的重要性及醫院用電設備對供電可靠性的要求。
正確的、合理的負荷分級是供電系統設計的前提。在《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16-92)中,將“縣(區)級以上醫院”中的“急診部用房、監護病房、手術部、分娩室、嬰兒室、血液病房的凈化室、血液透析室、病理切片分析、CT掃描室、區域用中心血庫、高壓氧倉、加速器機房和治療室及配血室的電力和照明,培養箱、冰箱、恒溫箱的電源”(詳見《民用建筑電氣設計規范》 第3.1.2條)等均劃分一級負荷。目前,《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16-92)正在修訂中,隨著我國改革開放的不斷深入,醫院的體制正在發生變化,過去單純以行政級別(縣、市、省等)來確定醫院的重要性并在這個基礎上來劃分負荷等級已不能適應我國醫院建設的需要。對醫院的重要性的劃分應重其功能。無論它的行政級別如何、所有制性質如何、綜合醫院還是專業醫院、床位數規模是否足夠多,從中斷供電是否有可能造成人身傷亡或中斷供電是否有可能造成重大經濟損失這一根本問題考慮,只要其功能需要,這樣的醫院中某些場所和某些設備的電源都應按相應級別的負荷對待。具體應執行《供配電系統設計規范》(GB50052-95)。
第二是外部供電能力是否滿足負荷的要求。柴油發電機作為一種自備電源,它對電力系統電源可起補充的作用。有下列情況之一時,應設柴油發電機。
(1)當醫院一級負荷中有特別重要負荷時,除由兩路電源供電外,可設柴油發電機作為應急電源;(2)當醫院的一級負荷僅有一路電源供電或第二電源不能滿足一級負荷的條件或自備電源較從電力系統取得第二電源經濟合理時,可設柴油發電機作為第二電源(備用電源)。(3)當醫院的二級負荷僅有一路電源供電,難以獲取符合要求的另一路電源時,可設柴油發電機作為備用電源。
三、照度水平
照度標準是什么?
《建筑照明設計標準》(GB50034-2004)對醫院各場所照度標準有詳細描述。
照度標準就是在工程照明設計時,國家制定的統一照度標準要求值。據實踐,現行的國家照度標準,由于制定時間較久,已不適合現在的照明設計中照度要求。在實際工程照明設計中,可選取規范規定的照度值上限或適當提高。
當醫院發生火災,需要切斷手術室非消防照明電源時,應采用手動控制方式,并宜在斷電前通知手術室,以保證手術病人安全。
我國2004年12月1日即將實施的《建筑照明設計標準》(GB50034-2004)中第5.2.6條已作了規定,詳見此標準第18頁。此外,該標準對照明節能提出了強制性要求。在第6.1.5條中,規定了醫院建筑照明功率密度值。一般新建、改建與擴建的醫院建筑照明設計應執行此標準。
四、防雷接地、屏蔽、等電位聯接
當前,新的醫療設備較多,有的是從國外引進,對這些設備的接地要求說法不一,設計人與甲方對設備接地、建筑防雷接地、屏蔽接地、等電位聯結等認識不一致。醫院的接地保護應如何做?
醫院接地系統包括以下部分:
(1)防雷接地;
(2)配電系統接地;
(3)建筑設備接地(如消防、結構化布線、監控、樓控等系統);
(4)醫療設備接地(含保護接地、工作性接地、等電位聯結、屏蔽接地);
(5)總等電位聯結。
綜合醫院接地宜采用一點接地系統,各醫療設備機房應設專用接地端子箱,并通過接地干線引至基礎接地體,采用聯合接地極。但對有特殊要求的大型醫療設備應預留單獨接地條件。
醫療電氣設備工作性接地電阻值應按設備技術要求決定。在一般情況下,宜采用公共接地方式,接地電阻小于1.0n。如須采用單獨接地,兩接地系統的距離不宜小于20m。為降低電氣設備發生接地故障時電氣裝置外露部分的接觸電壓,降低或消除從建筑物外部竄入電氣裝置外露部分上的危險電壓,防止電擊事故的發生,需在建筑物內做等電位聯結。醫院單體建筑物樓層低、占地面積少,并且該建筑物周圍環境條件允許時,可根據建筑物內各類型設備要求,分別作接地保護系統。但是,有條件時作一點接地保護系統更安全可靠。
醫院單體建筑物樓層高、占地面積大時,設備采用分類接地保護系統難度大,不宜實施,這時,應在該建筑物內變、配電室或配電控制室內作一點接地保護系統裝置。醫療建筑采用共用接地系統。設備接地、建筑防雷接地、屏蔽接地等共同接到一個的總接地裝置上。敏感電子設備的布置應避免在建筑物迎雷面的外側。目前大型醫療設備的接地均采用共用接地裝置。
國際上先進的醫院專用智能化系統如何做?手術室的等電位聯結具體做法怎樣做?等電位端子箱是否一定要與基礎接地極連接?等電位端子箱是否一定要與樓面鋼筋網相焊接?等電位接地干線正確做法是什么?能否利用防雷引下線或柱內主筋作為等電位接地干線,是否存在雷電反擊導致危害病人的可能?
