臨時(shí)應(yīng)急病區(qū)建設(shè)電氣設(shè)計(jì)總結(jié)與回顧

楊光明， 閆 豪

(中國(guó)建筑西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，西安 710018)

0 引言

某公共衛(wèi)生中心(臨時(shí)應(yīng)急病區(qū))是抗擊“新冠肺炎”疫情初期，在較短時(shí)間里設(shè)計(jì)并配合建設(shè)完成的公共衛(wèi)生建設(shè)項(xiàng)目。

該項(xiàng)目全部為單層建筑，建筑面積2.7萬(wàn)m2，分為醫(yī)療區(qū)和后勤保障區(qū)、醫(yī)護(hù)宿舍區(qū)。醫(yī)療區(qū)共設(shè)有9個(gè)傳染病區(qū)和1個(gè)ICU病區(qū)(共計(jì)500個(gè)住院床位)，以及門診、手術(shù)室、檢驗(yàn)、影像等科室。同時(shí)具有配套設(shè)施齊全的給水及污水排放與處理設(shè)施，空調(diào)及通風(fēng)設(shè)施、火災(zāi)報(bào)警與消防滅火設(shè)施、信息化系統(tǒng)設(shè)施、安全防范及門禁管理設(shè)施等。以下是筆者對(duì)供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)在本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中的一些總結(jié)與回顧。

1 10kV供電系統(tǒng)

(1)供電電源：本項(xiàng)目共設(shè)有14臺(tái)箱式變壓器，變壓器裝機(jī)總?cè)萘繛?0 060kVA。10kV供電電源引自城市兩路相互獨(dú)立的供電網(wǎng)絡(luò)，每一路供電電源平時(shí)負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目變壓器總裝機(jī)容量50%的供電。當(dāng)其中任何一路10kV供電電源故障失電時(shí)，另一路供電電源都能承擔(dān)起整個(gè)項(xiàng)目100%的10/0.4kV變電所的10kV供電。

(2)應(yīng)急備用電源：采用2臺(tái)箱式柴油發(fā)電機(jī)組作為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的備用供電電源。整個(gè)項(xiàng)目設(shè)有1個(gè)10kV總配電中心作為所有末端箱式變電所(1#～14#)的10kV電源總配電。10kV高壓配電柜采用常規(guī)的KYN28-12中置式高壓柜，末端10/0.4kV箱式變電所內(nèi)的高壓受電柜采用環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜。

10kV供電電源由東、西兩個(gè)方向引自不同的110/10kV降壓站，在項(xiàng)目外圍采用架空線路高壓桿上安裝及敷設(shè)，進(jìn)入本項(xiàng)目園區(qū)后均采用高強(qiáng)度MPP電力排管埋地敷設(shè)，并設(shè)有相應(yīng)的電纜檢修井。10kV總配電中心為一棟獨(dú)立的建筑物，與門診醫(yī)療及病區(qū)分隔，并保持一定的距離。每一個(gè)集裝箱箱房標(biāo)準(zhǔn)外框高度為2.9m，實(shí)際內(nèi)部?jī)舾?.5m。經(jīng)與結(jié)構(gòu)專業(yè)工程師、箱房生產(chǎn)廠家技術(shù)人員溝通，采用了兩層箱房疊加，去掉底層箱房頂板及二層箱房底板的做法，有效地保證10kV總配電中心對(duì)房間凈高尺寸的要求。

另外采用“去掉底層箱房底板，通過(guò)建筑磚砌地壟墻”的構(gòu)造做法，在保證高壓設(shè)備安裝及承重要求的同時(shí)，也滿足了高壓柜所需下方電纜溝和柜后電纜溝的要求。

2 10/0.4kV變電所配電干線系統(tǒng)及總體布置

本項(xiàng)目共設(shè)有14個(gè)箱式變電所。按照每個(gè)病區(qū)一個(gè)箱式變電所，共設(shè)有9個(gè)箱式變電所(1#～9#)； 門診、手術(shù)、ICU、醫(yī)技設(shè)備共設(shè)有2個(gè)箱式變電所(10#、11#)；后勤保障、中心供應(yīng)、餐廳、辦公共設(shè)有2個(gè)箱式變電所(12#、13#)；醫(yī)護(hù)人員宿舍區(qū)設(shè)有1臺(tái)箱式變電所(14#)。

兩兩相鄰的箱式變電所(如10#、11#變電所)，10kV電源分別引自總配電中心兩段獨(dú)立的10kV母線。一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷均由兩兩相鄰的變電所低壓側(cè)相互提供備用電源，確保供電的可靠性。

