火神山醫(yī)院醫(yī)技樓電氣工程設(shè)計(jì)與施工

范佳齊，秦 政，詹皓淇，薛 江，鄭 婷

（武漢建工集團(tuán)股份有限公司，武漢 430023）

0 引言

隨著新型冠狀病毒疫情的爆發(fā)，傳染病應(yīng)急醫(yī)院的建造迫在眉睫[1]。武漢火神山醫(yī)院的建設(shè)引起廣大關(guān)注，從完成設(shè)計(jì)方案到交付，前后僅用10天，設(shè)計(jì)和施工均在非常規(guī)條件下進(jìn)行。建筑電氣工程是安裝工程中的重要一環(huán)[2-3]，如果電氣安裝工程在設(shè)計(jì)或施工中存在問(wèn)題，不僅會(huì)影響到用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還有可能導(dǎo)致新冠病毒的擴(kuò)散和傳播。因此，有必要對(duì)火神山醫(yī)院的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行解析，確保醫(yī)院在投入使用之后能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 工程概況

武漢火神山醫(yī)院位于蔡甸區(qū)知音湖大道，是2019 年新型冠狀病毒疫情爆發(fā)后突擊建造的傳染病應(yīng)急醫(yī)院，建成后集中收治新型冠狀病毒肺炎患者[4-5]。醫(yī)院整體成L 形布局如圖1 所示，建設(shè)用地面積約5 萬(wàn)m2，總建筑面積3.39萬(wàn)m2，編設(shè)床位1 000張，開(kāi)設(shè)重癥監(jiān)護(hù)病區(qū)、重癥病區(qū)、普通病區(qū)，設(shè)置感染控制、檢驗(yàn)、特診、放射診斷等輔助科室。醫(yī)技樓作為醫(yī)院的核心組成部分之一，其結(jié)構(gòu)采用6 m高的全鋼結(jié)構(gòu)，和醫(yī)院普通病房的集裝箱式活動(dòng)板房完全不同，技術(shù)工藝復(fù)雜，設(shè)計(jì)和施工難度大。

圖1 項(xiàng)目總平面圖

2 電氣設(shè)計(jì)

2.1 電氣設(shè)計(jì)重難點(diǎn)

火神山醫(yī)院是一個(gè)應(yīng)急醫(yī)療工程，其最大的特點(diǎn)就是“急”，因此設(shè)計(jì)最大的難點(diǎn)就在于怎樣在有限的時(shí)間拿出整套設(shè)計(jì)方案。所有電氣系統(tǒng)滿足基本重要功能需求的條件下，從簡(jiǎn)、從優(yōu)，縮短重要材料設(shè)備的訂貨周期以及方便后期維護(hù)和調(diào)整等成為設(shè)計(jì)首要考慮的因素。醫(yī)技樓由于其結(jié)構(gòu)不同于普通病房樓，且內(nèi)設(shè)手術(shù)室、血庫(kù)及放射科、檢驗(yàn)科兩個(gè)重要科室，對(duì)于接地安全和供電的可靠性要求很高，由于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的整板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)下鋪設(shè)了一層絕緣的防滲膜，另外受春節(jié)期間材料設(shè)備供應(yīng)短缺的影響，導(dǎo)致防雷接地和供配電成為設(shè)計(jì)的難點(diǎn)[6-7]。

2.2 電氣設(shè)計(jì)方案

重點(diǎn)介紹供配電系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

2.2.1 供配電系統(tǒng)

