试论现代化医院的电气设计

摘 要：结合自身工作经验，本文主要以现代化医院的电气节能设计进行阐述，提出了几条实用的方案，为病人、医护人员提供一个先进节能的医疗环境。

关键词：电气设计；节能；IT系统；照明系统

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

0 前言

医院是针对病人这样一种特殊的对象，其电气设计的各方面显得尤为重要。在进行医院电气设计时，只有以先进、节能为原则，以国家相关规范、行业标准为指导，设计才能既保证医院的使用功能需要，又保证各用电设备安全可靠运行。现以某康复医院为例简述现代化绿色医院电气设计的几条实用方案。

1 电源系统的设置

集中设置2 台1 600kVA 干式变压器。医疗设备没有设专用变压器供电，而是把医疗设备的供电电源集中在1 台变压器母线段上，把冷冻泵、冷却泵及其它冲击性负荷集中在另外1 台变压器上。这样做的优点为：一是避免了设置专用医疗设备变压器，其运行负荷率很低的不节能现象；二是把大型泵类及其它冲击性负荷启动对医疗设备的影响降到了最低；三是变压器容量大、内阻小，客观上既满足了医疗设备本身对供电的要求，又减少了变压器台数及配电室面积。

为保证供电可靠性，必须设置正常电源和备用电源自动切换供电系统。设置1 台800kW 柴油发电机作为急诊部、手术室、CT 机、MRI 等重要保障负荷及消防负荷的备用电源。对停电要求小于0.5s 的重要负荷, 采用集中式UPS 不间断电源设备作为后备电源,当失去市电时，由UPS 提供应急电源。等柴油发电机启动并供电后，再由柴油发电机供电。在设备层集中安装2 组UPS，即方便解决UPS 通风散热问题，又维护方便，而且每组UPS 均为多间手术室及多床ICU 供电，考虑适当的同时使用系数，使UPS 安装容量大大降低，节约了投资。

2 IT 系统

医院手术部及ICU 的配电系统为最重要的配电系统，其配电设计以满足用电需要、安全供电为目的。依据GB16895.24—005/IEC60364-7-710：2002《特殊装置或场所的要求》第710.413.1.5 条规定：在2 类医疗场所内，用于维持生命、外科手术和其它位于“患者区域” 内的医用电气设备和系统的供电回路，均应采用IT 系统（2 类场所为将接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及断电将危及生命的重要治疗的医疗场所）。因此,手术部、ICU、急诊抢救等场所均设置了IT系统。

IT 系统降低了接触电压和电网对地漏电流，故在手术中发生人身触电危险和微电击医疗事故的几率被降到最小程度；IT 系统通过专用隔离变压器供电，系统内带电导体和地之间没有直接的连接，可以防止其它供电回路中的漏电流通过接地线窜入手术室、ICU 等2 类场所的医疗电气设备上，从而避免了对病人安全构成的威胁；IT 系统一旦出现第一个对地漏电故障，不会导致系统断路器动作，因而保证了电源供电的连续、可靠性。

在IT 系统中引入了故障定位系统。若在IT 系统内出现绝缘故障，在绝缘监视仪发出绝缘故障报警后，故障定位系统立即启动，绝缘监视仪周期性地发出1 个特殊的测试电流，测试信号通过设在IT 系统各回路上的电流互感器进行探测和巡检，并由绝缘故障评估仪作出评估，而后在其发光管和外显屏上显示发生绝缘故障的回路，使医护人员及时地断开此回路，换用其它非故障回路供电，同时对发生故障的回路进行及时检修，使查找及修复故障的时间做到最小。所以，故障定位系统能在线检测IT 系统中出现的漏电流，并检测出发生绝缘故障的回路，以便及时控制和处理故障回路，避免对患者造成生命威胁。

