（中国中元国际工程有限公司医疗建筑设计研究院二院电气专业 北京 100048）
摘要：NFPA，即国家消防协会，编纂出的设计规范在美洲及世界其他国家应用非常广泛。通过阅读NFPA的设计规范我们可以一窥其中的先进技术及设计理念。本文将我国医疗建筑配电设计规范与NFPA做对比，探讨其中不同之处。
关键词：NFPA 99；医疗建筑电气设计标准
一、《NFPA 99》适用范围
《NFPA 99》是由美国国家消防协会针对医疗建筑系统编纂的设计规范，其中包含了医疗气体、暖通、强电、信息管理、消防等专业的设计规范，适用专业面广。我国《医疗建筑电气设计规范》是以《民用建筑电气设计规范》为总则，应用在医疗建筑领域的设计规范。同样的，美国医疗电气设计不仅遵从《NFPA 99》对新建、改扩建医疗建筑的设计要求，同时必须满足《NFPA 70》国家电气规范。二、灾害的性质
NFPA首先注明了建筑物可能遇到的灾害类别。通过提前预估到医疗建筑可能遇到的灾害，从而在电气设计上做出具有针对性的电气保护措施。文中注明的灾害有：火灾与爆炸、震动（由地震或其它形式对建筑物产生的震动）、高温等。为了避免突发灾害导致的系统中断供电事故，NFPA要求重要的电气系统应部署在受到自然影响最少的地方。不仅如此，系统的建设还应考虑到系统自身可能会产生的中断电事故，这就需要提供双电源来保证供电的可靠性。
二、配电设计
（一）患者区域
根据医疗建筑内各科室的房间功能不同，制定出不同负荷等级、安全防护手段的设计规范。我国在医疗建筑电气设计中，强调的是医疗场所类别及各自场所应满足的供配电设计规范。类似于此，NFPA提出以患者区域为主体并满足设计规范。患者区域是指患者所处的接受医疗设备诊断或治疗的区域。同时，患者区域划分为四类：
1.1类：当医疗行为、系统或设备的故障可能造成病人、医护人员或者访客等重大人身伤亡的地点应定义为1类；
2.2类：当医疗行为、系统或设备的故障可能造成病人、医护人员或者访客等重大人身伤害的地点应定义为2类；
3.3类：当医疗行为、系统或设备的故障不可能造成病人、医护人员或者访客等人身伤害，但会引起不适的地点应定义为3类；
4.4类：当医疗行为、系统或设备的故障不会对病人、医护人员或者访客等产生影响的地点应定义为4类。
通过上述四类患者区域的定义我们不难发现，美国电气设计的思考方向是医疗建筑内的人员用电安全；而我国在设计上的考量则是医疗建筑内的人员用电安全以及建筑本身的经济效益。在规定好患者区域类别后，所有的配电设计都是以此来调整自身的电气安全防护措施。
（二）配电设计
根据患者区域类别不同，电气设计的要求也有所明显的差别。NFPA针对为用电设备提供电源的插座制定出非常详尽的规范要求。
1.插座类型：
（1）无论是普通电源插座还是电机插座，每个插座应至少配有一个独立的，与配套插头保持低接触电阻的接地端子。每个接地端子应用绝缘铜导线与等电位连接点相连接。
（2）医疗场所内应安装有下列特殊插座：
带有冗余接地极或接地连续性监测的四极插座；锁定式插座。
（3）所有125V~15A或20A的单联、双联和四联或任意联数的非锁式插座，当安装在手术室以及1类患者区域时，应标明为医疗专用电源。
（4）儿科等及一些被评估为需要专人照顾的患者的病房、盥洗室、活动室和其余患者活动用房内（不包含母婴室），应安装防护罩等防护措施防止患者发生用电不当导致的电击事故。
我国医疗建筑设计中，采用的插座主要的是单相二、三极插座，防水密闭插座，220V~10A或16A。中美用电电压的不同既有历史原因，也有技术原因。无论采取多大的电压或频率，对设备并无多大影响，故不做过多讨论。从第四条我们可以发现中美两国在设计上一个较为不同的地方。我国设有防水密闭插座的地方大多是附近有洗手池或可能产生溅水导致漏电事故发生的区域，而美国则是要求在设计时就要明确体现出对可能会用电不当的特殊人群的防护插座。一般的，在这些科室里的插座会额外安装一个盖子提供保护，或者用与插座外观相同的橡胶制物体插入。从而避免儿童等特殊人群用金属物体触碰插座的意外发生。
插座的个数根据房间的功能不同，应至少满足一下要求：
（1）在2类患者区域中，应设有至少八个非锁定式125V~15A或20A插座。它们可以以单联、双联、四联或任意联数安装。其它特殊用途插座（例如移动式X射线设备用插座）可选用锁定式或非锁定式插座；
（2）在1类患者区域中（手术室除外），每一个患者区域应设有至少14个非锁定式125V~15A或20A插座。它们可以以单联、双联、四联或任意联数安装。其它特殊用途插座（例如移动式X射线设备用插座）可选用锁定式或非锁定式插座；
