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關鍵詞:照明;供配電系統;設備選型;節能。
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
引言
氣候變暖和資源枯竭使節能減排成為全社會的共識。電力是現代人類在生產和生活中不可或缺的重要能源,但是人們在利用電能的過程中也不可避免地造成許多不必要的浪費。因此,研究電氣節能對國家提出的節能減排意義重大。大體來說,電氣節能主要包括供配電系統的節能、電氣照明的節能、建筑設備的電氣節能、計量與管理等。
設計作為電氣節能環節中的一個重要組成部分,其節能措施的合理應用能極大的提高節能的效果。下面就低壓配電設計過程中常用的幾個節能措施,做些探討
1、照明設計節能
由于照明量大而且面廣,因此照明節能的潛力很大。GB50034-2004《建筑照明設計標準》的第五章規定了各類建筑中不同性質功能間的照度標準值;第七章規定了各類建筑中不同性質功能間的照明功率密度值,并且為規范的強制性條文,需在電氣設計中嚴格執行。因此在設計中許多電氣設計人員通常僅按照功能間的照明功率密度值來估算功能間內的光源類型和數量,只要功率密度值不超過《建筑照明設計標準》所規定的值即可,而省去了照度計算這一步。筆者在實際計算中發現,同一功能間,在照明功率密度值略小于標準規定值的情況下,實際照度值遠遠超過了照度標準值,不滿足《建筑照明設計標準》4.1.7 條的規定:“在一般情況下,設計照度值與照度標準值相比較,可有-10%~+10%的偏差”。
工程實例:某一民用建筑中控制室長15m、寬8m、高3.6m,室內表面反射比分別為:頂棚0.7,墻面0.5,地面0.1。
進行照明設計。
(1) 確定照度值及照明功率密度值。查《建筑照明設計標準》,照度標準值Eav取300lx,功率密度值LPD目標值取9W/m2。
(3) 光源及燈具選擇。一般民用建筑中控制室照明選擇三基色細管徑直管熒光燈36W,光通量φ=3350lm,配格柵燈具(TBS168/236 M2),采用電子鎮流器。
(3) 根據照度標準值計算光源數量。
平均照度計算公式:Eav=NφUK/A
其中燈具維護系數K取0.8,
室形指數RI=lb/hr(l+b)=15*8/2.8/23=1.86
根據室形指數及室內反射比查照明設計手冊表4-14可
得利用系數U=0.62
光源數量N=EavA/ΦUK=300*15*8/(3350*0.62*0.8)
=21.7,取N=20
(4) 檢驗平均照度值。Eav= NφUK/A
=20*3350*0.62*0.8/(15*8)
=276.9lx
滿足照度標準值300lx誤差的-10%~+10%范圍。
(5) 檢驗功率密度值。LPD=20*37/(15*8)=6.2W/m2
LPD計算值小于《建筑照明設計標準》規定的的目標值,滿足要求。
如果按不超過功率密度目標值來估算,N=LPD*A/P0
=9*15*8/37=29.2
一般取N=28,即選14盞36W雙管熒光燈,此時照度值為:
Eav’= NφUK/A=28*3350*0.62*0.8/(15*8)=387.7lx,計算照度
值遠大于照度標準值。
目前,相當一部分工業及民用建筑中都存在照度值嚴重超標
的問題,作為電氣設計人員應該嚴格按照《建筑照明設計標準》
的要求進行照度計算,合理配置光源的類型、功率及數量,從源
頭解決照度值超標的問題,達到節能的目的。
2、供配電系統設計節能
工程設計的供配電方案應按照GB50052-2009《供配電系統
設計規范》的要求來執行,但仍然需要設計人員靈活的運用,提
出可行的供電系統節能運行方式。例如周期性負荷較大的雨水泵
站、會展建筑、高等院校等。
工程實例:某雨水泵站,主要負荷包括5臺低壓水泵(約800kW)、
變配電室照明負荷(約20kW)及綜合樓照明負荷(約100kW)。
根據《供配電系統設計規范》第3節的規定,水泵及變配電室照明負荷為二級負荷,綜合類照明負荷為三級負荷。
根據《10kV及以下變電所設計規范》3.3.1條規定:“變壓器臺數應根據負荷特點和經濟運行進行選擇。當符合下列條件之一時,宜裝設兩臺及以上變壓器:一、有大量一級或二級負荷;二、季節性負荷變化較大……”,3.3.2條規定:“裝有兩臺及以上變壓器的變電所,當其中任一臺變壓器斷開時,其余變壓器容量應滿足一級負荷及二級負荷的用電”,經負荷計算本工程可采用以下兩種配電方案:
方案一:選用兩臺1250kVA變壓器,一用一備,供雨水泵站內所有負荷。
方案二:選用2臺1000kVA變壓器,一用一備,供雨水泵站內水泵等二級負荷;另外設1臺160kVA變壓器供綜合樓照明、變配電室照明(選用自帶蓄電池的應急燈)。
由于雨水泵站的水泵只有在汛期才投入使用,絕大多數時間雨水泵站的實際運行負荷都非常小,如果采用方案一,在非汛期時變壓器的負荷率非常低(約5%~6%),而變壓器在負荷率低于30%的情況下效率很低,變壓器損耗很大。如果采用方案二,在非汛期時,可切除2臺1000kVA變壓器,只投入1臺160kVA變壓器供電,大大提高了變壓器的運行效率。
由此可見,在滿足規范要求的前提下,根據不同性質負荷的運行情況,合理的供配電系統設計對于電氣節能的影響非常大。
3、設備選型節能
在電氣設計設備選型時,應盡量選擇高效率的節能設備,主要從以下幾個方面著手:
(1)選用新型SCB10系列變壓器,具有低損耗、承受熱沖擊能力強、過負載能力大、防火性能高、噪聲低、不污染環境等特點,替代SCB9系列變壓器。
(2)采用無功自動補償裝置,電容器組采用過零投切方式。
(3)照明設計中使用高效光源。采用三基色T5、T8直管熒光燈,小功率陶瓷金屬鹵化物燈等。
(4)選用效率高、易清掃、易更換的照明燈具。
(5)熒光燈應采用高效電子鎮流器,金屬鹵化物燈采用節能型電感鎮流器。
關鍵詞:供電電源 照明 接地及等電位聯結 漏電
中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(c)-0072-01
在建筑電氣設計中,醫院建筑的電氣設計與其他一般的公共建筑在功能的復雜性、醫療設備的特殊性、負荷等級及供電可靠性、工藝及安全防護的可靠性等很多方面均有不同。
本人近期參與了多個醫院病房樓及門診樓的電氣設計,對在醫院設計時遇到的一些問題及進行的解決方案希望與各位讀者共同討論。
1 供電電源及負荷等級的確定
按照醫院建筑的轄屬等級可以分為四級:(1)省級醫院;(2)地、市級醫院;(3)縣、區級醫院;(4)鄉、鎮級醫院。遼寧醫學院附屬第一醫院病房樓工程,建筑面積為4萬m2,屬于地、市級醫院。對于縣級以上的醫院,其供電負荷為一級。本工程在地下室內設置10/0.4 kV變電所,兩路電源分別來自錦州市內兩個不同區域的變電站,采用10kV高壓進線。高低壓均單母線分段運行并采用兩臺變壓器均工作的方式。手術室層、ICU病房層、輸血科層、潔凈空調層、產科層電源均由低壓總配電室不同變壓器低壓配電柜單獨回路引來,且在設備末端采用雙電源自動切換。
2 電氣照明設計
醫院的照明設計與其他建筑相比應該有很多自己的特點,有如下不同之處:
(1)根據規范GB50034-2004《建筑照明設計標準》,病房照明地面上的照度應為100lx,但這是指病房內的普通照明,按照現在各大醫院的做法要求實現“一床一燈”,也就是說每個床位必須配備一個床頭燈,目的我想不外乎有兩個,一是考慮多人病房時,夜晚的時候不至于開燈影響到其他病人的休息,二是在醫生來病房作檢查的有些時候是需要有足夠的局部照明以便檢查的,局部照明應采用顯色性高的光源,并應盡量較少炫光。
(2)根據規范JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》10.8.6.8條規定,病房內宜設有夜間照明(也叫護理照明)。在病床床頭部位的照度不宜大于0.1lx。筆者在本工程內設置了地腳燈,為墻上嵌入式安裝,安裝高度為底邊距地0.5 m。在夜晚只開地腳燈便于配合人員和醫療人員的活動,又不影響其它病人的休息。結合其他設計人員對夜間照明設計在夜間照明的控制上有多種做法,一種是在護士站集中控制,這種方式的好處是便于集中管理,但控制方式不算靈活,在不需要打開地腳燈的房間里沒辦法去控制它的開關。還有一種方式是采用電源由護士站照明配電箱供電,在每個房間的門口設置控制開關,由護士或管理人員進行控制,但缺點是不能采用就地控制的方式控制不太方便。
(3)手術室的照明在醫院的照明設計中應該是比較重要的。手術室內的一般照明根據規范要求應該不小于500lx,照明光源采用帶有機玻璃照的并且應該具有高顯色性的熒光燈,以減少煊光、減少醫護人員的視力疲勞。在本工程設計中一般照明燈具采用嵌入式安裝,手術室內應無強烈反光,且手術室的照度均勻度不宜低于0.7。手術室內除一般照明還設有供手術局部照明的無影燈、看片燈、紫外線消毒燈、應急燈和手術室門口上的標志燈。
3 手術室、重癥監護室的供電可靠性問題