柴油發(fā)電機(jī)組作為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的備用電源供電，承擔(dān)如手術(shù)室、ICU監(jiān)護(hù)、ICU空調(diào)及通風(fēng)、網(wǎng)絡(luò)中心等設(shè)備的供電。發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)取自就近的箱變10kV電源側(cè)。

變電所配電干線系統(tǒng)圖如圖1所示(如10#、11#變電所)，10/0.4kV變電所總體布置及10kV電源路由圖如圖2所示。

圖1 變電所配電干線系統(tǒng)圖

圖2 10/0.4kV變電所總體布置及10kV電源路由圖

由于設(shè)計(jì)及施工時(shí)間都很緊迫，在當(dāng)時(shí)條件下，14臺(tái)箱式變電所都是在掌握周邊配套生產(chǎn)廠家貨源的基礎(chǔ)上，以保證最短供貨周期為前提，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造。因此，箱式變電所無(wú)論是在外型、尺寸、顏色，還是其內(nèi)部電器元器件的型號(hào)、規(guī)格都很難做到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)供電與控制要求

為了保證空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所有的供電均采用雙電源供電，末端控制箱自動(dòng)切換。根據(jù)地區(qū)環(huán)境的實(shí)際情況，在設(shè)置送排風(fēng)設(shè)備的同時(shí)，還在送風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)置有電加熱裝置，確保為醫(yī)護(hù)工作區(qū)和患者治療區(qū)提供舒適的工作和生活環(huán)境。

作為臨時(shí)應(yīng)急項(xiàng)目，雖然沒有選擇樓宇智能控制方案來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備之間的控制及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，但通過(guò)繼電控制方式以及日常嚴(yán)格的運(yùn)維管理，仍然很好地實(shí)現(xiàn)了送排風(fēng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止操作順序及機(jī)組之間的聯(lián)動(dòng)連鎖控制原則。

(1)在清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)三個(gè)區(qū)域之間的操作順序應(yīng)為：清潔區(qū)—→半污染區(qū)—→污染區(qū)。(2)清潔區(qū)與半污染區(qū)區(qū)域內(nèi)部，機(jī)組的啟動(dòng)順序應(yīng)為：送風(fēng)機(jī)啟動(dòng)—→排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)—→電加熱機(jī)組啟動(dòng)。(3)清潔區(qū)與半污染區(qū)區(qū)域內(nèi)部，機(jī)組的停機(jī)順序應(yīng)為：電加熱機(jī)組停止—→排風(fēng)機(jī)停止—→送風(fēng)機(jī)停止。(4)污染區(qū)區(qū)域內(nèi)部，機(jī)組啟動(dòng)順序應(yīng)為：排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)—→送風(fēng)機(jī)啟動(dòng)—→電加熱機(jī)組啟動(dòng)。(5)污染區(qū)區(qū)域內(nèi)部，機(jī)組停機(jī)順序應(yīng)為：電加熱機(jī)組停止—→送風(fēng)機(jī)停止—→排風(fēng)機(jī)停止。(6)同時(shí)每一臺(tái)送風(fēng)機(jī)組、排風(fēng)機(jī)組均能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)機(jī)與本機(jī)組電動(dòng)風(fēng)門的聯(lián)動(dòng)控制，即風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，電動(dòng)風(fēng)門同時(shí)打開；風(fēng)機(jī)停止，電動(dòng)風(fēng)門同時(shí)關(guān)閉。

在實(shí)施過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該堅(jiān)持要求采用原設(shè)計(jì)中的多級(jí)電加熱機(jī)組，并統(tǒng)一要求機(jī)組自身配備控制設(shè)備以及專門的溫度超限報(bào)警與保護(hù)、空氣流動(dòng)檢測(cè)保護(hù)等附加功能配件。在配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照清潔區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū)三區(qū)域的劃分，設(shè)置相對(duì)應(yīng)的照明、動(dòng)力配電系統(tǒng)，盡可能為后期機(jī)電設(shè)備的調(diào)試與運(yùn)維提供方便。

4 病房密閉閥與排風(fēng)機(jī)的聯(lián)動(dòng)連鎖

為確保病房(污染區(qū))維持正常的負(fù)壓狀態(tài)，同時(shí)為滿足各個(gè)獨(dú)立病房運(yùn)維管理靈活性的需求，在每一個(gè)獨(dú)立的病房?jī)?nèi)設(shè)置有病房專用排風(fēng)機(jī)和衛(wèi)生間專用排風(fēng)機(jī)，并在病房外走廊上配備有相應(yīng)的排風(fēng)密閉閥和送風(fēng)密閉閥。

