评论

医院如何做防雷设计和施工?

一、医院防雷的重要性

医院作为救死扶伤的重要场所,其内部拥有众多敏感的医疗设备,如心电监护仪、核磁共振成像设备(MRI)、计算机断层扫描(CT)等。这些设备对电磁干扰极为敏感,一旦遭受雷击,不仅设备本身可能遭受损坏,更可能导致正在进行的医疗活动中断,严重时甚至危及患者生命。

据相关数据统计,我国县及县以上医院有 14 万多所,95%以上集中分布在县城及以上的城市。许多医院受所处地理位置和所占面积的限制,只能在高度上向空间发展,分布在这些高层建筑里的医疗设备,遭雷击的危险性增加了。同时,医院旧楼房建筑大量拆建、改建,原有的整体防雷系统受到不同程度破坏,防雷击能力下降,医疗设备遭雷击的可能性上升。

此外,医疗设备内部电路集成化程度越来越高,大规模集成电路使用的工作电压越来越低,印刷板线间距离越来越小,导线间绝缘阻值下降,耐雷电冲击能力低。现代化医院中计算机被广泛地使用,并形成了医院计算机网络系统,许多医疗设备通过信息线路与网络系统联接,感应雷是损坏这些设备的头号杀手。据德国雷电协会公布的统计资料,感应雷造成的灾害占自然灾害总数的 33%,北京市避雷装置安全检测中心统计 1990 年至 1996 年北京地区发生的雷击事故中,微电子设备占总损坏数的 54.8%。

综上所述,做好医院防雷工作对保障人员和设备安全至关重要。

二、防雷设计分类与勘察

(一)建筑物防雷分类

综合型医院的建筑物一般有医疗综合楼、住院部、科研教学、培训中心楼、职工宿舍、高压氧舱等。按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)的要求,大型综合性医院多属于二类防雷建筑物。这是因为医院的重要性、使用性质以及发生雷电事故的可能性和后果决定了其防雷等级。例如,医疗综合楼内设有多个重要的检查室和信息机房,这些区域对雷电防护的要求较高。一旦遭受雷击,不仅会损坏昂贵的医疗设备,还可能影响医院的正常运营,甚至危及患者生命安全。

(二)防雷状况勘察分析

  1. 了解医院建筑物布局:收集医院建筑物的布局图、电气图等各类图纸,充分了解各类建筑物的用途、建筑面积、建筑结构。这有助于确定不同建筑物的防雷重点区域,如医疗综合楼的信息机房、住院部的重症监护室等。
  2. 了解医院周边环境和地质条件:一般情况下要结合地质勘测报告,了解地质条件,并在非冻土、非雨天的情况下,测量土壤电阻率。土壤电阻率的大小直接影响接地装置的设计,低土壤电阻率有利于将雷电流迅速引入大地,降低雷击风险。
  3. 详细了解配变电所及各系统接地情况:充分了解医院配变电所的数量、位置及目前防雷措施的情况,包括是否安装有相应的高压避雷器、防雷接地及屏蔽措施等,并测得相应数值,对不符合项进行记录;了解低压系统的总配电柜及各分配电柜的位置、数量,以及是否采取相应的防雷措施;对于弱电系统,如电话、网络、消防报警、监控、广播及信息机房等,要充分了解各个弱电设备的接地情况、等电位连接情况等。

在现场勘察的基础上,进行详细分析,并拟定较为全面的综合防雷工程设计方案,并结合甲方需求进行反复论证。这样可以确保防雷工程的科学性、合理性和有效性,最大限度地保护医院的人员和设备安全。

三、直击雷防护措施

严格按照规范要求,在医院屋面设置避雷网(带),选用合适材料并与引下线相连。

医院按照 GB50057 - 2010 版《建筑物防雷设计规范》中规定应划分为第二类防雷建筑物。第二类防雷建筑物防直击雷的措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网(带)应按规范附录二的规定沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并应在整个屋面组成不大于 10m×10m 或 12m×8m 的网格。平屋面的建筑物,当其宽度不大于 20m 时,可沿网边敷设一圈避雷带。

考虑到医院楼顶避雷带老化严重,并多处存在避雷带断裂损坏问题,应重新安装避雷带设施。避雷带沿医院各楼顶女儿墙敷设,避雷带材料选用Φ10 圆钢,作为直击雷保护措施。同时,将避雷带与引下线相连,确保雷电流能够安全地导入大地。