在供配電系統設計時,手術部(手術室)、重癥監護適應按一級特別重要負荷供電。根據手術室的供電重要性及可靠性應考慮在每個手術室設置不間斷電源以保證其供電的可靠性。本工程在手術室及重癥監護室的供電設計上,采用雙電源互投的前提下設置EPS不間斷電源的供電方式以保證其供電可靠性。
4 漏電斷路器的設置及漏電電流值的選擇
醫院內屬于自軀體保護區域及心臟保護區域的電氣回路應裝設漏電保護器或線路絕緣及負荷監視裝置,如心臟手術、腎透析、胸腹引流、骨關節、放射治療、重癥監護室等醫療場所。
漏電保護器額定漏電電流為10mA漏電,動作電流為(0.5-1.0)In(可調整時),開斷時間應小于40 ms。在實際工程中,我們均采用30 mA動作電流的剩余電流漏電保護開關。因為漏點開關的動作電流選擇,要考慮到供電的可靠性需滿足其值要大于該回路及設備固有漏電電流值的二倍以上。在工程中,漏電保護開關往往用在普通插座回路中,有些配電支線距離可能比較長且一個回路中會有同時使用多臺醫療電器設備的情況。這樣的話,就要慎用6 mA、10 mA小動作電流的漏電保護開關,以免誤動作影響正常的供電;如要用6 mA、10 mA小動作電流的漏電保護開關,一般就地設置且需控制插座的數量。
5 防雷、接地、等電位聯結
醫院接地系統包括以下部分:
防雷系統;
配電系統接地;
建筑設備接地;
醫療設備接地;
總等電位聯結。
醫療電氣設備工作性接地電阻值應按設備技術要求決定。在一般情況下,宜采用公共接地方式,接地電阻小于1 Ω。如需采用單獨接地,兩接地系統的距離不宜小于20 m。為降低電氣設備發生接地故障時電氣裝置外露部分的接觸電壓,降低或消除從建筑物外部傳入電氣裝置外露部分上的危險電壓,防止電擊事故的發生,須在建筑物內做等電位聯結。
醫療建筑采用公用接地系統。設備接地、建筑防雷接地、屏蔽接地等共同接到一個總接地裝置上。敏感電子設備的不知應避免在建筑物迎雷面的外側。目前大型醫療設備的接地均采用公用接地裝置。
等電位聯結應包括三個不同的內容,一為建筑物的總等電位聯結,二為輔助等電位聯結,三為局部等電位聯結。
(1)建筑物的總等電位聯結:總保護導體(保護干線);總接地導體或總接地端子;建筑物內共用管道,如煤氣管、水管;可利用的建筑金屬結構件,集中采暖和空調系統的金屬構件的聯結等,總稱為總等電位聯結。(2)輔助等電位聯結:所有可觸及的固定式設備金屬外殼和外部可導電部分。還應包括鋼筋混凝土結構中的主鋼筋及插座的保護導體在內的所有保護導體相連接,稱為輔助等電位聯結。(3)局部等電位聯結:一般是指不接地的局部等電位聯結的防護。
醫療電氣設備是特殊的裝置,對醫院工程的電氣設計一定要謹慎。本文為筆者在做醫院工程的過程中結合國家規范及技術措施簡單介紹,一定有很多不完善的地方,希望與各位讀者共勉。
參考文獻
[1] 智能建筑電氣技術.醫院建筑專輯,2005(4).
本文通過對微電子、集成電路工業在潔凈廠房中電氣設計的分析,對其中的電氣、照明進行研究討論,分析目前設計中的不足,爭取將潔凈廠房中的電氣設計更加完善。
決定潔凈室內的空氣潔凈度關鍵有三個要素:
(1)使用適合的高效過濾器;
(2)解決好氣流流型,維持室內外空氣壓差;
(3)保持室內免受污染。
故盡量減少灰塵的積累是潔凈廠房內配電設備及燈具選擇的首要考慮因素。
1 潔凈廠房中電氣設計
《潔凈廠房設計規范》GB50073-2013中對潔凈室內配電設備的規格尺寸有明確規定。潔凈室內的配電設備,盡量選擇小型配電設備,安裝方式采用暗裝方式。這么做主要是為了滿足潔凈室潔凈度的要求,《潔凈廠房設計規范》GBJ73-84中空氣潔凈度等級分為4級,即100級、1000級、10000級、100000級。隨著電子工業的飛速發展,潔凈廠房對空氣潔凈度的要求越來越高,要求控制塵粒的粒徑到0.1μm以下。新的《潔凈廠房設計規范》GB50073-2013中空氣潔凈度從4個等級增加為9個等級,即1級、2級、3級……9級。采用暗裝方式主要是考慮灰塵不易積累。而選用大型落地式配電設備,暗裝進墻內很困難,采用明裝方式會積累大量灰塵。故為了減少積灰,大型落地配電設備宜放置在非潔凈區內。
潔凈室內的電氣管線宜采用暗敷設的方式,這樣要求的目的也是為了減少灰塵的積累。由于潔凈廠房有空氣潔凈度的要求,各個專業的管線均采用暗敷的方式,電氣專業的電纜橋架、管線在暗敷時要注意與其他各專業的協調和配合。微電子、集成電路工業由于用電點較多、較集中,如采用配管的方式線管較多,布線較凌亂,給施工會帶來不便,故采用電纜橋架配線,穿管引下至用電點是個較好的選擇。潔凈廠房技術夾層或技術吊頂內的風管較多,且有縱有橫,電纜橋架采用局部翻越風管的方式并不適合,故電纜橋架標高需高于風管的頂標高;當潔凈廠房內設置自動噴水滅火系統時,橋架標高需同時高于風管的頂標高和自動噴水管道的最高點。
考慮到防火要求,潔凈室內穿線導管應采用不燃材料,一般工程設計中常采用鍍鋅鋼管,除了埋地、埋樓板和消防管線外,也可采用氧指數在27以上的難燃PVC管。為了防止空調系統停止運行時,因為壓差的作用塵粒通過管線空隙進入潔凈室,故潔凈區的電氣管線口及安裝于墻上的各種與墻體接縫處應有可靠的密封措施。
2 潔凈廠房中的照明設計
2.1 一般照明
《潔凈廠房設計規范》GB50073-2013中要求潔凈廠房主體結構采用大空間及大跨度柱網,并且潔凈廠房多無自然采光,故潔凈廠房的照度要求一般較高,燈具的光譜盡量接近自然光;潔凈廠房因為有潔凈度要求,暖通專業的風口數量較多,燈具的數量受到限制,要求燈具的發光效率高。綜合考慮上述要求,采用熒光燈作為光源是最佳選擇。如果照度值達不到要求,譬如:由于潔凈廠房層高較高,采用一般的熒光燈達不到設計要求的照度值時,可以采用其他光色好、比熒光燈發光效率高的光源。若某些生產工藝對光源的光色有特殊要求時,也可以采用其他符合要求的光源。
照明燈具的型式選擇及安裝方式對潔凈室內空氣潔凈度有很大的影響。燈具要選擇表面光滑,不易積灰;易清掃,不易產生靜電的材料制成的燈具。所以,燈具的選擇要選用潔凈室專用燈具。當空氣潔凈度等級為1~5級:潔凈室內氣流流型為垂直單向流時,宜選用淚珠式熒光燈;當潔凈室內氣流流型為水平單向流時,送、回風口均安裝在側墻,頂棚區域便于安裝燈具,但因為建筑層高不高,要減少燈具對氣流的影響,故要選用嵌入式熒光燈。當空氣潔凈度等級為6~9級,潔凈室內氣流流型為非單向流時,宜選用三角型吸頂熒光燈或盒式吸頂熒光燈。燈具安裝時,要密封處理好,便于更換燈管、清掃,防止灰塵流入潔凈室,影響潔凈室內空氣潔凈度。
整個潔凈廠房的照明設計要考慮到明暗適度,從工作區到非工作區(如走道、休息室)照度不能相差太大。如果相鄰兩個區域照度相差太大,從一個區域到另一個區域會造成人眼的不舒適,所以工作區與非工作區的照度等級不能相差太大,一般相差1~2個等級為宜。《照度設計手冊》(第二版)中規定“非工作區的平均照度不應低于工作區照度的1/3。”故最低不低于100lx。
2.2 應急照明
因為潔凈廠房是一個相對的密閉體,基本上沒有自然采光,這就要求潔凈廠房設有備用照明和應急照明。
備用照明的作用是:為了在正常照明失效時,人們能夠繼續進行正常的活動。備用照明的電源可以由柴油發電機供給,對有兩臺或兩臺以上變壓器的,可以與正常照明的供電干線接至不同的變壓器,或采用與正常照明供電干線從變電所的低壓屏上(或母線上)分開的方式。備用照明的照度要求一般不低于正常照明的10%。燈具型號選用與一般照明相同的燈具型號,自帶逆變蓄電池。平時作為正常照明的一部分,停電時自動由市電切換到蓄電池提供電源。一般蓄電池持續供電的時間不少于30min。
應急照明的作用是:為了在應急情況下,人們能在最短時間內撤離事故現場,保證生命安全。《建筑設計防火規范》GB50016-2006中規定“安全出口和疏散門的正上方應采用‘安全出口’做為指示標志”“沿疏散走道設置的燈光疏散指示標志,應設置在疏散走道及其轉角處距地面高度1.0m以下的墻面上,且燈光疏散指示標志間距不應大于20m;對于袋形走道,不應大于10m;在走道轉角區,不應大于1.0m,其指示標志應符合現行國家標準《消防安全標志》GB13495的有關規定”“疏散走道的地面最低水平照度不應低于0.5lx”。
當建筑外墻無門無窗時,或門窗間間距大于80m。一旦發生火災為了方便消防人員通往潔凈室(區)進行滅火,建筑專業應在外墻上適當位置設置專用消防口。電氣專業應在專用消防口外設置紅色應急照明燈。
在進行潔凈廠房設計時,應急疏散照明是電氣設計人員容易注意到的,但專用消防口卻常常被大家所忽視,所以在進行設計時,電氣設計人員要特殊注意建筑專業設置的專用消防口外并在專用消防口設置紅色應急照明燈。
潔凈廠房由于其要求的特殊性,是綜合型極強的工程設計。潔凈廠房設計對管線布線技術要求嚴格,在設計中要注意與其他各專業之間的緊密協調配合;配電設備、燈具的選擇及安裝方式要注意不易積灰,容易擦拭。這樣才會設計出來滿足生產要求的潔凈廠房。
參考文獻
[1]GB50073-2013《潔凈廠房設計規范》.
