火神山医院电气设计要点解析2020.pdf

1、李蔚 中信建筑设计研究总院有限公司中信总院副总工程师、电气总工程师、中信建筑科学研究院副院长等2018年获“国务院政府特殊津贴专家”2013年获中国建筑学会“杰出工程师”称号2019年获“建筑电气行业百位突出贡献人物”（位列全国第三）国家科学技术奖评委、中国勘察设计协会科学技术奖评委，中国勘察设计协会电气分会副会长、中南委员会主任已出版个人学术专著3部建筑电气设计常见及疑难问题解析建筑电气设计要点难点指导与案例剖析建筑电气设计关键技术措施与问题分析。另，担任主编及参编，出版著作12部；在国家期刊及学术会议上发表学术论文70余篇获勘察设计行业优秀工程设计全国一等奖5次、全国二等奖7次、全国三等奖

2、10次。获国家铁路局“十大优质创新铁路站房”奖、湖北省及武汉市优秀工程设计等奖项60余次担任第七届世界军运会主场馆、南宁东特大型高铁站、武汉国博国际会议中心、加蓬共和国参议院大厦等一大批国内外重大、重点项目电气总设计师主编、参编及主审国家和地方规范、标准12部；完成省部级科研课题5项，其中1项获“湖北省土木建筑科学技术一等奖”；获国家发明专利、国家实用新型专利4项解析火神山医院电气设计要点中 信 院 电 气 总 工 李 蔚目录C O N T E N T S2、项目概况3、项目剪影4、系统设计特点5、问题解答6、结束语1、项目背景武汉火神山医院，是集中救治武汉新型冠状病毒肺炎患者的、第一个汉版“

3、小汤山”医院。顺便说一下，正在抗疫火线的武汉市金银潭医院，也是我们中信院的设计作品。这两个承担医疗救治重任的项目，李克强总理来汉时均亲临现场视察指导。武汉火神山医院是“抗战疫情”的桥头堡，是打赢疫情防控阻击战中的一项标志性工程！设计要求“疫情就是命令，现场就是战场，时间就是生命”，从接到任务到施工图全部交付仅用60小时，整个项目从场地平整到交付使用全过程只用了10 天。次日，军队抽调1400名医护人员于2月3日起接管。万众瞩目下的火神山医院，创造了奇迹。设计和建造的全过程凝结了广大建设者的心血与汗水彰显了生命至上的价值理念展示了深厚的医疗设计沉淀1、项目背景5小时出设计方案，24小时出初步设计

4、，60小时出施工图，无偿分享设计成果，10天建成投用！设计师通宵达旦的高强度设计、以小时计算的施工建设进度、万众瞩目下的中国速度，现在可以说，在火神山医院项目的设计和建造上，武汉创造了奇迹，我们创造了奇迹！武汉火神山医院总建筑面积约3.4万平方米，设床位1000张，包括接诊区、负压病房楼、ICU、医技楼、网络机房、中心供应库房、垃圾处理暂存间、救护车洗消间等，并配备有远程会诊平台。时间紧、任务重，合理的流线、合适的功能需求是放在第一位的。防护隔离的方式、医患和医疗用品的流线、建筑材料的选用、建筑的防火要求等，都是项目组在设计中考虑的重点。整个医院根据地形情况呈L状布局，分为东、西两大病区，医护

5、人员的清洁通道类似于医疗街布置在中间，贯穿东、西病区，17个医疗单元呈鱼骨状分设在医护通道两侧。建造就地取材，利用施工单位现有库存，用集装箱进行模块化、装配化拼装成医疗单元，选用预制件、成品设备，以加快工程进度。对于有特殊高度要求的ICU、医技部采用轻钢结构加钢制复合板。建筑底部架空，一是避免梅雨季节雨量太大发生倒灌，二是在架空空间内可以快速敷设设备管线，避免对场地基层再次开挖。设计充分体现清洁、污染分离的原则。每个护理单元都有医护人员工作休息的清洁区、观察病人和运送药品仪器的半污染区，以及收治病人的污染区，并相应设有正压清洁区到负压污染区的通风系统，分区之间的连通处设置缓冲间，以保证每个分区

6、之间压差。每个病房内均有电视和24小时热水独立卫生间，送食送药通过配有紫外线消毒系统的传递窗。原北京小汤山“非典”医院院长张雁灵表示，武汉火神山医院建设的规模质量、设计的科学合理性，以及设备的配备都优于“小汤山”，火神山也与当年的“小汤山”一样在创造奇迹，这里将出现“火神山精神”“武汉精神”。2、项目概况设计目标、院方要求：“治愈率最高，死亡率最低，医务人员零感染，收治患者零投诉。”设计场景现场剪影3、武汉火神山医院项目剪影3、武汉火神山医院项目剪影病房电气设备4、系统设计特点本项目电气及智能化系统设计特点与要点：（1）10kV高压供电方案（2）箱式变电站、柴油发电机组设置（3）低压配电方案（