引下线可利用结构柱内 2 根大于φ16 主筋焊接后作为引下线,接地装置采用人工接地装置,地粱内底板钢筋焊接形成闭合回路,防雷引下线与此钢筋焊接。不同标高避雷带利用屋面板内钢筋或 25﹡4mm 镀锌扁制连接。引下线在外墙距地 0.5m 处设测试点,方便定期检测接地电阻。

屋面避雷带安装时应平直,无急弯,焊接处需做防腐且无遗漏;支架高度 100mm,水平直线段支架安装间距 1.5 米,转弯处 0.5m;避雷带在女儿墙上敷设位置要求:墙宽度≤300mm,避雷带置于女儿墙中间;墙宽度>300mm,置于距外边缘 150mm 处。材质、规格等必须符合设计要求。屋面避雷网支撑应采用混凝土支墩,要求同上。混凝土支墩具体尺寸可根据实际情况确定。

当接闪器和引下线为扁钢时,搭接长度大于扁钢宽度的 2 倍,并三面施焊;圆钢与圆钢搭接为圆钢直径的 6 倍,双面施焊;圆钢与扁钢搭接为圆钢直径的 6 倍,双面施焊。引下线处刷黄绿相间色,并贴好标示牌。建筑伸缩缝处,应设置补偿装置;补偿器须作上翻弯。扁钢引下线与接闪器连接,应弯成 90 度弧形。

总之,严格按照规范要求设置避雷网(带)和引下线,是医院直击雷防护的重要措施,能够有效降低医院遭受直击雷的风险,保障医院人员和设备的安全。

四、多系统防雷保护

(一)核磁共振接地系统保护

根据医院的要求,将核磁共振接地系统与原有接地系统相连。根据甲方要求,将核磁共振接地与隔壁接地地排相连。在这个过程如果接地装置携带了移动设备,那么接地芯线需要至少应用 1.5m 的多股软铜线。这样可以确保核磁共振设备在运行过程中不会受到雷击的影响,保证设备的正常运行和患者的安全。

(二)低压配电系统保护

根据 IEC 防雷的有关规定,对雷电入侵波应分区域进行防护。在配电间总配电柜处安装一级浪涌保护器 WJA380 - 100,可有效抵御强大的雷电电流冲击。住院部、门诊楼、供应楼配电电源防护安装二级电源浪涌保护器 WJA380 - 80,进一步降低雷电对这些区域配电电源的影响。住院部各楼层控制分开关、医技楼配电柜安装三级电源浪涌保护器 WJA380 - 40,对局部区域进行精细防护。在计算机网络机房和监控机房处的高端精密设备对电源电压的要求很大,所以这些设备需要在用电电源处精细保护,在监控室内监控机柜处安装末级电源防护,考虑到计算机网络机房内设备太多,机柜上安装无位置,所以选用普通防雷插排。通过三级以上防护措施,逐级对雷电流进行泄放,将感应过电压降到设备可以承受的水平,保障医院低压配电系统的安全稳定运行。

(三)网络、监控系统保护

计算机网络机房在综合楼处,其内有 24 孔交换机,在雷击发生时,产生巨大瞬变电磁场,在 1KM 范围内的金属环路,如网络、信号及通讯金属连线等都会感应到雷击,将会影响网络、信号及通讯系统的正常运行甚至彻底破坏系统。依据设计规范,信号系统雷电及过电压防护要求。

  1. 网络系统防护:在计算机交换机前安装一台 24 孔网络交换机专用避雷器 KS - RJ45 - 24E/M。此为计算机系统防护,可有效防止网络系统遭受雷击破坏,确保网络通信的稳定。
  2. 监控系统防护:监控机房在内有 3 台监控主机,室外监控点在雷雨天气极易遭受感应雷侵袭,所以在室外监控点处安装视频、网络、电源三合一监控信号防雷器。在监控主机前端安装监控系统主机专用防雷器,全方位保护监控系统,使其在恶劣天气下也能正常运行,为医院的安全管理提供有力保障。

五、等电位连接

医院内有着大量用于医疗诊断和治疗的电气设备,身处其中的病人和医护人员难免接触到这些设备的外露可导电部分,一旦发生电击情况,后果将会比较严重。因此,做好等电位连接对于医院的电气安全至关重要。

等电位连接是将建筑物中各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体用导体连接起来,具有防人身电击、电气火灾和爆炸等电气灾害的作用。在医院中,等电位连接主要包括以下几个方面:

(一)连接方式

将计算机网络机房、监控机房内由室外进入到室内的金属管道,室内带有金属外壳的设备使用 6mm²将其连接,并引至与就近的汇流排相连。将门诊部屋面金属字与避雷带相连接,做等电位处理。通过这种方式,可以使医院内的所有金属物体处于相同的电位,避免因电位差而产生电击危险。