關鍵詞:應急照明;強制點亮
在建筑照明設計領域,應急照明重要性不言而喻,但在目前設計行業,對應急照明存在認知混亂,特別是對初學者,在應急照明設計中往往存在差錯。主要為概念不清及系統強點控制不當。
1 應急照明的設計標準
目前現行國家規范《建筑照明設計標準》GB50034-2004中已做了清晰定義,對應急照明分為了安全照明、疏散照明、備用照明三種類別。對于以上三類照明不同場所的設置情況,JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》第13.8章節又對備用照明、疏散照明的不同設置場所進行了規定。根據建筑電氣設計行業實際情況,除安全照明以外,備用照明和疏散照明均與消防火災有關,因此必須滿足消防的要求。
2 火災時是否強制點亮的疑問
對于應急照明系統的強制點亮問題,本地很多同行都有疑問,當地圖紙審查機構以及消防主管部門也沒有嚴格要求,沒能形成廣泛的共識。
根據即將實施的新版《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013要求,當確認火災后,能夠由發生火災的報警區域開始,依順序啟動整個樓內疏散通道上的消防應急照明和疏散指示系統。由此可見,當發生火災時,應急照明系統是必須強制點亮的。
另外,在住宅建筑的相關規范中有相應的規定,比如近年更新的GB50096-2011《住宅設計規范》8.7.5條規定,還有JGJ242-2011《住宅建筑電氣設計規范》9.2.3條規定:當應急照明采用節能自熄開關控制時,在應急情況下。設有火災自動報警系統的應急照明應自動點亮”由上規范可知,火災時應急照明也是需要強制點亮的。
這里需要強調一點,對于備用照明設置的場所,在民用建筑領域,主要指消防水泵房、防排煙機房等在火災發生時供工作人員繼續工作的場所,在一般情況下,這些場所基本都安裝了翹板開關,平時大多會將其關閉。規范中對這些場所的火災應急照明最少持續供電時間及最低亮度有明確規定,但未界定是否要在火災時強制點亮。對此問題,本地設計行業及相應審圖機構基本達成共識,對上述場所可不要求強制點亮。
另外,對于疏散照明包括疏散照明燈和疏散指示標志,因疏散指示標志耗電量小,如LED燈約1W左右,通常設計為常亮,故火災時無需強制點亮。
3 火災時強制點亮的常規方法
用得比較普遍的方法如下圖所示,主要采用加接觸器帶充電控制線及采用雙控開關的模式。
此方法的電源為雙電源供電,第二電源可取自柴油發電機或室外第二電源,應急照明燈不常亮,出口標志燈、疏散指示燈常亮。在平時,因L線帶電,帶蓄電池的應急照明燈處于浮充電狀態,充電控制線不帶電,普通燈可作為正常照明使用。當發生事故后,第一電源切斷,在備用電源還未投入時,出口標志燈、疏散指示燈使用蓄電池電源,處于點亮狀態,應急照明燈失去外電,被點亮;當備用電源投入,接觸器1C閉合,充電控制線帶電,作為應急照明的普通燈點亮,應急照明燈得到外電,熄滅,出口標志燈、疏散指示燈仍然處于點亮狀態。整個過程中,照明是不間斷的,而且此方案可實現在消防控制室統一控制應急照明的點亮,此種方案可用于對于防火要求不高的一般建筑。
而對于大型建筑,特別是公共建筑,采用上述第一種方法時系統復雜,自身使用接觸器過多,增加故障點。故對于大型建筑,可采用新型的智能消防應急照明及疏散指示系統。
4 火災時強制點亮的新型方法
隨著近幾年的技術發展,應急照明系統也走上了智能化的軌道。目前比較流行的火災時強制點亮的新型方法主要指智能消防應急照明及疏散指示系統。
該系統是由應急照明燈具、消防報警系統、智能疏散系統等多種設備組成的、應用于大型公共場所的一套智能消防疏散指示系統。這個系統已有多家廠家生產銷售并在一些重點項目中實際應用。該產品不僅符合GB17945-2010《消防應急照明和疏散指示系統》國家標準,還同時具備公安部消防產品認證中心出具的產品型式認可證書。得到消防主管部門的認可歡迎。該系統具有如下特點:
(1)系統正常和火災情況下均由應急照明分配電裝置為燈具提供安全電壓(DC24V)電源,避免發生人身觸電情況。采用安全電壓供電模式,這點非常受消防滅火人員歡迎。
(2)燈具具有獨立地址編碼,能實時監測燈具的狀態,接收和執行系統的控制指令,并能向系統上報各種報警故障信息和燈具的運行狀態。
(3)當系統主機、消防火警主機處于癱瘓狀態時,消防控制中心還能夠通過智能聯動模塊手動使燈具處于強制應急狀態,按照正常的疏散路徑執行相關疏散預案。
(4)系統采用智能分布式集中電源作為備用電源,集中電源能顯示主電電壓、每節電池電壓,輸出電壓和輸出電流、充電狀態、故障狀態,能發出聲光故障信號并指示相應部位,并將這些信息發給控制器主機,同時接受主機的控制,電源具有手動、自動功能和強制啟動功能。
(5)系統實時監測各回路及燈具的開路、短路及連接狀態以及應急照明集中電源內蓄電池、燈具光源故障及電池的充電情況,并判定是否充滿;檢測應急照明集中電源內部部蓄電池的容量和應急時間、應急預案啟動及應急燈具的應急轉換功能。
(6)系統主機具有消防聯動功能及能夠進行CAD平面圖形監控顯示,能顯示應急照明集中電源、應急照明分配電裝置、及各燈具在平面圖中的位置、工作狀態(故障、充電、應急狀態等信息)疏散指示標志燈指示的方向,并能動態顯示應急逃生路線等信息。
(7)發生火災時,系統根據火災報警系統(FAS)的聯動信息,確定火警的位置等信息,通過發出強迫點燈信號點亮應急燈具。通過語音提示及智能導光等指令,根據現場火災情況,實時動態調整標志燈具的疏散指示方向,為火災現場的逃生人員指出一條安全、快捷、有序的逃生路線。
(8)系統24小時不間斷的對終端設備進行巡檢監控,如某個回路燈具發生故障,主機發出聲光報警,可定性到燈具的故障。發生危險情況時,集中控制型消防應急燈具主機根據火災報警系統傳遞的信息,對危險區域的燈具進行調整。
該成套系統很好的解決了目前設計人員的一些問題,對于大型建筑,設計者可根據工程情況酌情采用。
5 結 語
對設計者而言,應急照明系統并無復雜的理論,很多同行也寫過類似的文章。本文希望與同行們探討,選擇合適的應急方式,進一步提高設計質量。
參考文獻
【關鍵詞】醫療電氣設備 供電 電源系統 電氣設計
【Abstract】The hospital is a service to patients institutions, hospitals electrical design because the function and other buildings that different its particularity. Hospital for uninterrupted power supply and of the shock requirements are very high, may give patients without power pose a threat to life, medical electrical equipment happen leakage, also can endanger people's life.So the hospital to the power supply the safety and reliability of the higher requirements. Especially in surgery or critical care state of patients are often incompetent state, and must rely on certain medical equipment maintain life, any medical equipment fault, will give patients life-threatening, thus in the electrical power system must ensure the reliability of the medical equipment, in some important medical treatment place, both security and equipment in line at fault the patient's personal safety, and to ensure that the power supply the sustainable.