3 照明系统

3.1 照明设计

医院的照明设计除能满足医疗诊断、抢救治疗和病人恢复休息的需要外，同时要具有明亮、舒适、安全的光环境。诊治对光源和周围色彩有特定要求，需要用显色性良好的光源。诊室、病房、急诊观察室、治疗室等处宜采用高显色节能荧光灯，以便于观察病人的情况；病房、急诊观察室、治疗室等处的顶灯采用漫反射型灯具，以减少眩光。病房照明既要有利于病人生活和休息，又要考虑到为医疗提供充足的光照条件，一般照度值为100lx。基于分开病人平时生活和治疗时期两方面的照明考虑，宜每个床位照明单独设开关控制。平时要考虑减少眩光、强光直射对病人的影响，又要考虑到治疗所需要的足够照度。一般照明可采用带磨砂玻璃罩的荧光灯，避免灯光直接照射到病人的视野内；局部照明为每床一床头灯，在门口、地脚等处设置值班常夜灯和地脚灯，既方便医护人员查房，又不影响病人休息。

3.2 照明控制

公共场所的照明均采用智能照明控制系统，并纳入楼宇自控的范畴，以便管理和有利节能。针对照明使用的特点，设计了以下几种照明控制方式：

1）群组控制。将照明回路分组，利用一个控制开关面板可以对分组后的回路同时进行控制。无需更改布线，便可轻松完成照明回路的分组更改。这样既省去了常规照明所需的大部分配电控制设备，又大大简化和节省了穿管和布线工作量。

2）时间控制。对医院的部分灯具设置时间控制，根据时间自动控制灯亮与灯灭，从而达到节电和省力的效果。

3）电脑控制。通过电脑对某一区域及整个楼宇的照明状况集中设置与监控，同时随时监控电网中电压及灯具的运行情况，如有异常，系统将在电脑屏幕上及时提示，亦可通过电话或短信提醒维修人员迅速进行处理，使维护人员的工作方式从被动楼层查询变为主动出击,以保证其照明状况始终保持正常状态。

4）地下1 层、2 层车库亦设置智能照明系统。车库的智能照明系统分车道控制和车位控制。车道分三回路控制。第一回路为应急照明回路，可与消防联动，出现消防报警时，应急灯具自动点亮；第二、第三回路为正常照明回路，具有定时轮换点亮功能，在车流量大、小的时段分别定时控制不同数量的灯具点亮。车流高峰期全部回路打开，平常单回路开启，并按时间进行两回路的轮换使用。这样，可避免灯具长时间使用带来的损耗，并延长了灯具的使用寿命。车位分区域在天花板上设置动静探测器，自动感应车辆进出状态。当有车辆驶入或离开车位时，开启该车位照明灯具。当车辆停泊或驶出离开后，关闭该车位照明。车库管理员可使用现场控制面板或触摸屏进行分区控制，并对各个区域进行监视。这样避免了人为手动控制造成照明能源浪费的现象，并提高了人的工作效率，从而在节能的基础上实现地下车库车位与车道照明的智能集中控制与管理。

4 电机控制系统

本工程使用了大量的风机、水泵等电机拖动设备，风机类有：单台普通风机、单台排风兼排烟风机、排烟风机、正压送风机、新风机组、排风兼排烟双速电机等；水泵类有：冷冻泵、冷却泵、热水循环泵等。

对其电机的二次控制系统设计采用了新型的节能配电设备- 电机控制模块。电机的传统二次控制都是采用分离元器件，如指示灯、控制按钮、转换开关、中间继电器、时间继电器等拼装而成，存在安全性、可靠性差；安装调试难度大、时间长；控制箱、配电箱尺寸大；能耗高、运行费用高；所需耗材多、安装人工成本高；受环境温度、湿度影响大等诸多弊端。而电机控制模块以应用FPGA 控制技术为核心，通过微电子技术、数据传输技术、软件技术、液晶显示等技术的应用，将电机二次控制线路集成在控制模块中，完全取代了传统二次控制回路的分离元器件。模块按所控制设备的数量和启动方式分为10 种类型，通过在模块上编程设定不同的控制程序和接入不同的控制信号，可实现国标图集如《常用风机控制原理图》10D303-2、《常用水泵控制原理图》10D303-3 等所列出的所有控制方案并可定制各种非标控制功能。完全摒弃了电机采用分离元器件的传统二次控制方式所带来的弊端。

5 结语

作为电气设计人员，一方面期待着国家有关规范、行业标准进一步完善，并与国际接轨。另一方面在设计过程中，应推广采用先进技术，在节能的基础上体现“医疗建筑以人为本、安全第一”的设计理念，为病人和医护人员提供一个技术先进、功能齐全，安全可靠的医疗环境。