医院综合病房楼电气设计的研究.docx
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医院综合病房楼电气设计的研究
南京交通职业技术学院
题目:
XX医院综合病房楼电气设计的研究
姓名:
XX
学号:
XX
专业XX
所属系部:
XX
指导老师XX
提交时间XX
目录
摘要、关键词.................................................
第一章绪论
1.1前言
1.2本文研究的背景及意义
1.3本文研究的主要内容
1.31综合病房楼楼各医疗单元电气系统的设计............................
(1)普通病房电气设计................................................
(2)护理单元的护理照明..............................................
(3)手术部的电气设计...............................................
(4)监护病房的电气设计.............................................
1.32电气设计过程中应该注意的问题....................................
(1)照明系统节能措施分析.........................................
(2)监控系统节能措施分析..........................................
第二章XX医院综合病房楼电气设计现状
2.1电源系统设计
2.11医院病房楼电源的重要性.......................................
2.12医院病房楼供电负荷等级的确定..................................
2.2照明设计
2.21护理单元的护理照明..............................................
2.22照明系统节能措施分析..........................................
第三章XX医院综合病房楼电气设计方案改进
3.1新型防雷设计
3.11设置独立避雷针保护............................................
3.12电气接地端子的设置与防雷引下线应有一定的安全距离...............
3.13各类线路的屏蔽及等电位措施.....................................
3.2等电位联结
3.21安全规则.......................................................
3.22等电位连接网络...................................................
第四章结论与展望
致谢.....................................................
参考文献.................................................
摘要:
进来医院医疗设备中,对电气系统的要求越来越高。
本论文的设计重点是对病房大楼内的各个医疗单元的电气系统,分析探讨了在设计电气系统过程中的关键性技术问题,从电气节能设计、电气设备的防雷设计、电源系统设计、等电位连结等几个角度论述了医疗建筑内电气系统设计的注意事项,对于进一步提高医疗建筑病房大楼电气系统的设计可靠性和实用性具有一定的借鉴意义。
关键词:
医疗建筑电气系统电源系统防雷设计等电位连结
第一章绪论
1.1前言
前言:
现在很多医院综合病房楼都在对门诊楼,病房楼,医技楼等进行改建。
在所有建筑类型中最复杂的一种应该属于医院建筑,这些复杂性可以从建筑规范和标准涉及的广度和深度上反映出来,与其他建筑相比,对电气设计人员提出的要求也越来越高。
本论文主要对综合病房楼的电气设计进行研究,期望在医疗建筑电气系统设计过程中获得一些方法和经验。
1.2本文研究的背景及意义
随着科技的进步和社会的发展,越来越多的功能复杂、设计先进的大型综合病房楼出现在人民的视野当中。