【Key words】Medical electrical equipment ,Power supply,Power supply system,Electrical design
引言
隨著我國醫療衛生事業的快速發展,我國的醫院建設步伐也在不斷加快。醫院是一個為病人服務的機構,醫院電氣設計由于功能與其他建筑不同而顯示其特殊性。針對病人這樣一個特殊人群,電氣設計中的供電可靠性以及為病人提供安全舒適的就醫環境就顯得尤為重要。下面,筆者就醫療建筑電氣設計中的一些體會,談談自己的看法。
醫院的分類
醫院建筑的轄屬等級可分為四級:(1)省級醫院建筑; (2)市、地級醫院建筑;(3)縣級醫院建筑;(4)鄉鎮級醫院建筑。按醫院的建設規模可分為一級、二級、三級醫院,其中每一級又分為甲 乙.丙三等.以上些級別指的是綜合性醫院。醫院通常由門診、醫技、住院、行政辦公及后勤組成。
醫院的負荷等級和負荷類型
醫院供電系統應遵循國內供電規范,并參考國際IEC相關標準進行設計,按照我國現行醫院等級和標準,地區醫院及二類醫院的供電等級分為一級或二級負荷。為了確保醫院供電的可靠安全,根據醫院的規模可以采用以下幾種供電方式:
1、三級醫院:采用兩路1OkV專線供電, 自備柴油發電機,重要末端負荷采用UPS或EPS供電(供電時間可按30分鐘設計)。
2、二級醫院:宜由兩回路供電 在供電條件有困難時,可由一回路6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。有條件時可增設自備柴油發電機,重要末端負荷采用UPS或EPS供電。
3、一級醫院:應采用一路10kV供電,重要負荷采用UPS或EPS供電。
根據醫療建筑用電負荷的特殊性并考慮到醫院以后的可持續發展,低壓系統建議采用如下形式:
1、電壓波動大的空調及動力負荷為一個低壓系統,如空調采用專用變壓器供電;
2、電壓波動小的照明及一般醫療用電插座負荷為一個低壓系統;
3、電壓要求高且自身壓降大,如醫用數字檢影成像系統設備,單獨采用一臺變壓器。
低壓配電系統
醫院用電負荷一般分為照明系統、醫療動力系統、插座系統、空調系統、新風機、風機盤管、應急照明系統等。
1、放射式供電系統
大型、重要性設備應由配電變電所放射式供電,一級負荷均為雙路供電末端自投。冷水機組、真空吸引、X光機、CT機、MRI機、DSA機、ECT機等設備主機、燒傷病房、血透中心、中心手術部的電力及照明、CT機、MRI機、DSA機、ECT機等機房的空調電源、電梯及屋頂排風機、洗衣房及營養部的動力、由雙路電源供電并自動切換的應急照明配電箱、防火卷簾門的配電箱也應分別由變電所低壓屏放射式供電。
2、放射式與樹干式結合的供電系統
由變電所將各類電源分別引至各豎井,通過母線輸送至各層。各豎井內分別設有照明、配電、空調及應急照明配電箱。配電、照明分別放射至各科室的配電、照明配電箱。各科室的計量表設在豎井配電箱內或在電源側集中計量。
3、醫技檢驗科、血液透析室等處的儀器對電源要求較高,部分電源通過穩壓器后再通過UPS供電。
手術部、ICU、血透等場所的配電系統
1、手術部、ICU、CCU、NICU
中心手術部是醫院的核心工作地,手術部的配電采用雙路電源末端切換。這包括手術室內配電及手術潔凈空間系統的配電。電源由變電所專線供電。手術部供電可采用在非潔凈區雙電源后再分別引至各手術室配電箱。手術室設專用配電箱,放置在清潔走廊的配電小問內.每間手術室的配電總負荷應按設計要求計算且不應小于8kVA。ICU、CCU、NICU的供電可按照每四張床配一臺8 0kVA隔離變壓器及絕緣故障定位系統,每張床電源按兩回路設計,醫療槽上插座及醫用吊塔各引一路。
2、血透中心
設一雙電源切換箱 電源引自變電所不同變壓器兩段母線。每臺透析機(2kW 220V)自帶UPS電源,建議每床自雙電源切換箱引一路電源,醫療槽上設四個三孔電源插座,可為透析機、呼吸機、心電監護儀等設備使用;每床預留有線電視、手機充電器及計算機插座.電源引自本層的普通動力總箱以避免普通用電設備跟醫療設備共用電源,保證供電安全。
3、急救中心
急救中心的搶救、急診ICU按一級負荷、特別重要負荷設計,采用醫療IT系統.急診化驗注射、輸液等其它部位按一級負荷配電。對于規模比較小的急救中心.可在急診區域內設變電所單獨放射的雙電源切換箱,為整個急診區域供電。對規模比較大的急診中心,設三段母線,分別為急診照明干線、動力干線、應急干線.照明及動力干線引自變壓器不同母線段.應急干線引白變電所應急段,應急干線每層安裝兩個插接.分別引至照明及動力配電箱,應急干線作為照明及動力干線的備用使用,其容量應為兩段干線容量之和設計,以保證整個急診區域的可靠供電。
照明設計
醫院照明應從兩方面來分析,首先是以能充分發揮醫療的功能,直接或間接的對診斷治病起作用;其次要考慮與病人身心健康密切相關,應為病人創造一個舒適、安靜的照明環境。因此,照明布燈在醫院照明設計中是較為重要的環節。下面簡單介紹一下醫院典型場所的照明設計。
1、大廳
大廳包括門廳、掛號廳、取藥廳、候診廳等場所。此類場所是人員較集中的地方。病人從掛號開始到候診、治療、交費、取藥需要等待的時間較長。因此照明設計要給病人創造一個安靜的氣氛,不宜選擇豪華的裝飾燈具,應以簡潔明快的燈具為主。有條件的場所應盡可能充分利用自然光,并設計照明節能控制。例如,采用間隔和分區控制方式或采用照度傳感器.根據廳內亮度的變化.自動控制燈的亮滅。近幾年,醫院單體建筑規模越來越大.公共大廳開闊、敞亮,公共區域的照明開關、風機盤管的溫控器一般都集中裝在護士站,使得幾組照明開關和多個溫控制器匯成一排,開啟很不方便.也影響美觀。
2、公共走道照明
公共走道是室內的交通要道,門診醫技樓走道兩側都有診室,走道與診室僅一門之隔,診室的照度一般要在300lX,走道照度若設計得太低.會加重人們出入于走道、診室這兩個相鄰區域時對光線變化的不適感。因此.在設計時要充分考慮這些因素。走道主要依靠人工照明,一般采用具有防止眩光的燈具嵌入式安裝在走廊的吊項上。如果要求高一點,采用反射式天棚,效果會更好.躺在病車上的病人不會因目視頂棚的燈管而感到不適。
病房公共走道不同于門診醫技樓.住院病人適合清靜環境,燈光應該均勻柔和。因此,照度相對要低一些,一般在1O01x左右,宜采用嵌入式暖色光燈具或熒光燈。走道可間隔8m設LED嵌墻式腳燈供護士夜間巡視用,開關放置在護士站,深夜時一般照明就可關閉。
3、病房照明
病房照明可分為一般照明、局部照明和夜間照明設計等幾個方面。病房的一般照明需主要考慮病人并兼顧醫護人員的要求,營造寧靜而溫馨的光環境。根據《建筑照明設計標準》GB 50034-2004的規定,病房內的照度標準為1 O01x.光源色溫小于3300K。光源一般選擇低色溫熒光燈。由于很多病人需要長期臥床休息,如果在頂板上安裝普通燈具會形成明顯眩光造成病人的不適。目前病房設計多采用漫反射熒光燈具或間接反射型照明兩種方式。
病房的局部照明主要為病人閱讀和醫護人員進行操作時提供必要的照度,一般采用在綜合醫療帶上安裝模塊式熒光燈,也可設計可調式旋臂壁燈,選用可調光光源,既滿足本床病人的要求,又可減少對其它床位的影響。病房區域都設計有夜間照明,以滿足夜間值班護士和病人的需求。通常在病房內衛生間旁或f-j口設夜間腳燈。腳燈的放置位置應盡量避免其燈光直射病人的眼睛.腳燈開關一般設在護士站,由值班護士統一控制。
護士站因有精密操作和書寫閱讀的要求,需設計較高的照度。根據《建筑照明設計標準》GB 50034-2004的規定.護士站在工作面的水平照度應滿足300Ix,并采用色溫較高(5500K)的光源。
4、門急診照明
診室、治療室、檢查室、急診觀察室等場所照度一般按300Ix設計,并采用漫反射型燈具.以減少眩光;眼科診室分為明室和暗室,明室照度一般低于其它診室,可按200lx設計,暗室一般需要連續調光照明,使病人的視覺有一個明暗適應的過程.調光應是連續平滑的,避免出現頻閃現象聽力檢查室內建議照度為100Ix左右,聽力檢查室內絕對不能有噪聲.采用熒光燈時.應將節能電感鎮流器安裝在室外或采用電子鎮流器。
5、紫外線燈的配置
采用紫外線殺菌燈是醫院殺滅空氣中細菌的有效方法,但因其所具有的強烈的紫外線有礙眼睛、皮膚健康,所以,設置時應盡量避免將紫外線直接照射到病人或者醫務人員的視野內。因此,應在房間無人的情況下使用紫外線燈殺菌。
根據《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008規定, 候診室,傳染病院的診室和廁所、呼吸器科, 血庫、穿刺、婦科沖洗,手術室等場所應設置紫外線殺菌燈。控制紫外線燈的開關需設計明顯的標識以區別于普通照明開關。普通手術室在手術臺上方一般都設有紫外線殺菌燈, 對室內空氣滅菌消毒, 但是潔凈手術室可不盡然。潔凈手術室不同于一般的經消毒的普通手術室,它在于不僅仍然實行常規、有效的消毒滅菌措施, 還要采取空氣潔;爭技術措施。前者主要針對表面滅菌, 后者主要針對空氣中的微粒(含有生命微粒) 清除。在同時采取這兩種措施時, 有些常規消毒滅菌方法就不能成為有效的手段了, 因此潔凈手術室不必設置紫外燈進行消毒滅菌。按照一般衛生要求,房間燈具安裝高度不大于2.7m。
醫院的電氣安全及電力系統保護方式
醫院電氣安全是醫院電氣設計的一個重要環節。醫院是病人診斷、治療和生活的場所,院中有些人反應遲鈍,行動不便甚至失去知覺,正在手術中的病人失去皮膚的阻抗更容易受電擊傷害。為此對醫院的不間斷供電、防電擊、防電氣火災等電氣安全提出了更高的要求。
醫院涉及到的電力系統的保護方式有接地保護TN-S系統、局部中性點不接地系統―IT系統、醫用局部等電位(接地電位小于10mV)、建筑物總等電位及衛生間局部等電位聯接、漏電保護。
