徐 峰 峰

(筑博設(shè)計股份有限公司上海分公司, 上海 200070)

0 引 言

隨著“健康中國2030規(guī)劃”的推進,提升醫(yī)療系統(tǒng)服務(wù)能力,建立智慧高效的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系基礎(chǔ)設(shè)施成為各地區(qū)、部門的重要建設(shè)目標。在國家政策的支持下,新建醫(yī)院項目有所增加,功能完善的現(xiàn)代化綜合醫(yī)院更符合當下需求,成為省、市(縣)各地醫(yī)療設(shè)施的建設(shè)目標。

綜合醫(yī)院建筑是最復雜的民用建筑之一,涉及的用電設(shè)備種類繁多,用電要求各異,供電可靠性要求高于一般民用建筑[1-2],因此,如何保障用電安全顯得尤為重要。本文結(jié)合深圳某大型綜合醫(yī)院項目,對綜合醫(yī)院建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計進行分析和梳理,以期能給電氣同仁提供借鑒。

1 項目概況

某項目位于深圳市龍崗區(qū),總建筑面積大約60萬m2,其中地上建筑面積約48萬m2,地下建筑面積約12萬m2。地上建筑由1#～8#樓組成,其中,1#樓為急診急救中心,地上12層,建筑高度為63.3 m;2#、3#樓均為病房樓,其中2#樓地上23層,建筑高度為88.25 m;3#樓地上24層,建筑高度為92.25 m;4#、5#和6#樓為門診醫(yī)技綜合樓,地上9層,建筑高度為49.6 m;7#樓為城市客廳鋼結(jié)構(gòu)天幕及鋼結(jié)構(gòu)連廊;8#樓為科研綜合樓,地下3層,地上22層,建筑高度為92.15 m;各樓棟地下室均連通,共2層,地下1層為商業(yè)、餐飲、設(shè)備用房、機動車停車庫等,地下2層為平戰(zhàn)結(jié)合全埋甲類民防工程,平時功能為小型汽車停車庫,設(shè)備用房、丙類庫房等。地上各樓棟(1#～6#、8#)均為一類高層公共建筑,耐火等級一級。醫(yī)院效果圖如圖1所示。

圖1 醫(yī)院效果圖

2 供配電方案設(shè)計

2.1 負荷分級

設(shè)計之初,用電負荷等級的確定尤為重要。首先,應(yīng)確定醫(yī)院的等級,按照《醫(yī)院分級管理標準》,醫(yī)院經(jīng)過評審,可分為三級。該項目確定為三級醫(yī)院,醫(yī)療場所、醫(yī)用設(shè)備以及脫離醫(yī)療功能以外的其他用電負荷應(yīng)參照JGJ 312—2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范中的電氣條文進行分級[3-7]。

2.2 供電電源及高壓供電系統(tǒng)

該工程為三級甲等綜合醫(yī)院建筑,有大量的一級及特別重要負荷,根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求,應(yīng)采用雙重電源供電,當一電源發(fā)生故障時,另一電源不應(yīng)同時受到損壞,以保證一級負荷的用電需求。由于建筑體量大,裝機容量經(jīng)計算為59 100 kVA,而深圳地區(qū)規(guī)定報裝容量超過40 000 kVA時應(yīng)采用110 kV電壓供電,即需在地塊內(nèi)設(shè)置110 kV變電所為項目供電。項目前期經(jīng)過與建設(shè)單位、當?shù)毓╇姴块T積極溝通協(xié)調(diào),最終確定在該項目附近、地塊紅線范圍以外設(shè)置1座110 kV變電所,由供電部門提供6路10 kV電源供電。10 kV電源分3組引入(每組電源均滿足雙重電源要求),以電纜埋地方式進入建筑物地下一層的兩個市政開關(guān)站,再放射式分配至各單體變電所。高壓采用分段單母線方式運行,每組10 kV雙電源中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān),平時分列運行,互為熱備用;當其中一電源故障時,通過手動方式投入母聯(lián)開關(guān),由另一電源承擔本組10 kV電源供電范圍內(nèi)的全部一、二級負荷。高壓供電系統(tǒng)示意圖如圖2～圖4所示。

圖2 高壓供電系統(tǒng)示意圖一

圖3 高壓供電系統(tǒng)示意圖二

圖4 高壓供電系統(tǒng)示意圖三

2.3 變配電所設(shè)置

根據(jù)院方同步建設(shè)、分期開放的使用要求,同時兼顧供電半徑、用電負荷性質(zhì)、業(yè)態(tài)分布等因素綜合考慮,該工程市政開關(guān)站、10 kV中壓配電室均設(shè)于一期范圍內(nèi),10/0.4 kV變配電所按樓棟設(shè)置,各變電所容量及供電范圍如表1所示。

