苏州某医院电气设计案例 变压器容量 负荷分级 人防工程 充电桩
1、工程概况
医院坐落于太湖湖畔的苏州市某区，医疗范围覆盖长三角诸多城市。医院于2016年5月18日营业，当日下午门诊就诊已达到1066人。医院运营一年已接待国际和国内团体、政要参观交流数百次。实景图见图1。
医院工程包括两个功能:苏州科技城医院和苏州高新区公共卫生中心。医院按三级甲等综合医院标准建设，建筑面积约159000m2，编制床位数为800床;公共卫生中心属办公性质社会服务部门，建筑面积约23000m2。工程总建筑面积约182000m2，包括综合大楼(包括1段门诊医技病房楼和2段高新区公共卫生中心)、感染性疾病楼、宿舍楼及食堂、液氧站、后勤楼(锅炉房，污水处理站和垃圾站)、门卫室等。 医院建筑功能布局:地下二层:机械停车库、人防区域;地下一层:机械停车库、设备机房、核医学;首层:血透、急诊、门诊、报告厅;二层:配液，检验;三层:病理，输血;四层:手术部;五层:ICU;六层:产房;七～十一层:病房。人防区建筑面积8152m2，战时为中心医院及人员掩蔽所。
2、供配电系统
2.1院区整体电力规划
院区内医院和公共卫生中心为不同产权单位，属两个用电户。电力规划方案阶段，医院和公共卫生中心分别单独设置10kV电缆分界室，各自引入双重市政10kV电源，从根源上避免用电纠纷。
2.2电气机房设置
医院单体建筑体量大，南北长度300m，东西宽度100m，裙房单层建筑面积约30000m2。通过建筑功能布局及负荷分布分析，院区共设置3处配变电所。医院主楼设置总配变电所及分配变电所，公卫中心单独设置配变电所。电气竖井共设置9处，分别深入负荷中心。
2.3用电数据
院区电气设备安装总容量24064kW，变压器装机容量17000kVA，单位用电容量指标93.4VA/m2，柴油发电机组2000kW(主用功率)。总配变电所设6台变压器，均为2000kVA。其中1～4号变压器为医院北侧区域医疗及动力负荷配电，5～6号变压器为空调负荷配电。分配变电所变压器为2×1250kVA，为医院南侧区域医疗及动力负荷配电。公卫中心配变电所变压器安装容量2×1250kVA。
2.4供配电系统安全可靠
市政双重10kV电源供电，互为备用。10kV系统采用单母线分段方式接线，当一路电源断电时，另一路电源能承担一级、二级负荷。采用柴油发电机组作为备用电源。当双重市政电源均断电时，柴油发电机组(15s内)投入使用，保障医院的重要负荷及消防负荷运行。断电时间＜0.5s场所，如手术室、ICU、信息中心等重要场所设置UPS不间断电源作为应急电源。
3、工程设计难点
3.1医疗功能复杂多样
医院基本涵盖全部医疗功能科室。医院内临床科室31种，各类手术室26间，重症监护类病床71床，各类大型医技设备21台，辅助医疗服务系统超过20种。
医院中特别重要一级负荷包括:急诊抢救室、产房、烧伤病房、重症监护室、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后苏醒室、麻醉室、心血管造影检查室等场所中涉及患者生命安全的设备及其照明用电;检验科和病理科大型生化仪器、重症呼吸道感染区的通风系统。
一级负荷包括:火灾报警及联动控制设备、消防泵、消防电梯、排烟风机、加压送风机、安防系统、应急照明;急诊抢救室、产房、烧伤病房、重症监护室、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后苏醒室、麻醉室、心血管造影检查室等场所中除一级负荷中特别重要负荷的其他用电设备;急诊诊室、急诊观察及处置室、婴儿室、内镜检查室、影像科、放射治疗室、核医学室等场所的诊疗设备及照明用电;高压氧仓、血库、培养箱、恒温箱、病理科取材室、制片室、镜检室的用电设备;计算机网络系统用电;走道照明;配电室和柴油机房照明用电;百级洁净度手术室空调系统用电;负压机、真空泵;客梯、生活水泵等。
二级负荷:百级手术室除外的其他手术室空调系统用电;电子显微镜、影像科诊断用电设备;中心供应、空气净化机组、贵重药品冷库、太平柜、厨房、扶梯等。
三级负荷:其他电力负荷及一般照明等。医院配电系统网络采用树干和放射相结合的方式供电。普通照明、应急照明、一般插座用电采用树干式供电;医疗设备、大功率设备、消防设备等均采用放射式供电。大量采用放射式供电网络造成变电所出线电缆数量庞大，总配变电所馈线总计约400余根电缆，干线桥架(1000×150-W×H)超过20条。总配变电所设于地下一层，下方设置电缆夹层，部分馈线电缆由电缆夹层(地下二层)水平引出，其余电缆由配变电所(地下一层)水平引出分配，避免由于干线电缆桥架集中敷设造成管线汇总不利。
