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这不只是一份医院洁净手术部供配电方案… | 医建干货

建医界2021-07-20 07:36:24


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随着社会经济和技术的快速发展,人们的生活质量不断提高,医疗用电设备日新月异,对医疗建筑电气设计要求也不断提高。为了跟随医疗发展的脚步,只有不断学习与完善电气设计,才能全面保证医院供电的可靠性,为人们的健康创造更为有利的条件。在设计的过程中,应当考虑到未来医疗技术的发展,使设计具备更好的灵活性和通用性,以便医院将来的改建或扩建和升级。


1. 洁净手术室供电的重要性


根据国家规范要求,医院的医疗场所根据电气安全防护的要求,分为3类:

> 0类场所指不使用医疗电气设备接触部件的医疗场所;

> 1类场所指的是医疗电气设备接触部件需要与患者体表、体内接触的医疗场所;

> 2类场所指的是医疗电气设备接触部件需要与患者体内(指心脏或接近心脏部位)接触以及中断电源会危及患者生命的医疗场所。


洁净手术部的手术室属于2类场所,洁净手术部内的术前准备室、术后复苏室、麻醉室等场所则属于1类场所,洁净手术室、术前准备室、术后复苏室、麻醉室等涉及患者生命安全的设备及其照明用电为一级负荷中特别重要的负荷,洁净手术部内的这些场所要求自动恢复供电时间应≤0.5s。


应急电源的供电方式有许多种,但是要满足自动恢复供电时间≤0.5s,且实现生命支持电气设备实现在线切换,则需采用在线式UPS(不间断电源装置)作为应急电源。


2. 洁净手术室供配电方案


《医院洁净手术部建筑设计规范》GB5033-2013第11.1.条要求:

有生命支持电气设备的洁净手术室必须设置应急电源,自动恢复供电时间应符合下列要求:

①生命支持电气设备应能实现在线切换;

②非治疗场所和设备应小于等于15s;

③应急电源工作时间不应小于30min。


文中介绍2种洁净手术室的供电方案:

01

【方案一】

PS集中设计在配电间内,配电间应设置在非洁净区,UPS集中设置可靠性较高、经济性较好,而且维修管理较为方便。集中设置时,UPS的总配置容量会比分布式设置UPS小,能够节省总投资。其缺点是:由于UPS设备的电池组在使用几年后维护工作量增加,电池的性能不稳定,当进行维护或检修时,影响的工作面较大,配电系统图如图1所示。

▲图1 配电系统图( 方案一)

02

【方案二】

UPS分散就地布置,每间手术室设置一个UPS,对手术室内特别重要的负荷进行供电,每间手术室设置独立的专用配电箱,箱门开向非洁净通道,不应开向手术室内。其优点是:UPS当发生维护或检修时,影响的工作面较小,能保证医院洁净手术室的正常运作,但是缺点是:每个洁净室设置UPS,导致UPS总的配置容量增加,增加了投资,且UPS分散安装增加了维护的工作量,配电系统图如图2所示。

▲图2 配电系统图( 方案二)


3. 洁净手术室导线选择及其敷设


(1)《医疗建筑电气设计规范》JGJ312-2013第7.2.5条:2类医疗场所局部IT系统的配电线缆采用塑料管敷设。而《医院洁净手术部建筑设计规范》GB50333-2013第11.2.7条:洁净手术部配电管线应采用金属管敷设。根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014第10.2.3条:配电线路敷设在有可燃物的闷顶、吊顶内时,应采取穿金属导管,采用封闭式金属槽盒等防火保护措施。因此手术室IT系统配电回路导线建议采用低烟无卤阻燃电缆穿金属管敷设,TN-S系统采用低烟无卤阻燃导线穿金属管敷设。

由于洁净手术部都远离变电所,供电电缆应经过各种功能房间、电气竖井等方能到达,为保证供电电缆的安全和可靠性,手术室配电干线线缆建议采用矿物绝缘电缆。

(2)医院建筑应采用铜芯线缆,洁净手术室、洁净辅助用房以及各类无菌室内均不应有明敷的管线,穿手术室隔墙或楼板的线缆均应加保护管,且管内应采用不燃材料密封。进入手术室内的线缆敷设后,管口应采用无腐蚀、不燃、弹性密封材料封堵。绝缘导线或电缆与医用气体管道之间平行的最小净距不应小于0.5m,与医用气体管道之间交叉的最小净距不应小于0.3m;穿有导线的电线管与医用气体之间平行的最小净距不应小于0.5m,与医用气体管道之间交叉的最小净距不应小于0.1m。


