一、引言

医院作为特殊的公共建筑，其功能复杂、用电设备繁多且对供电可靠性要求极高，这使得医院建筑电气工程的设计与施工面临诸多独特挑战。不同于普通民用建筑，医院电气工程不仅要满足常规的用电需求，还需保障手术室、ICU、影像科等特殊区域的不间断供电，同时要兼顾医疗设备的电磁兼容、防雷接地等安全要求。近年来，随着医疗技术的快速发展，新型医疗设备不断涌现，对电气工程的设计标准和施工精度提出了更高要求。然而，当前部分研究中存在概念性描述过多、实践指导性不足的问题，难以有效指导工程实践。为此，本文结合实际工程案例，深入探讨医院建筑电气工程的设计要点与施工技术，旨在为提升工程质量提供切实可行的技术参考。

二、医院建筑电气工程设计的特殊性与核心原则

（一）设计的特殊性

医院建筑电气工程的特殊性主要体现在三个方面：一是负荷等级高，根据《民用建筑电气设计标准》，医院的手术室、急诊部、ICU 等区域属于一级负荷中的特别重要负荷，需采用双重电源加应急电源的供电方式，确保供电中断时间不超过 0.5 秒；二是电磁环境复杂，MRI、CT 等大型医疗设备运行时会产生强电磁干扰，设计中需采取严格的屏蔽与接地措施，避免干扰其他设备正常工作；三是功能区域差异化大，门诊楼、住院楼、医技楼的用电需求与控制方式差异显著，例如门诊楼需侧重照明与弱电系统的灵活性，住院楼则需保障病房供电的稳定性与安全性。

（二）核心设计原则

安全性原则：优先保障患者与医护人员的用电安全，严格执行电气设计规范中的安全距离、绝缘防护等要求，特别强化手术室、药房等区域的防爆、防火设计。

可靠性原则：通过合理的供配电系统架构、设备选型与冗余设计，确保关键区域供电不中断，例如采用双母线分段接线方式，配备柴油发电机作为应急电源。

经济性原则：在满足安全与可靠性的前提下，优化设计方案以降低工程造价与运维成本，例如合理选择电缆截面以减少线路损耗，采用智能控制系统实现节能运行。

扩展性原则：预留足够的用电容量与管线通道，以适应未来医疗设备升级与科室扩建的需求，避免后期改造对医院正常运营造成影响。

三、医院建筑电气工程关键系统设计要点

（一）供配电系统设计

负荷计算：采用“需用系数法”结合医院各区域用电特性计算负荷，综合考虑设备同时使用系数、负荷系数等参数，科学预估实际用电需求。手术室因精密医疗设备密集、对供电连续性要求高，需用系数取 0.8 - 0.9；普通病房用电设备单一、使用时段分散，需用系数取 0.6 - 0.7。某三甲医院新院区项目中，设计团队统计各科室用电设备，精确计算后确定变压器总容量为 8000kVA，设置 4 台 2000kVA 干式变压器，两两并列运行，既能保障供电连续性，又可提升能效。

电源配置：引入双重 10kV 市政电源构建双回路供电体系，保障主电源稳定。设置 2 台 1200kW 柴油发电机作应急电源，具备快速自启动功能，主电源断电后 10 秒内启动供电。采用 ATS 实现主、应急电源快速切换，切换时间控制在 0.3 秒以内，满足关键区域供电要求。应急电源系统配备智能监控模块，可实时监测参数、预警故障。

配电线路设计：采用放射式与树干式结合的配电方式，发挥两者优势。对手术室等重要负荷采用放射式供电，确保独立控制；普通照明与动力负荷采用树干式供电以降低成本。电缆选型上，消防线路用耐火电缆（NH - YJV），其他线路用交联聚乙烯绝缘电缆（YJV），明敷时加金属保护管增强性能。

（二）照明系统设计

区域差异化设计：手术室采用洁净照明系统，选用防眩光、防尘灯具，通过特殊光学设计将光线均匀分布，照度严格控制在 750 - 1000lx，且具备调光功能。手术不同阶段对光线需求不同，如切开组织时需高亮度照明，缝合阶段则可适当降低照度，调光功能有效满足这一需求。病房采用柔和的间接照明，主照度为 300 - 500lx，营造温馨舒适的环境；床头设置可调节台灯，灯光色温可调，满足患者阅读、休息等多样化需求。走廊与楼梯间采用应急照明与正常照明共用灯具，应急照度不低于 5lx，确保在紧急情况下人员疏散安全。