7、4）照明系统（5）设备选型与安装（6）电缆、导线的选型及敷设（7）建筑物防雷、接地及安全系统（8）火灾自动报警系统（9）智能化系统4、系统设计特点（1）10kV高压供电方案本项目由城市电网引来两路10kV电源，两路10kV电源相对独立、同时工作、分列运行、互为备用。正常运行时，主供1回供电容量为7300kVA，主供2回供电容量为7300kVA，当任意一电源失电时，另一路电源可承担全部容量。（变压器平均负载率60%左右）2路10kV电源分别引至设于院区的4台户外环网箱，再由环网箱引出7对电缆线路为各箱变供电。4、系统设计特点（2）箱式变电站、柴油发电机组设置根据本项目建筑特点，在建筑周边设置10

8、/0.4kV箱式变配电站24座，其中630kVA箱式变电站20台，500kVA箱式变电站4台。每个病房医护区设置630kVA箱式变电站1台，并两两成组，出线回路互为备用（除风机电加热负荷外），医技楼设置630kVA箱式变电站2台，接诊及ICU等设置500kVA箱式变电站4台。本项目共设置室外箱式柴油电站16台，其中常用功率600kW柴油电站12台，常用功率500kW柴油电站4台，每两个病房医护区共同设置常用功率600kW箱式柴油电站1台，医技楼设置常用功率600kW箱式柴油电站2台，接诊及ICU等设置常用功率500kW箱式柴油电站4台。医技楼、接诊及ICU用电负荷100%配备柴油电站，病房医护

9、区除风机电加热负荷外，其他负荷均可由柴油电站提供第三电源。箱式柴油电站自带日用油箱，储油量不小于8h（并留有供油接口），且地块北侧为中石化知音大道加油站，可保证柴油供应可靠。4、系统设计特点（3）低压配电方案本项目对于重要负荷采用两级双电源切换供电。针对手术室、ICU、检验科、弱电机房等重点区域均配备了应急供电时间30min的UPS电源，作为柴油发电机启动前的过渡电源，进一步加强供电可靠性。4、系统设计特点（4）照明系统本工程照明选用发光效率高、显色性好、使用寿命长、色温相宜、符合环保要求的光源，主要采用LED灯或T5直管三基色节能型荧光灯。在清洁走廊、污物间、卫生间、候诊室、诊室、治疗室、病

10、房、手术室、血库、洗消间、消毒供应室、太平间、垃圾处理站等场所，设置紫外线消毒器或紫外线消毒灯。病房走廊照明、病房夜间守护照明在护士站统一控制；其他场所采用翘板开关就地控制；紫外线消毒灯的开关应区别于一般照明开关，且安装高度宜为底边距地1.8m。本项目设置了自带蓄电池的消防应急照明灯具及疏散指示灯具，应急供电时间不低于30min。4、系统设计特点（5）设备选型与安装为方便采购及订货，配电箱（柜）宜选用标准化、模块化产品，尽量减少配电箱的种类。为保证设备后期控制、维护人员的安全，本项目绝大部分配电箱（柜）、控制箱（柜）都是安装在对清洁区或对室外开门的配电间内，只有末端病房配电箱明装在缓冲区的墙面

11、上；本项目除病房医疗带上插座外，其他插座也都是明敷在墙面上；照明灯具主要是吸顶安装或挂墙壁装。4、系统设计特点（6）电缆、导线的选型及敷设本项目高压线路选用ZR-YJV22-8.7/15型高压电缆穿室外电缆管群敷设。室外进线电缆采用铠装交联电力电缆（YJV22-0.6/1KV）；一般室内电力干线、支干线采用无卤低烟B级阻燃交联铜芯电力电缆（WDZB-YJY-0.6/1KV）；一般支线选用WDZD-BYJ-450/750V无卤低烟D级阻燃铜芯导线；应急照明线路选用WDZDN-BYJ-450/750V无卤低烟D级阻燃耐火铜芯导线。本项目室内在公共走道上的主干线路还是沿电缆桥架敷设，为加快施工进度，

