首都醫(yī)科大學附屬北京佑安醫(yī)院應急改造供配電系統(tǒng)設(shè)計策略和方案

裴 雷

(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100045)

1 項目概況

首都醫(yī)科大學附屬北京佑安醫(yī)院位于北京市豐臺區(qū)玉林西路右安門外西頭條8 號，一直以來是首都核心城區(qū)重要的傳染病屏障。 與疫情期間同時新建的臨時醫(yī)院不同，佑安醫(yī)院屬于永久性應急改造項目。 項目內(nèi)容包括:(1)將B 樓8 層原有病房改造為19 床ICU 病房以及3 床負壓隔離病房；(2)將C 座病房樓全部改造為滿足新冠疫情救治的呼吸道病房樓，首層為急診、腸道門診、發(fā)熱門診以及藥房等功能，二層為急診留觀、輸液、PCR 實驗室等功能，三層為4 間手術(shù)室、12 床ICU 病房，三夾層為設(shè)備夾層，四至八層均為負壓病房。 其中，B 樓、C 樓建筑高度分別為44.2m 和36.4m，改造面積分別為1 402m2和12 040m2。

2 設(shè)計目標和策略

疫情醫(yī)療救治的緊迫性、重要性，對設(shè)計提出了更高的要求。 面對諸多困難，首先要明確設(shè)計目標。 第一，設(shè)計方案做到有據(jù)可依，滿足國家規(guī)范的要求；第二，制定的設(shè)計方案要能在規(guī)定的建設(shè)周期內(nèi)實施落地，與現(xiàn)狀電氣系統(tǒng)兼容；第三，由于佑安醫(yī)院是永久性建筑，改造后的電氣系統(tǒng)要滿足遠期擴容需要，具備可擴展性。 其次是確定改造設(shè)計的策略。 基于醫(yī)院疫情醫(yī)療流程需求、醫(yī)院現(xiàn)狀電氣系統(tǒng)情況、改造周期限制、全國貨源狀況等前置條件，從改造、利舊、換新三方面進行思考，確定改造設(shè)計方案。

3 設(shè)計方案制定

筆者所在團隊接手項目后，收集到來自項目各方的資料，如政府部門對建設(shè)周期的要求、醫(yī)管中心及醫(yī)院的醫(yī)療救治需求、相關(guān)設(shè)計資料(包括改造項目設(shè)計竣工圖、變更，現(xiàn)狀電氣系統(tǒng)運行狀況等)、電氣設(shè)備供貨周期條件等。 如何在海量的信息捋清設(shè)計思路? 筆者認為，主要分以下三個步驟。

(1)對各方資料進行整理、分類

1)會議紀要類，包括項目投入使用的進度要求，醫(yī)療救治功能要求，工程質(zhì)量要求等。

2)現(xiàn)場勘查電氣系統(tǒng)運行評估，包括涉及改造區(qū)域變配電室設(shè)備評估(如變配電系統(tǒng)運行情況、變壓器負載率、低壓柜備用回路情況、變電室空間及出線條件等)，應急電源評估(如柴油發(fā)電機組、UPS 電池組、EPS 電池組等運行情況、容量)，電纜及敷設(shè)條件評估(如變電室至改造區(qū)敷設(shè)路由、線纜老化程度、線纜載流量等)，配電箱評估(如改造區(qū)配電箱元器件使用壽命評估、容量、備用回路等)，電氣防火系統(tǒng)運行評估(火災自動報警系統(tǒng)、應急照明系統(tǒng)等)，智能化弱電系統(tǒng)評估等。

3)規(guī)范類，包括醫(yī)療建筑相關(guān)規(guī)范，針對新冠肺炎救治新出的標準及規(guī)定。

4)圖紙類，包括收集來的竣工圖，變更圖，裝修改造圖紙等。

5)需求類，包括醫(yī)院提供的醫(yī)療設(shè)備清單，各科室醫(yī)護人員使用需求，PCR 核酸檢測實驗室、隔離負壓病房/負壓病房、平疫結(jié)合正負壓ICU 病房、正負壓空調(diào)系統(tǒng)電氣需求等。