节能设计：采用 LED 节能灯具，其具有发光效率高、寿命长、节能环保等优点。结合智能照明控制系统，实现分区域、分时控制。在某医院住院楼设计中，通过人体感应传感器与光照传感器联动，当走廊无人时，自动关闭 30% 灯具；在白天光照充足时段，根据环境光线强度自动调节灯具亮度。此外，系统还可根据医院作息时间，设置不同的照明场景模式，如夜间仅保留必要的地脚灯照明，进一步降低能耗，经实际运行测试，节能率达到 25% 以上。

（三）弱电系统设计

医疗呼叫系统：采用总线式结构，该结构具有布线简单、扩展性强的特点。在病房床头、卫生间设置防水、防误触呼叫按钮，护士站配备声光报警与显示装置，响应时间不超过 1 秒。系统具备呼叫优先级设置功能，急诊呼叫可优先处理，同时支持多级护理响应机制，普通呼叫由责任护士处理，紧急呼叫可直接通知护士长或值班医生。此外，系统还可与医院 HIS 系统联动，自动记录呼叫时间、处理结果等信息，便于护理管理与质量追溯。

综合布线系统：采用六类非屏蔽双绞线（UTP）与多模光纤混合布线，六类双绞线满足语音与低速数据传输需求，多模光纤则为高速数据、高清图像传输提供保障。水平布线距离严格控制在 90 米以内，确保信号传输质量。设备间与弱电间预留足够的配线架与机柜空间，采用模块化设计，便于后期网络扩容与设备升级。同时，对布线系统进行严格的测试，包括链路连通性测试、带宽测试等，确保网络性能符合设计要求。

安防系统：在出入口、电梯轿厢、药房等区域设置高清摄像头，采用数字硬盘录像机（DVR）进行 24 小时录像，录像分辨率可达 1080P，存储时间不少于 30 天。重要区域门禁系统采用人脸识别与 IC 卡双重认证，人脸识别技术基于深度学习算法，识别准确率高，可有效防止身份冒用；IC 卡则作为备用验证方式，确保紧急情况下人员正常通行。系统记录保存时间不少于 1 年，详细记录人员进出时间、身份信息等，为安全事件追溯提供有力证据。

四、医院建筑电气工程施工关键技术

（一）供配电系统施工

变压器安装：干式变压器安装前做绝缘电阻测试，高压侧不低于 300MΩ，低压侧不低于 100MΩ，确保绝缘良好。安装时，基础型钢水平误差控制在 1mm/m 以内，总误差不超 5mm，保证安装平稳。与母排连接用力矩扳手按规定力矩紧固，确保接触可靠，防故障。安装后空载试运行，监测参数确保运行正常。

电缆敷设：电缆沟内不同电压等级电缆分开排列，间距不小于 100mm，防干扰。桥架内敷设时，弯曲半径不小于 10 倍电缆直径，固定间距 1.5 - 2 米，防电缆受损。某医院项目针对强电与弱电电缆干扰，采用“分层桥架 + 防火封堵”技术，将电缆分不同层桥架敷设，桥架穿越处防火封堵，经测试电磁干扰降至 50dB 以下，保障弱电信号质量。

接地系统施工：采用联合接地系统，防雷、工作、保护接地共用接地装置，接地电阻不大于 1Ω。手术室等区域设局部等电位联结，金属设备、管线与等电位端子板用截面积不小于 4mm² 铜芯导线可靠连接，焊接长度不小于 6 倍导线直径，确保接地牢固。施工完成后用专业仪器多点测试，不合格区域通过增加接地极、换土等处理，直至电阻达标。

（二）管线预埋施工

墙体预埋：开关、插座的预埋盒位置偏差不超过 5mm，高度偏差不超过 10mm，确保安装后外观整齐、使用方便。管线暗敷时，保护层厚度不小于 15mm，防止管线受外力破坏；在墙体转角处设置弧度弯曲，弯曲半径不小于管径的 6 倍，避免直角弯折导致穿线困难。预埋过程中，采用定位模具辅助施工，提高预埋精度，并做好标记，便于后期管线查找与维修。