12、支线主要穿阻燃塑料线槽沿顶板或墙面明敷。电缆桥架、线槽等穿越污染区、半污染区及洁净区之间的界面时，隔墙缝隙及槽口、管口应采用不燃烧材料可靠密封，防止交叉感染。4、系统设计特点（7）建筑物防雷、接地及安全系统本工程防雷类别按二类设防。利用集装箱金属顶或彩钢板屋面（外层钢板厚度大于0.5mm）作为接闪器。利用集装箱等竖向金属构件作为防雷引下线，引下线平均间距不大于18m。因本项目整板基础下铺设了一层绝缘的防渗膜，且集装箱建筑都是直接通过方钢管垫块搁置在整板基础上，与基础钢筋没有物理连接，为保证接地的可靠性及施工快速，本设计在整板基础外沿各单体建筑物外轮廓敷设一圈热镀锌扁钢，并在热镀锌扁钢沿线每隔9

13、m在整板基础上预留一块接地连接板，接地连接板下端与基础钢筋相连，上端通过热镀锌扁钢与集装箱金属框架相连，如实测电阻大于1欧姆，可通过热镀锌扁钢向外补充人工接地极。4、系统设计特点（8）火灾自动报警系统因本项目为短期应急工程，且为单层（局部二层）建筑，为减少施工工期，本项目仅在门厅、公共走道、病房、诊室、检查室、检验室、手术室、库房等场所设置自带蜂鸣器的独立式感烟火灾探测器利用设于室外的高音喇叭兼做本项目消防广播，利用现有普通电话系统、医护对讲系统、无线对讲机兼做消防电话系统。4、系统设计特点（9）智能化系统最大特点就是“简单、可靠、便捷”。因整个工期非常短，从设计到竣工仅10天时间，加之适逢春

14、节，货源组织非常困难，电气和智能化系统的设计思路是：在保证整个系统可靠的前提下，尽量从简。考虑到货源及工期的原因，智能化系统按最基本的“信息接入系统、综合布线系统、无线对讲系统、信息网络系统、公共广播系统、有线电视系统、会议系统、安全技术防范系统（含视频监控、出入口管理）及专业业务系统（含医护对讲系统等）”进行设计，控制复杂、调试时间长的智能化系统均予以简化。如：有线电视系统，为方便采购及简化施工，采用自带操作系统的智能电视，接入病房的全覆盖WiFi网络，提供电视收看服务。这也对接入网的下行带宽、网络无线控制提出了非常高的要求，需要运营商和无线接入设备的强力支持。在门禁系统方面，常规的接触式密

15、码/指纹/掌纹识别、以及非接触式的虹膜/人脸识别/IC卡识别，均不太适合项目的使用场景。为了方便医护人员的刷卡操作，我们采用了腕带手环终端、非接触感应读卡的识别方式，为1515名医护及管理人员配置了1000个手环及1000张IC卡。手环属于非常规终端，这么大的需求量，对我们在特殊时期组织货源提出了极大挑战。在IBE领导和业内同仁的大力支持下，我们顺利地找到了货源并及时运送到了现场，难题化解于无形。类似的情况在电气和智能化设计中不停地遇到，得益于参建各方的有力协作，得益于行业协会的鼎立支持，所有困难都被克服，项目得以顺利交付。Page 18变配电房设计采用箱式变电站如何实现多个箱式变电站低压侧母

16、线间的联络，发电机组出线与箱式变电站线路如何联络实现电源转换本次设计采用的是集装箱式建筑，请问设计在电气消防措施这方面是怎么考虑的？请问变压器安装容量一般按每平方多少KW估算，哪些负荷需要接入应急发电机组供电？太钢总医院新建发热门诊，建筑面积560平米，用电量指标特别大，远远超过用电量指标，是指标的好几倍，请问这种情况怎么办？火神山医院变压器装机容量较大，请问与大型综合医院相比，差异在哪里？请问柴油发电机组的容量如何计算？考虑到用电安全，是否有必要与变压器采用同容量的柴油发电机组？应急医院通常选用厢式变压器，而厢式变压器通常为定型产品，请问柴油发电机组的电源与变压器低压侧，如何连接?如若预留移

17、动发电车接口，预留在何处？柴发为何选择采用低压机组，而不采用中压机组？是因为采购困难还是别的原因？5、问题解答Page 195、问题解答空调设置 传染病医院是做中央空调还是分体空调？如果做中央空调，怎么防止气体传播疾病通过风道的传播？每间负压病房的负荷标准是多少？是否分体空调的电加热功率较大？管线敷设电气布线系统（明敷及暗敷）在清洁区与负压病房线路敷设注意事项。关于医疗检查设施的管线布置是如何考虑的，因为有干扰问题。照明控制 负压病房照明控制是否都要采用就地与清洁区两地控制？每间病房照明控制是集中控制还是独立控制，照明开关怎么选择呢？负压病房内消防应急照明和疏散指示系统设置要求。Page 20

