蘇州某醫(yī)院電氣設(shè)計案例 變壓器容量 負(fù)荷分級 人防工程 充電樁
1、工程概況
醫(yī)院坐落于太湖湖畔的蘇州市某區(qū)，醫(yī)療范圍覆蓋長三角諸多城市。醫(yī)院于2016年5月18日營業(yè)，當(dāng)日下午門診就診已達(dá)到1066人。醫(yī)院運營一年已接待國際和國內(nèi)團(tuán)體、政要參觀交流數(shù)百次。實景圖見圖1。
醫(yī)院工程包括兩個功能:蘇州科技城醫(yī)院和蘇州高新區(qū)公共衛(wèi)生中心。醫(yī)院按三級甲等綜合醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，建筑面積約159000m2，編制床位數(shù)為800床;公共衛(wèi)生中心屬辦公性質(zhì)社會服務(wù)部門，建筑面積約23000m2。工程總建筑面積約182000m2，包括綜合大樓(包括1段門診醫(yī)技病房樓和2段高新區(qū)公共衛(wèi)生中心)、感染性疾病樓、宿舍樓及食堂、液氧站、后勤樓(鍋爐房，污水處理站和垃圾站)、門衛(wèi)室等。 醫(yī)院建筑功能布局:地下二層:機(jī)械停車庫、人防區(qū)域;地下一層:機(jī)械停車庫、設(shè)備機(jī)房、核醫(yī)學(xué);首層:血透、急診、門診、報告廳;二層:配液，檢驗;三層:病理，輸血;四層:手術(shù)部;五層:ICU;六層:產(chǎn)房;七～十一層:病房。人防區(qū)建筑面積8152m2，戰(zhàn)時為中心醫(yī)院及人員掩蔽所。
2、供配電系統(tǒng)
2.1院區(qū)整體電力規(guī)劃
院區(qū)內(nèi)醫(yī)院和公共衛(wèi)生中心為不同產(chǎn)權(quán)單位，屬兩個用電戶。電力規(guī)劃方案階段，醫(yī)院和公共衛(wèi)生中心分別單獨設(shè)置10kV電纜分界室，各自引入雙重市政10kV電源，從根源上避免用電糾紛。
2.2電氣機(jī)房設(shè)置
醫(yī)院單體建筑體量大，南北長度300m，東西寬度100m，裙房單層建筑面積約30000m2。通過建筑功能布局及負(fù)荷分布分析，院區(qū)共設(shè)置3處配變電所。醫(yī)院主樓設(shè)置總配變電所及分配變電所，公衛(wèi)中心單獨設(shè)置配變電所。電氣豎井共設(shè)置9處，分別深入負(fù)荷中心。
2.3用電數(shù)據(jù)
院區(qū)電氣設(shè)備安裝總?cè)萘?4064kW，變壓器裝機(jī)容量17000kVA，單位用電容量指標(biāo)93.4VA/m2，柴油發(fā)電機(jī)組2000kW(主用功率)。總配變電所設(shè)6臺變壓器，均為2000kVA。其中1～4號變壓器為醫(yī)院北側(cè)區(qū)域醫(yī)療及動力負(fù)荷配電，5～6號變壓器為空調(diào)負(fù)荷配電。分配變電所變壓器為2×1250kVA，為醫(yī)院南側(cè)區(qū)域醫(yī)療及動力負(fù)荷配電。公衛(wèi)中心配變電所變壓器安裝容量2×1250kVA。
2.4供配電系統(tǒng)安全可靠
市政雙重10kV電源供電，互為備用。10kV系統(tǒng)采用單母線分段方式接線，當(dāng)一路電源斷電時，另一路電源能承擔(dān)一級、二級負(fù)荷。采用柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。當(dāng)雙重市政電源均斷電時，柴油發(fā)電機(jī)組(15s內(nèi))投入使用，保障醫(yī)院的重要負(fù)荷及消防負(fù)荷運行。斷電時間＜0.5s場所，如手術(shù)室、ICU、信息中心等重要場所設(shè)置UPS不間斷電源作為應(yīng)急電源。
3、工程設(shè)計難點
3.1醫(yī)療功能復(fù)雜多樣
醫(yī)院基本涵蓋全部醫(yī)療功能科室。醫(yī)院內(nèi)臨床科室31種，各類手術(shù)室26間，重癥監(jiān)護(hù)類病床71床，各類大型醫(yī)技設(shè)備21臺，輔助醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)超過20種。
醫(yī)院中特別重要一級負(fù)荷包括:急診搶救室、產(chǎn)房、燒傷病房、重癥監(jiān)護(hù)室、早產(chǎn)兒室、血液透析室、手術(shù)室、術(shù)前準(zhǔn)備室、術(shù)后蘇醒室、麻醉室、心血管造影檢查室等場所中涉及患者生命安全的設(shè)備及其照明用電;檢驗科和病理科大型生化儀器、重癥呼吸道感染區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)。