在对病房楼进行电气设计的过程中,依然要针对病房楼的可靠性和安全性进行设计,但是,病房楼又和普通的民用建筑电气设计不同,有其自身的特点,多年来也存在着一些疑点难点问题,本文针对研究综合病房楼电气设计中出现的几个问题:
首先,对手术室、重症监护病房(ICU)、心脏监护病房(CCU)等场所对供电质量和安全的要求越来越高。
其次,随着在现代医院工作中电子仪器、电子设备的日益增加,同各种诊断、治疗工作的结合密切;智能建筑的概念也逐步引入医院建设,楼宇自动化系统、通讯自动化系统、办公自动化系统、安全防范系统、火灾自动报警与消防联动系统也是病房楼设计中不可缺少的内容。
另外,伴随着可靠的供电电源和全面的防雷措施,大楼内的用电还不是最安全的,良好的等电位连接是增加用电可靠性的又一重要保护措施。
病房楼内良好的电气设计,使得病人的人身安全得到最大化的保障,并且为医院带来很好的经济效益和社会效益,所以该研究具有非常重要的现实意义。
1.3本文研究的主要内容
1.31综合病房楼各医疗单元电气系统的设计
(1)普通病房电气设计
在电气设计上,病房与其他功能的建筑不同。
最大的特点是“一床一灯一插座,即每个床位必须配备一个床头灯和一个电源插座。
”在照明设计上,病房楼和居室是相似的,病房楼内一般应设置床头照明与一般照明。
一般照明的光源应采用显色性高的,并减少炫光。
因为这样可以照顾病人的感觉,显色性低的炫光搞得容易使病人产生不舒服的感觉,一般用的是白炽灯,荧光灯也行。
精神病房除外,一旦使用了荧光灯,由于频闪效应和镇流器等所产生的噪声更易使精神病人的烦躁与不安的感觉。
(2)护理单元的护理照明
除按照一般建筑的走道照明设计外,护理单元的通道照明还可以在走道内设置脚灯,在病房内也可以设置脚灯(又叫护理照明灯),最好安装方式用嵌入式。
最好设在护士站设置护理照明的控制开关,实行统一管理。
护理照明的疏散通道应该设置灯光疏散标志,疏散门也是一样。
前提是必须满足消防要求。
(3)手术部的电气设计
手术部必须保证用电可靠性,以防止在手术过程中出现断电的情况。
所以采用双路电源供电的方法,并且应当从综合病房楼的配电中心专线供给。
当采用双路供电遇到困难的时候,还可以采用应急电源EPS。
对于洁净手术部的总配电柜,一般不设在洁净区内,目的是为了保证各个手术室不互相影响,从配电柜至各分手术室及辅助用房的电源应单独敷设。
在手术室的外廊侧墙上设置专用配电箱,这样可减少或者避免检修及维护时外部带来的灰尘及细菌的侵入而带来的交叉感染等不利的影响。
(4)监护病房的电气设计
对重病人进行抢救的地方叫做监护病房,它具备一般普通病房具有的功能,并且由于其内部各种仪器较多,电源会不够用,这样就需要设置更多的电源,可以在每个床位附近设置一个插座箱,监护病房采用的是一级负荷供电电源,那就应当满足一级负荷的要求,可以根据手术室的标准对监护病房的漏电和接地保护进行设置。
1.32电气设计过程中应该注意的问题
病房大楼作为一种特殊的建筑物存在,还需要注意其内部的电气设计,这很重要!
为了保障大楼内电气系统的稳定运行和病人的生命安全。
本论文主要从电气节能环节和电气防雷设计两个角度进行分析。
(1)供电系统节能措施分析
病房大楼电气设计中,供电系统是配套的,一般与电动机,与暖通、给排水、建筑等工种的设备是配套的,这些是由设备制造厂家统一供应的,采用的是变频调速装置,在其负载下降时,采用变频的方式,使得调节转速与负载的变化能够互相适应,从而提高电机在空载时的效率,来达到节能的目的,尽管变频调速装置的价格有点高,但是还是值得推广的如果从长远角度来看的话。
一般采用双回路供电来给消防控制中心供电,一路来自市网回路,另一路来自医院自备的柴油发电机组供电,可将大楼内其它消防设备分为二类,一类为负荷集中的消防设备,如设备房喷淋泵、消防泵、屋顶电梯机房的消防电梯,这一类设备通过双回路电源分别引到电梯机房和设备房,经自切后供电,以满足一类负荷的供电要求,供电电源的电缆的敷设一般采用阻燃电缆穿钢管;另一类是负荷分散的设备,如各层疏散指示照明和应急照明,以及防火卷帘门电机,对每一层来说其容量比较小,但是每层设末端电源自切箱会比较浪费,所以,将自动切换箱设在一层、六层电气竖井旁,另外,用综合接地体单独引上两根25mm2的塑料铜芯线来达到消防控制中心的接地,并接到专用接地箱上,再由此采用。
(2)照明系统节能措施分析
照明灯具的选择
灯具的主要功能是将光源辐射的光通量进行合理分配,从而使环境和作业的配光要求达到要求,并且不产生眩光和严重的光幕反射。