一般場所的移動式設備均應采用漏電斷路器進行保護。治療室、功能檢查室、手術室、搶救室、心血管造影室DSA、衛生間、浴室均設置了局部等電位聯結。中心手術室配電系統為保證病人的安全應采用IT系統。
電氣設備對病人的影響,即電擊。電擊包括宏電擊和微電擊。防止宏電擊可以采用接地線及漏電保護器來完成;而引起微電擊的主要因素是電子儀器的泄露電流及病人所處的環境非等電位。因此,減少泄漏電流及局部等電位聯接,是在保證電子儀器CF型絕緣的條件下的克服微點擊的重要手段。
醫院有越來越多的先進儀器和設備,而且這些設備多數為敏感電子設備,而雷電對敏感電子設備的危害,可通過設置SPD加以保護。對于有大電流接地的醫療設備的接地,應避免接地線過長,宜采用就地接地,因采用局部等電位聯接,周圍的病人也是相對安全的。
結語
隨著我國國力的增強,醫療衛生事業將在一定時期內得到長足的發展。醫院的功能將會越來越復雜。醫療場所的供電時非常復雜的,配電系統是否可靠、安全,直接影響著病員及醫務人員的生命安全,在重要的醫療場所,比如手術室,重癥監護室,心臟監護病房等,應該采用IT系統。大型的放射設備應采用專用變壓器、專用回路供電。以上只是醫療建筑電氣設計中一部分設計要點,不同的工程、不同的場所,會不斷提出新的問題,設計人員應高度重視醫療建筑的電氣設計,為業主提供既安全又可靠,同時又具有較高性價比的配電方案。
參考文獻:
[1] 《工業與民用配電設計手冊》第三版
[2] 《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008
[3] 《照明設計標準》GB 50034-2004
[4] 《建筑物防雷設計規范》GB 50057-94
關鍵詞:民用建筑;應急照明;設計;措施
中圖分類號:TS958 文獻標識碼: A
應急照明在民用建筑中的作用十分重要,因此建筑設計中一定考慮其安全可靠性,還應該考慮到實際可操作性;所以在具體的工作中,設計人員應具體情況具體分析,根據環境要求正確的設置應急照明系統,還要注意到供電方式與控制方式的匹配選擇,保證應急照明系統能在災害發生時,為減少人員的傷亡,降低財產的損失發揮出它應有的作用。
一、 應急照明的概念與分類
應急照明是指在正常照明系統因電源發生故障,不再提供照明的情況下,供人員疏散、保障安全或繼續工作的照明。
1、 疏散照明
當民用建筑正常電路出現故障發生斷路,為了讓在場人員能及時撤離建筑物而啟動的照明系統。根據我國建筑照明設計標準,人員疏散通道所提供的照度不應該低于0.5Ix,人員密集場所內的照度不應低于1Ix,樓梯間內的地面照度不應低于5Ix。從使用功能方面,又要注意人員疏散指導標示的照明,這個設置有利于人們在撤離現場時能夠辨明方向,及時通過障礙,到達安全地帶。
2、 安全照明
電源故障導致正常照明因突然切斷時,在一些特殊場合要保證在場人員安全而設置照明,存在潛在危險場合,如醫院手術間、住宅電梯內等;當突然斷電時,應急安全照明應在0.5s 內及時啟動,并保證不小于正常5%的照度。
3、 備用照明
當正常照明發生事故時,為了確保正常工作繼續進行的照明。《建筑照明設計標準》規定:備用照明由一部分或全部由正常照明燈具提供,它的應急電源主要應來自兩個級別的電源:電網電源和白備電源(發電機或集中蓄電池),照度一般不低于正常照度的10%。
二、民用建筑中應急照明設計的措施
1、應急照明的供電
(1) 由電網獨立電源供電
要求由外部引來兩路獨立電源供電,確保一路故障時,另一路仍能繼續工作。該電源具有易滿足轉換時間要求、持續工作時間長、供電容量不受限制的特點。但在大部分情況下,供電部門不能提供完全獨立的兩路高壓電源,或雖然能提供,但因投資過大而被建設方否決。
(2) 由柴油發電機組供電
該電源的特點是供電容量和供電時間基本不受限制,但由于機組投入運行需較長時間,經常處于后備狀態的機組停電時自起動時間按規范要求小于30s,因此只能作為疏散照明和備用照明,而不完全適用于安全照明及某些對轉換時間要求較高的場所的備用照明。這種電源在高層建筑中常為滿足消防用電要求而設置,專門為應急照明設置是不經濟的。
(3)采用蓄電池電源
燈內自帶蓄電池即自帶電源型應急燈,其優點是供電可靠性高、轉換迅速、增減方便、線路故障無影響、電池損壞影響面小,缺點是投資大、持續照明時間受容量大小的限制、運行管理及維護要求高。這種方式適用于應急照明燈數不多、裝設較分散、規模不大的建筑物;集中或分區集中設置的蓄電池組EPS 供電方式,其優點是供電可靠性高、轉換迅速,它與燈內自帶蓄電池方式相比,投資較少、管理及維護方便,缺點是需要專門的房間、電池故障影響面大,且線路要考慮防火問題。這種方式適用于應急照明種類較多、燈具較集中、規模較大的建筑物。在實際工程的設計過程中,由于對系統的要求和應用范圍不相同,僅選擇上述某一種電源形式有時很難滿足要求,也很難做到安全可靠,經濟合理。因此供電方式的確定要結合消防動力負荷綜合考慮,同時選擇兩種及兩種以上的應急照明電源。應急照明燈數不多,規模小的建筑物選用自帶蓄電池的供電方式,規模較大的高層建筑和一些特殊、重要的建筑采用電網獨立電源供電,配以發電機組或蓄電池組,或者采用由發電機組與自帶蓄電池EPS 相結合的供電方式。
(4)組合電源
即由以上任意兩種或兩種以上電源組合的供電方式。由于上述幾種電源的結構、可靠程度都不同,對系統的要求和應用范圍也不同,所以在實際當中只選擇某一種應急照明電源有時是很難滿足要求的,也很難做到安全可靠、經濟合理。這時就有必要選擇兩種或兩種以上的應急照明電源。
當應急照明電源是取自電網的獨立電源時,要求由外部引來兩路獨立電源供電,確保一路故障時,另一路仍繼續工作。應急照明配電系統應自成體系,保證在火災情況下,切除非消防負荷后,系統仍可供電。此種方式供電容量和供電時間不受限制,轉換時間容易滿足要求。但是在重大災害時,其供電可靠性可能遭到破壞。因此,對于規模較大的高層建筑和一些特別重要的建筑僅采用此種方式做應急照明電源是不夠的,這時就有必要配以發電機組或蓄電池做為應急照明電源的必要補充和加強。發電機組供電方式的優點是供電容量和供電時間基本不受限制,不足之處是轉換時間較長,不能用于安全照明及某些對轉換時間要求較高場所的備用照明。需要用于這種場所時,應采用由蓄電池組供電的應急照明燈具做為過渡照明。高層建筑及一些特別重要的大型建筑,宜采用這種由發電機組與蓄電池組合作為應急照明電源的供電方式。
2、應急照明的線路敷設
應急照明線路的敷設不但要防潮、防止機械損傷,而且還要考慮火災高溫對消防設備配電線路的影響。許多電氣設計消防線路采用穿塑料管(PVC)保護,并從吊頂內走線。有的在設計說明中可使用金屬軟管,而“民用建筑電氣設計規范”規定:消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播等線路,應穿金屬管保護,并暗敷在非燃燒體結構內,其保護層厚度不應小于30mm。當必需明敷時,應在金屬管上采取防火措施。在布線上要求與“民用建筑電氣設計規范”、“火災自動警系統設計規范”基本一致,只是根據“火災自動警系統設計規范”線路在暗敷時可采用金屬管或經阻燃的硬質塑料管保護。從實際情況可以看出,很多設計人員對這一條有所疏忽。敷設在吊頂內的電氣線路,在發生火災時并不安全,而且吊頂內下可燃物較多也是火災多發地段。設計人員應對規范條文應有足夠的重視,在實際操作中,凡是新設計的建筑,對該條文規定的線路,一律穿金屬管或阻燃PVC 管保護并在現澆板內、墻內等處暗敷走線。而在一些裝修改造工程中,由于條件限制不能暗敷時,應對保護鋼管或金屬線槽采取防火措施,如刷防火涂料等。需要注意的是,應急照明線路的接線、控制和敷設要求都比正常照明復雜、嚴格,在設計和施工過程都應引起足夠的重視。
3、應急照明的燈具
《照標》中規定:應急照明應選用能快速點燃的光源。其條文說明中解釋:應急照明采用白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈,因在正常照明斷電時可在幾秒內達到標準流明值;對于疏散標志燈還可采用發光二極管(LED),而采用高強度氣體放電燈達不到上述的要求。若選用不能快速點燃的光源(如氣體放電燈),一旦發生事故,會因其啟動時間長而不能起到事故照明的作用。
此外,應急照明用燈具靠近可燃物時,應采取隔熱、散熱等防火措施。當采用白熾燈、鹵鎢燈、熒光高壓汞燈(包括鎮流器)等光源時,不應直接安裝在可燃裝修或可燃構件上。應急照明燈具還應符合有關部門制訂的安全技術要求。
作為消防應急標志燈具,還應滿足以下兩點:
(1)安全出口標志燈相疏散指示標志燈應裝有玻璃或非燃材料的保護罩。
(2)標志的圖案、字體尺寸、顏色等電氣參數應符合有關國家制造標準。
4、應急照明控制方式的確定
(1) 應急照明燈具保證全天24 小時工作狀態。火災發生時,由于燈始終是亮的,不會影響人員疏散,也不必由消防控制中心控制。這種方式的缺點是耗費電能,對燈具的工作壽命也有影響。
(2) 應急照明燈具全部自帶蓄電池,未發生災害時,由現場的蹺板開關就地控制開閉,意外發生時由消防控制中心控制,切斷外部供電電源,由燈具蓄電池供電,保證燈具的正常工作。這種方式的缺點是一次性投資大(燈具必須自帶蓄電池),燈具維護工作量也很大。
(3) 應急照明作為正常照明的一部分并與其同時使用,當正常照明因故失電時,無論應急照明的控制開關處于何種狀態(開/閉),都應自動點亮。這種方式是比較理想的控制方式,但要求布線時必須增加一根控制線。
5、應急照明的回路組織和控制
(1)火災應急照明設備應采用專用的供電回路; 每個防火分區應有獨立的應急照明回路。集中供電式燈具(無論持續或非持續運行)和組合式應急燈應按建筑防火分區劃分控制區域,不宜跨越分區,同時應與正常照明部分分別控制與保護。
