大型住院楼供配电系统设计要点与难点

知识点：房屋供配电设施

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摘   要

随着各种医疗建筑也在各个城市不断增加，在医疗建筑电气设计时，尤其是三甲综合医院大型住院楼电气设计时由于科室多、功能复杂，对与电气设计人员是个极大的挑战。本文主要剖析大型住院楼供配电系统的设计要点和难点，以期给相关人员参考示范。

关键词：住院楼，电气设计，供配电系统

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引  言

随着城市化进程的发展，人们对医疗服务的需求也快速提高，再加上今年新冠疫情的影响，各个城市掀起一股建设大型综合医院的浪潮。医院的建筑规模不断扩大，医疗设备也越来越先进，医疗管理系统也愈加智能化，医疗建筑对于建筑电气设计师也是其职业生涯中的复杂程度最高的类型之一。本文以一栋单体超过十万平方米的三甲综合医院大型住院楼为例，简要介绍其电气设计的要点与难点。

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供配电系统的主要设计思路

首先需分析住院楼的主要负荷。由于该住院楼地上二十五层，分别由住院楼收费处、药房、普通科室病房（如消化科、骨科、内分泌科等）、特殊科室病房（如重症监护室ICU、血液科等），地下两层为核医学科以及设备房、人防预留病房，医疗垃圾通道等。住院楼与医技门诊大楼、神经精神卫生中心相邻，地下一层通道可相连。住院楼的10kV电源由神经精神卫生中心负一层中心配电室引来。住院楼呈扇形，普通科室层（即标准层）以中间电梯厅为轴线对称布置，东西侧分别为两个科室（各自一个防火分区），每个科室中间为医护办公室和治疗室等，南北两个通道各一排病房（南侧主要为六人间，北侧主要为双人间和单人间）。根据建筑平面布局以及给排水、暖通设备布置情况分析，并按照医疗建筑相关的国家及行业规范的规定，住院楼的主要负荷有以下几类：

1）普通科室照明负荷，东西侧普通强电井分别设置两条密集母线槽（奇、偶数层各一条），三级非消防负荷；

2）普通科室空调负荷，集中空调主机位于原神经精神卫生中心负一楼空调机房（原机房已预留空调设备位置和配电柜），住院楼仅考虑空调末端设备及新风设备等配电，三级非消防负荷；

3）特殊科室照明插座负荷及洁净空调负荷，如重症监护室、血液科层流病房、药房等，一级非消防负荷，其中重症监护室、血液科层流病房为一级特别重要负荷；

4）电梯厅及公共走道普通照明，一级非消防负荷；

5）各科室避难间、抢救室照明插座及设备负荷，一级非消防负荷；

6）住院楼相关配套设施，如生活给水、热水系统、供氧系统、负压系统设备、信息机房等负荷，一级非消防负荷；

7）普通病人电梯、手术电梯、货梯等，一级非消防负荷；

8）走道应急照明、电气设备房、消防水泵房、消防风机及水泵、消防电梯等负荷，一级消防负荷。

通过各类用电设备负荷计算结果分析，需在住院楼配电室内设置六台变压器。其中两台1250kVA的变压器（1B/2B）供住院楼普通科室照明；另设两台1250kVA的变压器（3B/4B）供特殊科室照明插座、走道照明、电气设备房、消防电梯、消防水泵及风机等负荷；还有两台1000kVA的变压器（K1B/K2B）供住院楼各特殊科室洁净空调以及普通科室空调末端及通风设备。根据上级医院中心配电室的配电情况，住院楼从中心配电室接入三回10kV电源，其中一回10kV电源（H1）供住院楼普通科室照明变压器1B及2B，共2500kVA；另外两回10kV电源互为备用（H2与H3），均能满足四台重要负荷变压器3B、4B、K1B、K2B全部负荷，共4500kVA。同时，为满足消防负荷和一级负荷所需，在柴油发电机房设置一台常载功率为1800kW的柴油发电机组。可满足火灾消防所需，也可在四台重要负荷变压器任意一台故障时，快速切换至柴油发电机供一级负荷用电。

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特殊科室的配电设计

住院楼中的特殊科室主要有以下几个类型：重症监护室、血液科层流病房、药房、烧伤科、牙科、中医肛肠科、核医学科、新生儿科、儿科、妇科、产科等。

1）重症监护室（ICU）病房区域：住院楼统一集中管理的ICU病房区域有三处，分别位于四层的东西侧和六层的西侧，其洁净空调按三处分区设置洁净空调系统，其空调外机分别放置在相邻的医技楼屋顶或引至一层室外地面布置。除洁净空调配电外，三个分区分别设置双电源总箱，并在ICU病房配电箱进线侧增加UPS电源和医疗隔离变压器等元件，以满足ICU病房区域IT接地系统要求和电源保障要求。ICU病房内常规设置医疗吊桥或吊塔，每个病床配套的插座、供氧及负压等接口均设在吊桥或吊塔上，具体可参照国标图集《医疗建筑电气设计与安装》19D706-2设计。ICU病房内需设置局部等电位连接板。