(2)分析并找出各類資料關(guān)鍵點

由于疫情的緊迫性，本次改造周期要求在極端時間內(nèi)投入使用，不論是設(shè)計、施工、訂貨、安裝、調(diào)試等各環(huán)節(jié)，都要求最短的時間內(nèi)完成。 此外，供配電系統(tǒng)老舊(配電線纜、配電箱、燈具等)，不但不滿足使用要求，且電氣消防系統(tǒng)不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

因此，筆者認為，在這樣緊急的時間和資源條件下完成任務，重要的是確定好項目改造內(nèi)容、利舊內(nèi)容、換新內(nèi)容。 其中，利舊內(nèi)容涉及規(guī)范依據(jù)及設(shè)計標準，且牽涉改造范圍大小，直接影響項目進度、實施、驗收和使用，是解決問題的關(guān)鍵點。

(3)圍繞關(guān)鍵點制定設(shè)計方案

根據(jù)分析，本次改造的B、C 樓均為90 年代設(shè)計及建造，設(shè)計引用規(guī)范均已過期廢止，與現(xiàn)行規(guī)范技術(shù)標準存在較大差異，且由于改造周期限制，電氣系統(tǒng)不可能全部換新改造。 在改造周期限制和有限的資源供應條件下以及對現(xiàn)狀系統(tǒng)運行評估后，決定對利舊火災自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)、消防設(shè)備供配電系統(tǒng)進行改造設(shè)計。

經(jīng)過對新舊規(guī)范差異梳理，并及時與有關(guān)單位進行協(xié)調(diào)、落實規(guī)范索引依據(jù)，最終在政府部門協(xié)調(diào)下，結(jié)合項目應急特殊性，各相關(guān)單位確定達成一致意見，同意利舊消防系統(tǒng)，根據(jù)舊規(guī)范對現(xiàn)狀系統(tǒng)進行設(shè)計改造及驗收。 但需增加電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，并對所有改造區(qū)域線纜更換為無鹵低煙阻燃型電纜，以此作為電氣防火加強措施。

根據(jù)疫情醫(yī)療救治需要，確定必須改造的系統(tǒng)功能包括發(fā)熱門診(含PCR 核酸檢測)、負壓病房、隔離負壓病房。 現(xiàn)狀供配電系統(tǒng)評估及改造方案確定如表1～2 所示。

表1 項目現(xiàn)狀供配電系統(tǒng)評估及改造方案

表2 各樓配電系統(tǒng)評估及改造方案

4 設(shè)計方案

根據(jù)對資料的梳理、挖掘關(guān)鍵點以及對方案制定的分析，最終確定設(shè)計方案。

4.1 負荷等級及電源

按新冠疫情標準設(shè)置負壓病房、發(fā)熱門診、PCR核酸檢測等，用電最高負荷等級為一級負荷特別重要負荷，由市政10kV 雙重電源供電，具體負荷級別如表3 所示。

表3 負荷分級及供電方式

4.2 園區(qū)電力增容改造

園區(qū)總變電室變壓器容量可滿足B 座8 層新增ICU 病房及配套設(shè)備用電，負荷等級也能保證。但需由園區(qū)總變電室重新敷設(shè)電纜至B 座8 層電氣豎井。

C 座變電室冬季可滿足改造后新增設(shè)備用電需求及負荷等級，但夏季由于變壓器已處于滿載狀態(tài)，不能滿足應急要求，現(xiàn)狀使用及新增用電負荷統(tǒng)計如表4 所示。

表4 C 座變電室現(xiàn)狀使用及新增用電負荷統(tǒng)計

C 樓整體改造后為傳染病呼吸樓，用電負荷大部分為一級負荷(含特變重要負荷)，需于C 樓西南側(cè)設(shè)置1 臺常用輸出功率1 000kW 集裝箱式柴油發(fā)電機組，現(xiàn)狀使用及新增用電負荷統(tǒng)計如表5所示。

表5 C 樓整體現(xiàn)狀使用及新增用電負荷統(tǒng)計

根據(jù)以上新舊用電設(shè)備電量統(tǒng)計，盡管本次改造僅涉及B、C 兩棟樓，但是電力系統(tǒng)改造不能僅是“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，而應根據(jù)院區(qū)整體進行通盤規(guī)劃。 通過對院區(qū)供配電系統(tǒng)的分析、梳理，最終于C 樓西南側(cè)設(shè)置2 臺1 000kVA 室外箱式變電站，1 臺常用輸出功率1 000kW 集裝箱式柴油發(fā)電機組，為A、C 樓提供市政及備用電源。 通過改造，解決了院區(qū)電源緊張問題，同時預留了一部分院區(qū)用電增容的需求。

