首都医科大学附属北京佑安医院应急改造供配电系统设计策略和方案

裴 雷

(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

1 项目概况

首都医科大学附属北京佑安医院位于北京市丰台区玉林西路右安门外西头条8 号，一直以来是首都核心城区重要的传染病屏障。 与疫情期间同时新建的临时医院不同，佑安医院属于永久性应急改造项目。 项目内容包括:(1)将B 楼8 层原有病房改造为19 床ICU 病房以及3 床负压隔离病房；(2)将C 座病房楼全部改造为满足新冠疫情救治的呼吸道病房楼，首层为急诊、肠道门诊、发热门诊以及药房等功能，二层为急诊留观、输液、PCR 实验室等功能，三层为4 间手术室、12 床ICU 病房，三夹层为设备夹层，四至八层均为负压病房。 其中，B 楼、C 楼建筑高度分别为44.2m 和36.4m，改造面积分别为1 402m2和12 040m2。

2 设计目标和策略

疫情医疗救治的紧迫性、重要性，对设计提出了更高的要求。 面对诸多困难，首先要明确设计目标。 第一，设计方案做到有据可依，满足国家规范的要求；第二，制定的设计方案要能在规定的建设周期内实施落地，与现状电气系统兼容；第三，由于佑安医院是永久性建筑，改造后的电气系统要满足远期扩容需要，具备可扩展性。 其次是确定改造设计的策略。 基于医院疫情医疗流程需求、医院现状电气系统情况、改造周期限制、全国货源状况等前置条件，从改造、利旧、换新三方面进行思考，确定改造设计方案。

3 设计方案制定

笔者所在团队接手项目后，收集到来自项目各方的资料，如政府部门对建设周期的要求、医管中心及医院的医疗救治需求、相关设计资料(包括改造项目设计竣工图、变更，现状电气系统运行状况等)、电气设备供货周期条件等。 如何在海量的信息捋清设计思路? 笔者认为，主要分以下三个步骤。

(1)对各方资料进行整理、分类

1)会议纪要类，包括项目投入使用的进度要求，医疗救治功能要求，工程质量要求等。

2)现场勘查电气系统运行评估，包括涉及改造区域变配电室设备评估(如变配电系统运行情况、变压器负载率、低压柜备用回路情况、变电室空间及出线条件等)，应急电源评估(如柴油发电机组、UPS 电池组、EPS 电池组等运行情况、容量)，电缆及敷设条件评估(如变电室至改造区敷设路由、线缆老化程度、线缆载流量等)，配电箱评估(如改造区配电箱元器件使用寿命评估、容量、备用回路等)，电气防火系统运行评估(火灾自动报警系统、应急照明系统等)，智能化弱电系统评估等。

3)规范类，包括医疗建筑相关规范，针对新冠肺炎救治新出的标准及规定。

4)图纸类，包括收集来的竣工图，变更图，装修改造图纸等。

5)需求类，包括医院提供的医疗设备清单，各科室医护人员使用需求，PCR 核酸检测实验室、隔离负压病房/负压病房、平疫结合正负压ICU 病房、正负压空调系统电气需求等。

(2)分析并找出各类资料关键点

由于疫情的紧迫性，本次改造周期要求在极端时间内投入使用，不论是设计、施工、订货、安装、调试等各环节，都要求最短的时间内完成。 此外，供配电系统老旧(配电线缆、配电箱、灯具等)，不但不满足使用要求，且电气消防系统不满足现行规范要求。

因此，笔者认为，在这样紧急的时间和资源条件下完成任务，重要的是确定好项目改造内容、利旧内容、换新内容。 其中，利旧内容涉及规范依据及设计标准，且牵涉改造范围大小，直接影响项目进度、实施、验收和使用，是解决问题的关键点。

(3)围绕关键点制定设计方案

根据分析，本次改造的B、C 楼均为90 年代设计及建造，设计引用规范均已过期废止，与现行规范技术标准存在较大差异，且由于改造周期限制，电气系统不可能全部换新改造。 在改造周期限制和有限的资源供应条件下以及对现状系统运行评估后，决定对利旧火灾自动报警及联动系统、消防设备供配电系统进行改造设计。

经过对新旧规范差异梳理，并及时与有关单位进行协调、落实规范索引依据，最终在政府部门协调下，结合项目应急特殊性，各相关单位确定达成一致意见，同意利旧消防系统，根据旧规范对现状系统进行设计改造及验收。 但需增加电气火灾监控系统，并对所有改造区域线缆更换为无卤低烟阻燃型电缆，以此作为电气防火加强措施。