4. 洁净手术室断路器选择


(1)根据《综合医院建筑设计规范》GB51039-2014第8.4.2条要求“1类或2类医疗场所,应根据可能产生的故障电流特性选择A型或B型剩余电流保护器”。


剩余电流动作保护器(RCD)根据含有直流分量的动作特性分为AC型、A型、B型三类。


> AC型只对突然施加或缓慢上升的正弦交流剩余电流,能确保脱扣的剩余电流,动作保护器;

> A型和B型不仅对突然施加或缓慢上升的正弦交流剩余电流能确保脱扣动作,而且对脉动直流剩余电流和脉动直流叠加6mA平滑直流电流等,无论有相位控制或没有相位控制均能确保脱扣的剩余电流保护动作器;

> B型剩余电流动作保护器还能对与产生平滑直流电流电容负载连接的单相整流电流、3个半波星型连接或6个半波桥式连接整流电流,相与相之间2个半波桥式连接整流电流等整流电路产生的直流剩余电流,能够确保脱扣的剩余电流动作保护器。

在1类或2类医疗场所,由于有大量的电子仪器,且与患者体表或者体内接触,电源回路不仅会产生正弦交流剩余电流,也有可能会产生直流剩余电流,所以在1类或2类场所,应根据回路可能产生的故障电流特性选择A型或B型剩余电流保护器,才能确保人们的生命财产安全。  

剩余电流动作保护器(RCD)根据动作方式分为电子式和电磁式。电磁式RCD是靠接地故障电流本身的能力使RCD动作,电子式RCD则是由RCD所在回路处的故障残压来使RCD动作,电子式RCD可能会因为失电压或故障残压过低或者当中性线断线时,都有可能会引起RCD的拒动。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 第7.7.10条第9款第1小点:用于医疗电气设备的剩余电流动作保护器应采用电磁式RCD,以提高断路器动作的安全可靠性。

(2)医疗建筑配电系统的接地形式严禁采用TN-C系统。在洁净手术室内,非生命支持系统采用TN-S系统,并采用最大剩余动作电流不超过30mA的剩余电流动作保护器(RCD)作为自动切断电源的措施,而用于维持患者生命、外科手术和其他位于“患者区域”范围内的医疗电气设备和系统的供电回路应采用医用IT系统。且IT系统隔离变压器的一次侧和二次侧应设置短路保护,不设置动作于切断电源的过负荷保护装置,用于维持供电的连续性,使线路在短时间过负荷的情况下不会立即引起灾害,保证重要负荷的不间断供电,且隔离器二次侧应设置双极开关保护电气。


5. 手术室等电位联结


根据《综合医院建筑设计规范》GB51039-2014第8.3.6条要求:在1类、2类医疗场所的“患者区域”内应设置辅助医用等电位联结母排,并应通过等电位连线将保护导体,外部可导电部分,抗电磁干扰屏蔽物,导电地板网络,隔离变压器的金属屏蔽层与等电位母排联结。根据规范要求,手术室属于2类医疗场所,因此应在每间手术室设置一个医用等电位联结母排,将手术室内所有的金属构件、管道与LEB相互联接,洁净手术室电源应加装电涌保护器。


6. 手术室照明


《医疗建筑电气设计规范》JGJ312-2013第8.3.2条第4款:“手术室、洁净病房等有洁净要求的场所,应采用不易积尘、易于擦拭的密闭洁净灯具,且灯具宜吸顶安装,当需要嵌入暗装时,其安装缝隙应有可靠的密封措施;”而《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2013第11.3.4条要求:“洁净手术室内照明应优先选用节能灯具,应为嵌入式密封灯带,灯具应有防眩光灯罩。灯带应布置在送风口之外。”在电气设计中,手术部应选用不易积尘、易于擦拭的密闭节能灯具。

《医疗建筑电气设计规范》JGJ312-2013第8.4.2条要求:“2类场所中的手术室、抢救室安全照明的照度应为正常照明的照度值,其他2类场所中备用照明的照度不应低于一般照度的50%。”因此,手术室一般照明50%应由UPS供电。

*《医院洁净手术部供电设计探讨》

作者:刘娟


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