电气工程论文哪里有?本文结合广东省某大型综合医院改扩建一期工程电气工程设计的实践案例,从电气设计需求、负荷及供配电方案、配电系统设计以及照明、防雷与接地系统、火灾自动警报系统等多方面进行了优化设计,重点分析电气工程设计的一般设计要点、电气可靠性要求及本工程特殊要求的创新点和新思路。
第一章 绪论
1.3.1 国外相关研究
为保障电气设计的可靠性,发达国家对建筑电气设计均有明确的规范标准。国际上最早的电气设计相关标准起源于国际电工委员会标准。1956 年,前苏联电站部主编的《电气装置安装规程》,重点关注电网元件的安全,如发电机、变压器、电容器、线路等的安全。
美国国家电气规范(National Electrical Code,简称 NEC)是美国国内最有影响力的电气规范,自 1891 年开始至今已经颁布了 45 版。NEC 规范主要包括常用工业与民用电气设备的安装、维护、施工的规范,特殊场合使用的电气设备的安装、维护、施工的规范,电缆电线敷设的规范等。美国电气规范标准和国内标准差异较大,尤其是电气安全、人员防护等方面,包括电压等级(直接接触电压与间接接触电压等级分别降为 120V 和60V)、防护等级(NEMA 防护标准包括防尘、防水、防爆)、防电弧保护等,对电气设计的安全可靠提出了更高的要求。
英国卫生部颁发了专门的医院建筑设计规范,其中卫生技术备忘录中,《电力服务供应及分配》(HTM-06)为医疗电气设计规范,针对医院建筑内电力服务及配电设计、医疗场所电气应用的后期运营维护及管理等作出了专门性的规定。其中,关于供电可靠性,HTM-06 中提出了”N+1“的原则,即设置两台能承担 100%负荷的发电机互为备用或者 3 台备用发电机,两用一备,每台发电机容量为 50%总负荷,保障供电的连续性和可靠性。同时,备用柴油发电机能够承担全部医院负荷,并设有室外柴油储藏区等。
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第三章 旧区改造新建综合医院楼负荷及供配电方案
3.1 本工程负荷分级确定 按照《供配电系统设计规范》(GB50052-2009),一般建筑的负荷等级分为三级,同时,对不同负荷等级的建筑供电措施提出不同的要求,详见附表 1 医院医疗场所负荷等级要求。本工程旧区新建综合医院楼是一类高层公共建筑,属于一级用电负荷单位。
根据《综合医院建设标准》和《民用建筑电气设计规范》的相关要求,可将医院医疗场所负荷等级分为一级负荷、一级负荷中特别重要负荷、二级负荷以及三级负荷四种类型。广东省某大型综合医院属于三级甲等医院,且为一类高层建筑,按照上述规范的要求,各类医疗场所用电负荷等级详见附表 2 用电负荷等级划分。
根据负荷分级要求,本工程手术室、术前准备室、术后复苏室、急诊抢救室、麻醉室、重症监护室等特别重要的医疗场所及用电设备属于一级负荷中特别重要负荷,消防设备、事故照明、电源、客梯、及其他重要的用电设备为一级负荷,电子显微镜、影像科诊断设备、病房照明等为二级负荷,一般照明及动力负荷为三级负荷。
根据医疗场所与人的生命安全的相关程度以及与人体接触程度,医院的医疗场所一般分为不使用医疗电气设备的接触部件(0 类)、使用的电气设备部件需要与患者接触(1类)以及电源中断会危及患者生命(2 类)三类医疗场所,其自动恢复供电时间也必须按照《民用建筑电气设计规范》中的要求严格设定。
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第五章 旧区改造新建综合医院楼其他电气系统设计
5.1 照明系统设计
5.1.1 照明设计需求
医院照明系统是满足医疗活动需求、服务于病人和医护人员的重要设施,主要包括手术间照明灯、手术准备间照明灯、病区照明灯等区域照明设备,无影灯等手术照明设备,检查灯、头灯、耳灯、口腔灯等局部照明灯具,以及光动力治疗仪、黄疸蓝光治疗仪等应用于特殊部位或特殊病症治疗的光治疗设备等。