一級負(fù)荷包括:火災(zāi)報警及聯(lián)動控制設(shè)備、消防泵、消防電梯、排煙風(fēng)機(jī)、加壓送風(fēng)機(jī)、安防系統(tǒng)、應(yīng)急照明;急診搶救室、產(chǎn)房、燒傷病房、重癥監(jiān)護(hù)室、早產(chǎn)兒室、血液透析室、手術(shù)室、術(shù)前準(zhǔn)備室、術(shù)后蘇醒室、麻醉室、心血管造影檢查室等場所中除一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的其他用電設(shè)備;急診診室、急診觀察及處置室、嬰兒室、內(nèi)鏡檢查室、影像科、放射治療室、核醫(yī)學(xué)室等場所的診療設(shè)備及照明用電;高壓氧倉、血庫、培養(yǎng)箱、恒溫箱、病理科取材室、制片室、鏡檢室的用電設(shè)備;計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用電;走道照明;配電室和柴油機(jī)房照明用電;百級潔凈度手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電;負(fù)壓機(jī)、真空泵;客梯、生活水泵等。
二級負(fù)荷:百級手術(shù)室除外的其他手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電;電子顯微鏡、影像科診斷用電設(shè)備;中心供應(yīng)、空氣凈化機(jī)組、貴重藥品冷庫、太平柜、廚房、扶梯等。
三級負(fù)荷:其他電力負(fù)荷及一般照明等。醫(yī)院配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用樹干和放射相結(jié)合的方式供電。普通照明、應(yīng)急照明、一般插座用電采用樹干式供電;醫(yī)療設(shè)備、大功率設(shè)備、消防設(shè)備等均采用放射式供電。大量采用放射式供電網(wǎng)絡(luò)造成變電所出線電纜數(shù)量龐大，總配變電所饋線總計約400余根電纜，干線橋架(1000×150-W×H)超過20條。總配變電所設(shè)于地下一層，下方設(shè)置電纜夾層，部分饋線電纜由電纜夾層(地下二層)水平引出，其余電纜由配變電所(地下一層)水平引出分配，避免由于干線電纜橋架集中敷設(shè)造成管線匯總不利。
3.2人防工程設(shè)計
人防工程位于醫(yī)院地下二層，建筑面積7788m2。本工程為平戰(zhàn)結(jié)合人防工程，平時為醫(yī)院放射治療科、辦公、庫房和機(jī)械汽車庫，戰(zhàn)時功能為中心醫(yī)院及人員掩蔽所。
平戰(zhàn)結(jié)合是人防工程的審查要點，本工程人防區(qū)平時功能和戰(zhàn)時功能差別較大，人防區(qū)戰(zhàn)時供配電系統(tǒng)的核心要素是中心醫(yī)院，平時供配電系統(tǒng)設(shè)計的核心要素是消防配電。如何最大限度保障人防工程的平戰(zhàn)結(jié)合成為本次人防設(shè)計的重點。
人防戰(zhàn)時一級負(fù)荷包括:基本應(yīng)急通信設(shè)備、柴油電站配套的附屬設(shè)備、三種通風(fēng)方式裝置、應(yīng)急照明、主要醫(yī)療救護(hù)房間內(nèi)的設(shè)備和照明等。二級負(fù)荷包括:重要的風(fēng)機(jī)、水泵、輔助醫(yī)療救護(hù)設(shè)備房間內(nèi)的設(shè)備和照明、洗消用的電加熱淋浴器、醫(yī)療救護(hù)必須用的空調(diào)、電熱設(shè)備;正常照明等用電負(fù)荷戰(zhàn)時按要求供電。其他負(fù)荷為三級負(fù)荷。
人防區(qū)由變電所引來兩路主干電源，保障平時一級、二級負(fù)荷供電。設(shè)置固定式柴油電站，內(nèi)裝2臺300kW柴油發(fā)電機(jī)組(平時安裝到位)作為戰(zhàn)時人防負(fù)荷的備用電源。人防區(qū)末端配電箱根據(jù)平時防火分區(qū)設(shè)置。
在平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，整個人防區(qū)供配電系統(tǒng)及配電箱滿足人防戰(zhàn)時使用需求，根據(jù)戰(zhàn)時中心醫(yī)院建筑功能變化調(diào)整末端照明插座等醫(yī)療用電即可。非人防戰(zhàn)時用電如機(jī)械停車等設(shè)備切除電源。人防區(qū)電氣干線圖見圖2。
4、工程設(shè)計亮點
4.1電動汽車充電樁設(shè)計
電動汽車充電樁負(fù)荷現(xiàn)階段已成為公建項目必須考慮的因素，全國各地于2016年陸續(xù)出臺了電動汽車充電樁設(shè)計的地方標(biāo)準(zhǔn)。
