陳 艷 平

(中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司,北京 100089)

0 引 言

我國(guó)當(dāng)前約82.8%的醫(yī)院建于20世紀(jì),在長(zhǎng)期的發(fā)展運(yùn)營(yíng)中體現(xiàn)出設(shè)計(jì)不合理、功能匱乏、能耗巨大等諸多問(wèn)題。醫(yī)療服務(wù)的需求及醫(yī)療衛(wèi)生資源供給之間的矛盾日益突出。這樣的大環(huán)境促進(jìn)我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的不斷發(fā)展,醫(yī)院建設(shè)進(jìn)入新發(fā)展時(shí)期,建設(shè)綠色、節(jié)能的大型、綜合三甲醫(yī)院成為潮流。

1 項(xiàng)目概況

衢州中心醫(yī)院(四省邊際中心醫(yī)院)位于浙、閩、贛、皖四省邊際,按照高定位、高標(biāo)準(zhǔn)、適當(dāng)超前的理念,定位為四省邊際地區(qū)最有影響力的醫(yī)療中心,用地面積13.916 9萬(wàn)m2,總建筑面積35.78萬(wàn)m2,其中地上建筑面積22.264 6萬(wàn)m2,地下建筑面積13.515 4萬(wàn)m2,機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)數(shù)3 206輛,擬建床位2 000張,建成后將成為一所集醫(yī)、教、研、防為一體的大型現(xiàn)代化綜合三甲醫(yī)院。

該醫(yī)療建筑按照“綠色建筑”和“智慧醫(yī)院”的定位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電氣設(shè)計(jì),為患者及醫(yī)護(hù)人員提供安全、舒適、便利、高效的醫(yī)療環(huán)境。基于對(duì)各類(lèi)智能化信息的綜合應(yīng)用,將各系統(tǒng)、應(yīng)用及管理進(jìn)行整合優(yōu)化,搭建統(tǒng)一的平臺(tái),以形成節(jié)能的、可持續(xù)發(fā)展的醫(yī)療建筑,實(shí)現(xiàn)建筑生命周期內(nèi)最大限度地降低能耗,降低運(yùn)營(yíng)成本[1-2]。

2 供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 變電所及柴油發(fā)電機(jī)房位置的設(shè)置

地下區(qū)域相對(duì)于整個(gè)建筑是一個(gè)大底盤(pán),-1F單層建筑面積達(dá)10.657 7萬(wàn)m2。按照盡量降低配電系統(tǒng)損耗的綠色、節(jié)能的原則,-1F設(shè)置4個(gè)變電所,分別居各自區(qū)域的負(fù)荷中心處,至末端用電設(shè)備的供電范圍控制在合理范圍內(nèi)[3-4]。

該醫(yī)療建筑有很多I類(lèi)和II類(lèi)場(chǎng)所,并有大量的一級(jí)負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷存在,所以設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為自備應(yīng)急電源[5]。

據(jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2018年版)第5.4.13條規(guī)定:民用建筑內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)房不應(yīng)布置在人員密集場(chǎng)所的上一層、下一層或貼臨。又考慮到柴油發(fā)電機(jī)在試車(chē)或運(yùn)行時(shí)帶來(lái)的震動(dòng)及噪聲等對(duì)建筑物的影響,以及柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)及排煙對(duì)建筑平面布局的影響,在-1F適當(dāng)位置設(shè)置2個(gè)柴油發(fā)電機(jī)房,分別與2個(gè)變電所各自聯(lián)絡(luò)。

另外,1#柴油發(fā)電機(jī)房需與所聯(lián)絡(luò)的2個(gè)配變所距離不同,一個(gè)距離較近,一個(gè)距離較遠(yuǎn),所以不能按常規(guī)設(shè)置2臺(tái)容量相同的柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)行。經(jīng)分析,在1#柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置2臺(tái)不同容量的柴油發(fā)電機(jī)組,1臺(tái)1 600 kW的柴油發(fā)電機(jī)組與1#變電所的市電電源投切,1臺(tái)400 kW的柴油發(fā)電機(jī)組與4#變電所的市電電源投切。這樣可以根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組距離變電所的遠(yuǎn)近來(lái)分別調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端的勵(lì)磁。2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組在正常情況下各自獨(dú)立運(yùn)行,而在突發(fā)的緊急情況下還可以根據(jù)需要并機(jī)運(yùn)行,能為更多的用電負(fù)荷提供電源,極大地提高醫(yī)院的應(yīng)急救助能力。

2.2 高壓電源側(cè)的設(shè)置

該項(xiàng)目引入4路市政10 kV電源,4路電源分別來(lái)自于2個(gè)高壓電站,共計(jì)4段不同的高壓母線段。4路高壓電源同時(shí)工作,兩兩為一組,互為備用。每路電源在正常情況下可各自為25%的全院區(qū)負(fù)荷供電,應(yīng)急情況下可各自為50%的全院區(qū)用電負(fù)荷供電,為100%的全院區(qū)一、二級(jí)負(fù)荷供電。