表1 各變電所容量及供電范圍

2.4 低壓配電系統(tǒng)

低壓配電系統(tǒng)采用分段單母線的接線方式,同組變壓器低壓側(cè)設(shè)置手動低壓聯(lián)絡(luò)開關(guān),平時2臺變壓器分列運行,低壓主進線開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間設(shè)電氣及機械聯(lián)鎖。當其中一臺變壓器故障或檢修時,由另一臺變壓器保證本組變壓器的全部一、二級負荷供電。一級負荷及特別重要負荷采用來自兩臺變壓器不同母線段的兩個專用回路供電;二級負荷采用雙回路或?qū)Ｓ脝位芈贩派涫焦╇?三級負荷采用單電源單回路供電。

為降低大型設(shè)備啟動對低壓系統(tǒng)的影響,制冷機房低壓冷水機組及配套冷熱水泵等在機房附近設(shè)置專用變電所,由專用變壓器放射式供電。

2.5 應(yīng)急電源

按JGJ 312—2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》要求,該工程應(yīng)設(shè)應(yīng)急柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急電源。結(jié)合項目各單體建筑的分布以及變電所設(shè)置的部位等情況綜合考慮,該工程共設(shè)置4座0.4 kV柴油發(fā)電機房,每座發(fā)電機房內(nèi)均設(shè)置2臺1 200 kW發(fā)電機組,為工程一級負荷中的特別重要負荷、部分一級負荷(如消防負荷、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、醫(yī)用電梯等)提供連續(xù)供電保障。1#柴油發(fā)電機房服務(wù)于1#樓、4#～6#樓,2#柴油發(fā)電機房服務(wù)于2#樓,3#柴油發(fā)電機房服務(wù)于3#樓,4#柴油發(fā)電機房服務(wù)于8#樓;8#樓信息中心按B級數(shù)據(jù)中心設(shè)計,按GB 50174—2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》要求,同時結(jié)合院方信息科建議,4#柴油發(fā)電機房專設(shè)1臺性能等級G3的發(fā)電機組供8#樓信息中心專用,進一步提高醫(yī)院數(shù)據(jù)機房的供電可靠性。

由于地形原因,室外無處放置埋地油罐,設(shè)計之初經(jīng)現(xiàn)場勘查,項目周邊有多處油庫,燃油來源可靠,運輸也較為方便;結(jié)合初步設(shè)計階段項目評審專家意見,該工程各柴油發(fā)電機房每間儲油間內(nèi)設(shè)置1 m2日用油箱,發(fā)電機房外預留注油口;日用油箱可滿足機組運行3 h供油需求,通過與當?shù)厝加凸?yīng)商簽訂應(yīng)急供應(yīng)合同,應(yīng)急時由燃油供應(yīng)商派油車駐醫(yī)院供油,滿足不少于24 h的運行時間需求[8-9]。

3 主要醫(yī)療場所及醫(yī)療設(shè)備供電措施

參照JGJ 312—2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》負荷等級劃分以及備用電源自動恢復時間的規(guī)定,該工程要求自動恢復供電時間不超過15 s的醫(yī)療場所及設(shè)施均采用雙電源供電,其中要求自動恢復供電時間不超過0.5 s的用電負荷按功能區(qū)域分別集中設(shè)置在線式UPS;大型醫(yī)療設(shè)備采用專用回路放射式供電,部分醫(yī)療設(shè)備(如醫(yī)用磁共振成像設(shè)備、回旋加速器等)其設(shè)備主機和水冷機組分別從變電所引出專用雙回路供電;主要醫(yī)療用房供電措施如表2所示。大型醫(yī)療設(shè)備供電措施如表3所示。

表2 主要醫(yī)療用房供電措施

表3 大型醫(yī)療設(shè)備供電措施

4 結(jié) 語

綜合醫(yī)院建筑是一類特殊的公共建筑,醫(yī)療工藝流程和醫(yī)療功能復雜,用電負荷大,且一、二級負荷用電量占比高,各種醫(yī)療設(shè)備對供電系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性要求高。為確保醫(yī)務(wù)人員工作的正常開展,在供配電系統(tǒng)設(shè)計時,不僅要滿足規(guī)范中的負荷分級,還要兼顧供電中斷后不同的醫(yī)療場所及設(shè)施的自動供電時間的要求。同時,還應(yīng)在供電端或設(shè)備就地采取適當措施提高電能質(zhì)量,為醫(yī)院的精密醫(yī)療設(shè)備、數(shù)據(jù)信息資料提供更好保障。