火神山醫院醫技樓電氣工程設計與施工

范佳齊，秦 政，詹皓淇，薛 江，鄭 婷

（武漢建工集團股份有限公司，武漢 430023）

0 引言

隨著新型冠狀病毒疫情的爆發，傳染病應急醫院的建造迫在眉睫[1]。武漢火神山醫院的建設引起廣大關注，從完成設計方案到交付，前后僅用10天，設計和施工均在非常規條件下進行。建筑電氣工程是安裝工程中的重要一環[2-3]，如果電氣安裝工程在設計或施工中存在問題，不僅會影響到用電設備的正常運轉，還有可能導致新冠病毒的擴散和傳播。因此，有必要對火神山醫院的設計和施工進行解析，確保醫院在投入使用之后能夠安全、穩定運行。

1 工程概況

武漢火神山醫院位于蔡甸區知音湖大道，是2019 年新型冠狀病毒疫情爆發后突擊建造的傳染病應急醫院，建成后集中收治新型冠狀病毒肺炎患者[4-5]。醫院整體成L 形布局如圖1 所示，建設用地面積約5 萬m2，總建筑面積3.39萬m2，編設床位1 000張，開設重癥監護病區、重癥病區、普通病區，設置感染控制、檢驗、特診、放射診斷等輔助科室。醫技樓作為醫院的核心組成部分之一，其結構采用6 m高的全鋼結構，和醫院普通病房的集裝箱式活動板房完全不同，技術工藝復雜，設計和施工難度大。

圖1 項目總平面圖

2 電氣設計

2.1 電氣設計重難點

火神山醫院是一個應急醫療工程，其最大的特點就是“急”，因此設計最大的難點就在于怎樣在有限的時間拿出整套設計方案。所有電氣系統滿足基本重要功能需求的條件下，從簡、從優，縮短重要材料設備的訂貨周期以及方便后期維護和調整等成為設計首要考慮的因素。醫技樓由于其結構不同于普通病房樓，且內設手術室、血庫及放射科、檢驗科兩個重要科室，對于接地安全和供電的可靠性要求很高，由于基礎設計的整板基礎，基礎下鋪設了一層絕緣的防滲膜，另外受春節期間材料設備供應短缺的影響，導致防雷接地和供配電成為設計的難點[6-7]。

2.2 電氣設計方案

重點介紹供配電系統及防雷接地系統設計方案。

2.2.1 供配電系統

采用2路10 kV進線，同時工作，平時各帶一半負載，當一路10 kV電源失電時，另外一路10 kV電源可為全部負荷供電。室外設置4 臺環網箱，分別帶24 路箱變，箱變兩兩成組，成組的2 臺變壓器10 kV 電源進線分別來自10 kV 主供1回，10 kV 主供2 回，2 臺箱變0.4 kV 出線回路互為備用（除風機電加熱負荷外），柴油發電機作為第三電源配備。拿醫技樓來講，其負荷配備2臺630 kVA的箱變，2臺600 kW柴油發電機組作為第三電源可承擔所有負載，與傳統低壓配電方案不同，醫技樓采用兩級雙電源切換供電方案（圖2），在室外和室內各設置一級，室外雙電源形成市電“主供-備供”切換，室內雙電源則形成“市電-發電”切換，這種多一級的供電方式大大提高了供電的可靠性，同時對于手術室、負壓檢驗科、弱電機房等重點區域均配備了應急供電時間30 min的UPS電源作為柴油發電機啟動前的過渡電源，這進一步加強供電可靠性。

2.2.2 防雷接地系統

火神山醫院屬于第二類防雷建筑物，基礎底板為整板基礎，為了保證接地的可靠性，同時不破壞底板下的防滲膜，設計在整個醫院外輪廓線設置一圈人工接地極板，采用熱鍍鋅扁鋼與各個單體環形扁鋼相連接，各個單體外圍輪廓線敷設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，利用豎向鋼結構金屬構件作為防雷引下線，沿熱鍍鋅扁鋼沿線每隔9 m在整板基礎上預留一塊接地連接板，接地連接板下端與基礎鋼筋連接，上端通過熱鍍鋅扁鋼與結構金屬構件連接。

圖2 醫技樓兩級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

醫技樓設有檢驗科、放射科、手術室、血庫等重點科室，科室內設備多，安裝精度要求高，對供電的可靠性要求更高，避免安裝過程中的每一個細節疏忽是至關重要的。醫技樓內結構采用高6 m的全鋼結構，鋼結構跨度大、空間高，走廊支架、管線安裝高度高，同時橋架、管線穿越潔凈區和污染區，技術工藝復雜，施工難度大。除此之外，施工最大的難點在于工期緊，施工現場交叉作業多，項目建設期正值春節期間，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，武漢建工集團承擔了火神山醫院醫技樓、ICU和部分病房樓的施工，機電分公司在收到集團下達的命令后火速準備，迅速集結了40人的管理團隊趕往火神山，領導班子緊鑼密鼓籌劃部署后，迅速形成后勤組、材料組、技術組、施工組（分3個專業小組）協同作戰體系。同時協調勞務公司，不計成本、用最短的時間在武漢及周邊地區召集了180名施工人員，組建了強大的勞動隊伍，以保證按期完成任務。

圍繞提高電氣安裝的工作效率，電氣專業在施工過程中按照計劃分為4個工作小組，分別為室外系統安裝組、室內系統安裝組、末端燈具開關安裝組、等電位及接地安裝組。按照策劃先行的原則，各個施工小組在成立之后均編制了相關的施工計劃和應急預案。室外系統安裝組主要負責室外主干線電纜敷設、室外ATS 箱安裝、電纜頭制作、柴油發電機的安裝及調試，對外協調市政單位暢通室外強弱電管群和供電局送電時間，對內與室內系統安裝組對接安裝順序和通電調試時間；室內系統安裝組主要負責室內照明及動力配電箱柜安裝、橋架安裝、電纜敷設、電纜頭制作，對外協調放射科、檢驗科、手術室具體通電需求，對內與末端燈具開關安裝組及其他專業小組進行跨專業對接；末端燈具開關安裝組主要負責各類燈具、開關及插座的安裝，對外協調重點科室的照明和插座需求，對內與室內系統安裝組對接通電調試時間，與其他專業協調作業面；這3個專業組環環相扣，形成閉環管控。等電位及接地安裝組安裝作業面廣，內容較其他3個小組簡單，容易控制。

3.3 電氣施工的技術要點

經過與設計溝通，為便于采購和施工，室外電氣干線電纜全部選用4×185+1×95規格，對于需要埋地的電纜，選用鎧裝型。室內部分，采用BIM 技術提前模擬綜合走道管線碰撞問題，制定合理的安裝順序，此外，照明線槽單獨設置，方便電纜和電線同時敷設，另外由于結構為隔斷式活動板房，末端開關、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。對于穿越建筑隔斷的橋架、管線采用防火材料嚴密封堵，以保證清潔區的安全。

此外，手術室等2 類醫療場所的電氣接地系統均采用醫用IT系統，一般電氣故障不允許停電，并配套設置絕緣監測器，保證了供電的可靠性。

4 結束語

火神山醫院建設項目，是抗擊新型冠狀病毒疫情的特殊工程。本文以火神山醫院為載體，以醫技樓的設計和施工為論述對象，對醫技樓的電氣設計重難點、電氣施工的重難點、施工組織和技術要點等進行剖析，并根據現場實際情況，對系統設計提出解決方案，為同類型的工程提供了可靠的依據，確保工程項目施工過程符合現代管理的要求。