高校临建防疫医院电气设计要点分析

冯岩冰， 郭宏祥， 高 超， 刘 川

(山东建大建筑规划设计研究院，济南 250013)

0 引言

受新型冠状病毒肺炎疫情影响，各高校积极响应政府部门的要求，合理统筹、协调各自学校疫情防控工作，并积极配合高校新建或改建防疫、隔疫医疗建筑的建设工作。鉴于高校、医院、临时性建筑均有属于自己特有的属性，而三者在一个特定的时期需要结合，因此，针对该类建筑的电气设计，笔者从实际出发，通过分析几个重要的强弱电系统，与同行进行探讨。

1 工程概况

本工程位于山东省济南市长清大学城某高校东南侧，位于校园较偏僻、空气流通较好地段，总建筑面积约2 100m2，地上两层，其中一层主要为发热门诊、隔离病房，建筑面积约1 400m2；二层主要设置隔离病房，建筑面积约700m2。主体采用高级板房结构，层高均为3.3m。建筑耐火等级二级，室外消防用水量为25L/s。本楼距离校区就近变配电室约150m，距离校区消防控制室约300m，距离校区信息中心约350m。

2 供配电系统

2.1 负荷分级

因没有规范明确规定，高校内临建校医院的各个用电负荷等级应该如何划分，前期设计依据《教育建筑电气设计规范》JGJ 310-2013、《医疗建筑电气设计规范》JGJ 312-2013、《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版)等相关规范标准结合隔疫建筑物的特殊性，将走廊照明，所有消防用电(包括消防风机、应急照明等)，挂号室、药房、化验室用电，门诊所有照明用电等均按照二级负荷配电，另依据《传染病医院建筑设计规范》GB 50849-2014相关规定，室外设置随时可用的移动式柴油发电机组(额定容量200kW)，待市电不满足用电要求时，柴油发电机组投入使用，该方案可大大提高该项目的供电可靠性，因本楼用电负荷较小，当两路市电断电时室外柴油发电机组可供全部用电负荷用电，不再对三级负荷配电回路进行切电处理(消防时除外)，如图1所示。

图1 低压配电单线系统示意图

2.2 电力配电系统

本工程由就近变电所引来两路电压为220V/380V市电电源，三相四线，选用埋地引入本楼一层配电室，且室外设置一台可移动柴油发电机组作为备用电源。接地型式采用TN-C-S系统，电源中性保护导体(PEN)在进户处重复接地，工作中性导体(N)和保护导体(PE)自总箱内开始分开，不再相连，进户电缆的金属外皮，保护管与防雷共用接地装置，要求接地电阻<1Ω。

对于消防及重要负荷、一般照明动力或单台容量较大的设备，低压配电系统均采用放射式供电。该供电方式发生故障时影响范围小、可靠性高、控制灵活，更易于实现集中控制。经前期造价比较，此配电方式相较于树干式与放射式相结合的配电方式，所产生的费用基本可忽略不计，却可大大提升项目供电可靠性。

各种消防设备、重要设备用电采用双电源供电并在末端互投，所有双回路电源自动切换设备均需设电气、机械联锁装置，且其切换均要求采用4极PC级ATS。一般照明及动力采用单电源供电。

消防专用设备的过载保护只报警，不跳闸。为消防用电设备配电线路的过载保护仅作用于信号而不作用于切断线路。经与校方商议，本工程为临时性建筑物，仅利用上级低压柜出线处计量表作为总计量装置，本单体内各级配电箱均不作计量装置相关设计。无功补偿装置在上级校区变电所低压侧进行，要求补偿至cosφ=0.92。

3 照明系统

3.1 照明灯具

本工程照明系统由一般照明、公共照明、应急照明等部分组成，以清洁、明快为原则进行设计，同时考虑到节能，均选用高效、节能型灯具。病房、诊室、治疗室、检查室等场所均采用T5细管径直管形三基色荧光灯，走廊、楼梯间、门厅等公共区域采用LED灯具，潮湿环境使用防水防尘灯具。