國內較先進的專用智能系統有:
(1)手術部專用空調系統。此系統操作及管理隸屬于醫療管理部門,可根據手術的類別、臺數開啟相應機組,對手術室溫、濕度進行自動調節,并可根據實際冷負荷情況,對機組臺數進行自動投切控制。
(2)手術部閉路電視監控系統及手術室醫療教學監視系統。該系統均由手術部管理且操作權限不同,前者對手術室各區域及人員的活動進行監視管理,后者則為醫療活動的教學及網絡技術支持服務。
手術室的等電位聯結做法在標準圖集《等電位聯結安裝》(02D501-2)中有示例,且該示例與國標GB50343-2004有著較好的協調。我們在工程設計中在各手術部均應設置局部等電位聯結箱且指明做法要求,并且此端子箱應與樓面鋼筋網焊接。
端子箱應與明設于豎井內的接地干線連接,接地干線引至基礎接地極,不應利用防雷引下線或柱內鋼筋作為等電位接地干線,否則有可能因雷電反擊對病人或設備造成危害。
局部等電位聯結應包括該范圍內所有能同時觸及的裝置的外露導電部分和裝置外導電部分,等電位聯結箱應與樓面鋼筋網聯結。等電位接地干線的做法可參見國標準圖集。所謂雷電反擊是指防雷保護裝置遭受雷擊時,在接閃器、引下線和接地體上產生很高的電位。當防雷保護裝置與建筑物內部設備、線路和其他金屬管線的距離太近時,它們之間會產生感應電壓現象。防止反擊的措施,是將金屬物體與防雷裝置相聯結。有條件最好將每層的鋼筋與所有的防雷引下線實行電氣連接。等電位端子箱分接地與不接地兩種,視安全保護方式而定。從防雷的角度等電位聯結盡可能利用結構鋼筋。
等電位聯結有三個不同的概念,一個是建筑物的總等電位聯結,一個是輔助等電位聯結,另一個是局部等電位聯結。
(1)建筑物的總等電位聯結:總保護導體(保護干線);總接地導體或總接地端子;建筑物內公用管道,如煤氣管、水管;可利用的建筑金屬結構件,集中采暖和空調系統的金屬構件的聯結,稱為總等電位聯結。
來自建筑物外的可導電部分應在其戶內緊靠入口處實行總等電位連結是將進戶處的各金屬管線與建筑等電位干線相連。大型建筑因地基面積大,各類進線距離遠,將其接到同一個接地極不現實,在建筑物鋼筋均為綁扎連通的前提下,入戶的金屬管就近與建筑物內鋼筋連接即可。
輔助等電位聯結:
(2)輔助等電位聯結:所有可觸及的固定式設備金屬外殼和外部可導電部分。還應包括鋼筋混凝土結構中的主鋼筋及插座的保護導體在內的所有保護導體相連接,稱為輔助等電位聯結。
(3)局部等電位聯結:一般是指用不接地的局部等電位聯結的防護。
手術室采用輔助等電位聯結。強調患者環境(2.5m)范圍內所有金屬物的等電位聯結。電氣裝置的PE線除與等電位端子箱聯結外,還要與上一級的PE 線連接。輔助等電位連線的截面與等電位要求的電位差有關,而PE線的截面與主回路的截面有關。
關于接地:對于各功能性房間,如手術室、CT 室等,是采用接地線直接引至接地體接地?還是在電氣管井內設一總接地銅排,從其引出?以上兩種接地方式那一種更為合理?
