陳偉鋒

浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，浙江杭州310030

0 引 言

新冠疫情暴發(fā)至今已3年，雖然目前疫情趨勢總體可控，但多地零星疫情反復(fù)的現(xiàn)狀仍舊存在，這也對各地后續(xù)應(yīng)對突發(fā)疫情的醫(yī)療措施提出了更高的要求。如何建造既符合目前疫情防控要求，又能滿足日后突發(fā)公共衛(wèi)生事件或者進行后續(xù)項目改造與轉(zhuǎn)型的方艙醫(yī)院是建筑設(shè)計從業(yè)者的職責所在。本文從臨海方艙醫(yī)院電氣設(shè)計者的角度出發(fā)，具體論述了方艙醫(yī)院電氣設(shè)計各個階段中變壓器容量的選擇，設(shè)計難點與解決方案，以及驗收交付時的時間節(jié)點與注意事項等三方面內(nèi)容。

1 工程概況

臨海市方艙醫(yī)院建設(shè)單位為臨海市城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團有限公司，建設(shè)地點位于臨海市沿江鎮(zhèn)車棣村附近，原臺州市區(qū)連接線余溫公路共建段項目部。項目用地規(guī)模59 171 m2，總建筑面積25 055 m2，其中包括方艙單元、醫(yī)護衛(wèi)生通過區(qū)、清潔物資庫、醫(yī)護臨時宿舍、附屬用房等。本工程方艙單元、清潔物資庫主體結(jié)構(gòu)在方艙使用完成后保留，經(jīng)過改造后作為丁戊類廠房使用，其余醫(yī)護衛(wèi)生通過區(qū)、醫(yī)護臨時宿舍均為短期臨時建筑。

2 各個階段變壓器容量的選擇

2.1 方案設(shè)計階段

首先需要考慮項目用電負荷，根據(jù)以往醫(yī)院項目的設(shè)計經(jīng)驗，一般醫(yī)院初步考慮100 W/m2即2 500 kW 用電量即可。同時，結(jié)合室外總平面圖（圖1）進行具體分析，南北長度為500 m，在南側(cè)和北側(cè)各設(shè)2臺630 kVA變壓器，供電半徑較為合理。

圖1 醫(yī)院總平面

2.2 施工圖設(shè)計階段

供電方案初步確定一周后，結(jié)合給排水、暖通等各個專業(yè)提供的資料，經(jīng)過計算分析，用電量仍超出預(yù)期，其中，熱水設(shè)備用電量為1 200 kW，空調(diào)設(shè)備用電量為1 200 kW，新風(fēng)機組用電量為800 kW，排風(fēng)設(shè)備雙電源用電量為350 kW，污水處理站雙電源用電量為100 kW，加上醫(yī)護區(qū)宿舍用電，方艙區(qū)普通照明插座用電，同時考慮方艙區(qū)大空間，部分電取暖用電負荷等。按照目前供電方案設(shè)計，變壓器容量將無法滿足本項目用電需求。最后選定4臺容量為1 250 kVA變壓器，南北兩側(cè)各設(shè)置2臺容量為1 250 kVA箱式變壓器（圖2），變壓器負載率75%左右。0.4 kV母線側(cè)設(shè)無功補償裝置［1］，補償容量不低于配變?nèi)萘康?0%，其中分相補償按30%配置。電容器采用自動投切，補償后的10 kV側(cè)功率因數(shù)在0.95以上（表1）。

表1 北側(cè)1#箱變負荷計算

圖2 室外箱變（2臺1 250 kVA變壓器）

同時配置2臺容量為630 kW 柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源［2-3］，計算書見表2，低壓進線柜預(yù)留發(fā)電機接口見圖3，在正常電源中斷時自動啟動，在15 s內(nèi)為以下負載供電：

表2 柴油發(fā)電機負荷計算

圖3 箱變局部電氣配置

1）手術(shù)室、重癥監(jiān)護病房、搶救室；

2）醫(yī)療功能區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)；

3）負壓病房、負壓隔離病房、診療室、醫(yī)護辦公室等配電及照明負荷；

4）真空吸引、污水處理設(shè)備等用電［4］。

他被她肉身頂撞出來的激情所震懾。墮入激流之中，柔軟無形但力量驚人的水流控制住他，身不由己全然失去徘徊余地。微亮天色之中，與這個變幻莫測的女子聯(lián)結(jié)，這感受如此新鮮驚人。他愿意探索這具幽暗充沛河流般的軀體，直到迷途。

