摘要：文章就高層醫療建筑電氣設計的特殊性談了幾點看法和體會。

　　關鍵詞：評職論文發表,醫療電氣設備,負荷等級,電氣安全,IT系統,防微電擊保護,照明設計

　　近年來，廣州市建工設計院完成了多個高層醫療建筑的設計。例如廣州醫學院第一附屬醫院東曉路醫院綜合樓(地下1層、地上16層、總建筑面積2.4萬m2)、廣州市紅十字會醫院門診樓(地下1層，地上12層，總建筑面積1.7萬m2)、武警廣東省總隊醫院住院大樓(地下1層、地上16層)等高層醫療建筑。筆者結合電氣設計的特殊性，總結出了以下幾點看法和體會。

　　1 負荷等級及供電電源

　　高層醫療建筑按《高規》屬于一類高層建筑，除具有一般一類高層建筑的一級負荷外，還有許多醫療設備用電屬于一級負荷，如急診部、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、血庫、高壓氧倉、加速器機房、治療室、配血室的電力照明等。由于高層醫療建筑具有較大容量的一級負荷，屬于一級負荷用電單位，應由兩路10kV高壓電源供電，當一路電源發生故障時，另一路電源立即啟動供電，保證各種醫療設備的正常運行。這兩個10kV高壓電源一般是由當地電力系統的兩個區域的變電站分別引來。盡管如此，仍有可能出現全部市電中斷的情況，因此，在已有兩路市電的情況下，還應根據負荷對中斷供電時間的要求，增設能在15s內向負荷供電的快速自起動柴油發電機組或可靠的不間斷電源裝置(UPS)作為自備應急電源。

　　2 醫療電氣設備

　　在醫院電氣設計中，需注意與醫院主管部門協商，要求其詳細提供各醫療電氣設備的設備容量及其特殊的用電要求。如廣州醫學院第一附屬醫院東曉路醫院綜合樓的電氣設計，筆者就是按上述方法進行的。醫院基建辦先后提供了心電圖室、B超室(5kW/房)、X光室(70kW/臺)、介入室(80kW/臺/房)、碎石室(60kW/臺)、ERCP(胃腸儀)(5kW/臺)、檢驗室(15kW/房)、實驗室(10kW/室)等醫療電氣設備的設備容量，同時要求心電圖室、B超室、手術室、檢驗室、實驗室、睡眠中心均需配置地線(接地電阻<4Ω)，X光室、碎石室、介入治療室、ERCP均需配置專用地線(接地電阻<4Ω)等信息。而當有些醫院主管部門確實不能提供有關醫療電氣設備的數據時，電氣設計人員只能參考相近的醫療電氣設備資料，預留醫療電氣設備的用電。同時需注意，應根據具體情況，正確選取醫療動力的需用系數值。

　　3 電氣安全措施

　　《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16-92)第14.7.6.2條規定：“使用插入體內接近心臟或直接插入心臟內的醫療電氣設備的器械，應采取防止微電擊保護措施。防微電擊措施宜采用等電位接地方式，使用II類電氣設備供電。防微電擊等電位聯結，應包括室內給水管、金屬窗框、病床的金屬框架及患者有可能在2.5m范圍以內直接或間接觸及到的各部分金屬部件。用于上述部件進行等電位聯結的保護線(或接地線)的電阻值，應使上述金屬導體相互間的電位差限制在10mV以下。”第14.7.6.3條規定：“在電源突然中斷后，有招致重大醫療危險的場所，應采用電力系統不接地(IT系統)的供電方式。”

　　為能正確選用防電擊措施，IEC按醫療電氣設備與人體接觸的狀況，也就是電接觸的危險程度，將醫療場所作如下分組：

　　O組場所：在此場所內，不使用醫療時與人體接觸的可導電器件;

　　1組場所：此場所內，上述可導電醫療器件與人體外部接觸，或進入人體與人體內部接觸，但不包括2組場所;

　　2組場所：此場所內，進行諸如心臟內部手術和中斷供電將導致生命危險的治療。

　　IEC要求醫療場所的重要用電負載自動倒換電源，并按允許間斷供電時間的長短(t)，將醫療場所作如下分級：

　　(1)t≤0.5s場所：在此場所內電氣設備要求在0.5s內恢復供電;

