黃 榮

(上海中森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司，上海 200062)

1 概述

隨著我國城市化進(jìn)程的加劇，老齡化社會的到來，二孩政策的全面開展，現(xiàn)有醫(yī)院已不能滿足廣大民眾對醫(yī)療保健需求的日益增長，醫(yī)院現(xiàn)有用地和醫(yī)療、教學(xué)設(shè)施用房已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足實際需要，醫(yī)院的改擴(kuò)建迫在眉睫。

另一方面，房地產(chǎn)市場面臨著總量過剩、結(jié)構(gòu)失衡的挑戰(zhàn)，各地政府有著“去庫存”壓力。因此，改造現(xiàn)有功能過剩的建筑為人民大眾急需的醫(yī)療建筑，既能滿足居民對醫(yī)療服務(wù)的需求，又使建筑本體的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益得以充分發(fā)揮；不僅盤活庫存，促進(jìn)市場再平衡和經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長，且改造更新可最大限度地減少能源和材料的消耗，可減少大量建筑垃圾及其對環(huán)境的污染。

2 工程概況

本項目位于山東省，將原辦公樓(22層結(jié)構(gòu)封頂)改建為婦幼保健院病房樓(以下簡稱為病房樓)，并緊鄰此樓西側(cè)新建門診樓。

原辦公樓為框筒結(jié)構(gòu)，地上22層，地下1層，裙房2層。地下1層為停車庫、設(shè)備用房；1層為公共大廳、廚房；2層為食堂；3層～22層為辦公。地下層層高5.3 m，1層、2層層高5.4 m，其余層高4.2 m；建筑總高度97 m。總建筑面積：32 684 m2，其中地上27 890 m2，地下4 794 m2。

病房樓集醫(yī)療、保健、科研、急救于一體，功能涵蓋：兒童保健，婦科保健，產(chǎn)科病房，中心手術(shù)室，新生兒科，NICU，消毒供應(yīng)，康復(fù)中心、病房等。門診樓總建筑面積10 800 m2，其中地上建筑面積9 810 m2，地下建筑面積990 m2。地上4層，局部地下1層，建筑高度21.2 m。功能涵蓋：門診室、放射科、多功能廳以及鍋爐房、換熱站、弱電機(jī)房等設(shè)備用房。

原辦公樓主體結(jié)構(gòu)完工，機(jī)電僅配合土建工程進(jìn)行了部分管線預(yù)埋，設(shè)備均未安裝。

3 改建項目電氣設(shè)計原則

JGJ 16—2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范總則中強(qiáng)調(diào)，電氣設(shè)計應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、整體美觀、維護(hù)管理方便。不管是新建項目還是改建項目，均以此作為電氣設(shè)計的基本原則。

改建項目的重要特征是主體結(jié)構(gòu)體系已固定，不能更改。因此，在項目設(shè)計時，應(yīng)盡量避免或減少對結(jié)構(gòu)的影響，如增加荷載、大規(guī)模開洞等。項目設(shè)計中，各專業(yè)均需在原有設(shè)計體系下進(jìn)行設(shè)計，以項目總體設(shè)計的合理性為設(shè)計導(dǎo)向，不能光考慮本專業(yè)的合理性，而要求其他專業(yè)進(jìn)行大規(guī)模修改。

本項目設(shè)計重點：本項目由辦公樓改為醫(yī)療建筑，建筑功能完全改變。根據(jù)醫(yī)療建筑相關(guān)設(shè)計規(guī)范，本項目中大量用電設(shè)備為一二級負(fù)荷，并有一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，因此供配電系統(tǒng)改造屬于本次設(shè)計的重點；醫(yī)療建筑內(nèi)有大量精密儀器，且為人員密集場所，防雷及接地安全設(shè)計也是本次設(shè)計的重點。