3 設(shè)計難點及解決辦法

3.1 配電設(shè)計

3.1.1 室外配電

本項目地塊狹長，四周除通道外布滿了空調(diào)、新風(fēng)、通風(fēng)外機設(shè)備以及熱水設(shè)備?？紤]到工期緊，且設(shè)計與現(xiàn)場施工同步進行，需要合理設(shè)置室外總箱位置。室外箱變到單體配電間和室外設(shè)備總箱預(yù)埋套管提前設(shè)計并預(yù)埋，需考慮足夠多備用預(yù)埋套管。配電總箱到各個外機設(shè)備采用室外不銹鋼橋架距地0.3 m安裝，方便后期出線靈活調(diào)整。

室外設(shè)置了很多污水提升泵站，而且比較分散，在南北兩側(cè)各設(shè)置一個雙電源切換總箱1ATtsb（室外防水等級不低于IP54），11 kW的污水提升泵采用放射式配電［5］，3 kW的污水提升泵采用鏈式配電，鏈式配電不超過三組泵。同時，室外通氣管口處設(shè)置高效過濾消毒器，功率幾十瓦，考慮從就近污水提升泵控制箱接一路單相電源。

暖通專業(yè)提供資料顯示室外新風(fēng)機外機功率非常大，單臺設(shè)備超過100 kW。經(jīng)過核實確認，室外新風(fēng)外機用電負荷同時考慮了空調(diào)用電負荷。考慮新風(fēng)系統(tǒng)需要雙路電源配電，空調(diào)系統(tǒng)單路電源即可，直接用雙電源供電會造成用電量增加。經(jīng)過協(xié)商，最后將新風(fēng)機組的空調(diào)用電負荷和新風(fēng)用電負荷分開，一臺新風(fēng)室外機配置兩個電機，負責新風(fēng)系統(tǒng)的電機雙路電源供電，負責空調(diào)系統(tǒng)的電機則采用單路電源供電。

室外預(yù)留的移動醫(yī)技區(qū)需要預(yù)留電源，每處考慮80 kW（含CT設(shè)備60 kW）。

另外，室外主次出入口處預(yù)留崗?fù)る娫?，考慮空調(diào)及電動門用電負荷。還要考慮電瓶車充電區(qū)域，增加一個室外電瓶車充電配電箱，電源從就近物資庫總箱備用回路引。

3.1.2 室內(nèi)配電

本項目設(shè)計方艙單元建筑高度為7.8 m（檐口），單層大空間對橋架、空調(diào)風(fēng)管等短時間內(nèi)安裝固定造成不便（圖4）。經(jīng)過溝通，在方艙區(qū)內(nèi)結(jié)合床位豎起一根根金屬支架形成內(nèi)部設(shè)備支撐系統(tǒng)（圖5），局部布置空調(diào)內(nèi)機、電氣橋架、智能化線路、預(yù)留醫(yī)療設(shè)施線路等擱置條件，使之方便每個床位。

圖4 方艙區(qū)局部電氣干線

圖5 方艙區(qū)內(nèi)部設(shè)備支撐系統(tǒng)

配電箱、控制箱宜設(shè)置在污染區(qū)外，有條件時宜設(shè)置于專用房間內(nèi)［6］，本次設(shè)計考慮方艙區(qū)內(nèi)較多小照明配電箱，僅總配電箱按導(dǎo)則要求設(shè)置于污染區(qū)外專用配電間內(nèi)，末端照明配電箱按病床分區(qū)設(shè)置。按清潔區(qū)、污染區(qū)分別設(shè)置配電回路。每個床位設(shè)置3個220 V、10 A單相插座并設(shè)置壁燈［6］。

在病房、緩沖區(qū)、衛(wèi)生間、走廊及其他需要滅菌消毒的地方設(shè)置紫外線殺菌燈，紫外線殺菌燈采用專用開關(guān)，不得與普通燈開關(guān)并列，并有專用標識。對于公共場所或者有人滯留場所的殺菌燈采用間接式燈具或者照射角度可調(diào)的燈具［6］。

線纜槽盒及穿線管應(yīng)采用不燃性材料［7］，為了便于施工，有條件的場所槽盒及穿線管宜采用明敷方式；穿越隔離墻時，隔墻縫隙及槽口、管口應(yīng)采用不燃燒材料可靠密封［8］，防止交叉感染。

