浅谈医院配电设计.doc

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1、浅谈医院配电设计 电气工程及其自动化 指导老师：xxx摘要本文结合不同级综合医院工程的配电设计实例及配电设计规范及医院设计要求，介绍了各级综合医院的负荷分级、供电系统、应急电源系统、照明系统及医疗特殊场所的医用隔离电源柜低压配电系统的设计，并对相应规范在设计过程中的操作性及应用进行了简要论述。在设计中应首先确定医院的等级，然后根据医院等级确定医院的各级负荷等级，根据不同负荷等级确定安全、可靠、经济的供配电系统方案。充分接合供配电设计规范及目前不同等级综合医院实例，做出安全、经济、可靠、环保并且可实施的医院配电设计。关键词：医院 电气设计 电气节能 安全 供电负荷 环保 On the hospi

2、tal distribution design Abstract: In this paper, different levels of distribution of the General Hospital Engineering design examples and distribution design specifications and hospital design requirements, load classification of the general hospitals at all levels, power supply systems, emergency p

3、ower systems, lighting systems and medical special place in medical isolation power supply cabinetthe design of low-voltage distribution systems, as well as the corresponding operational specification in the design process and application briefly discussed. In the design should first determine the l

4、evel of the hospital, and then determine the load level at all levels of the hospital according to the hospital level, according to the different load levels to determine safe, reliable and economic supply and distribution system solutions. Fully bonded for the design of electric power and the diffe

5、rent levels of General Hospital instance, to make a safe, economical, reliable, environmentally friendly and can be implemented hospital distribution design.Key words：Hospital Electrical Design Electrical energy-saving Security Power 。supply load Environmental protection。目录摘要II第1章 前言1第2章 医院的分类及规模22.

6、1概述22.2医院分级22.2.1一级医院22.2.2二级医院22.2.3三级医院22.3医院分级对应供电负荷分级2第3章 医院负荷分析43.1医院负荷计算43.2医院的负荷性质及负荷类型43.3应急电源系统5第4章 低压配电系统64.1医院用电的配电系统64.2易采用放射式供电的设备64.3易采用树干式供电的设备6第5章 数字检影成像设备的配电要求及内阻计算75.1医院的重要设备75.2数字检影设备供配电系统75.3用电负荷计算75.4电源变压器容量的确定85.5配电线路导线截面的确定8第6章 医院的电气安全及电力系统保护方式106.1概述106.2接地系统的选用106.3 TNS 系统在医

7、疗建筑中的应用106.4手术室的特殊要求106.5作局部等电位联结11第7章 手术部、ICU、血透等场所的配电系统127.1医院特殊场所电源配置127.2医院特殊场所接地形式12第8章 照明设计138.1概述138.2门急诊楼照明138.2.1大厅138.2.2诊室138.2.3治疗室138.2.4抢救室138.2.5走道138.3住院楼照明148.3.1病房照明的一般要求148.3.2设置局部照明148.3.3设置地脚灯148.3.4走廊照明148.3.5护士站照明148.4医技楼照明148.4.1医疗设备容易给患者造成压抑感148.4.2医技室安装警示灯158.4.3公共走道应急照明和疏散

8、标志灯必须完善158.4.4采用集中型应急电源15第9章 医院电气消防设计169.1概述169.2消防电源及其配电系统169.2.1消防电源及其配电系统组成169.2.2消防电源及其配电系统负荷特性179.3火灾报警及其联动系统199.3.1火灾报警及其联动系统特点199.3.2火灾报警与消防联动控制199.4应急照明系统设计209.4.1.应急照明的内容及设置场所209.4.2.应急照明的供电时间219.4.3.供电系统21第10章 电气节能2210.1概述2210.2供配电系统2210.2.1供配电系统设备的选择2210.2.2供配电系统选型2310.3电气照明2410.3.1医院照明应满

9、足相关规范标准2410.3.2医院建筑可从以下几方面考虑照明的节能措施。25第11章 电气环保措施2711.1选用环保产品2711.2柴油发电机作消音、降噪、减震和除尘处理：2711.3变电所采取屏蔽、降噪等措施：27结论28致谢29参考文献：30IV第1章 前言随着时代的发展及科学技术的进步，医疗技术及人民生活水平不断提高，医院中的新型医疗电气设备不断增多，人们对医院配电系统设计的要求也越来越高，综合医院配电系统设计显得尤为重要。医疗卫生事业将在一定时期得到长足的发展，作为我们医疗工程设计人员，要不断了解学习最新的医疗设备，学习了解国内外的新规范。30第2章 医院的分类及规模2.1概述院等级