4 供配電系統(tǒng)設(shè)計

4.1 原辦公樓供配電系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)原設(shè)計圖紙，原辦公樓供配電系統(tǒng)如下：市政提供2路雙重10 kV高壓電源至大樓變電所，高壓接線采用線路變壓器組，變電所內(nèi)設(shè)置2臺1 250 kVA干式變壓器，低壓側(cè)設(shè)母聯(lián)開關(guān)。該供配電系統(tǒng)簡潔、實用，滿足本項目用電需求。變電所內(nèi)設(shè)備布置合理，空間寬裕、舒適。

4.2 病房樓供配電系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)業(yè)主要求，本項目定性為二級醫(yī)院、婦幼健康服務(wù)機(jī)構(gòu)。建標(biāo)189—2017婦幼健康服務(wù)機(jī)構(gòu)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：婦幼健康服務(wù)機(jī)構(gòu)的供配電系統(tǒng)和設(shè)施應(yīng)安全可靠，宜采用雙重電源供電并配備應(yīng)急電源，保證不間斷供電。JGJ 312—2013醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：二級醫(yī)院宜設(shè)置應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組的供電容量應(yīng)保證一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷用電，并宜保證一級負(fù)荷的用電。因此，本項目設(shè)置應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，為一級負(fù)荷及一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷提供應(yīng)急電源。

醫(yī)院屬于一級重要用電客戶，除保證一二級負(fù)荷的可靠性外，尚需保證三級負(fù)荷如各病房內(nèi)的用電連續(xù)性。原高壓接線采用線路變壓器組，高壓側(cè)不聯(lián)絡(luò)，當(dāng)其中一路10 kV高壓電源發(fā)生故障時，該10 kV電源所配接的變壓器停止工作，另一臺變壓器承擔(dān)不了本項目的所有用電，勢必需要切除部分三級負(fù)荷，影響醫(yī)院的正常運(yùn)行。因此，本項目10 kV高壓配電系統(tǒng)采用單母線聯(lián)絡(luò)，一路10 kV電源失電，另一路10 kV電源能滿足本項目內(nèi)所有用電需求。

根據(jù)項目性質(zhì)、負(fù)荷容量計算、供電可靠性、節(jié)能設(shè)計等因素，本項目病房樓設(shè)置3臺1 000 kVA變壓器，其中一臺專供季節(jié)性空調(diào)設(shè)備，另兩臺供照明、動力等設(shè)備用電；門診樓設(shè)置2臺630 kVA變壓器，供門診樓所有用電負(fù)荷；設(shè)置一臺柴油發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)長行功率為656 kW(820 kVA)，供配電一次接線系統(tǒng)見圖1，設(shè)計思路如下：

1)G為柴油發(fā)電機(jī)組，作為公網(wǎng)電源的備用電源和安全設(shè)施的應(yīng)急電源。

2)Ⅰ段母排為TR01變壓器配電母排；Ⅱ段母排為TR02變壓器配電母排；Ⅲ段母排為一級負(fù)荷應(yīng)急電源段，為安全設(shè)施負(fù)荷(需由應(yīng)急電源或安全設(shè)施電源提供電源的用電設(shè)施，本文稱其為安全設(shè)施負(fù)荷，安全設(shè)施負(fù)荷包括一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷及一級負(fù)荷中的消防用電設(shè)備)提供應(yīng)急電源；Ⅳ段母排為一級負(fù)荷備用電源段，為其他一級負(fù)荷提供備用電源。

3)當(dāng)公網(wǎng)的兩路10 kV電源或其中一路10 kV電源正常供電時，用電設(shè)備由TR01變壓器Ⅰ段母排、TR02變壓器Ⅱ段母排供電；開關(guān)狀態(tài)：QF1，QF2合上，QF00斷開。

4)當(dāng)其中一臺變壓器進(jìn)行維護(hù)檢修或發(fā)生故障時，假如Ⅰ段母排停電，分段斷路器(QF00)合上，Ⅱ段母排給Ⅰ段母排提供電源，保證本項目全部一、二級負(fù)荷供電需求。此種情況下，部分三級負(fù)荷需斷電。開關(guān)狀態(tài)：QF01，QF00，QF02三個開關(guān)，僅合其中的兩個。