18、5、问题解答接地问题 防渗膜与基础底板的关系？是否防渗膜在基础底板之下？共用接地系统时是否采用基础底板的钢筋网络做为接地极即可？如果确保接地装置的设置不会破坏防渗膜？通风机问题 病房区通风机的开关机顺序应符合设计要求，通常可采用如下顺序：1）开机：医护走道风机-病房排风机-病房送风机；2）关机：病房送风机-病房排风机-医护走道风机。考虑电动还是手动？应急医院追求建设速度，是否不建议设置建筑设备监控系统？如果不上此系统，负压病房相关通风管道上的阀门是否均为手动，一次调试到位，运行后不再调整。在烈性传染病区的设计中，通风专业提出条件：通风系统设计为屋顶卧式排风机+与病房一一对应的若干单相交流风机，

19、请问，电气专业应如何控制这些单相交流风机的启停？就地控制可否可采用翘板开关？每间病房的病人走廊侧，进排风管均设置了独立的电动阀，此电动阀的控制，是否应接入BA系统，如采用就地控制，可否使用翘班开关，开关位置设在医护走廊。5、问题解答参考标准 针对新建隔离病房应急传染病医院设计标准怎么执行（设计规范/地方规定/双高设计群标准规定都不同）设计是否有模版化做法（包括强电和智能化）您最近修订的三本标准是否针对传染性医院设计？其他问题 火神山医院的隔离区的范围是怎么考虑的？住院楼室外的部分属不属于隔离区？箱变、箱式发电机、消防安防中心、网络机房等与住院楼等场所是否有距离要求？哪些区域需要设置紫外线消毒灯

20、具，紫外线消毒灯具如何控制，病房内长期有病人，消毒如何处理？1月23日，也就是除夕的前一天下午，接到市政府医院设计的紧急任务后，中信院在汉员工纷纷主动请缨，迅速组建起项目团队，60余名员工加班赶图，通宵开展设计工作。接到任务5小时内即完成场地平整设计图，为连夜开工争取到了时间。24小时内完成方案设计图，获武汉市政府认可。从1月23日接到任务开始，我们团队日夜轮流接力作战，很多成员每天工作时间超20小时。经60小时连续奋战，1月26日凌晨交付全部施工图。年三十除夕夜、大年初一夜，办公楼22F的那一束光，温暖了人心，像灯塔一样照亮这寒夜！生于斯长于斯，我们义不容辞。疫情严峻，全社会一起倒排时间表。

21、10天建成的承诺，是给市民的强心剂，对于我们，是背水一战的那条河。但疫情，使我们没有退路！一腔热血，争分夺秒，与疫情赛跑。要快，也要有质量，这是责任，也是义务。总院院长吴凌说，这是我们中信院建院67年以来承担的最有意义、最有分量的一项设计任务。使命光荣、责任重大，质量第一、意义非凡。感谢全程给予我们无私帮助的中元国际北京小汤山医院设计团队，你们提供的资料和建议，使我们更有信心。感谢主动联系我们的各行业专家们，你们给予的关心和支持，令我们感动万分、备受鼓舞。感谢施耐德电气公司等电气厂商，你们提供的无私捐赠和热情支持，令项目进展顺利，快速投用。感谢我们中信院整个项目团队，感谢电气设计团队成员，他们

22、是：陈车、熊光、蔡雄飞、王路、冯涛、喻辉、孙雁波、胡鹏、张万较、程昊远、金其龙、刘闵、刘子毅、房新华、赵凌、李光曦、刘斐、倪可乐。感谢我们自己和家人，这么高强度的连续作战，焦虑、害怕、愧疚、压力、难题，应接不暇，我们一起扛过去了！6、结束语6、结束语这几天，我有感而发，写了几首小诗，就算作这次在线直播的结束语吧！在此、此刻（诗一）大江大湖在此，琴台黄鹤在此。绿荫江滩在此，你我家园在此！华夏阴霾此刻，天地忧伤此刻。中信设计此刻，含泪奉献此刻。李蔚于2020.1.30火神山医院建成（诗二）阴霾锁大江，十万火急忙。火速兼神速，惟求众无殇！李蔚于2020.02.02呼唤（诗三）才战火神山，又赶方舱院。省厅一令下，急写新规范。锁城已久矣，何日奔蓝天？繁盛无歇时，重现大武汉！李蔚于2020.02.10感 谢 大 家！