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医院洁净手术部建筑技术新规范(医用电气部分解析),福利不间断!

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医院洁净手术部建筑技术新规范(医用电气部分解析),福利不间断!

张旵东

电气主任工程师

中国建筑科学研究院净化中心

11.1 供电

11.1.1 供电系统应根据医用电气设备工作场所的分类进行设计

“医疗场所” 的分类:GB16895.24分为:0类、1类、2类

应急电源的切换时间和供电周期


11.1.2 洁净手术部应采用独立双电源供电

两个不同的10kV供电站

应急电源的自起动时间(恢复正常供电时间)

洁净手术部属于一级负荷,应由两路独立电源供电(双重电源)


11.1.3 有生命支持电气设备的洁净手术部必须设置应急电源。自动恢复供电时间要求:

生命支持系统电气设备供电应能在线切换

非治疗场所和设备应≤15s

应急电源工作时间不应小于30min


11.1.4 在洁净手术部内,用于维持生命和其他位于“患者区域”内的医疗电气设备和系统的供电回路应使用医疗IT系统。

首先要搞清楚“患者区域”范围,

医疗IT系统所包含的内容:等电位接地、医用隔离变压器、绝缘监视系统。


11.1.5 在洁净手术部内非生命支持系统可采用TN-S系统回路,并宜采用最大剩余动作电流不超过30mA的RCD作为自动切换电源的措施

TN-S供电系统的定义

依据GB16895-24应采用A型30mA剩余电流动作保护器

GB51039-2014,8.4.2 1类和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。


11.1.6 心脏外科手术室用电系统必须设置隔离变压器

必须是医用隔离变压器,应满足GB19212.16/IEC61558-2-15第16部分:医疗场所供电用隔离变压器的特殊要求,医疗系统隔离变各项技术参数的规定

普通隔离变压器不能替代

图纸审查、现场目视检测


11.1.7 洁净手术室的配电总负荷应按手术室功能计算。一间手术室非治疗总负荷不应小于3kVA;治疗用电总负荷不应小于6kVA。

非治疗用电负荷:灯带、观片灯、书写台、控制面板等负荷

治疗用电负荷:插座箱、吊塔插座、无影灯等

除了考虑计算负荷,还应考虑设备起动电流的冲击。


11.1.8 洁净手术部进线电源的电压总畸变率不应大于2.6%,电流总畸变率不应大于15%。

谐波的产生:

       医院手术室的整个运行系统中,电力电子装置被广泛使用。

比如:空调系统使用的变频器,手术室内使用的节能灯,电子镇流器,二极管无影灯等,直流侧采用电容滤波的二极管整流电路也是严重的谐波污染源。使其输入电流的谐波分量很大,给电网和手术室设备运行造成严重电磁污染。

谐波的危害:

      电系统的谐波会严重干扰手术室内医疗器械的正常安全使用,严重影响手术室内医疗检测装置的工作精度和可靠性。

      谐波注入电网后会使无功功率加大,功率因数降低,甚至有可能引发并联或串联谐振,损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作,使测量和计量仪器的指示和计量不准确。


11.1.9 洁净手术室内的电源回路应设绝缘监测报警装置。

原为:洁净手术部内的医疗IT系统应设绝缘检测报警装置

*医疗IT系统绝缘检测器可靠运行的前提是什么?

医疗IT系统绝缘检测的主要作用:

及时发现医用IT系统的绝缘状态(绝缘降低提前预警)