(二)医疗场所内的辅助等电位联结

  1. 场所分类:GB16985.24/IEC60364-7-710按医疗电气设备与人体接触的状况和断电的后果将医疗场所划分为为三类:0类场所为不使用接触部件的医疗场所;1类场所为医疗电气部件接触人体,或进入人体与人体内部接触,但不包括2类场所;2类场所为将接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及断电(故障)将危及生命的重要治疗的医疗场所。
  2. 联结要求:在 2 类场所内,应采用医用 IT 系统对患者区域内的医疗电气设备和系统供电回路进行供电,同时还应安装辅助等电位联结导体,并将其联结到位于“患者区域”内的等电位联结母线上,以实现 PE 线、设备外的可导电部分、防电场干扰的屏蔽层、隔离变压器的金属屏蔽层、地板下可能设置的金属网格等部分之间等电位。固定安装的可导电的患者非电支撑物,诸如手术台、理疗椅和牙科治疗椅,宜与等电位联结导体连接,除非这些部分要求与地绝缘。在 2 类医疗场所内,电源插座的 PE 端子、固定设备的 PE 端子或任何设备外的可导电部分,这些部分和等电位联结母线之间的导体的电阻不应超过 0.2Ω。

(三)等电位连接的重要性

无论 TN-S 还是 IT 系统的线上出现故障电压,只要医疗环境内实施了有效的辅助等电位联结,但 PE 线上传导来故障电压时,该环境内所有可导电部分都将升至同一故障电压水平而不会出现电位差,对环境内的病人或是医护人员将毫无影响。

总之,等电位连接是医院防雷设计和施工中不可或缺的一部分,它能够有效地提高医院的电气安全水平,保障病人和医护人员的生命安全。

六、防雷接地施工要点

(一)施工流程与特点

本建筑为二类防雷,利用建筑底板主体作为接地体,在屋面设置 10m×10mΦ12 镀锌圆钢避雷网,沿女儿墙敷设Φ12 镀锌圆钢避雷带,为防止侧击雷,45m 及以上建筑外圈钢筋焊接成均压环,外墙所有不应带电的金属体和均压环连接。在变配电所内设总等电位箱,引出—50×5 镀锌扁钢至各局部等电位箱,局部等电位箱至个接地点采用 6mm²铜芯线穿Φ15PVC 管敷设。对进出本建筑物的各类管道均进行可靠的等电位联结,医用气体管道、安装高度小于 2.4 米的灯具、线槽的盖板等都可靠接地。

施工流程如下:首先在底板筋绑扎完成后,在地下 3 层底板下侧沿建筑周圈焊接 -80×8 镀锌扁钢,并和底板内的不小于Φ16 的主筋焊接成 10m×10m 的网格,并和地下室建筑物外墙钢筋焊接作为自然接地体,同时和所有的框架柱内的不小于Φ16 的两条主筋焊通;接着在 -1.0m 的位置,将外墙框架柱内的主筋引出外墙 1.0m,并做防腐处理,进行接地电阻测试,若不满足要求则增打接地极;主体施工过程中,利用柱内主筋上下连通作为屋面防雷引下线,每层焊接好后用黄、绿油漆标记,每隔一层将对角钢筋用圆钢焊通;在标高 45 米及其以上,将外墙圈梁中的主筋焊成均压环;主体封顶后进行屋面防雷施工,将引下线钢筋刷上黄绿相间色,调整到避雷带轮廓上,焊接屋面避雷网并与引下线连通;最后进行等电位联结施工和接地系统测试。

(二)防雷系统施工

  1. 底板接地装置施工:在底板筋绑扎完成后,在地下 3 层底板下侧沿建筑周圈焊接 -80×8 镀锌扁钢,并和底板内的不小于Φ16 的主筋焊接成 10m×10m 的网格,并和地下室建筑物外墙钢筋焊接作为自然接地体,同时和所有框架柱内不小于Φ16 的两条主筋焊通,焊接的搭接长度大于 6 倍的钢筋直径,且双面焊接。
  2. 引下线设置:主体施工过程中,利用柱内主筋上下连通作为屋面防雷引下线,每组引下线均为两根,直径均大于 16mm。每层焊接好以后,用黄、绿油漆作为标记,防止错漏,在每隔一层,将对角钢筋用圆钢焊通。在标高 45 米及其以上,将每层的外墙圈梁中的主筋焊成均压环,使所有外墙的 45 米以上的栏杆、金属窗户等进行可靠的接地,每组窗户,边框半周长大于 3m 的,进行两处连接。
  3. 屋面防雷施工:主体封顶以后,着手屋面防雷施工。将引下线钢筋刷上醒目的黄绿相间色,防止土建等其他专业误割,将引下线和支撑钢筋调整到避雷带的轮廓上。屋面避雷网采用Φ12 镀锌圆钢焊接,网格为 10×10 米,沿机房屋面及女儿墙敷设Φ12 镀锌圆钢避雷带,形成闭合的环路,并与所有的避雷引下线焊接连通。