10、划分标准，是我国依据医院功能、设施、技术力量等对医院资质评定指标。全国统一，不分医院背景、所有制性质等。按照医院分级管理标准，医院经过评审，确定为三级，每级再划分为甲、乙、丙三等，其中三级医院增设特等，因此医院共分三级十等。医院等级，分为一、二、三级：2.2医院分级2.2.1一级医院一级医院是直接为社区提供医疗、预防、康复、保健综合服务的基层医院，是初级卫生保 健机构。其主要功能是直接对人群提供一级预防，在社区管理多发病常见病现症病人并对疑难重症做好正确转诊，协助高层次医院搞好中间或院后服务，合理分流病人。2.2.2二级医院二级医院是跨几个社区提供医疗卫生服务的地区性医院，是地区性医疗预防的技

11、术中心。其主要功能是参与指导对高危人群的监测，接受一级转诊，对一级医院进行业务技术指导，并能进行一定程度的教学和科研。2.2.3三级医院三级医院是跨地区、省、市以及向全国范围提供医疗卫生服务的医院，是具有全面医疗、教学、科研能力的医疗预防技术中心。其主要功能是提供专科（包括特殊专科）的医疗服务，解决危重疑难病症，接受二级转诊，对下级医院进行业务技术指导和培训人才；完成培养各种高级医疗专业人才的教学和承担省以上科研项目的任务；参与和指导一、二级预防工作。2.3医院分级对应供电负荷分级根据我国医院建设的规划，综合医院按床位可分为300、400、500、600、800及1000床。按照医院等级可分为

12、三、二、一级医院，目前经常涉及的一般为二级以上的医院。在这些范围内的医院就用电负荷而言，有一类负荷，还有部分二类负荷及三类负荷。医院按照功能划分，一般分为门诊部、医技部、护理部、行政部、后勤部等。目前综合性医院的布局有分散式、集中式和半集中式。目前建筑设计中考虑节能及使用便利，多采用半集中式。第3章 医院负荷分析3.1医院负荷计算按照目前调研的医院负荷情况，医院的用电负荷比例仍然以空调照明为主体，医疗设备用电所占比例很小，这也许与我国目前的医疗设备的水平有关。根据日本有关资料，80年代的医院变压器安装容量为250300VA/m2，当然日本等国的用电负荷计算与变压器的安装容量与我国差别很大，总体

13、变压器容量较我国大很多。但这其中医疗设备用电占50。而我国目前医疗设备用电总体占不到20。因此目前我国的医院设计的用电负荷总体上仍然是以空调照明为主要负荷。其中空调电制冷的4555，照明30，动力包括医疗用地1525。根据近10年来完成的医院工程的运行情况可以得出如下结论，我国医院的用电负荷标准与商业写字楼相比是较低的。综合医院护理单元照度需求较低由以上数据可以看出，医院虽然为功能性民用建筑，用电设备较多，但它总体照明的标准比起商业楼、写字楼要低。从用电负荷计算的角度而言并不高，按照北京市供电规划8VA/m2，即可满足要求。医院变压器安装指标并不是很高，一般在6575VA/m2之间，分析原因如

14、下：真正意义上的医疗用电负荷并不多，且大型设备的需要系数较低。综合医院护理单元的面积所占比例较大，此部分用电量较低。医院目前的运行状况，全日制的门诊医技面积不大，白天空调等用电高峰时照明需求较小。 3.2医院的负荷性质及负荷类型医院供电系统应遵循国内供电规范，并参考国际IEC相关标准进行设计，按照我国现行医院等级和标准地区医院及二类医院的供电等级为一级或二级负荷。因此电源一般采用两路10kV供电。根据医院的规模可分为如下几类系统形式；3.2.1特级及三甲医院供电系统形式采用两路10kV电缆专用供电、自备柴油发电机，重要设备末端采用UPS供电。此类系统适用于特级及三甲级医院。3.2.2三甲医院适

