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摘要：通过对医院这种关系到民生的建筑形式阐述电气设计的要点、特点、设计思路。从现代化的角度探索综合医院供电电源可靠性、负荷分级分类、低压配电、接地系统等几方面的设计方法及设计的要点。
关键词：低压配电系统；负荷等级；电气节能
1引言
随着人民生活水平和社会文明的不断进步，医疗保障水平也在不断提高，人们对医院建筑的设备要求也在不断提高，进而对医疗场所的配电及安全也提出更高更新的要求。医院建筑的供配电有其自身特点，本文将从负荷等级，电源要求，电气节能等几个方面简要分析医院建筑类电气设计。
2 负荷等级
医院建筑的负荷分级与医院的级别有关。
根据医院建设的规模、床位数、技术、设施等情况，医院可分为三级十等，分别为一级、二级、三级；其中每级又分甲、乙、丙三等，三级医院再增加特等。一级为最低级，三级为最高级。
3对电源的不间断供电要求
医院建筑内很多医疗设备在检查与治疗过程中是与人体有直接接触甚至侵入到人体体内的，一但断电就会危及到生命安全，所以医疗场所对断电后自动恢复供电时间有严格的规定，并且在设计中要严格满足要求。
医疗场所根根使用接触部件所接触的部位及场所分为0，1，2三类，0 类场所应为不使用接触部件的医疗场所；1 类场所应为接触部件接触躯体外部及除 2 类场所规定外的接触部件侵入躯体的任何部分；2 类场所应为将接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及一旦断电将危及生命的重要治疗的医疗场所。
通常医疗场所应急电源有三类：
a、切换时间≤0.5S的电源：主要應用在维持抢救室、重症监护室、手术室照明和重要的医疗设备工作。其维持时间应满足抢救、手术等所有治疗过程结束的时间（一般不少于3h）。
b、切换时间≤15S的电源：主要应用在维持重要医疗场所照明及主要医疗设备工作、消防及中央控制系统的正常运行。其维持时间应不小于24h。
c、切换时间>15S的电源：主要是为维持医院运行的后勤保障系统。其维持时间不小于24h。
4供配电设计
4.1供配电设计
医院建筑变配电所高压侧宜采用单母线或单母线分断的接线方式常用接线方式下表为几种接线方式的优缺点比较：
综上，医院建筑的供电电源根据负荷等级，供电要求，当地市政电源情况等确定，一般情况下采用两路10KV电源同时供电，单母线分段，互为备用，保证一级负荷供电，另外为保证一级负荷中特别重要负荷的供电可靠性，通常会选择柴油发电机作为第三电源，在两路电源均失电后，15 s 内柴油发电机投入使用，保证一级负荷中的重要负荷及保障负荷的可靠供电。
4.2负荷计算
1）负荷使用情况
综合医院的用电情况主要分为三大部分：
a照明及插座，约占总负荷的 30%；
b空调电力，约占总负荷的 50%；
c大型医疗设备，约占总负荷的 20%。
2）负荷计算
按照《全国民用建筑工程设计技术措施—电气 2009》表 2. 7. 6 中的规定，医院用电指标为 30 W/m2～70 W/m2。设计中可根据医院的规模及功能选取相应的供电指标，大型综合医院指标最大，专科医院指标偏小。
医院按使用功能一般分为门诊、医技、住院三部分。门诊、医技用电主要为白天，住院用电主要为晚上。
医院的照明插座、空调电力、电梯等用电设备的负荷计算与一般设计中的计算方法相同，即采用需用系数法进行计算；医院中还存在大型的医疗设备，大多为短时断续工作状态，使用需用系数法计算不大合适，则可采用二项式法进行计算。
4.3 低压配电
1）低压配电
低压配电采用放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷（如冷冻机房、水泵房、电梯机房、大型医技设备、手术部、CCU、ICU、消防中心、信息中心等设备）采用放射式供电；对于一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。