要求所有光源显色指数Ra≥80，病房内光源色温宜<3 300K，诊室、治疗室、检查室等场所光源色温在3 300～5 300K内。要求LED光源的色度满足下列要求：(1)诊室、治疗室、办公室、病房等房间色温宜≤4 000K，特殊显色指数R9应>0；(2)根据《均匀色空间和色差公式》GB/T 7921-2008规定的GIE1976均匀色度表尺图，在寿命期内发光二极管灯的色品坐标与初始值的偏差应≤0.007；(3)根据《均匀色空间和色差公式》GB/T 7921-2008规定的GIE1976均匀色度表尺图, 发光二极管灯具在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差应≤0.004。

消防应急照明、疏散指示标志采用消防专用灯具,LED光源工作电压为DC 36V，有防眩光措施，灯罩为耐火阻燃材料(非玻璃非易碎材质)，灯壳为金属材质，灯具有显示通信状态的指示灯。

病房、诊室、候诊室等房间内虽然存在病毒或细菌滋生的可能性，但上述房间内随时或长期有师生、医疗人员入内，经与校方沟通，不再设置固定的紫外线消毒器或紫外线消毒灯，以免误操作灼伤相关人员，故采用移动式的紫外线消毒器，作为相关房间的消毒杀菌设备。

3.2 照明标准

表1所示为典型场所照度及功率密度值。

典型场所照度及功率密度值 表1

由表1可以看到，建筑内疏散照明的地面最低水平照度：楼梯间不低于10.0lx；疏散走道不低于3lx。配电室、消防风机房、化验室等场所备用照明照度值均与平时正常照明照度相同。

3.3 照明控制

一般功能房间采用现场开关控制。走廊、楼梯间等公共区域照明灯具采用灯具自带雷达感应开关控制，要求感应到附近5m范围内有人通过时自动感应点亮，感应范围无人时延时15s自动断电。该控制方式不但起到绿色节能的作用，更可避免医护及师生频繁操作面板开关导致病毒交叉感染。

消防应急照明及疏散照明指示系统采用集中电源集中控制系统。

4 防雷与接地系统

4.1 建筑物防雷

本工程为人员密集的公共建筑物，年预计雷击次数N=0.0394次/a，为第三类防雷建筑物，建筑物电子信息系统雷电防护等级为D级。应采取防直击雷、侧击雷和防雷电波侵入的措施，并设置总等电位联结。

(1)接闪器：经与板房厂家沟通，本工程最上层屋面板采用0.8mm厚镀锌彩钢板，被覆层厚度<0.5mm， 复合压型钢板其内衬及下方均无可燃物、屋面所有金属体均连接成整体，其连接采用搭接、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓连接，保持永久的电气贯通，按相关规范要求可直接作为接闪器。金属屋面、钢檩条应连成电气整体，并与作为接闪引下线的钢柱焊成电气整体。

(2)接地装置：利用结构基础内钢筋作为接地装置，将结构基础钢筋一律采用焊接、绑扎等可靠的连接方式，且每处钢筋直径要求≥16mm，根数≥4根，所有金属件的连接方式及截面均满足防雷规范的要求，并与防雷引下线金属结构焊接连通。要求基础内钢筋连成网状电气通路，并形成周边闭合回路，无法形成网状时应采用40×4热镀锌扁钢通过焊接方式连接成网；所有引下线在室外地坪下1.0m处引出一根40×4热镀锌扁钢，伸出外墙的长度宜≥1.0m，供接地电阻不满足要求时补打人工接地极用。

(3)防雷电波入侵：在进线侧设置I类试验浪涌保护器进行一级保护，浪涌保护器的电压保护水平值应≤2.5kV，浪涌保护器的每一保护模式的冲击电流值应≥12.5kA。由室外引入室内或由室内引出室外的电力线路、信号线路、控制线路、信息线路等在其入口处的配电箱、控制箱、前端箱等处装设适配的浪涌保护器进行保护。