(2)在采用分散供電時,在各層(或最多不超過3~4層)應設置專用火災應急照明配電箱或專用消防配電箱; 并應在配電箱處實現二個獨立電源(或雙回線路)的自動切換。
(3)疏散照明采用帶蓄電池的應急照明燈時, 正常供電電源可接自本層(或本區)的分配電箱的專用回路, 或接自本層(或本區)的專用消防配電箱。
(4)火災應急照明應能在火災確認后,切斷有關部位的非消防電源同時自動投入。在火災事故中, 正常照明電源的切斷方式有內部全切和局部分區切斷方式。與此相對應, 消防應急照明電源的啟動方式亦有全部啟動和部分啟動方式。根據工程不同要求可采用消防值班室控制的應急照明的模式, 也可采用分散就地控制的模式。
(5 )平時不使用的疏散照明應在消防值班室, 或配電室集中控制。
總之,完整的應急照明系統可為突然停電時消除建筑物內人員的恐懼感和有序的疏散贏得寶貴的時間。
參考文獻:
[1] 王靜.芻論寫字樓建筑防火應急照明系統[J].知識經濟,2011(8)
[2] 范鳴.民用建筑應急照明設計[J].現代建筑期刊,2010,01(7)
關鍵詞:高層建筑;電氣設計;內容;節能原則
高層建筑越來越多,也逐漸為人們所認可,但是高層建筑電氣設計質量保證是比較復雜的一個課題,同時,高層建筑耗能浪費的現象也是一個迫在眉睫的問題。目前設計者應該熟悉和掌握的與高層建筑電氣有關的設計規范主要有「高層民用建筑設計防火規范(GB 50045-95以下簡稱“高規”)、「火災自動報警系統設計規范(GB 50116-98以下簡稱“報警規范)、「民用建筑電氣設計規范(JGJ/T16-92以下簡稱“民規”)等。前兩部是國家標準,后者是國家建設部的行業標準。
1、高層建筑電氣設計的主要內容
1.1負荷的計算
電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否,對合理選擇設備,安全可靠與經濟運行,均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算,基本上采用負荷密度法和需要系數法。
1.2供電電源及電壓的選擇
為了保證供電可靠性,現代高層建筑至少應有兩個獨立電源,具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式,原則上是兩路同時供電,互為備用。另外,還須裝設應急備用柴油發電機組,要求在15秒鐘內自動恢復供電,保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓,都采用10kV標準電壓等級。
1.3高低壓配電系統的設計
(1)高壓配電系統:現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段,自動切換,互為備用。(2)計費方式,采用高供高計。但在低壓側,仍裝設計費電度表,采用將照明與動力分開的兩部電價法。(3)為減少變壓器臺數,單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流,正常時變壓器解列運行,中間設聯絡開關。(4)高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯接等等。
1.4主要設備的選型
(1)高壓開關柜。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層,按規定不宜采用油開關。應根高層建筑地下室的標準,選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。(2)電力變壓器。根據防火要求,主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。(3)低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構,幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。(4)應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快,故障率低等優點。
1.5變電所位置的確定
現代高層建筑的用電量相當大,在確定變電所位置時,應盡可能使高壓深入負荷中心。這對節約電能,提高供電質量都有重要意義。
1.6電氣照明設計
電氣照明設計,包括光源選擇、照度計算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系,應該相互配合,在使用功能及藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源,可以取得節能的明顯效果。
1.7防雷與接地
現代高層建筑的防雷設計,除采用避雷針和避雷帶的傳統做法外,近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用,但在理論上一直是有爭議的。現代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻,與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。
現代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地,都是合在一起的,組成混合接地系統。接地電阻按最小的要求而定,通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設水平的人工接地體,將主要的建筑物基礎連接成接地網,這對均衡電位,提高安全性都有好處。
1.8電梯
電梯按使用功能分,有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種;按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等;按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設計人員單方面所能決定的,必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。
1.9消防自動報警和自動滅火系統
現代高層建筑的火災自動報警滅火系統,包括:火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分,實現報警滅火自動化。
探測器探測到火災信號后轉換成電信號,進入分區報警器和消防中心,發出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監控和消防指揮。關于高層建筑中消防用電的設計問題,涉及到其他許多學科,而且規模越大,功能越多,控制內容越廣泛,設計內容也就越復雜。
2、建筑電氣設計中的節能原則
由于人口的增加,工業的發展,生活水平的提高,能源的消耗也就急劇增加,能源危機迫在眉睫。因此,各行各業提出了節能的要求,節約二次能源――電能,也就成為民用建筑電氣設計的焦點。建筑電氣設計節能的原則建筑電氣節能應堅持以下三個原則:
2.1滿足建筑物的功能
即滿足照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適性空調的溫度及新風量,也就是舒適衛生;滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻;滿足特殊工藝要求,如娛樂場所的一些電氣設施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。
2.2考慮實際經濟效益
節能應按國情考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資,增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。
2.3節省無謂消耗的能量
節能的著眼點,應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的,再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗,傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗,又如量大面廣的照明容量,宜采用先進技術使其能耗降低。
因此,節能措施也應貫徹實用、經濟合理、技術先進的原則。
民用建筑的節能潛力很大,應在設計中精心考慮。但是在選用節能的新設備上,應具體了解其原理、性能、效果,從技術、經濟上進行比較后,再選定節能設備,以達到真正節能的目的。(作者單位:南京市第九建筑安裝工程有限公司)
參考文獻:
[1]李海安,黎文安.實用建筑電氣技術[M].北京:水力水電出版社,1996.
[2]徐文根.工業與民用配電設計手冊[M].北京:水力水電出版社,1996.
【關鍵詞】 體育場 垂直照度 均勻度 控制系統 眩光
【abstract】 this article is base on the situation of chinese stadium. there is an example for dalian lvshun district hockey stadium, which proposes stadium lighting scheme for illumination design, electrical design, and control system design.