上述兩種做法均有采用,我們認為采用接地干線銅排敷設于電氣管井再由其引出接地線至各功能房間的做法較好。
具體哪種做法更合理要看各功能性房間在建筑物內布局所處的位置。如CT、MRI、PET、直線加速器等放射科用房往往位于地下室及一層,離配電豎井又較遠,這樣的話,采用直接引接地線比較合理;如其他有些功能科室,位于樓層較高且布置比較分散,單獨引接地線顯然不妥,利用豎井總接地銅排則較為合理。對于各功能性房間,如手術室、CT室等是采用在走道設接地端子箱及在電氣管井內設總接地銅排相結合的方式接地。
經過工程實踐證明,各功能性設備接地不宜采用公共接地的方式。因各功能性設備接地電阻值要求不一致,共同接地線不宜達到各種要求接地電阻值。所以,分別引用接地線較合理。
哪些房間需做局部等電位聯結應進一步明確,對于各種功能房間的等電位聯結做法是否有標準圖,并說明標準圖的名稱和頁次?
需做局部等電位聯結的房間包括:手術室、重病監護室、門診治療室、放射科機房、功能檢驗機房、設洗浴設備的病房衛生間及建筑設備機房(消防控制室、監控機房、水泵房等)。在國標《等電位聯結安裝》(02D501-2)中對胸腔手術室等電位聯結有圖示,其他需設局部等電位聯結的房間可依照規范及詳圖的精神實施。事實上許多醫療設備資料中對等電位聯結都有圖示要求。
所有的電氣災害如人身遭受電擊、電氣火災、電氣信息設備的損壞等均由電位差的原因引起放電而造成的。進行局部等電位聯結,能有效消除或減小電位差,使設備及人員獲得安全保護。醫院內某些場所如手術室、ICU、產房、血透等為了提高供電可靠性和連續性,均采用IT 隔離電源系統保護,以上場所則需采用局部等電位聯結,其他如醫療儀器設備比較貴重及和患者密切接觸的1、2區工作場所,如放療機房、各功能檢查科室等處為了設備及人身安全宜進行局部等電位聯結。
對有浴室的衛生間、手術室、導管造影、RCU、CCU、重癥監護、腸胃鏡、內窺鏡、治療室、功能檢查室采用局部等電位聯結。國標圖集《等電位聯結安裝》 (02D501-2第19頁)有胸腔手術室局部等電位聯結示例。
為與不接地的局部等電位聯結的防護區別,目前用輔助等電位代替局部等電位。新的醫院規范中的1類、2類場所(有醫療電氣裝置的場所)均需要輔助等電位聯結。
五、漏電保護
醫院內具體哪些場所必須配置6mA、10mA漏電保護器,目前有哪些廠家生產6mA、10mA漏電保護器?醫院內屬于自軀體保護區域及心臟保護區域的電氣回路應裝設漏電保護器或線路絕緣及負荷監視裝置,如心臟手術、腎透析、胸腹引流、骨關節、放射治療,重癥監護等醫療場所。
漏電保護器額定漏電電流為10mA漏電,動作電流為(0.5~1.0)I△n(可調整時),開斷時間應小于40ms。目前市場所見的漏電保護器不是針對醫療設備而開發的,醫院應采用專用保護裝置。供建筑電氣使用的漏電保護器漏電額定電流為10mA及以下,動作時間小于100ms的產品。
在實際工程中,我們均采用30mA動作電流的剩余電流漏電保護開關。因為漏電開關的動作電流選擇,要考慮到供電的可靠性須滿足其值要大于該回路及設備固有漏電電流值的二倍以上。實踐運行選擇大于回路額定整定電流的1/l000作為漏電動作電流是比較可靠的';在IEC60364標準中規定醫療場所的漏電動作電流30mA及以下就可以了。在工程中,漏電保護開關往往用在普通插座回路中,有些配電支線距
離可能比較長且一個回路中會有同時使用多臺醫療電器設備的情況。這樣的話,就要慎用象6mA、10mA小動作電流的漏電保護開關,以免誤動作影響正常的供電;如要用6mA、10mA小動作電流的漏電保護開關,一般就地設置且需控制插座的數量(醫療用電設備的臺數)。在手術室可配置10mA漏電保護器,目前有奇勝、施耐德、ABB、西門子等廠家生產10mA漏電保護器。10mA漏電保護器是一些西方國家規范中的標準。目前,IEC關于醫療場所的標準中要求在1類、2類場所設置30mA以下的漏電保護器,沒有再具體的要求。我國規范將等同采納這一標準。有專家認為如果采用10mA 漏電保護器,應配置在2類場所醫用1T 系統以外的回路。
民用建筑電氣設計規范(JGJ/T16-92)14.310第(6)條,與人體直接接觸的醫療電氣設備.14.3.11 第(3)條,醫療電氣設備為6mA漏電電流保護整定值。醫院內所使用的醫療設備有許多與人體接觸,設計時如何區分?6mA漏電電流保護動作值是多少,目前生產6mA漏電開關極少數(大部分不生產), 設計時是否醫院內全部選用6mA漏電整定值?否則如何界定?