4.2 接地系统

(1)防接触电压及跨步电压：利用建筑物金属构架和相互电气连接贯通且不少于10根的钢柱组成的自然引下线。

(2)接地电阻：应实测≤1Ω，在建筑物四角引下线钢柱外侧设接地连接端子，作为接地电阻测试点，距地0.5m。

(3)等电位联结：为防止人身触电的危险，本工程设专用接地保护导体(PE)，并在配电室设置总等电位联结箱。建筑物内所有设备外露可导电部分和装置外可导电部分均应可靠接地；浴室等场所设置局部等电位联结。等电位联结包括给排水管道、电缆金属护套、金属构件等，在各设备机房内设置局部等电位联结盒，将电源PE导体、各种金属管道等金属部件都连接到局部等电位联结端子排上。

(4)医疗设备防触电保护：本工程仅作为高校师生疫情隔离及简易处理医疗场所，不配置2类医疗场所(将接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及断电(故障)将危及生命的重要治疗的医疗场所)，所以对于该类医疗场所不作相关要求，但提出医疗场所的防触电保护应符合《建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求 医疗场所》GB 16895.24-2005以及《医疗建筑电气设计规范》JGJ 312-2013的要求。

在每个Ⅰ类医疗场所(以接触部件接触躯体外部和除Ⅱ类场所外接触部件侵入躯体的任何部分)，应安装辅助等电位联结端子箱，监护、苏醒和其他病床的床头多功能控制板应设置接地端子。外界可导电部分、抗电干扰场的屏蔽物、导电地板网格、隔离变压器的金属屏蔽层等应实施等电位联结。医疗IT系统的插座结构应能防止将其用于其他接地系统的电气设备，或有固定而明晰的标志。电源插座的保护导体端子与等电位联结母线之间的电阻应≤0.2Ω。

在Ⅰ类医疗场所内采用SELV和/或PELV时，用电设备的标称供电电压不应超过交流方均根值25V或无纹波直流60V。TN系统中在Ⅰ类医疗场所中额定电流不大于32A的终端回路，应采用最大剩余动作电流为30mA的剩余电流动作保护器(作为附加防护)。

5 智能化系统

本工程经前期各方商议，智能化设计范围仅考虑满足基本办公、学习、信息发布用的相关系统，具体设计范围包括信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、公共安全系统、机房工程、智能化各系统等。

5.1 信息设施系统

图2所示为智能化专网拓扑图。

图2 智能化专网拓扑图

(1)综合布线系统：工作区子系统、水平布线子系统、垂直干线子系统、设备间子系统、管理间子系统。(2)工作区子系统：此系统由终端设备连接到信息插座的连线(或软线)组成，本项目语音、网络的工作区子系统采用6类非屏蔽模块,所有终端插座预埋86盒面板,含信息发布点、数据点、语音点、无线室内AP点，每个终端插座配置1个六类模块，模块安装在单(双)孔面板内。(3)水平布线子系统：水平布线子系统是整个布线系统的一部分，它将干线子系统线路延伸到用户工作区。由连接各区域的信息插座至各楼层配线间之间的线缆构成。水平线缆标准长度90m，布线结构采用星型结构，从管理间的配线架起分别敷设两根非屏蔽六类4对对绞电缆到每个用户工作区的语音、数据或信息终端。(4)垂直干线子系统：管理子系统由交连、互连配线架、信息插座式配线架以及相关跳线组成。管理间主要分布在各楼层电井内，每个管理间配置1个机柜,楼层语音配线设备和数据设备均安装在机柜内。水平数据及语音电缆端都采用电子六类快接式配线架。(5)设备间子系统：网络总设备间位于校区弱电机房，弱电机房与本楼之间敷设两根6芯万兆单模室外光缆。

5.2 视频安防监控系统

本系统对楼内主要出入口、主要通道、各楼层走道或走廊、重要房间(输液室、药房、化验室等)等处进行监控，做到全方位实时监控。主要由前端摄像机、安防系统数据管理服务器、视频存储服务器、监控工作站、显示系统等设备组成。系统采用全数字高清方案，支持数字存储、集中管理。

所有摄像机均通过学校智能化专网将信号传输至校区监控中心，终端采用符合国家标准并经国家公安部设备检测中心检测合格的磁盘阵列进行集中录像，摄像机数据保存30d以上。每天按24 h计算录像时长，数据可随时调用，实现数据的长时间存放，采用 D1格式存储，清晰度一般采用 2M 码流来进行录制。

6 结束语