定位手术室IT系统的接地故障部位

将隐患防止于萌芽状态,确保医疗IT系统稳定、安全、可靠运行

11.2  配电

11.2.1 洁净手术室内布线不应采用环形布置。大型洁净手术部内配电应按功能分区控制。

手术室配电箱至供电设备末端采用放射式供电

如果室内管线采用环形布置,当空间有一定强度的变化电磁场时会产生电磁扰流,对与之连接的设备产生电磁干扰。


11.2.2 洁净手术部内的电气线路,应只能专用于本手术室内的电气设备,无关的电气线路不应进入或通过手术室。

一级负荷供电线路的基本要求,不利于维护保养。

防腐、绝缘和防止破坏洁净环境的需要


11.2.3 洁净手术部配电柜应设于非洁净区内。每个手术室应设置独立的专用配电箱,箱门不应开向手术室内。

洁净手术部总配电柜应设于非洁净区

手术室的专用配电箱门禁止开向手术室内

手术室的专用配电箱门可以开向洁净走廊


11.2.4 洁净手术室用电应与辅助用房用电分开。

消除互相干扰

负荷供电等级也不一样

为了节能,降低建设和运行费用


11.2.5 洁净手术室医疗配电系统应直接从手术部总配电柜专线供电

重要负荷采用放射式供电,保证可靠性和供电质量

不能采用树干式或链式供电方式

便于维护保养和检修


11.2.6 当非治疗用电设置独立配电箱时,可采用一个分支回路供电。每个分支回路所供配电箱不宜超过3个。

降低投资,减少三相不平衡因素

减少故障辐射区域


11.2.7 洁净手术部配电管线应采用金属管敷设。穿过墙和楼板电线管应加套管,并应用不燃材料密封。进入手术室内的电线管管口不得有毛剌,电线管在穿线后应采用无腐蚀和不燃材料密封。

密封是防止管线内外气流交换

必须保证不能断电的特殊用电部位,在火灾发生时也不会因烧坏电线而短路。


11.2.8 洁净手术部的电源线缆应采用阻燃产品,有条件的宜采用相应的低烟无卤型或矿物绝缘型。

阻燃电线电缆应符合国家标准GB/T 18380.3的要求。

低烟无卤或矿物绝缘型的在火焰中具有无烟无毒的性能和不燃性能。


11.2.9 洁净手术室的净化空调设备应能在本室内实施远程控制。

保证在手术室内能调节手术室的温湿度,以满足手术室的环境要求。

手术室内应有实测温湿度显示。

宜采取RS485通讯接口方式。


11.2.10 。用电设施面板和显示面板应与手术室墙面齐平、严密。

便于维护洁净手术室内的正负压水平

防止手术室内积尘

便于清洁保养


11.2.11 每间洁净手术室内应设置不少于3个治疗设备用电插座箱,并宜安装在侧墙上。每箱不宜少于3个插座,应设接地端子。

手术室内仪器用电插座一般设于平行于手术台的两侧墙上和头部一侧墙上。

插座箱必须嵌入式安装,不允许凸出墙面,允许凹3~5mm,插座箱及其四周必须做密封处理;必须用金属体,其壳体必须做接地处理。

插座箱内应设置等电位接地端子,为新接设备接地保护使用。


11.2.12 每间洁净手术室内应设置不少于1个非治疗设备用电插座箱,并宜安装在侧墙上。每箱不宜少于3个插座,其中应至少有1个三相插座,并应在面板上有明显的“非治疗用电”标识。