有與人體接觸的醫療設備所在的場所分兩類:
(1)軀體保護區域即1組場所,指的是除心臟手術外的其他醫療場所。如門診治療、檢查、X 光或CT 檢查、牙科手術、外科手術等場所。(2)心臟保護區域即兩組場所指的是心臟手術及其重癥監護場所。在1組場所,醫療設備供電由房間插座或插座箱供電,線路采用漏電斷路器保護,額定漏電電流10mA動作時間≤40ms即可。在兩組場所,常采用隔離變壓器引出的IT 系統,線路保護采用絕緣監視器,此時是否中斷供電的重要指標是預期危險電流。兩組場所內醫療設備供電回路也有采用下述供電方式的:手術小車醫療電氣裝置前的線路,設漏電保護,額定漏電電流10mA,動作電流可為50%~100%I△n,動作時間≤40ms。
因大部分廠家不生產6mA的漏電開關,目前均選用30mA的。以前有些工程在圖紙中注明采用6mA的漏電斷路器,但實際定貨中也均改成了30mA。初期設計不可能解決移動設備的電源保障,應視配置搶救設備而定,照明應設置備用電源。
六、手術室、重病監護室的供電安全
醫院手術室,重癥監護室等重要科室及病房的供電電源安全性應如何考慮?在消防聯動控制設計時,是否作為非消防電源切除?應切除時,在什么時候切除更合理?
在供配電系統設計時,手術部(手術室)、重癥監護室應按一級特別重要負荷供電。考慮醫療手術的重要性,尚應在部分手術室設不間斷電源以保證供電的可靠性。消防聯動控制設計中,不應切除手術部、重癥監護室的電源,因為此部分供電方式多為從變配電室至未端的放射式供電,與其他區域影響不大。發生火災時及時可靠地進行人員疏散和做到火災為可控制燃燒是最為重要的。
醫院手術室,中心監護室(ICU)等重要科室,可采用集中設置EPS應急電源設備和分散設置IT隔離供電電源系統,以防外部電源故障及用電設備接地故障而引起的斷電事故,保證供給的可靠性和連續性。普通病房,一般按二、三級負荷考慮,對于規模大、檔次高的高層建筑病房,按二級負荷供電,供電干線可采用豎向雙母線槽奇偶層互為備用。在消防聯動時,可以作為非消防電源切除。但要注意,一般不允許采取自動聯動以免發生不必要的事故,還有如手術室自動感應門等設備要有必要的末端應急電源裝置來保障。
醫院手術室、重癥監護室等重要科室按一級負荷中特別重要負荷考慮,所有病房內均設置了應急照明,在消防聯動控制設計時,不作為非消防電源切除。
手術室、重癥監護室等重要科室的病房電源不應切除電源。但與現行規范有沖突,我院的某工程中就遇到了此類問題。此類負荷應屬于一級負荷中的特別重要負荷,要保證獨立供電,至少要能以房間劃分供電回路并能單獨切除。標示明顯,配備手/自動切除轉換開關、并設在現場,有人做手術時處于手動切除狀態、火災時只能在現場手動切除;無人做手術時處于自動切除狀態、火災時可消防聯動切除;切除時機應選在確認發生火災后。
醫院中“特別重要負荷”的供電電源在火災聯動時建議不作切除,因如果萬一誤動作就可能導致一起嚴重的醫療事故,人命關天!即使真正在發生火災時,也有繼續供電的必要,以提供緊急處置的條件,待撤離后再切除電源。
七、防止電磁干擾問題
電子醫療儀器如何防止無線電干擾?