采用2路10 kV進(jìn)線，同時(shí)工作，平時(shí)各帶一半負(fù)載，當(dāng)一路10 kV電源失電時(shí)，另外一路10 kV電源可為全部負(fù)荷供電。室外設(shè)置4 臺(tái)環(huán)網(wǎng)箱，分別帶24 路箱變，箱變兩兩成組，成組的2 臺(tái)變壓器10 kV 電源進(jìn)線分別來(lái)自10 kV 主供1回，10 kV 主供2 回，2 臺(tái)箱變0.4 kV 出線回路互為備用（除風(fēng)機(jī)電加熱負(fù)荷外），柴油發(fā)電機(jī)作為第三電源配備。拿醫(yī)技樓來(lái)講，其負(fù)荷配備2臺(tái)630 kVA的箱變，2臺(tái)600 kW柴油發(fā)電機(jī)組作為第三電源可承擔(dān)所有負(fù)載，與傳統(tǒng)低壓配電方案不同，醫(yī)技樓采用兩級(jí)雙電源切換供電方案（圖2），在室外和室內(nèi)各設(shè)置一級(jí)，室外雙電源形成市電“主供-備供”切換，室內(nèi)雙電源則形成“市電-發(fā)電”切換，這種多一級(jí)的供電方式大大提高了供電的可靠性，同時(shí)對(duì)于手術(shù)室、負(fù)壓檢驗(yàn)科、弱電機(jī)房等重點(diǎn)區(qū)域均配備了應(yīng)急供電時(shí)間30 min的UPS電源作為柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前的過(guò)渡電源，這進(jìn)一步加強(qiáng)供電可靠性。

2.2.2 防雷接地系統(tǒng)

火神山醫(yī)院屬于第二類防雷建筑物，基礎(chǔ)底板為整板基礎(chǔ)，為了保證接地的可靠性，同時(shí)不破壞底板下的防滲膜，設(shè)計(jì)在整個(gè)醫(yī)院外輪廓線設(shè)置一圈人工接地極板，采用熱鍍鋅扁鋼與各個(gè)單體環(huán)形扁鋼相連接，各個(gè)單體外圍輪廓線敷設(shè)一圈熱鍍鋅扁鋼并與其他單體外圍的熱鍍鋅扁鋼相連接，最終與人工接地極連通。醫(yī)技樓利用彩鋼瓦屋面（外層鋼板厚度大于0.5 mm）作為接閃器，利用豎向鋼結(jié)構(gòu)金屬構(gòu)件作為防雷引下線，沿?zé)徨冧\扁鋼沿線每隔9 m在整板基礎(chǔ)上預(yù)留一塊接地連接板，接地連接板下端與基礎(chǔ)鋼筋連接，上端通過(guò)熱鍍鋅扁鋼與結(jié)構(gòu)金屬構(gòu)件連接。

圖2 醫(yī)技樓兩級(jí)雙電源切換供電方案圖

3 電氣施工

3.1 電氣施工的重難點(diǎn)

醫(yī)技樓設(shè)有檢驗(yàn)科、放射科、手術(shù)室、血庫(kù)等重點(diǎn)科室，科室內(nèi)設(shè)備多，安裝精度要求高，對(duì)供電的可靠性要求更高，避免安裝過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)疏忽是至關(guān)重要的。醫(yī)技樓內(nèi)結(jié)構(gòu)采用高6 m的全鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)跨度大、空間高，走廊支架、管線安裝高度高，同時(shí)橋架、管線穿越潔凈區(qū)和污染區(qū)，技術(shù)工藝復(fù)雜，施工難度大。除此之外，施工最大的難點(diǎn)在于工期緊，施工現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)多，項(xiàng)目建設(shè)期正值春節(jié)期間，施工人員、材料物資緊缺，人員密集、安全防疫難等。

3.2 電氣施工組織

疫情就是命令，武漢建工集團(tuán)承擔(dān)了火神山醫(yī)院醫(yī)技樓、ICU和部分病房樓的施工，機(jī)電分公司在收到集團(tuán)下達(dá)的命令后火速準(zhǔn)備，迅速集結(jié)了40人的管理團(tuán)隊(duì)趕往火神山，領(lǐng)導(dǎo)班子緊鑼密鼓籌劃部署后，迅速形成后勤組、材料組、技術(shù)組、施工組（分3個(gè)專業(yè)小組）協(xié)同作戰(zhàn)體系。同時(shí)協(xié)調(diào)勞務(wù)公司，不計(jì)成本、用最短的時(shí)間在武漢及周邊地區(qū)召集了180名施工人員，組建了強(qiáng)大的勞動(dòng)隊(duì)伍，以保證按期完成任務(wù)。