2.3 供配電系統(tǒng)的設(shè)置

該項(xiàng)目4個(gè)變電所共設(shè)有18臺(tái)干式變壓器,為建筑全部負(fù)荷供電。設(shè)計(jì)兼顧安全與節(jié)能,低壓配電采用放射式與樹(shù)干式相結(jié)合的方式,部分小容量的重要一級(jí)負(fù)荷還采用樹(shù)干式和環(huán)鏈?zhǔn)焦╇?。?duì)于單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷(如凈化空調(diào)、急診部、手術(shù)部、重癥監(jiān)護(hù)室、檢驗(yàn)科、病理科等設(shè)備)采用放射式供電;對(duì)于一般負(fù)荷采用樹(shù)干式與放射式相結(jié)合的供電方式。由低壓配電屏采用放射式向大型醫(yī)技設(shè)備供電,配電電纜滿(mǎn)足對(duì)電源內(nèi)阻的要求。消防負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷(如消防水泵、消防風(fēng)機(jī)、手術(shù)部、重癥監(jiān)護(hù)室、檢驗(yàn)科等)采用雙電源供電并在末端互投。

2.4 充電樁的供電

按照DB 33/1121—2016《浙江省民用建筑電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施配置與設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,該項(xiàng)目按停車(chē)位的14%配建充電樁,其中18%為快充停車(chē)位。該工程停車(chē)位共3 206輛,應(yīng)設(shè)置449個(gè)充電樁,其中快充80個(gè)?？斐溆秒娏?0 kW/個(gè),慢充用電量7 kW/個(gè)。充電樁總用電量共計(jì)4 983 kW。

根據(jù)該醫(yī)療建筑的特點(diǎn)及其所處地域的特點(diǎn),設(shè)置專(zhuān)用變壓器會(huì)有如下弊端。

(1)充電樁供電的電源會(huì)相對(duì)集中,導(dǎo)致向充電樁供電的供電半徑大,供電電纜長(zhǎng),這樣壓降增大,為了降低壓降到允許范圍內(nèi),需要增大供電電纜的截面,電纜變粗,不經(jīng)濟(jì)。

(2)充電樁數(shù)量多,用電負(fù)荷大,而現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)還沒(méi)有全面普及,設(shè)置電動(dòng)汽車(chē)充電樁專(zhuān)用變壓器導(dǎo)致變壓器在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)負(fù)載率低,變壓器長(zhǎng)期在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。

(3)增大變電所的面積,占據(jù)其他功能區(qū)域的面積,這在醫(yī)療功能體內(nèi)盡量避免。所以設(shè)置充電樁專(zhuān)用變壓器并不合適，故充電樁的供電電源分散到4個(gè)變電所的變壓器上。

3 智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在院區(qū)分別設(shè)置內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、智能化專(zhuān)網(wǎng),采用“核心—匯聚—接入”的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。內(nèi)網(wǎng)為滿(mǎn)足醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS)、臨床信息系統(tǒng)(CIS)、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)(PACS)、放射信息系統(tǒng)(RIS)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)等醫(yī)院信息系統(tǒng)服務(wù),系統(tǒng)具備高寬帶、大容量和高速率,并具備為將來(lái)的發(fā)展提供擴(kuò)容和寬帶升級(jí)的條件。外網(wǎng)為工作人員提供接入Internet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

智能化專(zhuān)網(wǎng)搭建一套物理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),通過(guò)虛擬局域網(wǎng)(VLAN)、服務(wù)質(zhì)量(QOS)、操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化技術(shù)(OVC)3種技術(shù)的配合,實(shí)現(xiàn)在這套物理網(wǎng)上傳輸多種業(yè)務(wù),如醫(yī)護(hù)對(duì)講、ICU視頻探視系統(tǒng)、手術(shù)視頻管理及示教系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)、電子叫號(hào)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等。設(shè)置2臺(tái)核心交換機(jī)設(shè)備,分別部署防火墻、WAF業(yè)務(wù)板卡,用以實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)的安全防護(hù),防止網(wǎng)絡(luò)攻擊,并確保各業(yè)務(wù)在核心層的隔離,實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的隔離與帶寬保障,以確保各業(yè)務(wù)網(wǎng)互不干擾,保證數(shù)據(jù)安全性。該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為醫(yī)院各智能化系統(tǒng)的接入提供條件,最終實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)解決方案;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)也為醫(yī)療建筑提供未來(lái)智能化發(fā)展所需的功能升級(jí)和擴(kuò)展裕量,充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)院資源配置中的最大程度優(yōu)化和集成作用。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

該醫(yī)療建筑摒棄常規(guī)醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)中,將除網(wǎng)絡(luò)、電話系統(tǒng)外的其他弱電系統(tǒng)均設(shè)置在消防中控室的設(shè)置方式,在-1F設(shè)置后勤管理控制室,集成在智能一體化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的全部系統(tǒng)數(shù)據(jù)都可以集中在后勤管理控制室監(jiān)視并控制,為智慧醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)及智能化管理創(chuàng)造充足的條件,提高醫(yī)院的管理水平。

4 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合醫(yī)療建筑的設(shè)計(jì)實(shí)例,針對(duì)目前醫(yī)療建筑的一些集中矛盾和突出問(wèn)題,提出了科學(xué)和合理的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,還需針對(duì)醫(yī)療建筑所處的地域特點(diǎn)、資源條件及功能結(jié)構(gòu),依據(jù) 綠色和可持續(xù)的設(shè)計(jì)原則,進(jìn)行電氣系統(tǒng)的靈活化、人性化、合理化及優(yōu)化設(shè)計(jì),以確保醫(yī)療建筑安全、穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。