楼板预埋：照明管线在楼板内敷设时，间距不小于 20mm，与水管、风管的平行距离不小于 300mm，交叉距离不小于 100mm，防止管线相互干扰。在某项目中，充分利用 BIM 技术进行管线碰撞检测，提前发现管线交叉、重叠等问题，并优化预埋路径。通过 BIM 模型模拟施工过程，确定各管线最佳敷设位置与顺序，有效减少了 80% 的后期返工量，缩短了施工周期，降低了成本。

（三）设备安装施工

配电箱安装：明装配电箱底部距地面高度为 1.5m，暗装为 1.4m，便于操作与维护；垂直度偏差不超过 1.5mm/m，确保安装端正。箱内接线整齐，相序一致，不同回路的导线采用不同颜色区分，便于识别与检修；导线预留长度为箱内周长的 1/2，满足后期维修接线需求。配电箱安装完成后，需进行回路标识，标明各回路所控制的设备或区域，同时检查漏电保护装置动作是否灵敏可靠。

灯具安装：手术室灯具安装前需进行严格的消毒处理，采用医用级消毒剂擦拭表面，确保符合手术室无菌环境要求；灯具与天花板密封严密，采用密封胶条或密封垫进行密封，防止灰尘进入。应急灯具的安装高度不低于 2.5m，疏散指示标志距地面高度 0.5m，间距不大于 20m，且指示方向明确。安装完成后，对应急灯具进行充放电测试，确保在断电情况下能正常工作，持续照明时间不少于 90 分钟。

五、设计与施工中常见问题及优化措施

（一）常见问题

设计方面：负荷计算偏差导致变压器过载问题较为突出，部分医院因未充分考虑大型医疗设备启动时的冲击负荷，以及未来设备扩容需求，投用后变压器频繁跳闸。如某医院在安装新的 CT 设备后，由于原设计未预留足够容量，导致变压器长期过载运行，严重影响使用寿命与供电安全。此外，管线布局不合理也是常见问题，部分项目中弱电桥架与风管交叉处预留空间仅 100mm，无法满足桥架扩展需求，后期改造困难；不同专业管线相互碰撞，导致施工过程中频繁修改设计，延误工期。

施工方面：电缆接头处理不当引发短路故障时有发生，部分施工人员未严格按照工艺标准制作电缆终端头，如绝缘层剥切长度不当、压接不牢固、密封不严等，运行一段时间后，电缆终端头受潮、氧化，最终发生相间短路。接地电阻超标问题也不容忽视，部分区域因接地极埋设深度不足、土壤电阻率高或接地连接不牢等原因，接地电阻达 4Ω，远高于规范要求的 1Ω，存在严重安全隐患，一旦设备漏电，可能导致人员触电事故。

（二）优化措施

设计优化：采用 BIM 技术进行全专业协同设计，通过建立三维信息模型，整合建筑、结构、电气、给排水等各专业设计信息，实现负荷动态模拟与管线碰撞检查。在设计阶段提前发现并解决管线交叉、空间冲突等问题，避免施工过程中的设计变更。针对大型医疗设备，单独制定供电方案，例如为 MRI 设备设置专用变压器与滤波装置，隔离设备运行产生的谐波干扰，确保供电质量；同时预留足够的配电容量与电缆通道，满足设备未来升级需求。

施工优化：加强施工人员培训，定期组织电缆接头制作、接地系统施工等专项技术培训，提高施工人员技能水平与质量意识。严格执行电缆接头制作工艺标准，采用热缩式终端头，确保绝缘处理、压接工艺符合要求，并对制作完成的电缆终端头进行耐压试验，测试合格后方可投入使用。接地系统施工后进行多点测试，利用专业测试仪器对每个接地极、接地连接点进行检测，确保所有区域接地电阻符合要求。对不合格点，采用增加接地极数量、换土降低土壤电阻率或改善接地连接方式等措施进行处理，直至接地电阻达标。

六、结论

医院建筑电气工程的设计与施工需充分考虑其特殊性，以安全、可靠、经济、扩展为核心原则，针对供配电、照明、弱电等关键系统制定精细化设计方案。在施工过程中，应严格把控变压器安装、电缆敷设、接地系统等关键环节的技术质量，通过 BIM 技术应用与施工工艺优化，解决常见的设计缺陷与施工问题。未来，随着智慧医院建设的推进，电气工程设计与施工需进一步融合智能化技术，例如引入数字孪生技术实现施工过程的实时监控与后期运维的精准管理，不断提升医院电气工程的现代化水平。

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