本工程建筑層高較高，設(shè)置了大量電動排煙窗。起初根據(jù)廠家提供的資料，每個窗戶需要兩個螺桿，每個螺桿電流1.5 A，一個64 A 控制箱可控制18～22 扇窗戶，線路不超過80 m。3芯6 mm2電纜走橋架接到控制箱，控制箱同時接消防信號線4芯1.5 mm2。最終設(shè)計考慮線路損耗按每個控制箱配兩個出線回路，每個回路各控制10扇窗戶。

3.2 智能化設(shè)計

根據(jù)醫(yī)療流程設(shè)置出入口控制系統(tǒng)，對負壓病房的醫(yī)患通道、污染與潔凈區(qū)域進行醫(yī)療流線的管理［4］。當出現(xiàn)緊急情況時，門禁應(yīng)當自動解除。辦公室設(shè)置遠程會診系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)等信息化應(yīng)用系統(tǒng)［9］。方艙區(qū)內(nèi)設(shè)置病房護理系統(tǒng)（圖6），采用局域網(wǎng)和總線結(jié)合技術(shù)傳輸語音信息和數(shù)據(jù)信息，主要由護士站主機、床頭分機、呼叫按鈕、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等設(shè)備組成。系統(tǒng)通過終端設(shè)備更新顯示病床區(qū)床位一覽及患者信息［10］。

圖6 方艙區(qū)病房護理系統(tǒng)

方艙區(qū)應(yīng)設(shè)置與本區(qū)域疾控中心、上級疾控中心、應(yīng)急指揮中心、政府相應(yīng)管理部門等的專用接口，應(yīng)提供無線網(wǎng)絡(luò)接入條件，保證4G或者5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，有條件的場所應(yīng)增設(shè)無線AP實現(xiàn)Wi-Fi全覆蓋［6］。

此外，項目通過建立便捷直觀的可視化駕駛艙和功能強大的管理小程序，配備高效全面的消殺機器人和體貼方便的送餐機器人（圖7）。消殺機器人可以在隔離空間內(nèi)自主運行，大幅緩解人力緊缺。送餐機器人會自動前往護士站，由護士裝入盒飯，隨后各自前往方艙單元內(nèi)16條主要過道，自主停留于過道中央，由患者自行前往領(lǐng)取，用時可從人工派發(fā)的40 min 縮短到10 min。依托云端智能構(gòu)架的技術(shù)優(yōu)勢，機器人除了完成各自本職工作，還會自主監(jiān)測清潔效果，并且主動反饋生成報告，實現(xiàn)無人化運營。

圖7 方艙區(qū)智能機器人

4 項目竣工驗收

2022年7月8日初步驗收，根據(jù)相關(guān)單位提出的意見作相應(yīng)修改補充。根據(jù)工藝布置細化配電平面圖（圖8）。最終，于2022年7月29日上午通過綜合驗收。驗收現(xiàn)場，臨海市城發(fā)集團首先對項目整體建設(shè)進行了匯報，相關(guān)部門及單位負責人分別組成醫(yī)療衛(wèi)健組、建設(shè)消防組、環(huán)保組等驗收小組，對醫(yī)院的功能布局、床單元配置、“三區(qū)兩通道”設(shè)置、消防、環(huán)保、污水處理等情況進行全面檢查。此前，初步驗收中發(fā)現(xiàn)的問題均已完成整改，方艙醫(yī)院已基本具備交付使用條件。

圖8 工藝布置配電平面

5 結(jié) 論

方艙醫(yī)院的電氣設(shè)計，設(shè)計時間通常很緊迫，很多方面無法做到最合理。比如變壓器容量的選擇，本案如果選擇2 臺1 250 kVA、2臺1 000 kVA的變壓器，使負載率在0.82左右可能更加合理。

通過設(shè)計這個項目，筆者總結(jié)了以下幾點注意事項：

1）首先要明確項目用電需求，熱水考慮何種形式，空調(diào)通風(fēng)是否要考慮無負壓等，不同設(shè)備用電量相差比較大。

2）室外道路與單體基本上同時施工，所以室外電氣總圖要先設(shè)計出圖，室外電纜井位置和電纜管預(yù)埋數(shù)量要提前考慮，首先要把單體配電間位置確定好。

3）衛(wèi)生通過區(qū)域后期會根據(jù)醫(yī)院要求增加很多工藝布置，需要按區(qū)域多預(yù)留配電箱。在配電間設(shè)置雙電源照明總箱，再通過橋架放射式引至各個配電箱。