2）血液科层流病房：住院楼二十三层血液科南侧为层流病房，其洁净空调单独设置，外机设置于屋顶。层流病房区内分有多个单人病房以及相应的医护工作间。配电分照明插座设备配电箱（双电源）、洁净空调内机（双电源）以及洁净空调外机（双电源）。病房内插座、供氧及负压等接口也常设置在医疗吊塔上，可按照ICU病床类似做法配电。

3）住院楼药房：住院楼一层东侧为住院楼药剂科，由于药品存放的相关规定，其空调系统单独设置，且药房内贵重药品冷库用电为二级负荷。药剂科普通照明及插座配电、空调配电均在总配电箱处设置为双电源进线。

4）烧伤科：烧伤科空调为普通空调末端，其照明插座设备配电箱为双电源进线。且烧伤科部分病房内需设置浴缸以便部分烧伤病人泡浴，需注意给排水管道与配电线路保持一定距离，浴缸相邻区域的插座等应采用防水防潮型或由地面0.3米调整至医疗带及以上位置。

5）牙科、中医肛肠科：牙科合并在二十五层颌面外科科室内，牙科治疗室需设置牙椅，由于牙椅设备上需设置给排水系统以及医疗气体、负压等管道，因此各类管线间需保持一定距离，并在房间内做好局部等电位连接板。中医肛肠科由于治疗手段中包含坐浴、加热疗法等，其坐浴间内坐浴器专用插座根据设备要求设置插座高度，其房间内照明灯具等也应采用防水防潮型。肛肠科病房内加热器功率较高（约2kW每台），每个加热器插座需单独设置一个回路，以满足多个病人可同时使用加热器。

6）核医学科：负一层设置核医学科，其照明配电、空调等负荷单独设置，核医学科设备及照明用电等为一级负荷，因此其照明插座设备配电箱为双电源进线，其空调为单电源进线。对于需进行射线防护的房间，其供电、通信的电缆沟或电气管线严禁造成射线泄漏，其他电气管线不得进入和穿过射线防护房间。

7）新生儿科、儿科、妇科、产科：由于院方要求，原住院楼内的新生儿科、儿科、妇科、产科等科室均改为后期专设妇幼保健院区而取消，对于妇幼科室病房的配电设置除了洁净空调系统外，还有关于一些特殊设备的配电，如产房内配电，需按照手术室相关做法配电（如无影灯、产床、医疗吊塔、IT接地系统、医疗隔离变压器和UPS不间断电源等），新生儿科内照明插座及设备配电箱应设置双电源并附加UPS电源。

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住院楼相关配套设施配电设计

住院楼相关配套设施除常规消防设备外（应急照明、消防水泵及风机、消防电梯、电气设备房等），还有空调系统（普通集中空调、洁净空调）、生活给水系统、热水系统、供氧系统（高压氧仓）、负压系统等。医疗建筑特殊在洁净空调、供氧系统和负压系统。

洁净空调配电设置双电源即可，而高压氧仓常设置在住院楼外，其主设备常按楼栋分系统设置，氧仓共用，因此设计住院楼时也需预留相应高压氧仓设备用电回路（双电源），并预留出线路路径。

供住院楼用的负压系统设备在负一层设置有相邻两个设备房，分别为吸引站房和空气站房，其配电箱均为双电源进线。

住院楼内除了井道、设备房外，病房及卫生间淋浴间、治疗室、抢救室、特殊科室病房或设置医疗设备的房间均应设置局部等电位连接板，并在ICU病区等处设置IT接地系统。

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住院楼与医院其他楼栋、设备的衔接以及医院运营管理的协调统一

由于医院各个医疗单元非同时施工，所以常会出现某些用电负荷前期未考虑周全，导致后期增加设备和配电修改，既耽搁了施工工期，又增加反复修改变更的工程费用。院方各科室的规划楼层和设备布置情况需在施工图设计周期内先行确定，以免在施工后期科室位置调整，影响配电布置；对于大型用电设备选型和用电功率应尽可能资料准确，以免后期功率大幅增加而变压器容量过小。对于后期运行管理所需的医疗设备需院方协调各科室人员提前确定设备类型和用电功率、以及特殊安装要求等。与住院楼相关的进出线路径等应提前预留，并在供配电系统设计时也适当预留负荷。

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结束语

综上所述，大型住院楼供配电设计除了需要熟悉医疗建筑电气设计相关国家规范和图集外，还应对医院内各科室实际用电设备较为了解，并对前沿医疗设备有一定的知识储备，才能将住院楼或其他医疗建筑电气设计得更加完善和高可靠性。在满足医院实际使用所需外，朝更加创新更加智能型医疗建筑设计看齐。

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2、供配电设施建设管理办法（试行）的通知