为确保接地电阻满足要求,在 -1.0m 的位置,将外墙框架柱内的主筋引出外墙 1.0m,并做防腐处理,选择设置引下线的位置,进行接地电阻的测试,若接地电阻大于 0.5Ω,则在这些引出点增打接地极,直到接地电阻值满足设计要求。

(三)等电位联结施工

  1. 在底板接地装置施工完成后,从底板接地装置用 -80×8 镀锌扁钢至地下一层变配电房内的总等电位箱,与等电位箱内的镀锌扁钢相联。
  2. 在电气竖井内预留 100*50 孔,竖向接地干线从中穿过,在每层电气竖井中,局部等电位端子箱内的接地母排和接地干线连接。
  3. 各种需要进行等电位连接的地方,设置等电位接点盒,等电位接地线由竖井内局部等电位箱用 -50×5 镀锌扁钢埋地敷设引来。
  4. 各进出建筑物的管道均就近和等电位母排连接。
  5. 总等电位端子箱与医疗气体金属管道之间的联接采用抱箍连接法,通过抱箍与管道连接,再与接地线连接。
  6. 总等电位端子箱与总计量表、阀门之间的联接在计量表或阀门两端管道上连接抱箍,通过 BVR - 6mm²导线将两抱箍连通。
  7. 总等电位端子箱与其他金属结构或电源箱之间直接通过接地线来联接,接地线通过螺栓一端压接在端子板上,另一端直接压接或焊接在电源箱或预埋件上。所有接线端子采用内六角螺母加弹簧垫圈接线,防止无关人员误将接地线拆卸下来,引起触电事故。
  8. 卫生间及淋浴间等处,均对浴盆、金属管道、金属台盆等进行等电位连接。

(四)接地系统测试

采用 ZC - 8 型接地电阻测试仪对接地电阻进行测量,其测得的电阻值应满足设计及规范要求。接地网接地电阻测量点不得少于 3 处,且每点测量最少为 3 次,计算出数据的平均值即可认为是该点的接地电阻值。

七、医院防雷措施总

医院作为特殊的公共服务场所,其防雷措施至关重要。在医院防雷设计和施工中,必须综合考虑多个方面,以确保医院的安全稳定运行。

首先,直击雷防护是医院防雷的基础。严格按照规范要求设置避雷网(带)和引下线,能够有效降低医院遭受直击雷的风险。选用合适的材料,并确保避雷带与引下线的连接牢固可靠,同时定期对避雷设施进行检查和维护,及时发现并处理老化、断裂等问题。

其次,多系统保护是医院防雷的关键。针对核磁共振接地系统、低压配电系统和网络、监控系统等不同系统,采取相应的防雷保护措施。通过连接接地系统、安装浪涌保护器和专用避雷器等方式,逐级对雷电流进行泄放,将感应过电压降到设备可以承受的水平,保障各系统的安全稳定运行。

再者,等电位连接是医院防雷的重要环节。将医院内各电气装置和其他装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体连接起来,能够有效防止人身电击、电气火灾和爆炸等电气灾害的发生。特别是在医疗场所内,对不同类型的医疗场所进行分类,并实施辅助等电位联结,确保患者和医护人员的安全。

此外,在防雷接地施工过程中,要严格按照施工流程和规范要求进行操作。从底板接地装置施工到引下线设置、屋面防雷施工,再到等电位联结施工和接地系统测试,每一个环节都要确保质量可靠。选用符合标准的材料和设备,加强施工过程中的质量控制和验收,确保防雷接地工程的质量。

总之,医院防雷是一项系统工程,需要综合考虑直击雷防护、多系统保护、等电位连接等方面,同时严格按照规范要求进行设计和施工。只有这样,才能确保医院的安全稳定运行,为患者和医护人员提供一个安全可靠的医疗环境。返回搜狐,查看更多

责任编辑:

平台声明:该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。
阅读 ()