消防负荷、一级负荷及一级负荷中重要负荷，如防排烟风机、消防中心、计手术部、ICU等，采用双电源供电并在末端互投，双电源自动切换时间 < 0. 5 s。另外为了确保电气装置的可靠性与安全性，手术室、ICU 等设备需配置 15 min 的 UPS 电源。
2）医疗设备配电
医院建筑中的医疗种类多、单台容量大，而大多数医技设备均为短时负荷平时处于待机状态，只有治疗或拍摄影像时才释放出最大功率。根据目前一些医院的实际运行结果表明，多台设备同时使用的情况很少，因此计算负荷时需用系数可以很小。大部分医技设备对电源内阻及电源电压要求很高。电源内阻会受到变压器阻抗、变压器至设备的配线长度、配线截面等几方面影响。因此，在配电系统设置时，要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，节约投资。
3）手术室配电
一般医疗建筑的手术部都会相对集中，为确保电气装置的可靠性与安全性，设计过程中采用专用配电箱，且采用IT 不接地系统，配电柜内设置隔离变压器与绝缘监视系统。从低压配电柜引来双路电源（其中一路接自应急母线段），在配电箱内自动切换，并设置手术部集中 UPS 电源提供不间断电源，在变电所失电后，其蓄电池持续放电时间不小于 15 min，确保在柴油机起动时间段手术室供电的可靠性。
5 接地系统及电气安全措施
医院的接地问题是一个较为复杂且敏感的问题，它涉及到医生和病人的安全，设备的正常运行等，《医疗建筑电气设计规范》9.3.1条中明确禁止医疗场所采用TN-C系统，因为在非故障状态下三相负荷不平衡或者发生接地故障时，TN-C系统的保护中性导体（PEN）中有电流通过，此电流会危及医疗场所的人身安全。目前医院建筑设计多采用采用TN-S系统，手术室，ICU等特殊场所采用局部IT系统，保护性接地和功能性接地多采用共用接地装置，建筑物做总等电位联结。
6供配电设计的节能措施
6.1 合理选择电压等级
根据建设项目规模、技术经济比较合理选择供电系统和选择电压能减少电能损耗
6.2 合理设计变压器
（1）根据用电负荷容量，所选变压器的负荷率为 75～85%；
（2）根据用电负荷性质合理设置变压器（组）；
（3）选择三相配电变压器应满足现行国家标准GB20052-2013《三相变压器能效及能效等级的要求》，根据工程需要选择相应的能效等级。
6.3合理提高功率因数
（1）变压器低压侧集中补偿，如10/0.4KV变配电站；
（2）低压分组补偿，如无变压器的低压母线上；
（3）用电设备就地补偿，如大容量用电设备，照明灯具等；
6.4 合理设置能效管理系统
合理的能效管理系统能为医院建筑提供能源设计"运行"维护"使用的全生命周期的管理建议和方案，从而实现能效管理水平的提升！
7结束语
医院是涉及人生命安全的地点，其电气设计是整个建筑设计中非常重要一部分，只有安全可靠电气设计，才能使医院真正实现安全运行。
参考文献
[1]张永林 .医药工业洁净厂房供配电设计[J].智能建筑电气设计，2018（6）：12-3
[2] 周银双，张宏 大型综合医院配电系统优化设计探讨 低压电器，现代建筑电气篇 2009：22
[3] 戴德慈，王磊，崔晓刚 医院建筑一级负荷供配电设计的技术措施[J]智能建筑电气技术.2010（3）：10-13.
[4] 丰建华，董绍兵 浅谈医院电气设计中接地系统低压电器，现代建筑电气篇 2008：16
[5] 李楠 医院建筑电气设计，现代建筑电气2012：30
[6] 闵加 医院建筑电气设计，现代建筑电气2012：28
作者简介：高静（1983.07.27），女；北京；满；本科；电气工程师；电气设计师；研究方向：建筑电气设计、供配电、防雷接地；北京市工业设计研究院有限公司.
