Analysis of the electrical deepening design of the specialized items in the general hospital
Author: JianQianghuang Senior Electrical Engineer BeijingWerkhartInternational Design and Engineering Consultancy Ltd.
摘要：综合医院包含多科室，建设中有很多科室需要经过专项深化设计才能满足医院三级流程的需要，本文主要通过部分科室的电气深化设计为相关医院的设计提供一些参考。
Abstract: the general hospital consists of many departments, many of which need to go through special in-depth design in order to meet the needs of the hospital's three-level process. This paper mainly provides some references for the design of related hospitals through the electrical in-depth design of some departments.
关键词：医院建筑、医疗专项设计、实验室专项设计、大型医疗设备专项设计
key words: hospital building, medical special design, laboratory special design, special design of large-scale medical equipment
一、引言
大型综合医院中一般一般需要专项设计的科室有:手术室、ICU、实验室、PCR实验室、静脉配液中心、血透、大型医疗设备（影像科）等，这些科室的专项深化设计需要在医院一、二级工艺流程确定后的基础上进行三级流程的设计，对三级流程的深化设计不仅需要完成工艺的确定，而其还需要各科室的水暖电以及净化要求的确定，而对于机电的深化设计在很多时候遇到厂家或者医疗设备未落实的情况，因此对机电设计的要求很高，下面主要从实验室与大型医疗设备的深化设计来探讨电气的注意事项。
二、应急电源设置的地方 。
医院检验科实验室主要功能是对血液、唾液、尿样等液体进行检验分析，通过仪器的检测分析从血液学、细胞学、生物学等得出科学的诊断依据，临床医生可依据检验结果而制定出相应的治疗方案，因此对实验室在医院中具有很重要的作用，下面主要从以下几个方面来细化说明实验室的深化设计。
实验室的主要设备有：生化仪、免疫分析仪、细胞分析仪、尿沉渣、离心机、压缩机、冰柜等，依据检验科的工艺流程来对实验室设备进行布置，实验室的三级流程工艺由工艺设计师完成，以下为某项目的实验室工艺布置图。
电气专业首先应了解医疗工艺，然后从医疗工艺的角度，通过电气的配电与控制来满足工艺要求，下面主要从电气的几个部分来分析实验室的深化设计：
1)实验室的照明设计
照度要求需满足《民用建筑照明设计标准》GB50034-2013以及《医疗建筑电气设计规范》 JGJ312-2013的相关照度标准要求,如下：
（1）实验室照度要求300 Lx，功率密度≤9W/㎡。
（2）实验室办公照度要求不低于200 Lx，功率密度≤9W/㎡。
（3）缓冲间、准备间照度要求不低于200 Lx功率密度≤6.5W/㎡
（4）采血台台面照度不低于500 Lx功率密度≤15W/㎡；
在灯具的控制和选择上，尽量使用多联开关与双控开关，便于节能与医生的控制灯具的方便；对普通实验区域、办公、值班室、库房等对净化无要求的区域可以使用非净化灯具，而对于有净化要求的地方使用密闭性灯具（净化灯具）；另外实验室还应设置紫外线消毒灯，紫外灯开关应该安装高度不低于1.8米，并且需要有特俗标志。见附图（一）照明平面布置图
2)实验室的动力设计
医院实验室的电力负荷相对比较复杂，用电类型和负荷类型有多种，因此不能按照统一的负荷特征来供配电，从而加重UPS的负荷容量。
（1）特级负荷的设计:一般在实验室附近设置UPS配电间，UPS选用在线监测式和带旁路的UPS,同时需要考虑UPS配电间的排风设计，避免UPS散热量的增加而增加火灾等隐患。主要的供电设备有：生化仪、免疫分析仪、细胞分析仪、尿沉渣、生物安全柜、服务器、试剂冷库等。
（2）一级负荷的设计：可以利用UPS电源前端的配电箱（与UPS电源进线相同）或独立设置一个末端双电源转换配电箱独立供给用电设备，主要的供电设备有：实验室区域内照明、离心机、空气压缩机、水机室、排风机等
（3）二、三级负荷的设计：如果一级负荷容量可行的情况下二级可以从一级负荷的配电箱独立引出，在计算备用容量是可适当考虑系数，三级负荷主要从本防火区域内的照明配电箱引入，用电设备主要有：实验室辅助用房电源、纯水机等。
见附图（二）动力平面布置图
3)实验室的消防设计
实验室的消防是依据医疗的一级流程来设计，随着三级流程的深化设计，很多功能房间会有所调整，因此消防的专项深化设计应尽量在原设计的基础上就近修改，当调整感烟探测器（增加或者减少）、联动模块时，二总线和电源线可以就近接入，逻辑关系可以通过编程调试的方式来满足本防火分区内的设备控制要求。
4)实验室的弱电设计
实验室的弱电设计主要包括以下几部分：
（1）综合布线与电话：在实验室的工作台上尽量多设计内网插座，在值班室可以设置外网接口，对于信息集中的地方可以设置专门的网络服务器（实验室的信息流基本为内网信息），同时在每个工作台上均设置电话网络终端接口，满足实验室信息化管理的通讯要求；
（2）呼叫系统：实验室内应设置紧急呼叫分机，分机位置可依据工作台位置来设计，呼叫主机设在值班室内；
（3）门禁系统：一般在进出实验室区域通道内设置门禁，可限制非授权人员的进入；从而保证实验室的安全，
（4）监控系统：一般在实验室通道出入口以及通道内均设置球型*控器监**，保障医务人员的安全、日常工作情况以及异常情况等。
附图一 照明平面布置图
附图（二）动力平面布置图
三、应急电源设置的选用。
综合医院中与特殊专科医院中均设置有很多大型的医疗设备，对于大型医疗设备的专项深化设计要求很高，尤其是前期的管线预留。大型医疗设备厂家很多，医疗设备均很昂贵，因此在医院建设初期，很多设备参数均未提供，因此对设计人员具有很大的挑战。目前在市场上常用大型医疗设备厂家有：西门子、GE、飞利浦、东软、新华等国内外厂家。大型医疗设备主要有CT、DR、X光、MRI、直线加速、钴60等，而不同的厂家以及同一厂家不同剂量的设备也有不同参数，因此需要在同一设备需要设计出能兼容多品牌的参数，下面主要从几个方面来对大型医疗设备的深化设计做一些分析，尽量做到产品的兼容性。
1.电源上的要求：
（1）电源需要直接从变电所引来，同时要依据设备到变电所之间的距离来选择相应的电缆规格，使其满足设备厂家对电源内阻和压降的要求。厂家一般会提供一个距离与导线直径的匹配值，但实际情况需要设计师依据所对应设备来做相应的压降计算来确定是否满足厂家要求。
（2）电源电压波动不超过+/-10%.频率为偏差不超过+/-10%,当电源电源不稳定时，可以在采用稳压源的方式来解决.