圍繞提高電氣安裝的工作效率，電氣專業(yè)在施工過(guò)程中按照計(jì)劃分為4個(gè)工作小組，分別為室外系統(tǒng)安裝組、室內(nèi)系統(tǒng)安裝組、末端燈具開(kāi)關(guān)安裝組、等電位及接地安裝組。按照策劃先行的原則，各個(gè)施工小組在成立之后均編制了相關(guān)的施工計(jì)劃和應(yīng)急預(yù)案。室外系統(tǒng)安裝組主要負(fù)責(zé)室外主干線電纜敷設(shè)、室外ATS 箱安裝、電纜頭制作、柴油發(fā)電機(jī)的安裝及調(diào)試，對(duì)外協(xié)調(diào)市政單位暢通室外強(qiáng)弱電管群和供電局送電時(shí)間，對(duì)內(nèi)與室內(nèi)系統(tǒng)安裝組對(duì)接安裝順序和通電調(diào)試時(shí)間；室內(nèi)系統(tǒng)安裝組主要負(fù)責(zé)室內(nèi)照明及動(dòng)力配電箱柜安裝、橋架安裝、電纜敷設(shè)、電纜頭制作，對(duì)外協(xié)調(diào)放射科、檢驗(yàn)科、手術(shù)室具體通電需求，對(duì)內(nèi)與末端燈具開(kāi)關(guān)安裝組及其他專業(yè)小組進(jìn)行跨專業(yè)對(duì)接；末端燈具開(kāi)關(guān)安裝組主要負(fù)責(zé)各類燈具、開(kāi)關(guān)及插座的安裝，對(duì)外協(xié)調(diào)重點(diǎn)科室的照明和插座需求，對(duì)內(nèi)與室內(nèi)系統(tǒng)安裝組對(duì)接通電調(diào)試時(shí)間，與其他專業(yè)協(xié)調(diào)作業(yè)面；這3個(gè)專業(yè)組環(huán)環(huán)相扣，形成閉環(huán)管控。等電位及接地安裝組安裝作業(yè)面廣，內(nèi)容較其他3個(gè)小組簡(jiǎn)單，容易控制。

3.3 電氣施工的技術(shù)要點(diǎn)

經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)溝通，為便于采購(gòu)和施工，室外電氣干線電纜全部選用4×185+1×95規(guī)格，對(duì)于需要埋地的電纜，選用鎧裝型。室內(nèi)部分，采用BIM 技術(shù)提前模擬綜合走道管線碰撞問(wèn)題，制定合理的安裝順序，此外，照明線槽單獨(dú)設(shè)置，方便電纜和電線同時(shí)敷設(shè)，另外由于結(jié)構(gòu)為隔斷式活動(dòng)板房，末端開(kāi)關(guān)、燈具、插座均選用明裝型，支路電源使用阻燃PVC 線槽替代鍍鋅鋼管沿墻面或頂板明敷。對(duì)于穿越建筑隔斷的橋架、管線采用防火材料嚴(yán)密封堵，以保證清潔區(qū)的安全。

此外，手術(shù)室等2 類醫(yī)療場(chǎng)所的電氣接地系統(tǒng)均采用醫(yī)用IT系統(tǒng)，一般電氣故障不允許停電，并配套設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)器，保證了供電的可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

火神山醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目，是抗擊新型冠狀病毒疫情的特殊工程。本文以火神山醫(yī)院為載體，以醫(yī)技樓的設(shè)計(jì)和施工為論述對(duì)象，對(duì)醫(yī)技樓的電氣設(shè)計(jì)重難點(diǎn)、電氣施工的重難點(diǎn)、施工組織和技術(shù)要點(diǎn)等進(jìn)行剖析，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出解決方案，為同類型的工程提供了可靠的依據(jù)，確保工程項(xiàng)目施工過(guò)程符合現(xiàn)代管理的要求。