一方面,医院照明设计既要满足医院医疗活动的功能性需求,也要考虑医务人员及患者的需求,创造良好的就医环境。因此,医院照明系统设计不仅要考虑照度、眩光、均匀度、阴影、稳定性和闪烁等照明技术问题,更加强调健康照明的概念,结合不同科室的服务对象需求,处理好紫外辐射、光谱组成、光色、色温等对病人的生理和心理的作用,营造良好的就医环境。
另一方面,随着绿色医院建设的理念逐步普及,照明节能受到越来越多的重视。医院照明用电占医院能耗的重要部分,在保证照明质量的前提下,通过合理选择照明光源以及照明装置,合理的设计控制开关,采用智能照明系统等,最大限度地节省电能,对绿色医院的建设意义重大。
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5.2 防雷与接地系统设计
5.2.1 防雷系统设计
1、防雷系统设计的可靠性要求
广州是雷电多发地区,雷击对医院的建筑物、内部设施、医疗器械乃至人生安全造成的危害日益为人们所认识。医院内部的精细医疗设备、计算机网络等容易受雷击电磁脉冲的损坏,一旦遭受雷击过压的冲击,可能造成这些电子系统的运行中断,设备永久性损坏,甚至由于系统中断瘫痪可能造成不可估量的经济损失和危及人生安全。因此,对雷电的系统性防护工程关系着医院电气设计的可靠性和安全性。
2、防雷等级分类
建筑物的防雷工程设计,首先要确定建筑物的防雷等级,并根据防雷等级进行相应的防雷措施设计。一般来说,建筑物的防雷等级,与该建筑重要程度以及发生雷击的概率等有关系。
本工程属于人员密集的重要公共建筑物,建筑物最高 23 层,建筑高度为 89.8 米,长 55.5 米,宽 35 米,其防雷要求相对较高。本工程年预计雷击频率可按照公式(5-3)进行计算。
防雷系统设计
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第六章 结论与展望
现代化综合医院楼电气设计是一项复杂的系统工程,既要考虑医疗现代化的发展需求,也要兼顾患者的生理、心理的需求和人身安全的要求。随着人们就医需求日益增长,许多大型综合医院面临着局部改建、重建、扩建的需求。旧区改造新建综合医院楼与一般综合医院楼在电气设计方面,既有共同点,也有较多的差异性。
本文结合广东省某大型综合医院改扩建一期工程电气工程设计的实践案例,从电气设计需求、负荷及供配电方案、配电系统设计以及照明、防雷与接地系统、火灾自动警报系统等多方面进行了优化设计,重点分析电气工程设计的一般设计要点、电气可靠性要求及本工程特殊要求的创新点和新思路。 在旧区改造新建综合医院楼的电气工程设计的过程中,要充分考虑与原有医院院区综合楼之间的一体化设计,同时为以后远期改扩建预留空间。本工程与一般医院综合楼电气工程设计相比,主要在以下三个方面进行了创新。
一是在用电负荷预算方面,本工程除按照一般负荷预测方法对本综合楼的负荷进行合理预测以外,同时考虑整个新旧院区的综合用电负荷需求,预留医院三期地下车库扩建的用电负荷容量,结合充电桩等设施的用电需求,对后续三期扩建工程的电气设计提供合理化的改进建议,以方便后期增容或改造;
二是在电气工程系统设计上,充分研究新旧医院综合楼之间的联系,实现了系统化、整体化的设计,如本工程火灾报警系统设计以及弱电信号系统中,增加了新旧楼的联结,有利于新旧医院综合楼之间的统一、集中管理;
三是充分研究新旧楼结合的电气安全性,考虑到新旧楼地网雷电过电压差异可能产生的电磁耦合影响的新角度,提出了可靠的解决思路。建议对于火灾自动报警系统两端连接线路、重要医疗场所、精密医疗设备、信号传输设备末端线路处均增设光耦合器,防止雷击导致新旧楼网内电位差而产生的电磁干扰造成医疗风险,保障了新旧楼结合电气工程系统安全和医院内部电气设备的安全。
参考文献(略)