【key words】 stadium vertical luminance evenness control system glare
照明是體育場設計的重要內容,體育場照明中最重要的就是比賽照明,然后是觀眾席照明、應急照明等。為滿足各場景的照度及均勻度要求,做到能源的有效利用,這對燈具、光源的選擇,控制系統的選擇及各個燈具照射方向之間的配合都有很高的要求。
1 工程概述
大連市旅順口區曲棍球場為十二屆全運會新建場館,承接十二運曲棍球比賽,該場館按照倫敦奧運會的標準建設,看臺坐席可容納3258人,分兩塊場地,其中一塊場地作為比賽場地,另一塊作為訓練場地,比賽場地做照明設計,每塊場地主賽區尺寸91.4m*55m,附加比賽沿邊線加2m,安全區沿邊線加4m,總賽場99m*59m,南側看臺鋼結構網架上設置燈光馬道,照明燈具可沿馬道均勻布置,以達到良好的照明效果。
2 體育場照明系統
現代體育場照明不僅要保證照明要求,還要滿足攝像機對畫面轉播的要求,更重要的還要滿足觀眾的視覺要求,而這些就要求運動場的照度水平和均勻度水平必須滿足國家標準,光源也要選擇理想色溫,最終調試完成后,眩光要控制在人眼所能承受的范圍之內。
2.1 照明設計標準
中華人民共和國行業標準jgj 153-2007《體育場館照明設計及檢測標準》對于曲棍球場的照度及均勻度要求見表1。
大連市旅順口區曲棍球場要求設計達到iv級——tv轉播國家、國際比賽的要求,在滿足主攝像方向垂直照度達到1000lx,輔攝像機方向的垂直照度達到750lx的同時,對照度均勻度也有很高的要求,水平照度均勻度u1=0.5,u2=0.7,垂直照度均勻度u1=0.4,u2=0.6,按照國家比賽對電光源的要求,光源顯色指數≥90,色溫≥4000k,眩光指數≤50。
2.2 燈具及光源的選擇
對于承接國家賽事、有電視轉播的室外體育場而言,光源色溫適宜選擇4500-6500k,燈具宜選用大功率金屬鹵化物燈,相對具有高光效、高顯色性、長壽命等特點,該場館比賽場地照明燈具全部選擇美國hubbell品牌sls系列1500w體育場專用金鹵燈,光源采用水平內嵌式安裝方式、光通量為180000lm,光效可達到120lm/w,配置外置防眩罩以控制眩光。該燈具采用窄光束及中光束混合分布安裝的模式,滿足以上對于彩色電視轉播的要求,通過調整場地照射角度達到了良好的均勻度,另外在看臺網架馬道下方布置15套500w鹵鎢燈,作為應急照明光源。
2.3 場地照明布置及安裝
此種大型戶外曲棍球場照明系統通常為四角燈塔布燈方式,如果高度和看臺屋頂離賽場距離允許的話,也可燈塔加燈帶混合布燈方式,采用四角布燈方式時,燈具的位置及安裝高度應滿足圖1的要求。燈桿的位置應在10°-25°之間。
該場館由于地理位置及實際條件的原因,燈具布置方式采用兩燈塔加一燈帶的布置方式,兩燈塔分別分布于場地的東北角及西北角,南側整個看臺上面布置一條燈帶,燈塔高度32米,看臺屋頂網架處高度為27米,每個燈塔上分別布置36套燈具,燈帶上布置72套燈具,共計144套1500w金鹵燈。該布燈方式可使球場的照度均勻,而且垂直照度也可滿足電視轉播的要求,同時也避免了眩光對人眼的干擾,取得良好的照明效果。
2.4 照明設計方案
根據以上設計的要求及安裝布置方式,具體計算的照明設計結果如表2,布置方式及瞄準點設計如圖2,圖3。
3 場地供電系統及照明控制系統
由于該體育場是承接十二運比賽的場館,根據第12屆全運會組織委員會關于中華人民共和國第十二屆運動會場館供配電系統建設規范的要求,甲a場館按照一級負荷供電。市電電源按照電力行業一級負荷標準由兩路10kv電源供電,兩路電源優先考慮來自不同的上級電源,當無法滿足時,必須保證兩路10kv電源來自不同的66kv電源;并根據需要設置備用發電機
組作為應急電源。
場地照明應由低壓配電房提供不少于兩路電源干線直接供電,條件允許或有需要時,可采用多路電源干線直接供電,各路電源干線宜采用兩臺及以上不同變壓器進行供電。
場地照明配電應考慮50%負荷由市電主供,50%負荷由發電機主供的運行方式,以確保任一電源故障時,仍維持50%照明負荷供電。
3.1 場地供配電
金鹵燈斷電半個周波以后將立刻熄滅,如再次啟動并達到額定亮度需20分鐘狀態。該場館燈具供電為220v/50hz,采用雙電源供電,電源設置一備一用,分別在綜合樓及看臺樓的低壓配電室內設置雙電源切換柜。業主分別提供4路電源(兩備兩用),分別送至綜合樓及看臺樓低壓配電室,每個配電室分別為50%的燈具供電,2組燈具(各72套)采用相同的照明布置方式,當任一路單獨供電時,即可提供50%的均勻照明度,考慮到應急照明部分,特地設置兩臺eps作為應急電源。 曲棍球場場地部分,本設計負責綜合樓及看臺樓一層配電柜配出端至燈具端線路部分。燈桿上布置36套燈具,配套鎮流器安置在桿底內部,分為6組,每組6套鎮流器,并且采用rvv-2*4電纜,供電電源由鎮流器為燈具供電。網架上方燈具由看臺四層低壓柜供電,燈具配套鎮流器放置在網架下方馬道內。線路均選zr-yjv型多芯聚氯乙烯銅芯電纜。從照明控制柜接至燈桿部分及低壓配電室接至看臺部分均采用穿鋼管沿電纜井敷設方式。
供電系統接地采用tn-s系統。配電箱、電纜橋架、燈具等不帶電金屬外殼均設等電位連接,重復接地電阻r<10歐姆。
3.2 場地智能控制
選用澳大利亞邦奇i-bus控制系統,用i-bus程序控制,各個配電箱之間由一根i-bus總線進行連接,在燈光控制室內設置總控計算機及控制面板,計算機和控制面板單個按鍵均可實現各場景模式間的智能切換。
按場景控制模式編排回路,每回路均采用交流接觸器通斷,可實現自動控制與傳統手動控制互換,每一等級開燈數量都不同,每提高一個照度等級,相應的增加開燈數量。
曲棍球場設計以下五種開燈模式(如表3)。
通過使用i-bus智能控制系統,實現了對各個場景的轉換,組成了一整套完整的照明系統。
4 結語
通過對旅順口區曲棍球場場地進行照明設計,總結了體育場照明設計的重點、關鍵點,設計需要綜合考量對水平照度、垂直照度、均勻度及眩光的綜合控制,相信隨著照明技術的不斷進步,體育場館照明設計將會創造出更多、更好、更舒適的光環境,為人們的業余生活增光添彩,為中國的體育事業做好堅實的后盾。
參考文獻:
[1]iesna rp-6-01《sport and recreational area lighting》(北美照明工程協會《體育及娛樂場所照明標準》.
[2]cie 169:2005《體育賽事中用于彩電和攝影照明的實用設計準則》.
[3]jgj 153-2007《體育場館照明設計及檢測標準》.
[4]jbj 31-2003《體育建筑設計規范》.
[5]gb 50034-2010《建筑照明設計標準》.
[6]李炳華、王玉卿.《現代體育場館照明指南》[m].北京:中國電力出版社,2004.
[7]趙振民.《實用照明工程設計》.天津大學出版社.
[8]國際曲棍球聯合會《曲棍球場地人工照明指南》(第四版).
[9]jgj/16-2008《民用建筑電氣設計規范》.
[10]第12屆全運會組織委員會《中華人民共和國第十二屆運動會場館供配電系統建設規范》. 曲棍球場場地部分,本設計負責綜合樓及看臺樓一層配電柜配出端至燈具端線路部分。燈桿上布置36套燈具,配套鎮流器安置在桿底內部,分為6組,每組6套鎮流器,并且采用rvv-2*4電纜,供電電源由鎮流器為燈具供電。網架上方燈具由看臺四層低壓柜供電,燈具配套鎮流器放置在網架下方馬道內。線路均選zr-yjv型多芯聚氯乙烯銅芯電纜。從照明控制柜接至燈桿部分及低壓配電室接至看臺部分均采用穿鋼管沿電纜井敷設方式。
供電系統接地采用tn-s系統。配電箱、電纜橋架、燈具等不帶電金屬外殼均設等電位連接,重復接地電阻r<10歐姆。
3.2 場地智能控制
選用澳大利亞邦奇i-bus控制系統,用i-bus程序控制,各個配電箱之間由一根i-bus總線進行連接,在燈光控制室內設置總控計算機及控制面板,計算機和控制面板單個按鍵均可實現各場景模式間的智能切換。
按場景控制模式編排回路,每回路
采用交流接觸器通斷,可實現自動控制與傳統手動控制互換,每一等級開燈數量都不同,每提高一個照度等級,相應的增加開燈數量。
曲棍球場設計以下五種開燈模式(如表3)。
通過使用i-bus智能控制系統,實現了對各個場景的轉換,組成了一整套完整的照明系統。
4 結語
通過對旅順口區曲棍球場場地進行照明設計,總結了體育場照明設計的重點、關鍵點,設計需要綜合考量對水平照度、垂直照度、均勻度及眩光的綜合控制,相信隨著照明技術的不斷進步,體育場館照明設計將會創造出更多、更好、更舒適的光環境,為人們的業余生活增光添彩,為中國的體育事業做好堅實的后盾。
參考文獻:
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[8]國際曲棍球聯合會《曲棍球場地人工照明指南》(第四版).
