[分享]必看!武汉火神山医院电气设计要点分析

发表于2020-04-03     1068人浏览     4人跟帖     总热度:987   等级:


武汉火神山医院是一座集中收治新冠肺炎患者的首个汉版“小汤山”医院,是全国“抗战疫情”的桥头堡,是打赢疫情防控阻击战的一项标志性工程。万众瞩目的火神山医院为抗击疫情、救治患者赢得了宝贵时间,也创造了工程建设史上的一项奇迹。

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(图片来源于网络)

    火神山医院是一个应急医疗工程,它最大的特点就是“急”。设计方要用非常规的付出和投入为施工方留出更多的建造时间,让医院方能够如期交付,达到快速、有效救治病人的目的。
    因整个工期非常短,从设计到竣工仅10天时间,而且恰逢春节,货源组织非常困难,主要设备材料只能就地取材,也无法去选择最合适的设备材料,而是要把工程周期的实际需求放在第一位。参考传染病医院的相关规范,按战地临时医院模式考虑。采用模块化设计,所有电气系统在满足基本、重要功能需求条件下,尽量从简、从优,并便于运行维护、后期调整,以缩短订货和施工周期。

    下面,笔者结合武汉火神山医院电气设计,对其特点、要点、难点进行论述和分析,供类似的“呼吸类应急传染病医院”电气设计作参考。

项目概况

武汉火神山医院新建区位于武汉市蔡甸区知音湖畔,规划用地面积约89 700 m2,总建筑面积34 571 m2,总床位数1 000床(其中ICU中心床位数为30床),主要由一号住院楼、二号住院楼组成,详见图1。


    一号住院楼为单层建筑,由9个单层的护理单元、医技楼及ICU中心组成,每个护理单元设24间病房。护理单元为集装箱结构,中心区域为防护区,分为清洁走廊(清洁区)与医护走廊(半清洁区);指廊区域为病房区,分为医护走廊(半污染区)、病房(污染区)与病人走廊(半污染区)3个区。

    一号住院楼内的医技楼设1间标准Ⅲ级手术室、负压检验室与3间CT室。ICU中心设于一号住院楼与二号住院楼之间。医技楼与ICU中心为钢结构板房。

    二号住院楼为两层建筑,分4个组团、8个护理单元,每个护理单元设24间病房,其功能配置模式与一号住院楼相同,只不过为单边配置。

    室外氧气站房、负压吸引机房、垃圾暂存间、太平间及焚烧炉设于场地东南角。

    武汉火神山医院的新建区全部为传染病院区,医护人员宿舍、生活区全部征用新建区旁边的武汉职工疗养院。该疗养院的公用工程配套设施齐全,有自身完备的供配电系统及智能化系统,可以独立运行管理。

10 / 0.4 kV变配电系统


负荷分级及容量


    依据GB 50849 - 2014《传染病医院建筑设计规范》、JGJ 312 - 2013《医疗建筑电气设计规范》及项目的特点,该项目负荷分级如下:

a. 一级负荷:应急照明用电;各弱电控制室,生活水泵及排污泵等重要设备用电,走道照明、值班照明、医疗区照明等照明用电、主要业务和计算机系统用电;抢救室、重症监护室、手术室、术前准备室、术后复苏室、麻醉室等场所的设备及照明用电,呼吸性传染病房(区)、CT机设备及照明用电;培养箱、冰箱、恒温箱用电;病理分析和检验化验的设备用电;医用气体供应系统中的真空泵、压缩机等设备负荷及其控制与报警系统用电,总容量为6598 kW。

其中重症监护室、手术室、术前准备室、术后复苏室、麻醉室等涉及患者生命安全的设备及照明用电为一级负荷中特别重要的负荷,总容量为202 kW。

b. 二级负荷:空调用电、风机的电加热负荷等其他负荷,总容量为6 944 kW。


10 kV
供配电系统



    该项目由城市电网引来双重10 kV电源,两路10 kV电源相对独立、同时工作,互为备用。正常运行时,主供1回供电容量为7 300 kVA,主供2回供电容量为7 300 kVA,当任意一路电源失电时,另一路电源可承担全部容量。

    在室外设置10 kV户外环网箱4台,分别为24台室外箱式变配电站供电。正常运行时,2#、3#户外环网箱中的环网开关处于断开状态,由10 kV主供1回电源为1#、2#户外环网箱供电,由10 kV主供2回电源为3#、4#户外环网箱供电。当任意一路电源失电时,可手动合上2#、3#户外环网箱中的环网开关,由另一路电源为全部负荷供电,详见图2。


    后期运行时,变压器负载率测试数据为:当空调及风机的电加热开启时,变压器平均负载率为60 %左右;当空调及风机的电加热不开启时,变压器平均负载率为30 %左右。达到了原设计要求,且当全负荷运行时,负荷总容量约为14 600 × 60 % = 8 760 kVA,当一路10 kV电源失电时,另一路10 kV电源可为全部负荷供电。