15、用供电系统形式采用两路10kV电缆专线供电，重要设备末端采用UPS供电。此类系统适用于三甲级医院。3.2.3二甲医院适用供电系统形式采用两路10kV供电或一路10kV专线供电，一路低压供电，此类系统适用于二甲级医院。3.2.4一级医院适用供电系统形式一路10kV供电，重要设备末端采用UPS供电，仅用于一级医院。根据医疗建筑用电负荷的特殊性并考虑到医院的可持续发展，低压系统建议采用如下形式：电压波动大的空调及动力负荷为一个低压系统，如空调采用专用变压器供电；电压波动小的照明及一般医疗用电插座负荷为一个低压系统；电压要求高且自身压降大，医用数字检影成像系统设备，单独采用一台变压器。对于电网电压变化

16、较大的系统，建议采用有载调压变压器。按照IEC标准，医院各部位的供电等级。3.3应急电源系统医院存在着大量的一级、二级用电负荷，应急电源系统一般采用柴油发电机系统、UPS系统。柴油发电机容量一般为变压器总安装容量的1520。而重要设备则采用UPS系统。第4章 低压配电系统4.1医院用电的配电系统医院用电负荷一般分成照明系统、医疗动力插座系统、空调系统新风机、空调机、风机盘管，应急照明系统等。4.2易采用放射式供电的设备大型、重要性设备由配电变电所放射式供电，一类负荷均为双路供电末端自投。冷水相组、真空吸引、X光机、CT机、MRI机、DSA机、ECT机等设备主机、烧伤病房、血透中心、中心手术部的

17、电力及照明、CT机、MRI机、DSA机、ECT机的空调电源、电梯及屋顶排风机、洗衣房及营养部的动力也分别由变电所低压屏放射式供电。4.3易采用树干式供电的设备树干式供电由变电所将各类电源分别引至各竖井，通过母线输至各层。各竖井内分别设有照明、配电、空调及应急照明配电箱。配电、照明分别放射至各科室的配电、照明配电箱，各科室的计量表设在竖井配电箱内，空调配电箱配电至末竖井区域内的普通空调机及风机盘管。应急照明配电箱由双路电源供电并自动切换，供各应急照明灯及防火卷帘门，排烟风机的用电。医技检验科、血液透析室等处的仪器对电源要求较高，部分电源通过稳压器后备UPS供电。第5章 数字检影成像设备的配电要求

18、及内阻计算5.1医院的重要设备数字检影成像设备是医院的重要设备，现代医院数字检影设备的种类很多，目前比较常见的有：X光透视机、X光摄影机、X光治疗机、X光造影机包括X光介入机、心血管造影机DSA、计算机断层扫描机CT机、同位素断层扫描机ECT、磁共振机MRI以及X刀、刀、直线加速器等设备。根据设备的不同用途、设备的工作制分为长期工作制、短时反复工作制。各种设备工作制见表3。目前，许多X光机同时具有摄影、造影、透视、治疗等多种功能。5.2数字检影设备供配电系统数字检影设备工作原理各有不同，但统一的一点是对电源的要求较高。由于数字检影设备的以上特性，如果医院有一定规模，此类设备应由专用变压器供电。

19、设备球管电流在400mA以上的设备应采用放射式供电。心血管造影机、磁共振机、同位素断层扫描机CT机、大型介入机等设备的主机电源一般需要双路供电。且有些设备本身需要冷却，设备有冷水机组，此部分的电源与主电源同样重要。主电源进一步分成高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源及插座电源。此类设备的布置一般为扫描室、控制室两部分。系统的电源一般送至控制室。大型设备还专门有电源室配电室。心血管造影机房的高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源采用一般配电方式，其插座电源与胸腔手术室的要求相似：病人可能接触用电设备采用IT系统及局部等电位接地，电位差小于50mV。设备厂家对于电源的要求引出了电源内阻这

20、一技术指标。设备对电源电压的要求越高，电源内阻越小。5.3用电负荷计算X射线机瞬时最大用电负荷一般由设备厂家提供，如未提供也可根据如下公式计算：Sm=1/K1/FEsf103Sj=ASsm/5.4电源变压器容量的确定1）单台设备的计算负荷。2）二项式法计算多台设备计算负荷。多数数字检影设备是短时反复工作制，因此，进行负荷计算时可以采用较小的需要系数，根据目前一些医院的实际运行结果表明，4台设备同时曝光的可能性很低，日本有关资料也表明，选择电源变压器时，4台以下的设备可以按1台容量进行考虑。1015台设备的场所采用防止同时曝光设备可共用1台变压器。 3）保护设备的选择数字检影设备瞬时电流很大，保