關鍵詞:建筑電氣;醫院;概況;
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A
引言
隨著醫院建筑在我國的蓬勃發展, 營造良好的設施、幽雅的就醫環境、提供優質的醫療服務已成為醫院運營所必不可少的手段。現在的醫院建設將目前國內外先進的供配電技術、照明技術、電氣安全技術等運用于其中, 在提供溫馨、舒適的就醫和工作環境的前提下, 降低能量消耗, 實現安全可靠的運行, 使建成后的醫院高效、穩定的運營。
1.工程概況
廣東某醫院,始建于1956年,是一所集醫、教、研及康復為一體的三級甲等中醫醫院。2012年年底,建筑為鋼筋混凝土框架結構,地上18層高,地下一層,建筑面積約3萬平方米的醫療綜合大樓落成并投入使用,標志著醫院規模上了一個新臺階,各科的醫療業務節節上升。
1.強電電氣設計
電氣負荷等級及負荷計算
1.1 電氣負荷分級
《供規》對負荷的分級如下:
一級負荷:中斷供電將造成人員傷亡或重大政治、經濟損失的負荷以及中斷供電將影響有重大政治、經濟意義的用電單位正常工作的負荷。
二級負荷:中斷供電將在政治、經濟上造成較大損失的負荷以及中斷供電將影響重要用電單位正常工作的負荷。
三級負荷:不屬于一級及二級負荷者。
結合本工程設計案例得出:
一級負荷包括CCU、NICU、PICU、RCU、血液透淅、病房區的搶救室、治療室、應急照明、消防設備、重要計算機系統及高壓氧倉等房間。
二級負荷包括大型醫療設備,真空吸引泵房,排污泵,客梯。其余為三級負荷。
1.2 內科病房樓負荷計算
國內已建成投入使用的大型綜合醫院變壓器安裝指標一般在70~90VA/m2。醫院的負荷比例仍然以空調照明為主體,醫療設備用電所占比例很小,空調(電制冷的)45%~55%,照明30%,動力(包括醫療用電)15%~25%。結合本工程實際案例,該項目主要電氣負荷是照明、風機盤管及少量的醫療設備用電,空調機組、制冷及制熱用電設備不由本樓變配電所供電。所以本內科病房樓的負荷比常規的用電安裝指標大大降低。
實際的負荷計算結果如下:
=2689kW ;=1385kW ; =837kVar
=2459A ;=1618kVA ;Φ=0.85
補償后:
=1 385kW ;=590kVar ;=2286A
=1 506kVA ;Φ=0.92
選擇的變壓器為:2×1000Kva
2.高低壓配電系統
在本樓地下1層設變配電室,內設高壓環網柜,低壓配電柜及兩臺1000kVA 環氧樹脂絕緣干式變壓器。由室外變配電所引來兩路不同母線段的10kV 高壓電源為本樓供電。高壓配電為單母線分段系統,兩段母線之間設聯絡開關,正常情況下兩路電源同時供電,分列運行。變配電室低壓為單母線分段系統,兩段母線之間設聯絡開關,主進開關與聯絡開關之間設電氣聯鎖,任何情況下只能合上其中兩個開關。本項目的變配電室的選址及變配電方案符合國家規范《10kV 及以下變電所設計規范》GB 50053-94及《供規》等規范的相關要求。所有一級負荷、二級負荷(包括大型、重要的醫療設備)均采取雙電源末端自動切換的供電方式,重要設備末端采用UPS 供電。
所有三級負荷的配電方式采用放射式與干線式相結合的方式,對單臺容量較大的設備采用放射式供電。各層病房區的普通用電負荷及一級醫療負荷采取單獨計量,消防用電負荷及所有其他公共部分的動力及照明的計量采取用電共攤的原則。
潔凈手術部用電應從本建筑物配電中心專線供給。根據使用場所的要求,主要選用TN-S 系統及IT 系統兩種系統。醫療場所采用IT 系統供電時應符合下列規定:在2類醫療場所內,用于維持生命、外科手術和其他位于“患者區域”內的醫用電氣設備和系統的供電回路,均應采用醫療IT 系統。得出手術室及CCU 等部分的配電系統均采用IT 系統。
現在國際上通常采用IT系統(不接地系統/ 隔離電源系統)給醫療手術室、ICU、CCU 等場所供電。通常采用單相510kVA~10kVA 的隔離變壓器給這些場所供電,可以防止低壓電路中的其他微小漏電流通過接地線竄入手術室醫療電氣設備上對病人安全構成威脅。另外一旦隔離電源上所接的負載出線對地故障,因為對地不能構成漏電流回路,只存在一個很小的容性漏電流,極大地保護了病人免遭微電擊的傷害。
采用IT 配電系統,因其中性點不接地,當負載端出現第一點相對地絕緣故障時,因對地不能構成回路,只會產生一個很小的容性漏電流,因而不會導致斷路器跳閘,從而保證了供電的連續性。同時,降低了對地漏電流,提高了防火安全性。結合本工程實際案例,在手術室及CCU 等場所均采用IT 配電系統。
3.線路敷設
本工程消防及一級負荷設備電源電纜及電線選用低煙無鹵耐火型電力電纜及電線,其余設備的電纜及導線采用低煙無鹵阻燃型電力電纜及電線普通型及阻燃型電纜電線。電纜的工作溫度為90℃。此設計是按照根據國家規范《高規》及《民規》相關規范得出的。
從配電室引至電氣豎井的動力及照明線路的敷設以采用電纜線槽方式敷設為主,頂板下吊掛敷設。
施工做法參照國標施工圖集,從配電室到電氣豎井的密集母線敷設,采取頂板吊掛的方式敷設,由專業生產廠家配合施工。電纜線槽穿越防火隔墻及防火樓板時采用防火堵料封堵。上述一、二級負荷供電的雙路電纜之間使用隔板隔開,所有金屬線槽均為全封閉,外刷防火涂料。施工時電氣專業技術人員與其他專業密切配合,統一協調施工。
依據《電力工程電纜設計規范》GB 50217-2007 等相關規范。電氣豎井至各層分配電箱采用槽式電纜橋架敷設。應急照明與其他照明的電纜之間用隔板隔開,各分照明配電箱引出的照明及插座分支線穿線槽及鋼管在地面內,墻內或頂板內,吊頂內暗敷設。
4.照明系統
4.1 照明光源及燈具的選擇
根據國家規范《建筑照明設計標準》GB 50034-2004,本工程照明光源及燈具的選擇一般原則是高效,節能,并注意各部分對顯色性的要求。照明燈具均選用I 類高效燈具,所有節能燈均應配套電子鎮流器, cosΦ>0.9。辦公用房,診室等處以熒光燈為主,熒光燈在有吊頂處嵌裝,無吊頂處吸頂安裝。手術室等潔凈場所采用封閉嵌入式潔凈燈;病房采用帶罩熒光燈,病房床頭燈的安裝選型與醫療槽配套考慮;病房及走廊內設巡視地腳燈, 距地300mm 安裝;污洗,消毒,淋浴等潮濕環境場所采用密閉式防水燈。
在污洗,搶救等場所設置紫外線消毒燈,開關要有明顯標記,操作時應滿足操作規程的要求。
電梯井道照明由電梯機房配電箱供電,安裝敷設由電梯安裝公司負責。
地下室無吊頂房間燈具均采用管吊安裝,安裝高度2.8m。
在樓梯間, 電梯廳, 公共走廊, 主要出入口, 配電間, 消防監控室等場所設置應急照明,應急照明燈具應設非燃燒材料制作的保護罩。在走廊, 主要出入口等場所設置疏散指示照明,出口指示燈在門上方安裝時, 底邊距門框200mm,疏散指示燈底邊距地300mm 暗裝。
應急照明燈具采用末端獨立式蓄電池EPS 供電 (90min),疏散指示照明燈具自帶蓄電池,連續供電時間不少30min。此項滿足國家規范《高規》及《民規》等相關規范的要求。
5.內科病房樓電氣安全及電力系統的保護形式
5.1 醫療場所安全設施的分類
根據《民規》第12.8.2 條,醫療場所應按使用接觸部件所接觸的部位及場所分為0、1、2 三類,各類應符合下列規定:
0 類場所應為不使用接觸部件的醫療場所;
1 類場所應為接觸部件接觸軀體外部及除2 類場所規定外的接觸部件侵人軀體的任何部分;
2 類場所應為將接觸部件用于諸如心內診療術、手術室以及斷電將危及生命的重要治療的醫療場所。
5.2 醫院電氣安全
醫院電氣安全是醫院電氣設計的一個重要環節。涉及到的電力系統的保護方式包括:接地保護(TN-S系統)、局部中性線不接地系統(IT 系統)、醫用局部等電位接地、建筑物總等電位及帶淋浴的衛生間局部等電位接地、漏電保護(Im=30mA)。
一般場所的移動式設備均采用了漏電斷路器進行保護。治療室、功能監察室、手術室、搶救室、衛生間(帶浴室)均設置了局部等電位連接。手術室的配電系統為保證病人的安全采用了IT 系統。
電氣設備對病人的影響(即電擊)包括宏電擊及微電擊。防止宏電擊可以采用接地線及漏電保護器來完成。而引起微電擊主要的因素是電子儀器的泄露電流及病人所處的環境非等電位。因此減少泄漏電流及局部等電位,是在保證電子儀器絕緣的條件下的克服微電擊的重要手段。
減少泄露電流的方式是將電源進行隔離。通過隔離變壓器,二次側二相導線對地高阻抗,減小了系統的泄露電流。當泄露電流在0.7mA~2mA,絕緣監視報警。以上系統稱之為局部IT 系統。采用局部IT系統輔以局部等電位連接,就可以保證防止心臟手術及檢查中的微電擊。本工程電氣安全設計中的手術室, CCU 等處配置了上述IT 系統。以上配電方式也是國際電工委員會(IEC)所倡導的。
5.3 醫療領域選用IT 系統的必要性及優越性
醫療電氣漏電可危及病人的生命,應予以高度重視。在醫院建筑中,采用IT 系統具有以下優越性:
1) 降低接觸電壓和電網對地漏電流,因而人身觸電的危險被降到最低程度。
2) 采用隔離變壓器后,可以防止接地系統內的漏電流竄入某些與病人連接的醫療電氣設備的對地回路。
3) 供電系統內部一旦出現第一個對地漏電故障,不會導致斷路器動作,因而保證了電源供電的可靠性。
4) 降低了對地漏電流,從而提高了防火安全性。
5) 過載時,報警而不跳閘。
5.4 絕緣監視儀
當絕緣阻值下降時,能預知所需要的信息,及時得到預報。絕緣監視儀連接在電網相線和地線之間,它將一測量電壓疊加在電網上,如果出現絕緣故障,則形成一個閉合的測量電路,產生一個微小的測量電流。這個測量電流因絕緣電阻的變化而變化,并由儀器內部的電子線路進行評估。
5.5 手術室配電系統
在本醫療工程中手術室配電系統圖(IT 接地系統) 如圖1 所示。
圖1手術室配電系統圖
6.電氣火災監控系統
1)在各樓層普通照明及非消防應急負荷進線回路位置安裝電氣火災監控探測器。
2)在地下1層變配電室低壓配電屏的裙房普通照明及CUU、NICU、PICU、RCU 及血透出線回路位置安裝電氣火災監控探測器。
3)電氣火災監視控制盤安裝在首層裙房消防控制室內。
7.結束語
隨著我國國力的增強, 醫療衛生事業將在一定時間得到長足發展, 作為我們電氣工程的設計人員, 要不斷了解學習設計技術; 學習了解國內外的新規范; 結合醫療設備的配電要求和設備的具體情況, 確定配電系統; 進一步重視醫院的電氣安全, 大力推廣安全可靠的配電系統。
參考文獻
[1] 北京照明學會照明設計專業委員會.照明設計手冊[M].2 版.北京:中國電力出版社,2006.
[2] 中華人民共和國衛生部.GB 50333-2002 醫院潔凈手術部建筑技術規范[S].北京:中國計劃出版社,2002.