根据疫情医疗救治需要，确定必须改造的系统功能包括发热门诊(含PCR 核酸检测)、负压病房、隔离负压病房。 现状供配电系统评估及改造方案确定如表1～2 所示。

表1 项目现状供配电系统评估及改造方案

表2 各楼配电系统评估及改造方案

4 设计方案

根据对资料的梳理、挖掘关键点以及对方案制定的分析，最终确定设计方案。

4.1 负荷等级及电源

按新冠疫情标准设置负压病房、发热门诊、PCR核酸检测等，用电最高负荷等级为一级负荷特别重要负荷，由市政10kV 双重电源供电，具体负荷级别如表3 所示。

表3 负荷分级及供电方式

4.2 园区电力增容改造

园区总变电室变压器容量可满足B 座8 层新增ICU 病房及配套设备用电，负荷等级也能保证。但需由园区总变电室重新敷设电缆至B 座8 层电气竖井。

C 座变电室冬季可满足改造后新增设备用电需求及负荷等级，但夏季由于变压器已处于满载状态，不能满足应急要求，现状使用及新增用电负荷统计如表4 所示。

表4 C 座变电室现状使用及新增用电负荷统计

C 楼整体改造后为传染病呼吸楼，用电负荷大部分为一级负荷(含特变重要负荷)，需于C 楼西南侧设置1 台常用输出功率1 000kW 集装箱式柴油发电机组，现状使用及新增用电负荷统计如表5所示。

表5 C 楼整体现状使用及新增用电负荷统计

根据以上新旧用电设备电量统计，尽管本次改造仅涉及B、C 两栋楼，但是电力系统改造不能仅是“头痛医头，脚痛医脚”，而应根据院区整体进行通盘规划。 通过对院区供配电系统的分析、梳理，最终于C 楼西南侧设置2 台1 000kVA 室外箱式变电站，1 台常用输出功率1 000kW 集装箱式柴油发电机组，为A、C 楼提供市政及备用电源。 通过改造，解决了院区电源紧张问题，同时预留了一部分院区用电增容的需求。

4.3 配电系统改造

现状竖井无空间新增总配电箱，每层新增空调动力配电箱设置于新增空调机房内，由地下变电室直供电源；现状病房医疗带由楼层应急照明配电箱供电，与消防混用，已不满足现行规范要求(强条)，故本次改造变电室新增双电源总箱，放射式供电至改造层新增医疗带配电箱，新增配电箱设置于护士站区域；所有改造楼层插座及线缆进行更换，延长使用寿命，满足远期医护救治用电需要。

4.4 配电线路布线系统改造

改造区域将全部电线、电缆替换为低烟无卤阻燃型，新增的消防配电干线选用矿物绝缘类不燃性电缆，更加环保、可靠。

4.5 电气照明系统改造

将现状传统格栅荧光灯全部更换为更高效的LED 光源及灯具，并对替换LED 灯具进行参数测量，确保健康、舒适的光环境。

4.6 医疗配电系统

根据本工程的使用要求，在B 座8 层及C 座3层重症监护室、各病区医疗负荷较集中的区域设置医疗电源配电箱或专用电源插座(箱)并根据特殊要求设置隔离变压器，并采用IT 系统。 供配电系统相对独立，提高了系统的可靠性，便于日后运行管理。

4.7 电气防火系统

火灾自动报警及联动系统利旧，仅根据医疗流线变化，结合隔断调整补充消防报警探测器。 变配电室内增设电气火灾监控系统，对所有线路漏电流进行监测。

应急照明及疏散指示系统考虑到改造周期的时限，若按现行规范进行改造设计，涉及对非改造区域应急照明及疏散指示系统的整体改造，经与相关单位确定达成一致意见，仅对改造区域应急照明灯具、疏散标志灯及其末端管线进行更换，不对整体系统进行改造。

5 结束语

通过全程参与应急防疫项目建设，笔者体会应急项目的特殊性，即所有环节(设计、施工、订货、安装、调试等)周期均被压缩，且在周期被压缩的情况下仍要保质、保量、保时完成工作。

针对应急项目特点，设计人在设计过程中需要有以下几点注意。 首先，应急项目由于疫情期间设备订货问题，设计需根据现货调整设计方案，及时与施工单位进行沟通，即根据货源调整设计，确保项目按时完工。 其次，设备订货与配电箱生产、电缆进货同时进行，施工单位拿到图纸就去生产加工配电箱，没有设备订货后再次确认参数环节，所以需提前沟通落实设备规格，否则会造成配电箱改动及前端电缆调整。 最后，设计过程中需做到灵活应对，如电缆干线、配电箱备用开关应考虑充足裕量，以应对随时增加的使用需求及由于订货问题产生的修改；配电箱二次线接线端子(如楼控、消防、异地控制、手动应急起动控制等)预留足够接口，以备应急调试需要；采取分步实施策略，配电箱体预留电表、电气火灾监控、消防设备电源监控等模块的安装空间，以防止因部分元器件订货周期长，而影响后续改造和运营需求。