21、护设备宜用熔断器。目前多数设备的技术要求中已对保护设备提出具体要求。5.5配电线路导线截面的确定数字检影设备的配电线路导线截面要满足设备的内阻及压降的要求。电源变压器内部电阻：Rt电源变压器额定容量：PtkVA电源变压器相数：三相电源变压器电压变动率：额定二次电压：VtV5.5.1计算变压器内部电阻RtRt=20.01Vt2/Pt103计算干线电阻R1：考虑到低压开关的电阻及其它接触电阻，电源变压器和电源变压器二次侧的干线电阻为总电源电阻的80。R1=80RgRt最大允许内阻：Rg计算干线截面：Amm：单相设备A=2pL/R1mm三相设备A=pL/R1mm由上可见，要满足设备内阻要求，实际就是

22、要满足设备的电源电压要求。它受来自变压器阻抗、变压器至设备的配线长度、配线截面三个方面的因素的影响。在系统设备时，应尽量减小变压器阻抗、减小变压器至设备的距离、在满足电源内阻的条件下、减少配线电缆截面，以节约投资。第6章 医院的电气安全及电力系统保护方式6.1概述由于医院电气设计中不允许采用 TNC 系统，根据医院建筑内部房间功能的不同，可采用 TNS 接地系统或 IT 接地系统；对于电击危险性大的手术室，还应采用局部等电位措施。现代医疗科学技术的发展，使越来越多的医疗电气设备和医用电子仪器大量应用于医院的临床诊断和治疗，比如： ECT、CT、核磁共振等。随着技术和新设备的引进，在医院电气设计

23、中，需注意的问题很多，而电气接地问题是医院电 气安全的可靠保证。6.2接地系统的选用 医院的医疗场所和与其关联的场所内不允许采用 TNC 接地系统，因为这种系统正常工作时的 PEN 线上要流过不平 衡电流或单相负荷电流，此电流在 PEN 线上会产生电压降，从而使医疗电气设备外壳也带对地电压。此外，TNC 系统 还会给医疗电气设备带来电磁干扰，采用 TNS 可避免这些问题。而在手术室局部范围内应采用 IT 系统。6.3 TNS 系统在医疗建筑中的应用民用建筑电气设计规范JGJT1692（下称民规）之 14764 条规定“凡需设置保护接地的医疗设备， 如低压系统已是 TN 型式，则应采用 TNS

24、系统供电”，并在与人体直接接触的医疗电气设备（但急救和手术用电设备 等除外）上装设漏电电流动作保护装置 INS630b-25003 极 4 极 锁孔 31295 。凡导电外壳的高度在 250m 以下的医疗电气 设备， 不论固定式或手握式， 都应装设漏电保护器 （称 RCD） 用于短路和过载的过流保护电器不宜采用熔断器 RW7-10/100A 。 熔断器 ，而应采用低压断路器 断路器 C45N 。 6.4手术室的特殊要求 一般电击情况下，带电导体与人体皮肤接触，仅有很少部分通过心脏，所以通过人体总电流不超过 30A，就不会 因发生心室纤颤而导致死亡。如果电流直接全部通过心脏，电流超过 50A 就

25、有心室纤颤的危险而导致死亡。IEC 标准 规定：医疗设备允许通过患者心脏的漏电电流正常状态为 10A 以下，单一故障状态为 50A 以下，相应地手术室内电 位正常时为 10mV，单一故障状态为 50mV。所以对特殊的医疗设备不宜采用漏电电流动作保护，而应采取防止微电击的 保护措施。 规定14673 规定，在电流突然中断后，在有可能导致重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地（IT 系统）的供电方式。该供电方式应设一台专用隔离变压器 SBK-750VA 带铁壳 ，在隔离变压器的次级引出 IT 系统的电源， 以防止产生接地故障电流。将 IT 系统引入手术室、急救室，在房间内设一配电箱 计量箱 JL

26、S-35 0.2 级 (双变比 带表箱) ， 箱内设一套漏电检测装置（绝缘监视装置），当单相接地故障时（一般当系统绝缘水平低于 05M 时）发出故障报警。 由于发生单相接地故障时，故障电流仅为医疗场所内一小段线路的微量对地电容、电流，引起该场所内不同部分的电位 差很小。可在确保病人安全的前提下不切断电源，继续进行手术。 6.5作局部等电位联结 为防止微电击应采取等电位接地方式，并使用类电气设备（即采用双重绝缘或加强绝缘的电气设备）。防微电击 等电位联结，应包括室内给水管，金属窗框，病床的金属框架及患者可能在 25m 内直接或间接触及到的各部分金属部 件。用于上述部件进行等电位联结的保护线阻值，