4.3 配電系統(tǒng)改造

現(xiàn)狀豎井無空間新增總配電箱，每層新增空調(diào)動力配電箱設(shè)置于新增空調(diào)機房內(nèi)，由地下變電室直供電源；現(xiàn)狀病房醫(yī)療帶由樓層應急照明配電箱供電，與消防混用，已不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求(強條)，故本次改造變電室新增雙電源總箱，放射式供電至改造層新增醫(yī)療帶配電箱，新增配電箱設(shè)置于護士站區(qū)域；所有改造樓層插座及線纜進行更換，延長使用壽命，滿足遠期醫(yī)護救治用電需要。

4.4 配電線路布線系統(tǒng)改造

改造區(qū)域?qū)⑷侩娋€、電纜替換為低煙無鹵阻燃型，新增的消防配電干線選用礦物絕緣類不燃性電纜，更加環(huán)保、可靠。

4.5 電氣照明系統(tǒng)改造

將現(xiàn)狀傳統(tǒng)格柵熒光燈全部更換為更高效的LED 光源及燈具，并對替換LED 燈具進行參數(shù)測量，確保健康、舒適的光環(huán)境。

4.6 醫(yī)療配電系統(tǒng)

根據(jù)本工程的使用要求，在B 座8 層及C 座3層重癥監(jiān)護室、各病區(qū)醫(yī)療負荷較集中的區(qū)域設(shè)置醫(yī)療電源配電箱或?qū)Ｓ秒娫床遄?箱)并根據(jù)特殊要求設(shè)置隔離變壓器，并采用IT 系統(tǒng)。 供配電系統(tǒng)相對獨立，提高了系統(tǒng)的可靠性，便于日后運行管理。

4.7 電氣防火系統(tǒng)

火災自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)利舊，僅根據(jù)醫(yī)療流線變化，結(jié)合隔斷調(diào)整補充消防報警探測器。 變配電室內(nèi)增設(shè)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，對所有線路漏電流進行監(jiān)測。

應急照明及疏散指示系統(tǒng)考慮到改造周期的時限，若按現(xiàn)行規(guī)范進行改造設(shè)計，涉及對非改造區(qū)域應急照明及疏散指示系統(tǒng)的整體改造，經(jīng)與相關(guān)單位確定達成一致意見，僅對改造區(qū)域應急照明燈具、疏散標志燈及其末端管線進行更換，不對整體系統(tǒng)進行改造。

5 結(jié)束語

通過全程參與應急防疫項目建設(shè)，筆者體會應急項目的特殊性，即所有環(huán)節(jié)(設(shè)計、施工、訂貨、安裝、調(diào)試等)周期均被壓縮，且在周期被壓縮的情況下仍要保質(zhì)、保量、保時完成工作。

針對應急項目特點，設(shè)計人在設(shè)計過程中需要有以下幾點注意。 首先，應急項目由于疫情期間設(shè)備訂貨問題，設(shè)計需根據(jù)現(xiàn)貨調(diào)整設(shè)計方案，及時與施工單位進行溝通，即根據(jù)貨源調(diào)整設(shè)計，確保項目按時完工。 其次，設(shè)備訂貨與配電箱生產(chǎn)、電纜進貨同時進行，施工單位拿到圖紙就去生產(chǎn)加工配電箱，沒有設(shè)備訂貨后再次確認參數(shù)環(huán)節(jié)，所以需提前溝通落實設(shè)備規(guī)格，否則會造成配電箱改動及前端電纜調(diào)整。 最后，設(shè)計過程中需做到靈活應對，如電纜干線、配電箱備用開關(guān)應考慮充足裕量，以應對隨時增加的使用需求及由于訂貨問題產(chǎn)生的修改；配電箱二次線接線端子(如樓控、消防、異地控制、手動應急起動控制等)預留足夠接口，以備應急調(diào)試需要；采取分步實施策略，配電箱體預留電表、電氣火災監(jiān)控、消防設(shè)備電源監(jiān)控等模塊的安裝空間，以防止因部分元器件訂貨周期長，而影響后續(xù)改造和運營需求。