变电站设置



    根据项目建筑特点,在建筑周边设置10 / 0.4 kV箱式变配电站24座,其中630 kVA箱式变电站20台,500 kVA箱式变电站4台。每个病房医护区设置630 kVA箱式变电站1台,负压吸引、污水处理等室外负荷设置630 kVA箱式变电站1台,医技楼设置630 kVA箱式变电站2台,接诊及ICU等设置500 kVA箱式变电站4台。变压器两两成组,成组的2台变压器10 kV电源进线分别来自10 kV主供1回、10 kV主供2回,2台变压器0.4 kV出线回路互为备用(除风机的电加热负荷外)。


自备应急电源设置



    该项目共设置室外箱式柴油电站16台,其中常用功率600 kW柴油电站12台,常用功率500 kW柴油电站4台,每两个病房医护区共同设置常用功率600 kW箱式柴油电站1台,医技楼设置常用功率600 kW箱式柴油电站2台,接诊及ICU等设置常用功率500 kW箱式柴油电站4台。医技楼、接诊及ICU用电负荷100 % 配备柴油电站,病房医护区除风机的电加热负荷外,其他负荷均可由柴油电站提供第三电源。箱式柴油电站自带日用油箱,储油量为4 ~ 24 h(因柴油发电机从不同渠道临时调货,自带油箱容量差别较大),且地块北侧为中石化知音大道加油站,可保证柴油供应可靠。

    另外,针对手术室、ICU、检验科、弱电机房等重点区域均配备了应急供电时间30 min的在线式UPS不间断电源,作为柴油发电机启动前的过渡电源,进一步加强供电可靠性。

低压配电系统

    因该项目为应急医疗工程,箱式变电站及柴油电站均是从各渠道调配过来的成品设备,没有时间、空间和条件,在两台成组的箱变之间直接增设低压联络开关,箱变与柴油发电机之间临时也无法增设电源切换开关。为此,本项目对于重要负荷采用两级双电源切换供电,详图3。


    由图3可知,对于重要负荷,正常由一台变压器的主供回路供电,当此变压器失电时,由室外双电源切换箱自动投切至另一台变压器的备用回路供电,此时因柴油发电机处于停机冷备用状态,应急供电回路无电压,室内双电源开关不动作。只有当两路市电电源都失电时,通过两台变压器低压主开关上的电源“与”逻辑信号,自动启动柴油发电机,室内双电源切换箱自动投切至应急回路供电。

    该项目低压配电系统主要采用放射式供电方式,除风机的电加热设备负荷外,其他所有负荷(包括空调)均采用双电源供电,成组的两个护理单元配电干线系统如图4所示。


照明系统
 
    本工程照明选用发光效率高、显色性好、使用寿命长、色温相宜、符合环保要求的光源,主要采用LED灯、T5直管三基色节能型荧光灯,装设电子镇流器(功率因数不小于0.90)。

    在洁净走廊、污物间、卫生间、候诊室、诊室、治疗室、病房、手术室、血库、洗消间、太平间、垃圾处理站等场所,设置紫外线消毒器或紫外线消毒灯。

    该项目各场所照明标准值按GB 50034 - 2013《建筑照明设计标准》选取,设计中充分考虑照度均匀度、亮度分布、眩光限制、天然光的利用及各功能照明的控制要求。各场合照明功率密度值LPD达到GB 50034 - 2013《建筑照明设计标准》中目标值要求。

    病房走廊照明、病房夜间守护照明在护士站统一控制;其他场所采用翘板开关就地控制;紫外线消毒灯的开关应区别于一般照明开关,且安装高度宜为底边距地1.8 m。

    因该项目是短期应急工程,为满足施工工期要求,采用自带蓄电池的消防应急照明灯具,应急供电时间不低于30 min。在疏散走道、门厅设置疏散照明,其地面最低水平照度不应低于3 lx;在手术室、重症监护室等病人行动不便的病房等需协助疏散区域设置疏散照明,其地面最低水平照度不应低于5 lx。在走廊、大厅、安全出口等处设置疏散指示灯及安全出口标志灯。

电气设备及管线安装

    为保证设备后期控制、维护人员的安全,本项目绝大部分配电箱(柜)、控制箱(柜)都是安装在对清洁区或室外开门的配电间内,只有末端病房配电箱明装在缓冲区的墙面上;本项目除病房医疗带上插座外,其他插座也都是明敷在墙面上。

室外高压电缆采用铠装交联电力电缆(YJV22 - 8.7 / 15 kV);
室外进线电缆采用铠装交联电力电缆(YJV22 - 0.6 / 1 kV);
一般室内电力干线、支干线采用无卤低烟B级阻燃交联铜芯电力电缆(WDZB - YJY - 0.6 / 1 kV);
一般支线选用WDZD - BYJ - 450 / 750 V无卤低烟D级阻燃铜芯导线;
应急照明线路选用WDZDN - BYJ - 450 / 750 V无卤低烟D级阻燃耐火铜芯导线;控制线选用WDZ - KYJY铜芯控制电缆。