（作者单位：北京市工业设计研究院有限公司）
关键词：低压配电系统；负荷等级；电气节能
1引言
随着人民生活水平和社会文明的不断进步，医疗保障水平也在不断提高，人们对医院建筑的设备要求也在不断提高，进而对医疗场所的配电及安全也提出更高更新的要求。医院建筑的供配电有其自身特点，本文将从负荷等级，电源要求，电气节能等几个方面简要分析医院建筑类电气设计。
2 负荷等级
医院建筑的负荷分级与医院的级别有关。
根据医院建设的规模、床位数、技术、设施等情况，医院可分为三级十等，分别为一级、二级、三级；其中每级又分甲、乙、丙三等，三级医院再增加特等。一级为最低级，三级为最高级。
3对电源的不间断供电要求
医院建筑内很多医疗设备在检查与治疗过程中是与人体有直接接触甚至侵入到人体体内的，一但断电就会危及到生命安全，所以医疗场所对断电后自动恢复供电时间有严格的规定，并且在设计中要严格满足要求。
医疗场所根根使用接触部件所接触的部位及场所分为0，1，2三类，0 类场所应为不使用接触部件的医疗场所；1 类场所应为接触部件接触躯体外部及除 2 类场所规定外的接触部件侵入躯体的任何部分；2 类场所应为将接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及一旦断电将危及生命的重要治疗的医疗场所。
通常医疗场所应急电源有三类：
a、切换时间≤0.5S的电源：主要應用在维持抢救室、重症监护室、手术室照明和重要的医疗设备工作。其维持时间应满足抢救、手术等所有治疗过程结束的时间（一般不少于3h）。
b、切换时间≤15S的电源：主要应用在维持重要医疗场所照明及主要医疗设备工作、消防及中央控制系统的正常运行。其维持时间应不小于24h。
c、切换时间>15S的电源：主要是为维持医院运行的后勤保障系统。其维持时间不小于24h。
4供配电设计
4.1供配电设计
医院建筑变配电所高压侧宜采用单母线或单母线分断的接线方式常用接线方式下表为几种接线方式的优缺点比较：
综上，医院建筑的供电电源根据负荷等级，供电要求，当地市政电源情况等确定，一般情况下采用两路10KV电源同时供电，单母线分段，互为备用，保证一级负荷供电，另外为保证一级负荷中特别重要负荷的供电可靠性，通常会选择柴油发电机作为第三电源，在两路电源均失电后，15 s 内柴油发电机投入使用，保证一级负荷中的重要负荷及保障负荷的可靠供电。
4.2负荷计算
1）负荷使用情况
综合医院的用电情况主要分为三大部分：
a照明及插座，约占总负荷的 30%；
b空调电力，约占总负荷的 50%；
c大型医疗设备，约占总负荷的 20%。
2）负荷计算
按照《全国民用建筑工程设计技术措施—电气 2009》表 2. 7. 6 中的规定，医院用电指标为 30 W/m2～70 W/m2。设计中可根据医院的规模及功能选取相应的供电指标，大型综合医院指标最大，专科医院指标偏小。
医院按使用功能一般分为门诊、医技、住院三部分。门诊、医技用电主要为白天，住院用电主要为晚上。
医院的照明插座、空调电力、电梯等用电设备的负荷计算与一般设计中的计算方法相同，即采用需用系数法进行计算；医院中还存在大型的医疗设备，大多为短时断续工作状态，使用需用系数法计算不大合适，则可采用二项式法进行计算。
4.3 低压配电
1）低压配电
低压配电采用放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷（如冷冻机房、水泵房、电梯机房、大型医技设备、手术部、CCU、ICU、消防中心、信息中心等设备）采用放射式供电；对于一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。