電子醫療儀器要求CE認證;有些磁療等場所設屏蔽籠。所有電氣設備應滿足相關的電磁兼容(EMC)的要求,應符合有關電磁兼容標準。為減少感應過電壓以及EMI的影響應考慮如下情況:
(l)敏感設備要遠離潛在干擾源。如外墻邊,建筑物防雷引下線附近。
(2)敏感設備要遠離大電流母線或設備,如電梯,大型影象設備。采用不同的變壓器。
(3)敏感設備電源電路中設置濾波器或SPD。
(4)選用適當延時特性的保護器。
(5)金屬外護物的等電位聯結與屏蔽。
(6)電力電纜與信號電纜間充分隔開(大間距或屏蔽)或者直角交叉。
(7)電力電纜與信號電纜與建筑物防雷引下線充分隔開(大間距或屏蔽)。
(8)電纜布線路徑避免環路。
(9)聯結的接線盡可能的短。
(10)在布局上遠離強電磁干擾源,如變配電室、柴油機房等。
(11)機房土建設計中做金屬屏蔽層。
(12)機房設防靜電地板并做接地連接。
(13)電源系統應設過電壓保護。
(14)大/中型電子醫療設備應按A/B 級雷電防護等級進行相應的設計及施工。
八、弱電系統的設置
如何根據醫院規模設置弱電系統?
我們設計過的醫院局限于三級綜合醫院。曾經做過的弱電系統的取舍較大程度取決于甲方對功能的要求及資金情況。常見的弱電系統包括:通信系統、結構化布線系統、火災報警及消防控制系統、事故廣播系統、有線電視系統、閉路電視監視系統、病房呼叫信號及公共顯示系統、建筑設備自動化系統。
這是一個很大的題目,大多數弱電系統目前還只是“錦上添花”的東西,其系統需求很大程度取決于投資,很難定一個統一的標準。建議只作系統配置推薦,不做硬性規定。弱電系統的設置標準可按醫院的等級
相應分為三級:甲級(完善型)、乙級(普及型)、丙級(基本型),三級標準中再推薦“應”或“宜”設置哪些弱電系統。
甲級綜合性醫院:“應”設置綜合布線系統、醫院管理計算機網絡系統、排隊叫號系統、BAS 、視頻監控系統、呼叫及顯示系統、有線電視系統等(可提升醫療信息化和便民服務水平的系統); “宜”設置智能照明控制系統、電力自動監控系統、大屏幕電子顯示系統、觸模屏導診系統、門禁系統、遠程視頻會診系統等。乙級綜合性醫院:“應”設置綜合布線系統、醫院管理計算機網絡系統、排隊叫號系統、呼叫及顯示系統、有線電視系統等(可提升醫療信息化和便民服務水平的系統); “宜”設置BAS 、智能照明控制系統、電力自動監控系統、視頻監控系統、大屏幕電子顯示系統、觸模屏導診系統等。
丙級綜合性醫院:“應”設置綜合布線系統、醫院管理計算機網絡系統、排隊叫號系統、呼叫及顯示系統、有線電視系統等(可提升醫療信息化和便民服務水平的系統); “宜”設置BAS 、視頻監控系統、大屏幕電子顯示系統等。
說明:醫院BAS 的設計有別于一般建筑的BAS,除了節能、集中管理等作用外,還可起到輔助治療的作用,如對不同科室的溫度、濕度、空氣潔凈度設定。因此在醫院建筑設計規程中對這些特殊之處應有所體現。醫院弱電系統的設置不應按照規
模來進行設置。應根據使用需求和投資情況進行設計。區別在于所采用的產品檔次不同,設置的點數多少不同等。
醫院管理系統設置的標準是什么?
醫院管理系統是與醫院信息系統密切相關,管理是通過信息實現的。醫院信息系統是面向大、中型醫院的通用系統,它涉及醫院主要管理職能和病人在醫院就診的各個環節。可根據醫院規模設置相應各子系統,醫院管理信息系統包括下列各子系統:
(1)門診管理:身份登記,掛號與預約,病案流通,門診收費。
(2)住院管理:住院登記,病案編錄,醫務統計。
(3)經濟管理:病房入、出、轉換,護士工作站、醫生工作站。
(4)血庫管理:獻血管理,用血管理,血庫管理。
(5)藥品管理:藥庫管理,制劑管理,臨床藥房,門診藥房藥品統計查詢。
(6)手術室管理:手術室預約,手術登記,麻醉信息管理。
(7)器材管理:醫療器材管理,易消耗品管理,消毒供應室管理。
(8)檢驗信息管理:檢驗處理,檢驗科室管理。
(9)檢查信息管理:檢查申請預約,報告處理,檢查科室管理。
(10)支持分系統:開發管理,數據字典管理,工作人員與權限管理。
醫院管理系統設置的標準即醫院信息化水平的標準,主要體現在三個方面:門診信息化(掛號、就醫、處方、取藥);醫院內部管理信息化(人事、財務、藥品進出、設施等);醫療/科研/辦公信息化。其標準應根據醫院的規模、等級、投資和院方管理的需求而定。
什么場所設置保安監控系統?