（3）设备类型的确认： 大型医疗设备有很多种类，设备类型主要分为诊断设备和诊疗设备，对于诊断设备可以采用单电源直接从变电所引来电源（前提是有两路独立的10KV电源供电），而对于诊疗设备则需要在末端设置两路电源以满足供电要求。例如：X光、DR、CT等会依据医疗工艺要求要求可以作为诊断设备也可以作为诊疗设备使用，因此配电时需要与医疗工艺设计沟通，以确认使用类型。
2.平面布置上的要求：
大型医疗设备基本含以下附属设备： 激光定位灯、急停开关、监控录像、出束指示装置、对讲系统、应急灯与消防、抽风机、脉冲调制器等；对于不同的医疗设备会有所调整，下面主要以直线极速器为代表来描述平面布置上的注意事项：
（1）激光灯: 需要独立从设备控制器引来电源回路，不能与其他设备共管，安装高度为1.0米和1.3米，分别埋管后通过电缆沟引到控制室，见埋管示意图。 两个射灯电源与主机中心点位同一直线，共设三处激光定位灯，并在三处配置220V电源插座，激光电源插座引线避开激光灯的安装位置,两侧电源插座与主机正面激光灯插座用一个开关控制，引线通过预埋管道（见平面图）通到治疗室主机后的电缆沟中.
（2）连锁开关与急停开关：防护门安装与加速器联锁的门联锁开关，两条电线连常开触点，通过门联锁开关联线预埋管道（见平面图）通到治疗室主机后的电缆沟中.
（3）出束警告灯与照射警示灯：治疗室防护门上方设置准备指示灯和出束指示灯，便于病人和医生观察，三根引线通过预埋管道（见平面图）通到治疗室主机后的电缆沟中, 警示灯安装于直线加速器机房的门口正上面，用于告知机房外为辐射机房，无关人员不能进入。
（4）照明：机房内设有主照明灯，背景灯，应急灯，检修用照明灯，走廊灯五种照明灯.主照明灯通过预埋管道（见平面图）通到治疗室主机后的电缆沟中。
（5）空调：空调电源插座安装高度为2.0米，需要在防辐射墙内预埋管材到电缆沟，不能直接穿管到室外，见埋管示意图。
（6）其它设备插座：位于电缆沟附近设备电源直接埋管进入电缆，而在非电缆沟区域的设备需要通过走吊顶的方式买管到预埋的电缆槽内，见附图
（7）CCTV监视器：在检查室四周设置，全景观察设备周围的情况。
（8）监控系统设计: 摄像头置于设备纵向轴线每侧15度处，由机房提供220V电源；通过预埋管道用50欧姆视频电缆线（厂家提供）从视频信号插座引至控制室电缆沟，然后从电缆沟连到控制台的显示器上. 视频监控电源与视频信号插座相邻，安装位置与高度详见平面图.
（9）对讲系统：话筒和对讲信号插座通过预埋管道用音频线（厂家提供）引至控制室电缆沟，然后从电缆沟连到控制台的功放上.
（10）接地：设置等电位端子，要求接地系统接地电阻不大于0.4欧姆；接地线规格与相线，中线规格相同，选用多股绞合绝缘铜线.中线接地点与三相稳压电源接地点分开，微机控制医疗设备设单一的电源和接地点. 加速器提供独立接地系统.并配置直接与大地良好连接，与电网中线相隔离的固定保护接地系统.
为了能尽量兼容更多的设备，在加速器设备内墙预留3个开槽的墙沟，用于安装桥架引到电缆沟内，待设备安装完成后，装修层面上来完成外观上的美化。
四、结论
综上所述，综合医院里专项深化设计的内容很多，以上仅举出两个科室来做分析，但综合医院或专科医院中需要深化的科室很多，那么只有找出更多的通用性的做法才能减少设计中的变更。例如：ICU、血透、PCR实验室等在供电特点、UPS电源的设置、灯具上的选用、紫外线灯具的设置等具有相同的特点，这些科室也均由净化空调，所以设备的供电设也具有通性；CT等大型的医疗设备,任何一个厂家都具有相同的预埋要求（例如：需45°角预埋等）；因此，专项深化设计需要更多的了解设备的特性和以来工艺，只有通过深入的了解工艺内容才能从电气的角度上来完成深化设计
参考文献：
1 《医疗建筑电气设计规范》 JGJ312-2013
2 《生物安全实验室建筑技术规范》 GB50346-2004
3 《通用用电设备设计规范》 GB50055-2011