消防负荷、一级负荷及一级负荷中重要负荷，如防排烟风机、消防中心、计手术部、ICU等，采用双电源供电并在末端互投，双电源自动切换时间 < 0. 5 s。另外为了确保电气装置的可靠性与安全性，手术室、ICU 等设备需配置 15 min 的 UPS 电源。
2）医疗设备配电
医院建筑中的医疗种类多、单台容量大，而大多数医技设备均为短时负荷平时处于待机状态，只有治疗或拍摄影像时才释放出最大功率。根据目前一些医院的实际运行结果表明，多台设备同时使用的情况很少，因此计算负荷时需用系数可以很小。大部分医技设备对电源内阻及电源电压要求很高。电源内阻会受到变压器阻抗、变压器至设备的配线长度、配线截面等几方面影响。因此，在配电系统设置时，要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，节约投资。
3）手术室配电
一般医疗建筑的手术部都会相对集中，为确保电气装置的可靠性与安全性，设计过程中采用专用配电箱，且采用IT 不接地系统，配电柜内设置隔离变压器与绝缘监视系统。从低压配电柜引来双路电源（其中一路接自应急母线段），在配电箱内自动切换，并设置手术部集中 UPS 电源提供不间断电源，在变电所失电后，其蓄电池持续放电时间不小于 15 min，确保在柴油机起动时间段手术室供电的可靠性。
5 接地系统及电气安全措施
医院的接地问题是一个较为复杂且敏感的问题，它涉及到医生和病人的安全，设备的正常运行等，《医疗建筑电气设计规范》9.3.1条中明确禁止医疗场所采用TN-C系统，因为在非故障状态下三相负荷不平衡或者发生接地故障时，TN-C系统的保护中性导体（PEN）中有电流通过，此电流会危及医疗场所的人身安全。目前医院建筑设计多采用采用TN-S系统，手术室，ICU等特殊场所采用局部IT系统，保护性接地和功能性接地多采用共用接地装置，建筑物做总等电位联结。
6供配电设计的节能措施
6.1 合理选择电压等级
根据建设项目规模、技术经济比较合理选择供电系统和选择电压能减少电能损耗
6.2 合理设计变压器
（1）根据用电负荷容量，所选变压器的负荷率为 75～85%；
（2）根据用电负荷性质合理设置变压器（组）；
（3）选择三相配电变压器应满足现行国家标准GB20052-2013《三相变压器能效及能效等级的要求》，根据工程需要选择相应的能效等级。
6.3合理提高功率因数
（1）变压器低压侧集中补偿，如10/0.4KV变配电站；
（2）低压分组补偿，如无变压器的低压母线上；
（3）用电设备就地补偿，如大容量用电设备，照明灯具等；
6.4 合理设置能效管理系统
合理的能效管理系统能为医院建筑提供能源设计"运行"维护"使用的全生命周期的管理建议和方案，从而实现能效管理水平的提升！
7结束语
医院是涉及人生命安全的地点，其电气设计是整个建筑设计中非常重要一部分，只有安全可靠电气设计，才能使医院真正实现安全运行。
参考文献
[1]张永林 .医药工业洁净厂房供配电设计[J].智能建筑电气设计，2018（6）：12-3
[2] 周银双，张宏 大型综合医院配电系统优化设计探讨 低压电器，现代建筑电气篇 2009：22
[3] 戴德慈，王磊，崔晓刚 医院建筑一级负荷供配电设计的技术措施[J]智能建筑电气技术.2010（3）：10-13.
[4] 丰建华，董绍兵 浅谈医院电气设计中接地系统低压电器，现代建筑电气篇 2008：16
[5] 李楠 医院建筑电气设计，现代建筑电气2012：30
[6] 闵加 医院建筑电气设计，现代建筑电气2012：28
作者简介：高静（1983.07.27），女；北京；满；本科；电气工程师；电气设计师；研究方向：建筑电气设计、供配电、防雷接地；北京市工业设计研究院有限公司.
（作者单位：北京市工业设计研究院有限公司）