保安監控監視器設置的場所應包括:主要出入口和通道、大廳、走道、電梯(樓梯)前室、重要庫房區、電梯轎箱、護士站、收費及出院結算處、掛號處、財務處、ICU 病房,貴重藥品庫、檔案(病歷)室內、設有門禁的重要房間門口等公共場所。
病房樓的護理單元及公共場所設置攝像機。在醫院的貴重物品間、計算機主機房宜設置防盜報警探測裝置。
設置保安監控監視器要考慮病人的隱私,醫院CCTV 的設置應以保護病人的財物安全為主,在可能觸及私密的場所切不可設置。
說明:醫院CCTV 的特點是除了保安用途之外,還應在ICU 病房、層流病房等隔離病房設獨立的功能性CCTV ,用于隔離病人與家屬親友的“會面”。
綜合布線系統設置的地點、數量是什么?
綜合布線系統設置的標準,可參照國家有關規范。并根據計算機使用場所在門診室、醫護單元、辦公用房、電子醫療設備治療室、掛號、交費、結算等地點設置。
例如:(l)醫療區域、診斷室(每房間2點),醫生值班室(每房間1點),護士站(每處2點),重病監護室(每處2點),手術部醫生休息室(2點),功能檢查檢驗室(每處2點)。(2)非醫療區域可按照BG/T50311-2000的系統設計要求實施。(3)醫院綜合布線應按綜合配置設計系統。
醫院的綜合布線系統是作為醫院管理計算機網絡系統和語音系統的布線,因此其設置的部位和數量是基于醫院業務流程的需求,切不可按平方米規定。應按照結構化布線的6 個子系統進行設計。應考慮設置醫院的信息中心及主配線機房,按照建筑的規模及信息點(語音及數據使用點)分布的數量設置樓層分配線間,信息點的設置可按照醫院信息化使用的要求進行設計。
呼叫及顯示系統設置的地點及相應的技術要求是什么?
呼叫及顯示系統應用于住院部病房是必要的,門診及放射科有時也設呼叫及顯示系統。一般在建筑設計時只設病房呼叫及顯示系統,門診及放射科的呼叫及顯示系統由建設單位管理,所設置的呼叫及顯示系統,如病房、候診區等,在可視范圍內保證顯示清晰,考慮殘障人員應有聲光。
公共顯示裝置應設置于醫院大廳或不同醫療區域(如門診區、急診區、住院部、手術部、放射科等)的主出入口門廳處。此系統的技術要求在《 全國民用建筑工程設計技術措施》 電氣部分上的描述的比較全面。《民用建筑電氣設計規范》
(JGJ/T16-92)中有具體規定及要求。根據工程實踐,通常在病房樓中病房護理單元設置呼叫系統,護士站設置呼叫主機,走廊設置顯示屏,病房內每床位設置呼叫分機,另外,大型醫院門診樓中的大型科室(如:內科、外科等)宜設置呼叫缺診信號系統。
呼叫系統應具備:呼叫聲、光顯示、呼叫對講傳輸功能、呼叫識別確認功能、及呼叫緊急優選處置功能。該系統選用總線型配制為宜。
在醫院門診樓的掛號、收費大廳處設置醫療信息顯示屏,用于介紹醫院醫療、門診、掛號信息。在進出
口處宜設置觸摸屏信息查詢終端,為就診人員提供各種咨詢服務。在病房樓的護理單元設置醫護對講系統,用于病人與醫護人員的對講。門診樓的就診單元設置呼叫系統,用于管理病人有序就診。
什么場所設置門禁系統?