选择灯具时,除考虑环境光分布和限制眩目的要求外,还应该把灯具的效率作为考虑标准之一,因此应该选择高光效灯具。
灯具选择的一般原则:
1.使用安全:
防火和防爆、防触电以及其他环境条件引起的危险;
2.提高能效:
选用灯具配光、灯具效率高和场所条件适应,以及光通维持率高的灯具;
3.限制眩光
4.合理考虑良好的照明效果(功能性)、美观、协调(装饰性)、性价比高(经济性)和能源效益的结合;
一般门诊楼内照明所用电光源、灯具有吊链安装的荧光灯、疏散指示灯、平盘吸顶灯、防潮壁灯、无影灯、防尘防潮灯、普通白炽灯、紫外线灯等。
照明系统的节能采用合理的控制方式来实现灯具的节能,可以考虑采用计算机来控制灯的开关,调整电压和调光的方向控制。
如对走廊灯,可以在后半夜采用降低灯端电压或者灯功率的方法来降低光输出,节约输入电能;采用延时开关、电子调光器、声控开关、光控开关、感应式开关取代跷板式开关应用于公共场所,将大幅度降低照明能耗和线损,从而达到节约资源的目的。
(3)监控系统节能措施分析
对建筑物里的机电设备进行监视和控制是病房大楼设备监控系统的功能之一,通常是对采暖、给排水系统、通风、供配电系统、电气照明系统、空调系统等进行监视和控制,其作用一是让系统始终保持在最佳状态运行,达到当时设计的功能要求,二是保证人员和设备的安全,三是节约能源。
第二章XX医院综合病房楼电气设计现状
2.1电源系统设计
2.11医院病房楼电源的重要性
新阶段医疗电气设备已经成为了医生对病人诊断病情的主要工作。
然而医疗电气设计的安全是必须重视的问题尤其是在手术中或者此病人处于重症监护状态下,如果受到电击危害不仅会缺乏感知能力而且还会存在伤害性的危险。
但是一般情况下,这种病人还都已经离不开医疗设备,一旦这些设备出现问题,那么会给病人带来生命危险,由此可见,在手术室、CCU、ICU等医疗场所电源的重要性。
2.12医院病房楼供电负荷等级的确定
手术房、分娩室、监护病室、婴儿室为一级负荷,客梯电力为二级负荷,这些在《民用建筑电气设计规范》中都有规定。
对于一级负荷,应进行双电源供电,如果一路电源发生故障后,必须保证另外一路电源的正常运行。
在设计中,由不同变压器的低压侧引来双回路电源时常用的供电方式。
末端切换,如果不能满足实际情况时,可以采用应急电源EPS或自备柴油发电机组。
但是由于柴油发电机组电源切换时需要较长的时间,因此对于一些手术室等重要负荷的备用电源的要求不能给予满足,对于医疗建设中尤其重要负荷对备用电源转换时间要求小于0.5s的要求,EPS可以满足,它可以做到快速的切换,它是医疗建筑中理想的备用电源。
2.2照明设计
2.21护理单元的护理照明
除按照一般建筑的走道照明设计外,护理单元的通道照明还可以在走道内设置脚灯,在病房内也可以设置脚灯(又叫护理照明灯),最好安装方式用嵌入式。
最好设在护士站设置护理照明的控制开关,实行统一管理。
护理照明的疏散通道应该设置灯光疏散标志,疏散门也是一样。
前提是必须满足消防要求。
2.22照明系统节能措施分析
照明灯具的选择
灯具的主要功能是将光源辐射的光通量进行合理分配,从而使环境和作业的配光要求达到要求,并且不产生眩光和严重的光幕反射。
选择灯具时,除考虑环境光分布和限制眩目的要求外,还应该把灯具的效率作为考虑标准之一,因此应该选择高光效灯具。
灯具选择的一般原则:
1.使用安全:
防火和防爆、防触电以及其他环境条件引起的危险;
2.提高能效:
选用灯具配光、灯具效率高和场所条件适应,以及光通维持率高的灯具;
3.限制眩光
4.合理考虑良好的照明效果(功能性)、美观、协调(装饰性)、性价比高(经济性)和能源效益的结合;
一般门诊楼内照明所用电光源、灯具有吊链安装的荧光灯、疏散指示灯、平盘吸顶灯、防潮壁灯、无影灯、防尘防潮灯、普通白炽灯、紫外线灯等。
照明系统的节能采用合理的控制方式来实现灯具的节能,可以考虑采用计算机来控制灯的开关,调整电压和调光的方向控制。
如对走廊灯,可以在后半夜采用降低灯端电压或者灯功率的方法来降低光输出,节约输入电能;采用延时开关、电子调光器、声控开关、光控开关、感应式开关取代跷板式开关应用于公共场所,将大幅度降低照明能耗和线损,从而达到节约资源的目的。
第三章XX医院综合病房楼电气设计方案改进
3.1新型防雷设计
3.11设置独立避雷针保护
安装独立避雷针是为了保护病房楼内的电气系统,是为了把雷电流引开,避免雷电击中电气设备而造成不必要的损失。