病房排風(fēng)機(jī)與排風(fēng)密閉閥實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，即排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，密閉閥打開；排風(fēng)機(jī)停止，密閉閥關(guān)閉。病房排風(fēng)機(jī)與密閉閥之間的動(dòng)作順序：(1)啟動(dòng)順序：排風(fēng)密閉閥開(病房?jī)?nèi)、衛(wèi)生間內(nèi))→排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)(病房?jī)?nèi)、衛(wèi)生間內(nèi))→送風(fēng)密閉閥開。(2)停機(jī)順序：送風(fēng)密閉閥關(guān)→排風(fēng)機(jī)停止(病房?jī)?nèi)、衛(wèi)生間內(nèi))→排風(fēng)密閉閥關(guān)(病房?jī)?nèi)、衛(wèi)生間內(nèi))。病房密閉閥及排風(fēng)機(jī)控制接線圖(不同產(chǎn)品的風(fēng)閥接線連接不同)如圖3所示。

圖3 病房密閉閥及排風(fēng)機(jī)控制接線圖

如圖3所示，在滿足相關(guān)規(guī)范要求及使用方意見的基礎(chǔ)上，將病房排風(fēng)機(jī)及送風(fēng)/排風(fēng)密閉閥安裝在病房外走廊上，相應(yīng)的控制操作也安裝在病房外走廊上。控制開關(guān)安裝高度為距地坪1.8m，并在旁邊設(shè)有明顯警示標(biāo)志“風(fēng)閥開關(guān)，請(qǐng)勿亂動(dòng)”字樣。

5 ICU部及手術(shù)室配電設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目(應(yīng)急病區(qū))共設(shè)有34個(gè)ICU護(hù)理床位和一個(gè)負(fù)壓手術(shù)室。采用雙路市電電源外加柴油發(fā)電機(jī)組自啟動(dòng)供電的方式，保證該區(qū)域供電可靠性，另外為了保證電源切換時(shí)間間隔內(nèi)的供電連續(xù)可靠性，同時(shí)配備了UPS供電電源，連續(xù)供電時(shí)間為30min。對(duì)于ICU區(qū)域和手術(shù)室分別采用相互獨(dú)立的IT隔離電源系統(tǒng)，采用監(jiān)視儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離變壓器絕緣、回路漏電、回路過(guò)載以及UPS裝置(或系統(tǒng))的在線監(jiān)視。

所有電源裝置均集中安裝在位于清潔區(qū)的專門配電室，配電室面積約15m2。

6 防雷及接地系統(tǒng)

建筑主體采用集裝箱箱房拼接，建筑基礎(chǔ)采用大筏板結(jié)構(gòu)體系，屋面采用鋼架及金屬屋面。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用建筑物箱房上部的金屬斜屋面作為防雷接閃器，利用斜屋面金屬龍骨或支架及箱房立柱作為引下線，利用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)筏板作為防雷接地體。具體實(shí)施過(guò)程中，按照設(shè)計(jì)要求預(yù)留有接地扁鋼連接建筑主體與結(jié)構(gòu)筏板。經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)接地測(cè)試點(diǎn)電阻值的實(shí)際測(cè)量，所有測(cè)量值均在0.2～0.6Ω，小于設(shè)計(jì)值1.0Ω，滿足聯(lián)合接地系統(tǒng)對(duì)電阻值的要求，同時(shí)也滿足醫(yī)技設(shè)備如DR、CT等對(duì)接地電阻值的特別要求。

10kV總配電中心、箱式變電所、箱式柴油發(fā)電機(jī)組均利用建筑物獨(dú)立筏板基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為接地體，內(nèi)部設(shè)有接地連接板及接地扁鋼，設(shè)備基礎(chǔ)角鋼與接地扁鋼可靠連接，實(shí)測(cè)接地電阻值均小于1.0Ω。

7 應(yīng)急照明系統(tǒng)

采用集中供電式應(yīng)急及疏散照明智能控制系統(tǒng)。每一個(gè)病區(qū)為一個(gè)應(yīng)急及疏散照明智能控制單元，獨(dú)立完成本區(qū)域內(nèi)應(yīng)急照明燈具的開/關(guān)控制，并完成系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及電源狀態(tài)監(jiān)視等。在火災(zāi)報(bào)警時(shí)自動(dòng)接收消防指令完成應(yīng)急照明燈具的點(diǎn)亮控制。

在ICU區(qū)域，原設(shè)計(jì)采用地埋式疏散指示燈，但是由于箱房結(jié)構(gòu)不允許在地板上開孔，且項(xiàng)目為臨時(shí)應(yīng)急病區(qū)，具體實(shí)施時(shí)改用經(jīng)濟(jì)適用的蓄能型應(yīng)急疏散指示燈直接粘貼于疏散通道地板上。

8 結(jié)束語(yǔ)