    本项目公共走道上的主干线路沿电缆桥架敷设,支线主要穿阻燃塑料线槽沿顶板或墙面明敷。电缆桥架、线槽、线管等穿越污染区、半污染区及洁净区之间的界面时,隔墙缝隙及槽口、管口应采用不燃烧材料可靠密封,防止交叉感染。

建筑防雷及接地

    本工程属于第二类防雷建筑物。利用集装箱金属顶或彩钢板屋面(外层钢板厚度大于0.5 mm)作为接闪器,利用集装箱等竖向金属构件作为防雷引下线,引下线平均间距不大于18 m。

    因本项目整板基础下铺设了一层绝缘的防渗膜,且集装箱建筑都是直接通过方钢管垫块搁置在整板基础上,与基础钢筋没有物理连接,为保证接地的可靠性及施工快速,本设计在整板基础外沿各单体建筑物外轮廓敷设一圈热镀锌扁钢,并在热镀锌扁钢沿线每隔9 m在整板基础上预留一块接地连接板,接地连接板下端与基础钢筋相连,上端通过热镀锌扁钢与集装箱金属框架相连,如实测电阻大于1 Ω,可通过热镀锌扁钢向外增设人工接地极。

    本工程低压配电系统的接地型式为TN - S系统。防雷接地、电气设备的保护接地,电梯机房、弱电机房等的接地共用统一接地极。在各医疗单元配电间及弱电机房内设置总等电位联结端子箱(MEB),在带洗浴的卫生间、淋浴间、治疗室、检验室、医疗设备间、病房等处,设置局部等电位联结(LEB)。

    手术室、重症监护室等2类医疗场所采用IT系统,并设置局部等电位联结(LEB)。

    2020年2月4日,本项目监理公司组织技术人员对医院各区域防雷接地电阻进行测试,测试结果详表1。


火灾自动报警系统

    因该项目为短期应急医疗工程,且为单层(局部二层)建筑,为减少施工工期,本项目在门厅、公共走道、病房、诊室、检查室、检验室、手术室、库房等场所设置自带蜂鸣器的无线独立式光电感烟火灾探测器,无需布线、即装即用(如图5所示)。火灾探测器采用NB - IoT物联网无线通信技术,当火灾发生时,可利用电信、移动、联通三大运营商网络,经过云平台,将火灾报警信息通过电话、短信、APP等多重方式发送到手机或后台计算机(设于本项目ICU楼一层安防控制室内),可有效指导疏散及灭火。


    利用设于室外的高音喇叭及医护走廊的公共广播兼作本项目消防广播,利用现有普通电话系统、医护对讲系统、无线对讲机兼作消防电话系统。

电气模块化设计

    为了保证项目快速、高效实施,电气专业在设计中大量采用模块化设计理念。

供配电设备模块化:采用成品的箱式变电站和箱式柴油电站供电,箱式变电站和箱式柴油电站按供电单元分散布置,深入各负荷中心,既节材节能,又可同时快速施工。

配电系统模块化:以医护单元为模块,统一配置各级配电箱,尽量减少配电箱种类,病房分配电箱采用国标通用模数配电箱,可快速成批采购安装。

病房内部电气设施模块化:病房内照明灯具、电源插座、网络插座、火灾探测器、医疗设备带等统一标准布置,可在工厂或现场大规模批量安装。

电气线路敷设标准化、统一化:敷设在公共走道的主干线路,统一沿电缆桥架敷设;敷设在病房等区域的末端线路,统一穿阻燃塑料线槽明敷在墙面或顶板上。

结语

    武汉火神山医院是一座治疗新冠肺炎的传染病医院,也是一个应急医疗工程,其供电安全性、可靠性、连续性尤为重要。同时,对这个工程而言,“现场就是战场、时间就是生命”!电气设计在一些方面必须突破常规思路,在非常时期、对非常工程,设计施工只有采取非常手段,才能保证工程如期交付!






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  • 奖励于 2020-04-03 09:30:53

 发表于2020-04-03   |  只看该作者      

2

赶快 收藏 !供今后类似的“呼吸类应急传染病医院”电气设计作参考。

 发表于2020-04-03   |  只看该作者       筑龙币+10

3

哇 非常全的火神山医院电气设计分享啊必看!武汉火神山医院电气设计要点分析_1

 发表于2020-04-03   |  只看该作者       筑龙币+10

4

感谢分享,向所有建设者致敬!

 发表于2020-04-22   |  只看该作者      

5

武汉火神山医院是一座集中收治新冠肺炎患者的首个汉版“小汤山”医院,是全国“抗战疫情”的桥头堡,是打赢疫情防控阻击战的一项标志性工程。

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