插座选用多功能型,满足国家或国际标准要求。

三相插座应根据用电设备需求确定容量。

有区分标识,便于临时接线不会出错(治疗用电是IT系统供电,非治疗用电是TN-S系统供电)。


11.2.13 洁净手术室内当在地面安装插座时,插座应有防水措施。辅助用房的插座应根据功能及使用者要求布置。

手术室内地面插座应选用防水型插座。辅助用房内配置插座应根据本室内功能状态不同及使用位置确定安装数量及适应使用的合式位置,安装低于0.5mm的插座使用安全型插座。

便于电动手术台使用的地面插座设于手术台腿部靠近台边位置,也应是防水的。


11.2.14 洁净手术室应设置可靠的辅助等电位接地系统,装修钢结构体及进入手术室内的金属管等应有良好的接地。

保证钢结构之间的焊接可靠。

手术部的接地系统为TN-S接地系统,局部采用IT不接地系统,短路保护和绝缘检测是依靠等电位接地系统来保证的。


11.2.15 洁净手术室电源应加装电涌保护器。

防止雷击时或其他大型用电设备起停时产生的浪涌。

防止无线电通讯设备对医疗电器设备产生干扰,洁净手术室内禁止设置无线通讯设备。同时为防雷击电磁脉冲,保护医疗电子设备,以免造成人身安全威胁。

电涌保护器的连接导线应短直,其长度不宜大于0.5m,当电涌保护器具有能量自动配合功能时,电涌保护器直接的线路长度不受限制,电涌保护器应有过电流保护装置和劣化显示功能。

11.3  照明及其他

11.3.1 手术室的照度均匀度不应低于0.7。

手术室内如果有过暗的点,但也有过亮的点,平均照度达标,但均匀度会不达标。

手术室内照度应满足本规范:表4.0.1最低照度要求


11.3.2 手术台两头的照明灯具至少各有3支灯具应有应急照明电源。

手术台上在停电后,应有50%的照度要求。

手术台的头部有时候可能会转换,所以手术台两头的荧光灯都要有应急电源。

三支灯具说法比较容易产生理解混乱,是三只光源还是三套灯具?我理解的是三套灯具才能达到50%的照度要求。


11.3.3 有治疗功能的房间至少有1个灯具应由应急电源供电。

维护基本照度,保证医生和病患的安全需要

应急时间不少于30min


11.3.4 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。

LED光源洁净灯是节能灯之一,但是其各项照明质量的技术指标应满足GB50034-2013《建筑照明设计标准》的要求。

灯具不应安在送风口(装置)之内,那样会影响气流,不好维护。


11.3.5 手术室的外门上方应设手术工作指示灯。防辐射手术室的外门上方还应设置红色安全警示标志灯,与医用放射线设备连锁控制。

指示灯与无影灯或医疗设备连锁

保证手术室外人员不干扰手术进行,避免人员遭受医用射线的辐射


11.3.6 洁净手术室内可根据需要安装固定式或移动式摄像设备,全景摄像机旁应设电源插座备用。

术野摄像机摄像头一般设于无影灯装置上

摄像机电源应有手术部统一设计规划,电源电压分:220V.ac;24V.ac


11.3.7 洁净手术部应设置信息接口。

手术室内的信息接口应不少于2个。

每个吊塔信息接口不少于2个,一般配置数量应为偶数。

信息插座应避开插座箱设置


11.3.8 应减少医疗设备运行中的电磁干扰。

医疗设备应采用专用的供电电源,避免电磁干扰,根据设备要求增大供电电缆截面,或采用专用屏蔽软电缆,电缆屏蔽层应可靠接地。

应做好屏蔽机房和专用手术室的等电位接地,接地电阻应满足设备最严格限值的要求。

其他规范对洁净手术部的要求

GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》

8.3.5  医用IT系统的具体技术要求

8.4.1  医用IT系统隔离变压器技术要求

8.4.3  2类医疗场所每个终端回路,均应设置短路与过负荷保护,但在医用IT系统变压器的一次侧与二次侧不应设置过负荷保护。

8.4.4  医用IT系统插座应有固定明显标志。

8.5.1  1类和2类医疗场所安全电源的分类

8.5.2  1类和2类医疗场所安全照明系统的规定

8.6.2  医疗用房应采用高显色照明光源,显色指数应大于或等于80,宜采用带电子镇流器的三基色荧光灯。

8.7.2  医疗建筑应采用防雷接地及电力系统共用接地系统。

照明术语

一般显色指数:

显色性Ra                               一般应用

90-100    1A    优良     需要色彩精确对比的场所  

80-89      1B    较好     需要色彩正确判断的场所  

60-79        2    普通     需要中等显色性的 

40-59        3    较差     对显色性的要求较低,色差较小的场所

20-39        4    很差     对显色性无具体要求的场所


特殊显色指数:

显色指数里的R1到R15,分别表示日光下的颜色。

色名称                     孟塞尔标号 

R1:淡灰红色          7.5R   6/4

R2:暗灰黄色          5.0Y   6/4 

R3:饱和黄绿色      5.0GY  6/8

R4:中等黄绿色      2.5G   6/6 

R5:淡蓝绿色         10.0BG 6/4

R6:淡蓝色            5.0PB  6/8

R7:淡紫蓝色         2.5P   6/8 

R8:淡红紫色         10.0P  6/8

R9:饱和红色         4.5R   4/13 

R10 饱和黄色         5.0Y   8/10 

R11 饱和绿色         4.5G   5/8 

R12 饱和蓝色         3.0PB  3/11 

R13 白种人肤色      5.0YR  8/4

R14 树叶绿             5.0GY  4/4

R15 黄种人肤色 

★显色指数Ra,是前8种颜色显色指数的平均值。


色维持率:

白光LED的颜色维持率(Color maintenance),美国能源之星目前规则在灯具的运用寿命期间内,一切固态光源灯具设备的CIE 1976色度坐标值的变化必需小于0.007。


色偏差:

是指电脑计算的配光与目标标准的相差,以单一照明光源下计算,数值愈小,准确度则愈高。但是要注意,它只代表某一光源下的颜色比较,不能检测于不同光源下的偏差 。

国标GB50034—2013规定应用LED灯具的各项技术要求

长时间工作或停留的场所,选用LED 灯应符合下列条件。

( 1)显色指数Ra不应低于80。手术室显色性不应低于90。不仅仅LED 光源,其他光源也应满足该要求。

( 2同类光源的色容差不应超过5 SDCM。不仅仅LED 光源,其他光源也应满足该要求。

( 3特殊显色指数R9 >0 ( 饱和红色) 。

( 4色温不宜高于4000 K。

( 5寿命期内的色偏差不应超过0.007 ( 称为“色维持”) 。

( 6不同方向的色偏差不应超过0.004。

      美国已提出Ra不足以代表颜色感知,建议用“颜色质量标准( CGS) ”和“色域面积指数( GAI) ”相结合来取代Ra。(技术指标更严格)

( 7严禁在照明区域产生眩光和反射眩光。

      由于LED 灯表面亮度高,限制眩光更显重要,为此,LED 灯具宜有漫射罩; 否则,应有不小于30°的遮光角。

( 8灯的谐波应符合国标GB 17625.1-2012的规定。

      放电灯和LED 灯的谐波往往是3 次谐波最大,其危害也最甚。该标准规定: 灯功率大于25 W 者,3 次谐波不得超过30λ% ( λ 为功率因数) ; 小于等于25 W 者,3 次谐波不得大小86%,或不大于3.4 mA/W。室内用LED 灯多数小于等于25 W,必须采取措施和对策,降低3次谐波,减小其危害。

(9) 灯具的功率因数λ不宜小于0.9。

      对于功率小于等于25 W 的灯而言,由于其谐波电流大而导致λ降低,所以应采取有效措施进行处理。

功率因数PF=COSΦ/(1+THDI2)1/2

假设负载功率因数为0.96,若谐波电流总畸变率为:THDI=50%,则PF=0.96/(1+0.52)1/2=0.86

(10)LED灯的蓝光和紫外光成份应符合产品标准规定。(检测验证)

      蓝光和紫外线波长较短,尤其是紫外线具有一定的穿透性,对眼睛伤害最大,蓝光不宜长时间看,会引起视力下降、眼花的症状。

(11)LED灯不应在发光时有频闪现象。

手术室检测验证拟增加照明质量各项技术指标检测

1,照度

2,显色性(Ra / R1~R15)

3, 手术部谐波电流畸变率THID(%)

4,眩光及反射眩光

5,照度均匀度

(未完待续)


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