5)當(dāng)公網(wǎng)的兩路10 kV電源均失電，啟動柴油發(fā)電機(jī)組G，由柴油發(fā)電機(jī)組提供電源。此時消防設(shè)備不是運(yùn)行在火災(zāi)撲救狀態(tài)，G作為公網(wǎng)電源的備用電源供電。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，且公網(wǎng)的兩路電源均失電，斷開Ⅳ段母排的電源，G將作為應(yīng)急電源僅向Ⅲ段供電。開關(guān)狀態(tài)：QF1，QF2斷開。

6)配電至三級負(fù)荷的斷路器，帶失壓脫扣器。

5 設(shè)備用房

在合理設(shè)計供配電系統(tǒng)的前提下，設(shè)備用房的選址也是本項目的設(shè)計重點。在建筑專業(yè)滿足醫(yī)院使用功能的前提下，水暖電設(shè)備用房的選址需根據(jù)原有設(shè)置位置及三專業(yè)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)確定。原辦公樓地下室現(xiàn)狀：建筑主體投影線下方區(qū)域(Ⅰ區(qū))層高5.3 m，主體建筑投影線外側(cè)區(qū)域(Ⅱ區(qū))層高3.9 m；Ⅰ區(qū)主要功能為設(shè)備用房，有變電所、空調(diào)冷凍機(jī)房、送排風(fēng)機(jī)房、消防泵房及消防水池；Ⅱ區(qū)主要為停車庫。

在項目設(shè)計中，變電所、柴油發(fā)電機(jī)房、應(yīng)急配電間應(yīng)集中布置，但在改建項目設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)實際情況，視情況采用集中或分散設(shè)置。本項目中一二級負(fù)荷主要集中在病房樓內(nèi)，柴油發(fā)電機(jī)房理應(yīng)設(shè)于病房樓內(nèi)。但柴油發(fā)電機(jī)房除滿足凈空高度外，尚需進(jìn)、排風(fēng)井，排煙井。病房樓內(nèi)難以新增進(jìn)、排風(fēng)井，排煙井，否則導(dǎo)致建筑功能布置不合理，且改造成本大。因此，綜合考慮將柴油根據(jù)現(xiàn)有變電所空間形狀，通過多次擺布，合理利用空間，在沒有加大變電所尺寸的情況下，合理排布了高低壓配電柜。

6 防雷接地設(shè)計

本項目結(jié)構(gòu)主體已封頂，隱蔽工程施工完成。本項目體量未變，預(yù)計雷擊次數(shù)保持不變。但建筑功能改變，原為辦公樓，現(xiàn)為醫(yī)院，屬人員密集場所，導(dǎo)致防雷類別由三類防雷建筑物變?yōu)槎惙览捉ㄖ铩Ｔ诟脑祉椖恐?，需做好防雷接地系統(tǒng)中防雷引下線及接地裝置等隱蔽工程的安全設(shè)置。

防雷引下線可以利用建筑物的鋼筋，也可以采用在外墻外表面明敷的圓鋼或扁鋼。本項目原防雷引下線及接地裝置均利用結(jié)構(gòu)體內(nèi)的鋼筋，為滿足二類防雷建筑引下線的間距要求，部分引下線之間增設(shè)引下線，采用直徑為12的熱鍍鋅圓鋼。為保證接地的可靠性，沿建筑物外圈增設(shè)閉合敷設(shè)的人工接地體，該接地體通過原辦公樓設(shè)計時預(yù)留的接地甩點與大樓接地裝置可靠連接。

7 結(jié)語

改建項目設(shè)計中，需熟讀原設(shè)計圖紙，深入現(xiàn)場勘查，合理利用現(xiàn)有配置，在滿足規(guī)范的基礎(chǔ)上，以項目總體設(shè)計的合理性為設(shè)計導(dǎo)向，使改建項目獲得最大社會效益。