蘇州某醫(yī)院電氣設計案例 變壓器容量 負荷分級 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)，當日下午門診就診已達到1066人,。醫(yī)院運營一年已接待國際和國內團體,、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)院標準建設，建筑面積約159000m2,，編制床位數(shù)為800床;公共衛(wèi)生中心屬辦公性質社會服務部門,，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:機械停車庫、人防區(qū)域;地下一層:機械停車庫,、設備機房,、核醫(yī)學;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:手術部;五層:ICU;六層:產房;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)內醫(yī)院和公共衛(wèi)生中心為不同產權單位,，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電氣機房設置
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荷分布分析，院區(qū)共設置3處配變電所,。醫(yī)院主樓設置總配變電所及分配變電所,，公衛(wèi)中心單獨設置配變電所。電氣豎井共設置9處,，分別深入負荷中心,。
2.3用電數(shù)據(jù)
院區(qū)電氣設備安裝總容量24064kW，變壓器裝機容量17000kVA,，單位用電容量指標93.4VA/m2,，柴油發(fā)電機組2000kW(主用功率)?？偱渥冸娝O6臺變壓器,，均為2000kVA。其中1～4號變壓器為醫(yī)院北側區(qū)域醫(yī)療及動力負荷配電,，5～6號變壓器為空調負荷配電,。分配變電所變壓器為2×1250kVA，為醫(yī)院南側區(qū)域醫(yī)療及動力負荷配電,。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,，當一路電源斷電時，另一路電源能承擔一級,、二級負荷,。采用柴油發(fā)電機組作為備用電源,。當雙重市政電源均斷電時，柴油發(fā)電機組(15s內)投入使用,，保障醫(yī)院的重要負荷及消防負荷運行,。斷電時間＜0.5s場所,，如手術室,、ICU、信息中心等重要場所設置UPS不間斷電源作為應急電源,。
3,、工程設計難點
3.1醫(yī)療功能復雜多樣
醫(yī)院基本涵蓋全部醫(yī)療功能科室。醫(yī)院內臨床科室31種,，各類手術室26間,，重癥監(jiān)護類病床71床，各類大型醫(yī)技設備21臺,，輔助醫(yī)療服務系統(tǒng)超過20種,。
醫(yī)院中特別重要一級負荷包括:急診搶救室、產房,、燒傷病房,、重癥監(jiān)護室、早產兒室,、血液透析室,、手術室、術前準備室,、術后蘇醒室,、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)的通風系統(tǒng),。
一級負荷包括:火災報警及聯(lián)動控制設備、消防泵,、消防電梯,、排煙風機、加壓送風機,、安防系統(tǒng),、應急照明;急診搶救室、產房,、燒傷病房,、重癥監(jiān)護室、早產兒室,、血液透析室,、手術室,、術前準備室、術后蘇醒室,、麻醉室,、心血管造影檢查室等場所中除一級負荷中特別重要負荷的其他用電設備;急診診室、急診觀察及處置室,、嬰兒室,、內鏡檢查室、影像科,、放射治療室,、核醫(yī)學室等場所的診療設備及照明用電;高壓氧倉、血庫,、培養(yǎng)箱,、恒溫箱、病理科取材室,、制片室,、鏡檢室的用電設備;計算機網絡系統(tǒng)用電;走道照明;配電室和柴油機房照明用電;百級潔凈度手術室空調系統(tǒng)用電;負壓機、真空泵;客梯,、生活水泵等,。
二級負荷:百級手術室除外的其他手術室空調系統(tǒng)用電;電子顯微鏡、影像科診斷用電設備;中心供應,、空氣凈化機組,、貴重藥品冷庫、太平柜,、廚房,、扶梯等。
三級負荷:其他電力負荷及一般照明等,。醫(yī)院配電系統(tǒng)網絡采用樹干和放射相結合的方式供電,。普通照明、應急照明,、一般插座用電采用樹干式供電;醫(yī)療設備,、大功率設備、消防設備等均采用放射式供電,。大量采用放射式供電網絡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,?？偱渥冸娝O于地下一層，下方設置電纜夾層，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造成管線匯總不利。
3.2人防工程設計
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)結合人防工程，平時為醫(yī)院放射治療科,、辦公,、庫房和機械汽車庫，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)結合成為本次人防設計的重點,。
人防戰(zhàn)時一級負荷包括:基本應急通信設備,、柴油電站配套的附屬設備、三種通風方式裝置,、應急照明,、主要醫(yī)療救護房間內的設備和照明等。二級負荷包括:重要的風機,、水泵,、輔助醫(yī)療救護設備房間內的設備和照明、洗消用的電加熱淋浴器,、醫(yī)療救護必須用的空調,、電熱設備;正常照明等用電負荷戰(zhàn)時按要求供電。其他負荷為三級負荷,。
人防區(qū)由變電所引來兩路主干電源,，保障平時一級、二級負荷供電,。設置固定式柴油電站,，內裝2臺300kW柴油發(fā)電機組(平時安裝到位)作為戰(zhàn)時人防負荷的備用電源。人防區(qū)末端配電箱根據(jù)平時防火分區(qū)設置,。
在平戰(zhàn)轉換周期內,，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)時用電如機械停車等設備切除電源,。人防區(qū)電氣干線圖見圖2。
4、工程設計亮點
4.1電動汽車充電樁設計
電動汽車充電樁負荷現(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計的地方標準,。
醫(yī)院是全國最早應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%,。電動汽車充電樁設備安裝總功率545kW,，直流充電樁設備功率80kW/臺(380V)，交流充電樁設備功率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)域就地設置配電箱方案，系統(tǒng)圖見圖3,。
設計工作完成于2015年,，當時國內沒有電動汽車充電樁設計規(guī)范與標準支持，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,，總結出電動汽車充電樁在工程初步設計和施工圖設計階段電量預留通用做法，并在專業(yè)內部推廣,，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備安裝功率,。
4.2智能化服務系統(tǒng)配電
醫(yī)院創(chuàng)新運用智能倉儲系統(tǒng)、手術室行為管理系統(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,、院內就診導航等智能化設施設備，致力于成為國內“智慧型醫(yī)院”的標桿,。
多種智能化服務系統(tǒng)設備廠商在項目初步設計或施工圖設計階段已介入配合,。智能化服務系統(tǒng)融入設計的時機越早，電氣專業(yè)越能深入了解系統(tǒng)運行模式和設備用電需求,，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，設備安裝功率達到550kW,。專業(yè)設備廠家在施工圖階段與設計院密切配合,，提供了準確的設備用電方案，避免了后期配合過程中可能產生的重大修改。
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,。科技城醫(yī)院電氣設計在滿足GB/T50378-2014《綠色建筑評價標準》內容基礎上做了如下節(jié)能設計措施,。充分了解地方法律法規(guī),，嚴格執(zhí)行DGJ32J96-2010《江蘇省節(jié)能設計標準》電氣篇中相關要求。
國內部分城市有地方節(jié)能設計標準,，地方標準中部分條目要求高于國家規(guī)范,，應尊重并執(zhí)行地方高標準進行設計工作?？萍汲轻t(yī)院內公共區(qū)域照明就地設置開關,，并納入樓控(BA)系統(tǒng)集中管理。醫(yī)院內公共區(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置在豎井內照明、應急照明,、插座,、空調配電總箱內，與科室末端配電箱對應,。醫(yī)院設置了能源管理系統(tǒng),，遠程計量水、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,。
國內醫(yī)院的建設規(guī)模越來越大,，綜合性醫(yī)院比比皆是，因此醫(yī)院電氣設計更需從細節(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。