（3）在手术室里，每个手术室应设有至少36个125V~15A或20A插座。其中至少12个插座需确保与其余插座不同的转换开关供电的主用或备用回路联结。它们可以以单联、双联、四联或任意联数安装。其它特殊用途插座（例如移动式X射线设备用插座）可选用锁定式或非锁定式插座；
（4）在卫生间或盥洗室内不需要安装插座。
（5）在特殊房间内，不应在另有医疗规定的房间内安装插座（如某些精神疾病科，儿科或者水疗房间）。
与我国配电设计中最大的区别是美国的医疗建筑中插座的制式可分为单联、双联或四联，为了便于理解，我们可以将二联插座及以上联数插座视为插排。因手术室是医院中最重要的功能房间，为了维持患者生命而采用医疗IT系统和TN-S系统。中国手术室的电气系统技术特点是将至少三个单相插座箱用作维持患者生命的用电设备的电源与隔离电源相连，每个插座箱集成了4个插座（即四联插座）；TN-S系统则配置了三相插座箱，同样也是四联插座，其中一个提供三相电源。相较之下，美国对手术室里的插座要求只是以不同接地系统上的插座数量和特殊医技设备用的插座类型做了明确规定。
在有潮湿操作环境房间，为防止电击事故的发生必须设置相应的保护措施。NFPA要求保护措施应满足一下条件：配电系统自身可以限制第一次接地故障电流到很小的数值并不断电；当接地故障电流超过断路器的限流值时自动切断电源。病床、马桶、坐浴盆和水盆不能当做潮湿操作环境。如果卫生保健管理机构认定的手术室不属于潮湿操作环境，故不需要再多做防护。我国《医疗建筑电气设计规范》的“防雷、接地及安全防护”章节虽然未对潮湿环境做明确解释，但是在《民用建筑电气设计规范》里对“特殊场所的安全防护”一节里将浴室、游泳池和喷水池及周围归为特殊场所，并对0、1及2区的划分范围及设计要求明确表明。综合来看，我国标准是以设备所处环境为设计思路；美国则是以医疗工艺流程的角度进行设计。
（三）隔离电源
隔离电源的作用是为了在不中断电源的情况下限制接地电流不致引发电击事故。潮湿操作环境的手术室应以隔离电源或接地故障保护器作为保护。配有接地故障保护器的手术室应满足：每个插座应是一个独立的接地故障保护装置；每个插座应有一个接地故障保护装置保护。中国手术室内的插座设计已经在前面说过，至少三个用于治疗患者的单相插座箱属于IT系统，而其余电气设备则属于TN-S系统。二者都是既保证了供电可靠性，又确保电气故障不会对医护人员及病人造成电击伤害。
（四）配电回路
NFPA规定为患者区域供电的回路，其配电面板不能超过一个。而备用回路的配电控制面板可以多于一个。只有经过认证的设备才能作为1、2类患者区域的过电流保护器。这些过电流保护器不能安装在公共进出区域。至于低压回路则应满足：电压不超过30V的固定系统可以不做接地保护。但每个不接地的导体和由传统接地配电系统提供的主电路之间的绝缘应与主电压所需的保护相同；负载电流不在接地导体时可以作为接地的低压系统。
三、结论
结合全文来看，中美在医疗建筑上的设计理念有着非常明显的差异性。美国的设计理念是以患者、医护人员和访问者等“人”为核心。为了保障人的用电安全，给电气安全的防护措置规定了十分严苛的要求，建设中不计成本。而中国因自身为发展中国家，在建设过程中势必还要考虑到经济效益。将人身安全与经济效益同时纳入考虑范围里无疑需要大量的经验累积与实践，从而制定出目前最符合我国国情的技术标准。
作为发展中国家，中国在改革开放后的迅速崛起让世界刮目相看，更是获得“基建狂魔”这一称号。中国向全世界展示了自己在科学技术领域不断地探索，在建筑工程领域不断地创造奇迹。诚然，我们距离发达国家还有一大段距离需要追赶，但是我相信终有一天中国会从一名追随者一跃成为一名引领者。
参考文献：
[1]JGJ 16-2008，民用建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2]JGJ 312-2013，医疗建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[3]GB 51039-2014，综合医院建筑设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.
[4]19D706-2，医疗建筑电气设计与安装[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2019.