27、应使上述金属导体相互间的电位差小于 10mV。可在房间墙上设置等电 位联结箱，箱内的等电位联结板与等电位联结干线相连接。IT 系统内的局部等电位联结不应与 TN 系统的 PE 线有任何通 路联结，具体可采用如下方法：在结构板上做绝缘层，然后在上面做细石混凝土垫层，内按 100m100m 铺设 4 钢筋 钢形成均压网，均压网对角线两处用 12 镀锌圆钢，在距地 30cm 作转接盒，再用 BVR25 的铜导线接到局部等电位联 结端子 端子 DJ623-8 板，均压网垫层内不应敷设TN 系统的任何金属管线。 第7章 手术部、ICU、血透等场所的配电系统7.1医院特殊场所电源配置中心手术部是医院的核心

28、，手术部的配电采用双路电源末端切换。这包括手术室内配电及手术室洁净空调系统的配电。电源由变电所专线供电。每一间手术室应单独设置配电箱，按照新的医院洁净手术部建设标准中的规定，容量不能小于8kVA。每间手术室的电源进线是否采用三相进线。主要根据布局及医院的具体要求进行。目前部分手术室内设置的高低温冷柜等三相设备，电源三相引起的情况越来越多。作为与病人接触的电源部分，应尽量考虑单相供电。每间手术室考虑34个插座组，其中一组在综合医疗柱上，每组插座组34组插座及23组接地端子。手术室内设置观片灯、书写板照明、接地中心可设置在配电箱内。配电箱可与手术室内的控制面板结合。控制面板上有各类气体出口、时钟及

29、定时钟、实施空调检测及控制、照明控制、废气检测及排放。心血管造影室除数字成像系统采用专门配电外，室内设置要求与心脏手术室相同。7.2医院特殊场所接地形式7.2.1目前国内心脏手术室、ICU、心血管造影、抢救室、血液透析等采用局部IT系统。IEC标准强烈要求IT系统不配出N线，目前病人接触的用电设备均为单相设备，通过隔离变压器配出的IT系统均为单相。7.2.2 IT系统应注意如下问题： 必须设置绝缘监视装置；尽量减少系统容量，减小系统线路的长度；增加线路的绝缘等级；辅助以局部等电位接地，等电位干线保证在16mm2，支线在6mm2以上；配电线路采用穿钢管敷设，减少干扰；变压器二次出线采用双极保护开

30、关。第8章 照明设计8.1概述医院的照明是体现医院现代化的重要标志，在设计中有其特殊性。根据医院建筑功能的不同分类，门急诊楼、住院楼、医技楼等，如何做到照明设计的安全、合理、可靠。8.2门急诊楼照明8.2.1大厅包括门厅、挂号、结算、取药、等候厅及与诊室、走廊、楼梯等相接处。这是人员比较集中的场所，可充分利用自然光，采用质朴自然、简洁明快的灯具为主。宜采用智能控制或BAS控制，达到节能的目的。8.2.2诊室诊室的照度一般为300Lx，能满足医护人员的正常工作，发挥医疗设备的功能，宜选用清洁消毒的高效能灯具。合理的选用光源和显色性，便于医护人员准确地判断和识别患者体位，用听、查、观等方式辨别病情

31、。8.2.3治疗室采用冷色调，显色指数应等于或高于80的光源，以便调节患者的注意力。另外，考虑到患者有可能面向上仰卧在病床上，设计时应避免使仰卧患者视野内产生直接眩光，为此，宜选用带有遮光板或（带有外罩）的反射式细径直管荧光灯。8.2.4抢救室照度应满足建筑照明设计标准GB 50034-2004的规定规范要求，其照明负荷等级按一级负荷考虑。8.2.5走道公共走道是室内的交通要道，走道两侧都有诊室，走道与诊室仅一门之隔，诊室的照度一般要在300Lx。走道照度如果设计得太低会加重人们出入走道、诊室这两个相邻区域对光线变化的不适感。因此，在设计时要充分考虑这个因素。其照度值可参照诊室和门厅的照度，应