然而,安装独立避雷针后,该楼被雷电击中的概率增加,在安装工艺上,就要特别注意了。
当该楼防雷设施完善时,避雷针的引下线可焊接到该楼防雷设施(避雷带`,避雷网,引下线)上,与该楼防直击雷装置共用引下线;另外,大型电气设备应当设有独立的接地引线,并与该楼基础地网共网;否则,应将大型电气设备的金属架焊接到避雷网格的某一点上,但是绝不能与独立避雷针,避雷带焊接在同一点上,强大的雷电流导入电气设备,损坏电气设备乃至人身安全。
3.12电气接地端子的设置与防雷引下线应有一定的安全距离
电气设备接地不应焊接在防雷引下线(特别是明敷引下线)上,防止雷电流沿引下线向地下排泄时,一部分雷电流窜入线路,损坏电气设备。
当雷击中独立避雷针,避雷带或者太阳能热水器时,雷电流大部分沿该下引线流入地网。
这时候引下线的周围产生磁场效应,若引下线与电气设备的距离R≤0.5m,取流经该引下线的雷电流为第三类防雷建筑物首次雷击的雷电流,由此便测算出雷电流,在此基础上即可实现对电气设备的感应式雷击的安全防护。
3.13各类线路的屏蔽及等电位措施
大型电气设备防雷措施中的等电位连接,主要分为室外金属构件等电位连接和室内金属构件的等电位连接。
室外部分主要包括金属支架,金属构件,避雷针,避雷带,室外线路屏蔽层接地和室外电涌保护装置接地的等电位。
室内部分包括室内线路屏蔽层接地,室内电涌保护装置接地及室内各种接地的等电位连接。
3.2等电位联结
3.21安全规则
在电气安全技术不断地发展和更新的进程中,人们注意到,大量电气事故是由过大的电位差引起的,为防止因此而导致的种种电气事故,20世纪60年起,国际上推广等电位联结安全技术的应用,现在,新建建筑物中基本上都采用了等电位联结。
国际上非常重视等电位连接的作用,它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用,都是十分必要的。
根据理论分析,等电位连接作用范围越小,电气上越安全。
总等电位联结做法是通过每一进线配电箱近旁的总等电位联结母排将下列导电部分互相连通:
进线配电箱的PE(PEN)母排、公用设施的上、下水、热力、煤气等金属管道、建筑物金属结构和接地引出线。
它的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。
局部等电位联结做法是在一局部范围内通过局部等电位联结端子板将下列部分用6mm2黄绿双色塑料铜芯线互相连通:
柱内墙面侧钢筋、壁内和楼板中的钢筋网、金属结构件、公用设施的金属管道、用电设备外壳(可不包括地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立小物件)等。
一般是在浴室、游泳池、喷水池、医院手术室、农牧场等场所采用。
要求等电位联结端子板与等电位联结范围内的金属管道等金属末端之间的电阻不超过3Ω。
3.22等电位连接网络
由一个系统的诸外露导电部分做等电位连接的导体所组成的网络叫等电位连接网络。
一信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统的等电位连接应采用以下两种基本形式的等电位连接网络之一:
S型星形结构和M型网形结构。
当采用S型等电位连接网络时,信息系统的所有金属组件,除等电位连接点外,应与共用接地系统的各组件有大于10kV、1.2/50μs的绝缘。
通常,S型等电位连接网络可用于相对较小、限定于局部的系统,而且所有设施管线和电缆宜从ERP处附近进入该信息系统。
S型等电位连接网络应仅通过唯一的一点,即接地基准点ERP组合到共用接地系统中去形成Ss型等电位连接。
在这种情况下,设备之间的所有线路和电缆当无屏蔽时宜按星形结构与各等电位连接线平行敷设,以免产生感应环路。
用于限制从线路传导来的过电压的电涌保护器,其引线的连接点应使加到被保护设备上的电涌电压最小。
当采用M型等电位连接网络时,一系统的各金属组件不应与共用接地系统各组件绝缘。
M型等电位连接网络应通过多点连接组合到共用接地系统中去,并形成Mm型等电位连接。
通常,M型等电位连接网络宜用于延伸较大的开环系统,而且在设备之间敷设许多线路和电缆,以及设施和电缆从若干点进入该信息系统。
在复杂系统中,M型和S型等电位连接网络这两种型式的优点可组合在一起。
一个S型局部等电位连接网络可与一个M型网形结构组合在一起。