　　(2)0.5s

　　上述分組和分級的明細設計時尚需與醫院主管部門協商確定。

　　3.1 防電擊措施

　　3.1.1 接地系統和自動切斷電源防電擊措施

　　(1)TN系統：

　　①醫院的醫療場所和與其有關的場所、鄰近非醫療場所均應采取TN-S系統，不允許出現PEN線;

　　②在1組場所內的末端回路32A及32A以下的電源插座回路，應裝用IΔn≤30mA的RCD作附加保護;

　　③在2組場所內只能在下列電氣設備的回路內才可裝用IΔn≤30mA的RCD，動作于自動切斷電源：手術臺、X光機、額定功率大于5kVA的大型電氣設備不重要(不影響生命安全)的電氣設備。

　　應注意：勿使一個RCD保護的電氣設備數量過多，以免引起RCD不必要的跳閘而導致供電中斷;在1組和2組場所內只允許裝用對回路電流直流分量不敏感的A型或B型RCD。

　　(2)醫療IT系統：在2組場所內離手術臺周邊水平距離1.5m，高度為2.5m內(被稱作“病人環境”)的用于維持生命或進行外科手術的醫療電氣設備，應采用IT系統供電，但不包括上述用IΔn≤30mA的RCD保護的設備。

　　按IEC醫用電氣設備產品標準，進行心臟手術的設備，其正常泄漏電流不得大于10μA;當發生一個接地故障時，其泄漏電流不得大于50μA(相應地，手術室內電位差正常時<10mV，單一故障狀態<50mV)(人體電阻為1kΩ以上)，若通過病人心臟的電流一旦超過50μA，可導致病人心室纖顫而死亡，被稱作微電擊致死，為此需嚴格限制其第一次故障電流。其主要措施是：在手術室內或其貼近處安裝一臺1∶1的醫用隔離變壓器，其二次回路不接地，以IT系統供電。這時第一次故障電流僅為非故障帶電導體的對地電容電流，其幅值極小，這樣才能有效地滿足發生一個接地故障時泄漏電流不大于50μA的要求。發生第一次接地故障后不切斷電路、不中斷對裝置的供電是IT系統的主要優點。

　　《民規》第14.2.8條：“IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警或顯示裝置”。

　　《低壓配電設計規范》(GB50054-95)第4.4.13條：“在IT系統的配電線路中，當發生第一次接地故障時，應由絕緣監視電器發出音響或燈光信號，其動作電流應符合下式要求：Ra·Id≤50V”;

　　第4.4.15條：“IT系統的配電線路，當發生第2次異相接地故障時，應由過電流保護電器或漏電電流動作保護器切斷故障電路”。

　　具體做法：在IT系統的電源處裝設一個絕緣監測器，最遲在絕緣電阻降低至50kΩ時，它應發出報警信號，為此需另配置一臺測試絕緣的儀器來檢驗絕緣監測器的這一性能。

　　每一IT系統應在適當位置配備聲(報警聲響)光(信號燈)信號，以便醫務人員能實時監察系統的絕緣狀況，利用第二故障(此故障將使預期危險電流變成實際的故障電流)尚未發生的時機及時采取措施、消除隱患。

　　醫用IT系統的隔離變壓器需設置過載和溫度監測器。

　　3.1.2 等電位聯結

　　為了進一步減少1組和2組場所內的電位差，應在該等場所內實施局部等電位聯結，將該場所內高度在2.5m以下的部分都納入局部等電位聯結范圍：

　　(1)PE線;

　　(2)裝置外導電部分;

　　(3)防電場干擾的屏蔽層;

　　(4)隔離變壓器一、二次繞組間的金屬屏蔽層;

　　(5)地板下可能有的金屬網格;