3.2人防工程设计
人防工程位于医院地下二层，建筑面积7788m2。本工程为平战结合人防工程，平时为医院放射治疗科、办公、库房和机械汽车库，战时功能为中心医院及人员掩蔽所。
平战结合是人防工程的审查要点，本工程人防区平时功能和战时功能差别较大，人防区战时供配电系统的核心要素是中心医院，平时供配电系统设计的核心要素是消防配电。如何最大限度保障人防工程的平战结合成为本次人防设计的重点。
人防战时一级负荷包括:基本应急通信设备、柴油电站配套的附属设备、三种通风方式装置、应急照明、主要医疗救护房间内的设备和照明等。二级负荷包括:重要的风机、水泵、辅助医疗救护设备房间内的设备和照明、洗消用的电加热淋浴器、医疗救护必须用的空调、电热设备;正常照明等用电负荷战时按要求供电。其他负荷为三级负荷。
人防区由变电所引来两路主干电源，保障平时一级、二级负荷供电。设置固定式柴油电站，内装2台300kW柴油发电机组(平时安装到位)作为战时人防负荷的备用电源。人防区末端配电箱根据平时防火分区设置。
在平战转换周期内，整个人防区供配电系统及配电箱满足人防战时使用需求，根据战时中心医院建筑功能变化调整末端照明插座等医疗用电即可。非人防战时用电如机械停车等设备切除电源。人防区电气干线图见图2。
4、工程设计亮点
4.1电动汽车充电桩设计
电动汽车充电桩负荷现阶段已成为公建项目必须考虑的因素，全国各地于2016年陆续出台了电动汽车充电桩设计的地方标准。
医院是全国最早应用电动汽车充电桩的公建项目之一。院区室外总停车位共计227处，其中设置直流充电桩车位4处，交流充电车位55处，电动汽车充电桩占室外停车位数量比例26%。电动汽车充电桩设备安装总功率545kW，直流充电桩设备功率80kW/台(380V)，交流充电桩设备功率7kW/台(220V)。电动汽车充电桩在院区分布较为分散，采用分区域就地设置配电箱方案，系统图见图3。
设计工作完成于2015年，当时国内没有电动汽车充电桩设计规范与标准支持，但电动汽车充电桩在公建项目中发展和存在的必要性是可以前瞻的。通过苏州科技城医院工程实例，总结出电动汽车充电桩在工程初步设计和施工图设计阶段电量预留通用做法，并在专业内部推广，取得了良好的收益。Pe=8kW×总车位数×(10%～15%)。其中直流和交流充电桩比例可按1∶4考虑，Pe:电动汽车充电桩总设备安装功率。
4.2智能化服务系统配电
医院创新运用智能仓储系统、手术室行为管理系统、垃圾及污衣智能收集系统、轨道小车、气动物流、自动化药房、院内就诊导航等智能化设施设备，致力于成为国内“智慧型医院”的标杆。
多种智能化服务系统设备厂商在项目初步设计或施工图设计阶段已介入配合。智能化服务系统融入设计的时机越早，电气专业越能深入了解系统运行模式和设备用电需求，能为各智能化系统稳定运行提供更加可靠的供电保障。院区垃圾处理站建筑面积仅150m2，设备安装功率达到550kW。专业设备厂家在施工图阶段与设计院密切配合，提供了准确的设备用电方案，避免了后期配合过程中可能产生的重大修改。
4.3电气节能
科技城医院为绿色二星建筑，已通过节能审查及节能验收。科技城医院电气设计在满足GB/T50378-2014《绿色建筑评价标准》内容基础上做了如下节能设计措施。充分了解地方法律法规，严格执行DGJ32J96-2010《江苏省节能设计标准》电气篇中相关要求。
国内部分城市有地方节能设计标准，地方标准中部分条目要求高于国家规范，应尊重并执行地方高标准进行设计工作。科技城医院内公共区域照明就地设置开关，并纳入楼控(BA)系统集中管理。医院内公共区域含大堂、公共走道、地下车库、院区景观照明、立面照明等，控制要求相对简单。本次工程设计因楼控系统照明控制就能够满足绿色节能要求，并降低工程造价，故未采用智能照明系统(EIB)。
医疗区域末端配电箱原则上按科室范围分配，带通讯接口的计量仪表设置在竖井内照明、应急照明、插座、空调配电总箱内，与科室末端配电箱对应。医院设置了能源管理系统，远程计量水、电、气用量。电力能源管理系统为其子系统，医院通过此系统能完成计量考核工作。
国内医院的建设规模越来越大，综合性医院比比皆是，因此医院电气设计更需从细节出发把控全局，保障医院供配电系统的可靠和安全，这也是医疗电气人不断努力的目标。