32、等于或高于其35%的照度值，一般在100Lx左右。走道主要依靠人工照明，一般采用具有防止眩光的灯具嵌入式安装在走廊的吊顶上。8.3住院楼照明住院楼主要是病房，病房是患者治疗、护理、康复与休息的场所，照度一般为100Lx。8.3.1病房照明的一般要求应注意使光线柔和、感觉舒适。使躺着的患者不被光线刺眼，灯具设置应避开病床正上方，每盏照明灯均设独立的开关控制，每间病房里设置一盏应急照明灯。如果要求高一点，采用反射式灯具，效果更好，躺在病床上的患者不会因眩光感到不适。8.3.2设置局部照明一般设置在医疗带内，患者能自己控制，照度满足阅读要求。8.3.3设置地脚灯灯距地0.3 m0.5m，可设计为双面

33、，使病房和走道都能照顾到，可选用双控开关控制，另一开关设置在门口，便于夜间医护人员查房、护理或患者使用，同时不影响其他患者休息。8.3.4走廊照明病房区走廊照明不同于门诊区走廊，照度一般在75Lx左右，并且灯具的安装尽量避开病房门口，以免影响患者休息。8.3.5护士站照明护士站是处理日常医疗事务的场所，护士站因有精密操作和书写阅读的要求，需设计较高的照度。根据建筑照明设计标准GB 50034-2004的规定，护士站在工作面的水平照度应满足300Lx，并采用色温较高(5500K)的光源。设计时一般将护士站照明接入应急照明回路。8.4医技楼照明8.4.1医疗设备容易给患者造成压抑感以往设计医技室的

34、照明会顾虑荧光灯对医技设备的干扰，一般采用直流电源或白炽灯。但根据对一些医技设备生产厂及设备使用环境的调查，现在很多设备均有较强的抗干扰能力。一些小型的医技设备(如心电图仪、脑电图仪、医用超声波等)均无特殊照明要求，心电图仪和脑电图仪的一般照明在150Lx左右，脑电图仪和医用超声仪要安装调光装置，因为医用超声仪几乎是在半暗室状态下工作。但对于核磁共振扫描室等需要电磁屏蔽的地方仍要用直流电源，因此，照度不能任意提高，一般照明设计根据设备的要求而定。8.4.2医技室安装警示灯每间医技设备室在所对公共走道的门框上方都应安装“工作中请勿入内”的警示灯。警示灯应与医技设备联动，即医技设备(如CT机)启动

35、准备工作时警示灯亮，以防止无关人员进入引起不必要的伤害。8.4.3公共走道应急照明和疏散标志灯必须完善应急照明延续时间要提高。在突发事件发生时，患者疏散速度较慢，有些患者需要担架或他人帮助才能离开事故中心，一旦失去照明后果十分严重。走道的各个安全通道口，通向室外或安全楼梯的门口上方应安装“安全出口”标志灯，较长的走道转角处要安装疏散标志灯，且疏散标志灯间距应等于或小于20m。8.4.4采用集中型应急电源医院应急照明系统建议采用集中型应急电源EPS，由EPS供电的灯内不带蓄电池组。取代镉镍电池应急灯，两者比较，无论是使用寿命、投资、维护、可靠性，EPS都优于后者。数据比较见表1。表8-1应急电源

36、EPS与自带电源型应急灯具的比较功能EPS自带电源型应急灯具结构特点电源集中设置，灯具不带蓄电池组灯具自带蓄电池组转换时间安全级：0.25s；一般级：0. 5s安全级：0.25s；一般级：0. 5s寿命较长较短电源故障率低（集中）高（分散）电源故障率故障影响面大单灯故障影响面小检测与管理容易不易适用场所功能复杂、大型建筑物较小建筑物与消防系统联动容易不易第9章 医院电气消防设计9.1概述医院建筑功能复杂，电气、给排水、暖通空调及医用气体设备众多，防火要求高。现代医院建筑多为高层，根椐高层民用建筑设计防火规范GB50045-95之规定医院为一类建筑，随着现代医院建筑智能化水平不断提高，CA、OA

37、、BA智能化相关设备的应用与发展，给医院建筑电源的可靠性和质量等方面提出了更高的要求。建筑电气设计必须为消防设备、智能化设备、医疗设备提供可靠电源。在电源供给方面应具有工作电源、备用电源，还应配备集中式或分散式不间断电源设备，必要时配置自备发电机组。配电电源质量是保证以上设备正常工作的重要电气参数，电源电压的波动，波形的畸变，谐波的干扰，都会影响上述设备的正常工作，因此配电设计提供安全、可靠、稳定、干净的电源非常重要。9.2消防电源及其配电系统9.2.1消防电源及其配电系统组成高层医院建筑消防电源及其配电系统由电源、配电部分和用电设备三部分组成。消防电源往往有几个不同用途的独立电源以一定的方式

38、互相联接起来，构成一个电力网络进行供电，这样可提高供电的可靠性和经济性。为了分析方便，一般可按照其供电范围和时间的不同把消防电源分为主电源和应急电源两类。主电源指电力系统电源，应急电源可由柴油发电机组或蓄电池担任。对停电时间要求特别严格的用电设备还可采用不停电电源（UPS）进行连续供电。配电部分是从电源到用电设备的中间环节，其作用是对电源进行保护监视、分配转换、控制和向消防设备输配电能。配电装置有：变电所内低压开关柜、发电机配电屏、动力配电箱、照明配电箱、应急电源切换开关箱和配电干线及支线线路。配电装置应设在不燃区域内，设在防火分区内要有耐火结构，从电源到消防设备的配电线路，可采用普通绝缘电线

39、穿金属管或阻燃塑料管暗敷设在不燃烧体结构层内，穿管暗敷保护层厚度不宜小于3cm。这种方法既经济又安全可靠，获得广泛使用。实际中有的地方不能暗敷只能用明敷方法，为提高电线的耐燃性能，对穿电线的金属管或金属线槽上涂防火涂料给于保护，以利安全。当采用绝缘和护套为不延燃的电缆敷设在竖井中，电缆本身已具有耐火耐热性能，可不再用金属管保护。竖井烟囱效应，容易使火势扩大，蔓延成灾，因此每层楼板都应隔开，穿行管线或电缆孔洞必须用防火材料封堵。封堵孔洞常用防火堵料（有机或无机）、防火包和防火网三种。在低压配电系统中，消防设备的配电均应采用放射式配电结线方式，该配电方式可靠性高，它的特点是由低压配电的电源的母线上

40、用一条专用的配电线路送至消防用电设备或动力配电箱，配电线路的投入切除及其故障不影响其它线路的正常工作，而其它线路故障也不影响专用线路正常工作。对消防设备重要的智能化设备还须设置两路电源自动切换箱。值的注意的是，正常供电时切换开关一般长期闲置不用，为防止切换开关的锈蚀，平时应定期对其维护保养，以确保火灾时能正常工作。9.2.2消防电源及其配电系统负荷特性高层医院建筑用电负荷主要有以下几类：1）给排水动力负荷，包括消火栓泵、喷淋泵、排水泵，生活水泵等，占设备总容量约25%，年用电比率约为20%。专用消防水泵按一级负荷供电。2）防排烟动力负荷，主要包括排烟风机、排烟兼排风机、正压风机、新风机和排风机

41、。属于消防系统使用的防排烟风机用电按一级负荷供电。3）冷冻机组动力负荷,现代高层医院建筑，冷冻机组占设备总容量的约45%,可按三级负荷供电。4）电梯负荷，包括消防电梯、客梯、病床梯、货梯，消防电梯用电按一级负荷供电，其它电梯按二级负荷供电。5）照明负荷，火灾疏散照明、重要的消防设备用房以及手术部、监护病房、急诊部用房、产房、婴儿室等重要的医疗用房照明按一级负荷供电。6）弱电设备负荷，主要包括消防控制中心、安保中心、程控交换机房和计算机中心、卫星电视及共用天线电视系统，按一级负荷供电。7）医用气体设备，主要包括吸引供氧机房，如有条件可考虑按二级负荷供电。8）医技用房电力负荷，血透室、CT扫描室、

42、中心血库、高压氧舱、加速器机房、配血室用电按一级负荷供电。9.2.3应急电源设计消防用电设备除正常时由主电源供电外，火灾时应由应急电源供电。当主电源不论何因在火灾中停电时，应急电源应能自动投入以保证消防用电的可靠性。应急电源与主电源之间应有一定的电气联锁关系。当主电源运行时，应急电源不允许工作，一旦主电源失电，应急电源必须在规定的时间内投入运行。为了提高柴油发电机组的利用率和备用能力，设计时将部分非消防负荷接于应急母线上，这样，在非火灾停电时则可起动柴油发电机向其所联接的用电设备供电。但从消防用电的可靠性上考虑要注意下列问题：1）柴油发电机的发电能力必须满足应急母线所有装接负荷连续运行的要求。