　　(6)特低電壓手術燈的金屬外殼等。

　　具體做法是在該場所內分配電箱近旁，靠近柱旁距地0.5m處設置一局部等電位聯結端子板，并與柱內至少2根主筋可靠連接。如果該等場所建在2樓以上，則局部等電位端子板應用16mm2的銅芯線穿塑料管或利用40×4鍍鋅扁鋼引至建筑物的總接地體(或與隔離變壓器前的TN-S系統的PE線連接)，將上述各部分用≥6mm2的銅芯線以放射式聯結于局部等電位端子板。在2組場所等電位聯結系統中，局部等電位聯結端子板與插座PE線端子、固定式設備PE線端子及裝置外可導電部分等之間的聯結線和連接點的電阻總和不應大于0.2Ω?任何兩個可導電體間的電位差在10mV以下。2組場所內醫用IT系統的PE線是醫院內TN-S系統的PE線的延伸，IT系統和TN-S系統共用同一個保護接地的接地裝置，切勿為該等場所另設單獨的接地極和PE線，因為這樣做極易在該場所內形成>50mV的電位差，增大電擊危險。

　　3.2 電氣設備的選用

　　3.2.1 醫用IT系統的隔離變壓器

　　此變壓器二次側的標稱電壓不得超過交流250V。單相隔離變壓器可用來供電給移動式或固定式設備，其容量不小于0.5kVA，也不大于10kVA。如果醫用IT系統內有三相負荷，應為其裝用單獨的三相變壓器，其相電壓也不應超過250V。

　　3.2.2 開關設備

　　醫院內每一個末端回路應具有短路防護和過載防護功能，但是上述為醫用IT系統裝用的隔離變壓器的電源側和負載側的回路上，是不允許裝設過載防護電器的，因為沒有必要因防過載而切斷重要醫療設備的電源，但可裝用熔斷器作短路防護。

　　3.2.3 2組醫療場所IT系統內的插座

　　IT系統插座插孔布置的形式應能防止TN-S系統等其它系統用電設備的插頭插入，或者它應具備明顯的永久性的IT系統標志，以防用于IT系統的隔離變壓器過載損壞。

　　3.3 對電源的不間斷供電要求

　　醫療電氣設備按允許間斷供電時間的場所分級，可見醫院中的用電設備有≤0.5s、≤15s和>15s三級。對于間斷供電時間不大于0.5s的醫療電氣設備(包括安全照明)，應增設不間斷電源裝置(UPS)作為自備應急電源;當電網電源中斷或電網電壓低于標稱電壓的90%時，為避免電壓質量問題引起醫療事故，需通過轉換開關將供電自動轉換至自備電源上。

　　3.4 防火

　　醫院是病人集聚的場所，一旦發生火災，由于病人行動緩慢或難于行動，將有極大的危險。所以，在醫院電氣裝置中應做好電氣防火工作，2組場所內除該場所本身使用的電氣設備線路外，其它無關的電氣線路不得進入該場所。

　　4 照明設計

　　醫院的照明設計相對一般民用建筑有其一定的特殊性，主要是滿足醫療診斷、搶救治療和病人恢復休息的需要，同時要具有明亮、舒適、安全的光環境。

　　診治對光源和周圍色彩有特定要求，需要用顯色性良好的光源。診室、病房、急診觀察室、治療室等處宜采用高顯色熒光燈，以便于觀察病人的情況;病房、急診觀察室、治療室等處的頂燈采用漫反射型燈具，以減少眩光。

　　病房照明既要有利于病人生活和休息，又要考慮到為醫療提供充足的光照條件，一般照明照度值為100～200Lx。但要分開病人平時生活和治療時期兩方面的照明考慮，且宜每個床位照明單獨設開關控制。平時要考慮減少眩光、強光直射對病人的影響，又要考慮到治療所需要的足夠照度。一般照明可采用吸頂式格柵日光燈，避免燈光直接照射到病人的視野內;局部照明為每床1床頭燈，在門口、地腳等處設置值班常夜燈和地腳燈，既方便醫護人員查房，又不影響病人休息。此外，《民規》第11.9.6.13條規定：“候診室、傳染病院的診室和廁所、呼吸器科、血庫、穿刺、婦科沖洗、手術室等場所應設置紫外線殺菌燈。如為固定安裝時應避免直接照射到病人的視野范圍之內。”紫外線殺菌燈按醫院一般的要求，可按2～3W/m2考慮，其布置應使燈管周圍有一定的空間，有利于提高殺菌效率。

　　參考文獻

　　1 《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)(2001年版)

　　2 《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16-92)

　　3 《低壓配電設計規范》(GB50054-95)

　　4 王厚余.《低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗》