首都醫科大學附屬北京佑安醫院應急改造供配電系統設計策略和方案

裴 雷

(北京市建筑設計研究院有限公司，北京 100045)

1 項目概況

首都醫科大學附屬北京佑安醫院位于北京市豐臺區玉林西路右安門外西頭條8 號，一直以來是首都核心城區重要的傳染病屏障。 與疫情期間同時新建的臨時醫院不同，佑安醫院屬于永久性應急改造項目。 項目內容包括:(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 間手術室、12 床ICU 病房，三夾層為設備夾層，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 設計目標和策略

疫情醫療救治的緊迫性、重要性，對設計提出了更高的要求。 面對諸多困難，首先要明確設計目標。 第一，設計方案做到有據可依，滿足國家規范的要求；第二，制定的設計方案要能在規定的建設周期內實施落地，與現狀電氣系統兼容；第三，由于佑安醫院是永久性建筑，改造后的電氣系統要滿足遠期擴容需要，具備可擴展性。 其次是確定改造設計的策略。 基于醫院疫情醫療流程需求、醫院現狀電氣系統情況、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，確定改造設計方案。

3 設計方案制定

筆者所在團隊接手項目后，收集到來自項目各方的資料，如政府部門對建設周期的要求、醫管中心及醫院的醫療救治需求、相關設計資料(包括改造項目設計竣工圖、變更，現狀電氣系統運行狀況等)、電氣設備供貨周期條件等。 如何在海量的信息捋清設計思路? 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，醫療救治功能要求，工程質量要求等。

2)現場勘查電氣系統運行評估，包括涉及改造區域變配電室設備評估(如變配電系統運行情況、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(如柴油發電機組、UPS 電池組、EPS 電池組等運行情況、容量)，電纜及敷設條件評估(如變電室至改造區敷設路由、線纜老化程度、線纜載流量等)，配電箱評估(如改造區配電箱元器件使用壽命評估、容量、備用回路等)，電氣防火系統運行評估(火災自動報警系統、應急照明系統等)，智能化弱電系統評估等。

3)規范類，包括醫療建筑相關規范，針對新冠肺炎救治新出的標準及規定。

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，包括醫院提供的醫療設備清單，各科室醫護人員使用需求，PCR 核酸檢測實驗室、隔離負壓病房/負壓病房、平疫結合正負壓ICU 病房、正負壓空調系統電氣需求等。

(2)分析并找出各類資料關鍵點

由于疫情的緊迫性，本次改造周期要求在極端時間內投入使用，不論是設計、施工、訂貨、安裝、調試等各環節，都要求最短的時間內完成。 此外，供配電系統老舊(配電線纜、配電箱、燈具等)，不但不滿足使用要求，且電氣消防系統不滿足現行規范要求。

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容、利舊內容、換新內容。 其中，利舊內容涉及規范依據及設計標準，且牽涉改造范圍大小，直接影響項目進度、實施、驗收和使用，是解決問題的關鍵點。

(3)圍繞關鍵點制定設計方案

根據分析，本次改造的B、C 樓均為90 年代設計及建造，設計引用規范均已過期廢止，與現行規范技術標準存在較大差異，且由于改造周期限制，電氣系統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狀系統運行評估后，決定對利舊火災自動報警及聯動系統、消防設備供配電系統進行改造設計。

經過對新舊規范差異梳理，并及時與有關單位進行協調、落實規范索引依據，最終在政府部門協調下，結合項目應急特殊性，各相關單位確定達成一致意見，同意利舊消防系統，根據舊規范對現狀系統進行設計改造及驗收。 但需增加電氣火災監控系統，并對所有改造區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。

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

表1 項目現狀供配電系統評估及改造方案

表2 各樓配電系統評估及改造方案

4 設計方案

根據對資料的梳理、挖掘關鍵點以及對方案制定的分析，最終確定設計方案。

4.1 負荷等級及電源

按新冠疫情標準設置負壓病房、發熱門診、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 園區電力增容改造

園區總變電室變壓器容量可滿足B 座8 層新增ICU 病房及配套設備用電，負荷等級也能保證。但需由園區總變電室重新敷設電纜至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，不能滿足應急要求，現狀使用及新增用電負荷統計如表4 所示。

表4 C 座變電室現狀使用及新增用電負荷統計

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 樓西南側設置1 臺常用輸出功率1 000kW 集裝箱式柴油發電機組，現狀使用及新增用電負荷統計如表5所示。

表5 C 樓整體現狀使用及新增用電負荷統計

根據以上新舊用電設備電量統計，盡管本次改造僅涉及B、C 兩棟樓，但是電力系統改造不能僅是“頭痛醫頭，腳痛醫腳”，而應根據院區整體進行通盤規劃。 通過對院區供配電系統的分析、梳理，最終于C 樓西南側設置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，解決了院區電源緊張問題，同時預留了一部分院區用電增容的需求。

4.3 配電系統改造

現狀豎井無空間新增總配電箱，每層新增空調動力配電箱設置于新增空調機房內，由地下變電室直供電源；現狀病房醫療帶由樓層應急照明配電箱供電，與消防混用，已不滿足現行規范要求(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療帶配電箱，新增配電箱設置于護士站區域；所有改造樓層插座及線纜進行更換，延長使用壽命，滿足遠期醫護救治用電需要。

4.4 配電線路布線系統改造

改造區域將全部電線、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，更加環保、可靠。

4.5 電氣照明系統改造

將現狀傳統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 燈具進行參數測量，確保健康、舒適的光環境。

4.6 醫療配電系統

根據本工程的使用要求，在B 座8 層及C 座3層重癥監護室、各病區醫療負荷較集中的區域設置醫療電源配電箱或專用電源插座(箱)并根據特殊要求設置隔離變壓器，并采用IT 系統。 供配電系統相對獨立，提高了系統的可靠性，便于日后運行管理。

4.7 電氣防火系統

火災自動報警及聯動系統利舊，僅根據醫療流線變化，結合隔斷調整補充消防報警探測器。 變配電室內增設電氣火災監控系統，對所有線路漏電流進行監測。

應急照明及疏散指示系統考慮到改造周期的時限，若按現行規范進行改造設計，涉及對非改造區域應急照明及疏散指示系統的整體改造，經與相關單位確定達成一致意見，僅對改造區域應急照明燈具、疏散標志燈及其末端管線進行更換，不對整體系統進行改造。

5 結束語

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

針對應急項目特點，設計人在設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備訂貨問題，設計需根據現貨調整設計方案，及時與施工單位進行溝通，即根據貨源調整設計，確保項目按時完工。 其次，設備訂貨與配電箱生產、電纜進貨同時進行，施工單位拿到圖紙就去生產加工配電箱，沒有設備訂貨后再次確認參數環節，所以需提前溝通落實設備規格，否則會造成配電箱改動及前端電纜調整。 最后，設計過程中需做到靈活應對，如電纜干線、配電箱備用開關應考慮充足裕量，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，以備應急調試需要；采取分步實施策略，配電箱體預留電表、電氣火災監控、消防設備電源監控等模塊的安裝空間，以防止因部分元器件訂貨周期長，而影響后續改造和運營需求。