43、2）校验在带足非消防负荷的情况下，起动消防用电动机的能力。3）为确保柴油发电机起动消防用电动机的能力，可采取应急母线所有供电回路分离脱扣的方法。当火灾确认后，将非消防负荷从应急母线上自动切除。高层医院建筑一般都设有地下层，柴油发电机房通常设在地下一层，尽量避免设在地下二层。柴油发电机房必须有一面外墙，为热风管道和排烟管道导出室外创造必要的条件。其外墙应避开建筑物的正立面及主入口，以免排烟排风对建筑总体造成影响。柴油发电机房要靠近建筑物的变电所，以便于结线，减少金属和电能损耗也便于运行管理。柴油发电机组容量的选择在初步设计阶段可按估算法，对医院建筑可按建筑面积的15W/m2，或按变压器容量的20

44、%来估算；或者按柴油发电机组直接起动异步电动机的能力来选择。还有一种方法即按火灾时投入的最大消防尖峰负荷选择。柴油发电机组是一个有限容量的供电电源，其容量必须满足在发生火灾时使消防用电设备工作的必要容量。如按直接起动异步电动机的起动容量来选择发电机，势必造成机组容量选的过大，很不经济。一般在消防负荷投入的情况下，应以保证发电机端电压瞬时压降不大于额定电压的15%-20%，把投入的电动机拖动起来，而又不影响其他装接负荷的正常工作为宜。因此对柴油发电机组容量的计算应注意以下几个问题：1）柴油发电机组原则上设置在每个防火对象中，但当不同的防火对象中的消防用电设备共用一台柴油发电机向其供电时，应分别计

45、算每一防火对象应急负荷总容量，柴油发电机容量只要能够提供最大防火对象的应急负荷总容量就可以了。2）当一个防火对象设置两个以上消防用电设备时，柴油发电机容量原则上必须满足同时起动或使用该消防用电设备的要求。但是在两个以上消防设备同时起动的情况下，为减少突加负荷的电流冲击，当消防用电设备采用分时起动控制时，不得瞬时投入全部负荷的容量。3）当消防设备由主电源供电过程中停电，自动切换到柴油发电机时，其消防设备负荷投入也要按（2）的原则处理。柴油发电机组容量计算应按下列三种方法进行，取其计算结果的最大值作为发电机容量。9.3火灾报警及其联动系统9.3.1火灾报警及其联动系统特点高层医院在一层设置消防控制

46、中心，一般都采用消防控制中心报警系统的型式。采用总体保护方式。根据火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）系统保护对象分级为一级，应在下列部位设置火灾探测器：病房、贵重医疗设备室、病历档案室、药品库、走道、门厅、可燃物品库房、空调机房、配电室、自备发电机房、净高超过2.6m且可燃物较多的技术夹层以及其他火灾危险性较大的房间。消防联动控制对象包括灭火系统、防排烟系统和空调系统、常开防火门、防火卷帘、电梯回降的控制、火灾应急广播的控制、火灾警报装置的控制。9.3.2火灾报警与消防联动控制由于火灾报警与消防联动控制系统关系到人的生命和国家财产安全，因此，在选用时应把设备的可靠性和安全性方在首

47、位，在此基础上考虑技术上的先进性和经济上的合理性，以及安装简单、维护容易、使用方便。所选产品应是通过国家消防电子产品质量监督检测中心检验合格的产品，并得到国家消防产品质量认证委员会的质量认证。火灾报警与消防联动控制系统通长由各类火灾探测器及手动报警按钮、火灾报警控制器以及联动模块与控制装置等组成。火灾探测器是对火灾进行有效探测的基础与核心，火灾探测器的选用及其与火灾报警控制器的配合是火灾报警与消防联动控制系统设计的关键。火灾报警控制器是火灾信息处理、火灾识别和设备控制的核心，最后通过消防联动控制设备实施火灾控制与灭火操作。火灾报警与消防联动控制设备的生产厂家很多，不同厂家的产品的系统组成不尽相同，尤其是联动控制