一个M型局部等电位连接网络可仅经一接地基准点ERP与共用接地系统相连,该网络的所有金属组件和设备应与共用接地系统各组件有大于10kV、1.2/50μs的绝缘,而且所有设施和电缆应从接地基准点附近进入该信息系统,低频率和杂散分布电容起次要影响的系统可采用这种方法。
等电位联结主要是起各种保护作用:
1.雷击保护IEC标准中指出,等电位连接是内部防雷措施的一部分。
当雷击建筑物时,雷电传输有梯度,垂直相邻层金属构架节点上的电位差可能达到10kV量级,危险极大。
但等电位联结将本层柱内主筋、建筑物的金属构架、金属装置、电气装置、电信装置等连接起来,形成一个等电位连接网络,可防止直击雷、感应雷、或其他形式的雷,避免火灾、爆炸、生命危险和设备损坏。
2.静电防护静电是指分布在电介质表面或体积内,以及在绝缘导体表面处于静止状态的电荷。
传送或分离固体绝缘物料、输送或搅拌粉体物料、流动或冲刷绝缘液体、高速喷射蒸汽或气体,都会产生和积累危险的静电。
静电电量虽然不大,但电压很高,容易产生火花放电,引起火灾、爆炸或电击。
等电位联结可以将静电电荷收集并传送到接地网,从而消除和防止静电危害。
3.电磁干扰防护在供电系统故障或直击雷放电过程中,强大的脉冲电流对周围的导线或金属物形成电磁感应,敏感电子设备处于其中,可以造成数据丢失、系统崩溃等。
通常,屏蔽是减少电磁波破坏的基本措施,在机房系统分界面做的等电位连接,由于保证所有屏蔽和设备外壳之间实现良好的电气连接,最大限度减小了电位差,外部电流不能侵入系统,得以有效防护了电磁干扰。
4.触电保护1999年6月开始实行的新的建设部《住宅设计规范》中,有一项不太引人瞩目的条款:
城镇新建住宅中的卫生间宜做等电位连接。
专家通俗的解释是:
浴室等电位连接就是保护你不会在洗澡的时候被电着。
电热水器、坐浴盆、电热墙,浴霸以及传统的电灯……都有漏电的危险,电气设备外壳虽然与PE线联结,当仍可能会出现足以引起伤害的电位,发生短路、绝缘老化、中性点偏移或外界雷电而导致浴室出现危险电位差时,人受到电击的可能性非常大,倘若人本身有心脑方面疾病,后果更严重。
等电位联结使电气设备外壳与楼板墙壁电位相等,可以极大地避免电击的伤害,其原理类似于站在高压线上的鸟,因身体部位间没有电位差而不会被电击。
5.接地故障保护若相线发生完全接地短路,PE线上会产生出的故障电压。
有等电位联结后,与PE线连接的设备外壳及周围环境的电位都处于这个故障电压,因而不会产生电位差引起的电击危险。
等电位联结只是简单的导线的连接,并无深奥的理论和复杂的技术要求。
其所用设备仅是等电位箱和铜导线,投资不大,却能极大地消除安全隐患。
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第四章结论与展望
本次XX医院病房楼电气设计的研究项目,能够进一步提高医院的医疗条件和综合实力,创造一个良好的医疗环境,满足人们就医的要求,社会效益越来越明显。
该项目有利于提高广大人民群众的生活质量,改善人民的生活水平。
引导当地医疗事业的发展速度,使医院服务措施向多元化发展。
综上所述,该项目作为公益性项目,该研究有利于医院的可持续发展。
可以预见该综合病房楼在将来将会为更多的人民提供越来越优质的服务。
致谢
本论文是在老师亲切关怀和悉心指导下完成的,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。
在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!
最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母,谢谢你们!
参考文献
1.建筑照明设计标准GB50034-2004
2.供配电系统设计规范GB50O52-95
3.周贤,医疗建筑物内的电气安全北京医院建筑设计及装备国际研讨会论文集
4.建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004
5.建筑物防雷设计规范GBSOO57-94
6.建筑设计防火规范GB1J6-87
7.医院洁净手术部建筑技术规范GB50333-2002
8.恒耀,荧光灯镇流器的选择北京医院建筑设计及装备国际研讨文集
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