在重要的檔案室、藥品庫、血庫、檢驗科、財務室、管理、有安保要求的場所等可以設置門禁系統。對于限制無關人員出入口的辦公區和重要設備機房房間的出入口宜設置門禁裝置。除了精神病醫院,一般醫院門禁系統的設置原則是盡可能少設或不設。有需要設門禁系統的部位是公共區與辦公區隔離的通道門、公共區中十分重要的設備、管理或辦公用房。在設防時主要的出入通道,需要實行病人及醫務人員分開的區域,還有重要的閑人免進的場所如:傳染區、信息中心、部分的行政辦公區域等須設置門禁系統。
九、關于設計深度
施工圖設計時,手術室一般做到什么深度比較合適,僅預留電源,還是將手術燈、觀片燈、中央信號盤等等都設計到位?如設計到位有時會出現甲方購置設備不合適的情況,希望知道其他設計院的習慣做法及如何處理這個問題?
我們在手術室設計中曾做醫院電氣設計概述到室內電源總箱到位,并配出正常照明、手術燈、觀片燈、信號盤等回路,同時對手術室局部等電位聯結及接地做了設計。經過分析后認為:由總配電箱配出回路只做到正常照明,并做好局部等電位聯結及接地即可。因為不同的手術對配電及醫療設備的要求差異較大,建筑設計無法做到真正的到位。
潔凈手術部的供配電設計,一般可由凈化公司專業深化設計。我們除手術室外其他的用房均設計到位(每間手術室預留電源箱),并提出圖中未詳的技術要求,滿足甲方編制招標文件的需要,最后配合或審核承包商提供的深化設計文件。往往招標和深化設計在總體工程施工圖設計完成之后,這就需要在施工圖設計時合理估算負荷容量,如深化設計文件和施工圖設計估算負荷容量差別較大,則還需調整總體設計。可效仿弱電系統設計,分為兩個階段,施工圖設計時可先預留電源及弱電進戶箱,待設備及工藝布置確定后再進一步出深化施工圖。
手術室一般要做到施工招標圖深度。手術室的等級確定后,電源系統應根據手術室的級別而確定。平面的深度與業主關系較大。
十、關于使用標準圖問題
醫療設備配電要求是否有標準圖。如無影燈、CT機血透設備血庫等?并說明標準圖的名稱和頁次?
X射線機標準圖:河北標(原華北標) 98D6-P61-P67,其他無標準圖。
手術室詳細做法是否有標準圖?手術室中的絕緣檢測的具體做法是什么?什么級別的手術室、CCU、CIU應考慮隔離電源系統?如何進行該系統的設計?尚未見到標準圖,手術室中的絕緣檢測需采用線路絕緣監視器或線路絕緣和過負荷監視器來實現,其結線圖見圖1。
目前見到的資料表明,該電源系統用于心臟手術及CCU、ICU病房。建筑設計中未見到此系統的設計及設備選擇,似乎由醫療工藝專業設計及其配套電氣工種設計為宜。
規范中明確規定:心胸外科的手術室必須采用IT隔離供電電源系統,IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警系統或顯示系統。IT系統供電的負荷設備,一旦出現一個接地故障點,系統仍能帶故障運行,保證了供電的連續性;但第一個接地故障點的出現,需要絕緣監視儀來報警,還需要操作人員來排除故障。如系統中沒安裝絕緣監視儀,則在出現第二個或第三個接地故障點時,會使故障電流增大最終導致系統內斷路器跳閘,使整個IT系統失電。絕緣監視儀主要是監視系統內相對地的絕緣電阻;根據IEC規定,在ICu、CCu、手術室等場所均須采用IT 隔離供電電源系統。對于具體工程,需要設計人員根據醫院等級、工程資金等多方面因素認真研究而定。在導管造影、RCu、CCu、重癥監護、搶救室考慮了隔離電源系統,該系統按德國Bender產品設計。
手術室絕緣檢測一般均采用德國(Bender)本得爾的產品,潔凈手術室均可考慮設置,但考慮其價格因素根據各地實際狀況,至少空氣凈化100級手術室應設置隔離電源系統。由于手術室僅予留電源,因此現在只在設計說明中提出要求。
手術室中的絕緣檢測是指采用醫用IT 系統時,系統通過1:1的隔離變壓器系統對地高阻抗。絕緣監視器有IT系統配套。用于心內診療的以及斷電危及生命的重要的醫療場所需要設置醫用IT 系統。中心手術室、CCU、ICU有條件均應考慮。
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