醫(yī)院是全國最早應(yīng)用電動汽車充電樁的公建項目之一。院區(qū)室外總停車位共計227處，其中設(shè)置直流充電樁車位4處，交流充電車位55處，電動汽車充電樁占室外停車位數(shù)量比例26%。電動汽車充電樁設(shè)備安裝總功率545kW，直流充電樁設(shè)備功率80kW/臺(380V)，交流充電樁設(shè)備功率7kW/臺(220V)。電動汽車充電樁在院區(qū)分布較為分散，采用分區(qū)域就地設(shè)置配電箱方案，系統(tǒng)圖見圖3。
設(shè)計工作完成于2015年，當(dāng)時國內(nèi)沒有電動汽車充電樁設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)支持，但電動汽車充電樁在公建項目中發(fā)展和存在的必要性是可以前瞻的。通過蘇州科技城醫(yī)院工程實例，總結(jié)出電動汽車充電樁在工程初步設(shè)計和施工圖設(shè)計階段電量預(yù)留通用做法，并在專業(yè)內(nèi)部推廣，取得了良好的收益。Pe=8kW×總車位數(shù)×(10%～15%)。其中直流和交流充電樁比例可按1∶4考慮，Pe:電動汽車充電樁總設(shè)備安裝功率。
4.2智能化服務(wù)系統(tǒng)配電
醫(yī)院創(chuàng)新運用智能倉儲系統(tǒng)、手術(shù)室行為管理系統(tǒng)、垃圾及污衣智能收集系統(tǒng)、軌道小車、氣動物流、自動化藥房、院內(nèi)就診導(dǎo)航等智能化設(shè)施設(shè)備，致力于成為國內(nèi)“智慧型醫(yī)院”的標(biāo)桿。
多種智能化服務(wù)系統(tǒng)設(shè)備廠商在項目初步設(shè)計或施工圖設(shè)計階段已介入配合。智能化服務(wù)系統(tǒng)融入設(shè)計的時機(jī)越早，電氣專業(yè)越能深入了解系統(tǒng)運行模式和設(shè)備用電需求，能為各智能化系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供更加可靠的供電保障。院區(qū)垃圾處理站建筑面積僅150m2，設(shè)備安裝功率達(dá)到550kW。專業(yè)設(shè)備廠家在施工圖階段與設(shè)計院密切配合，提供了準(zhǔn)確的設(shè)備用電方案，避免了后期配合過程中可能產(chǎn)生的重大修改。
4.3電氣節(jié)能
科技城醫(yī)院為綠色二星建筑，已通過節(jié)能審查及節(jié)能驗收?？萍汲轻t(yī)院電氣設(shè)計在滿足GB/T50378-2014《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)容基礎(chǔ)上做了如下節(jié)能設(shè)計措施。充分了解地方法律法規(guī)，嚴(yán)格執(zhí)行DGJ32J96-2010《江蘇省節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》電氣篇中相關(guān)要求。
國內(nèi)部分城市有地方節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，地方標(biāo)準(zhǔn)中部分條目要求高于國家規(guī)范，應(yīng)尊重并執(zhí)行地方高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計工作?？萍汲轻t(yī)院內(nèi)公共區(qū)域照明就地設(shè)置開關(guān)，并納入樓控(BA)系統(tǒng)集中管理。醫(yī)院內(nèi)公共區(qū)域含大堂、公共走道、地下車庫、院區(qū)景觀照明、立面照明等，控制要求相對簡單。本次工程設(shè)計因樓控系統(tǒng)照明控制就能夠滿足綠色節(jié)能要求，并降低工程造價，故未采用智能照明系統(tǒng)(EIB)。
醫(yī)療區(qū)域末端配電箱原則上按科室范圍分配，帶通訊接口的計量儀表設(shè)置在豎井內(nèi)照明、應(yīng)急照明、插座、空調(diào)配電總箱內(nèi)，與科室末端配電箱對應(yīng)。醫(yī)院設(shè)置了能源管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程計量水、電、氣用量。電力能源管理系統(tǒng)為其子系統(tǒng)，醫(yī)院通過此系統(tǒng)能完成計量考核工作。
國內(nèi)醫(yī)院的建設(shè)規(guī)模越來越大，綜合性醫(yī)院比比皆是，因此醫(yī)院電氣設(shè)計更需從細(xì)節(jié)出發(fā)把控全局，保障醫(yī)院供配電系統(tǒng)的可靠和安全，這也是醫(yī)療電氣人不斷努力的目標(biāo)。
