祁 汉 逸
(上海建筑设计研究院有限公司, 上海 200000)
2022年3月,新冠病毒疫情在上海再次大规模袭来,造成大量的社会人员感染。为尽快阻隔疫情蔓延,上海市开展大量临时方舱医院改造工作,用于收治轻症和无症状感染者。本文结合多个建筑实例加以总结归纳,分析不同类型建筑改造成方舱医院的电气系统设计的异同。
方舱医院建设的特点是建设周期短,一般要求24 h内完成设计,3～6 d完成建设,而此时全市处于封控状态,需充分考虑利用既有建筑设施情况和现有市场可调度资源进行设计及建设。方舱医院一般划分为三区两通道。三区是指污染区、限制区、安全区,两通道是指医务人员通道、患者通道。方舱医院改造主要依据国家现行传染病医院有关标准、规范和国卫办规划函〔2021〕261号——医学隔离观察临时设施设计导则(试行)、国卫明电〔2021〕686号——大型隔离场所建设管理卫生防疫指南(试行)、《关于印发大型隔离场所建设管理卫生防疫指南(试行)的通知》(联防联控机制综发(2021)132号)、《上海市临时集中隔离收治点设施设计技术标准(试行版)》等相关文件。
方舱医院是临时性隔离病房,日后需拆除且恢复原有建筑功能,需最大化利用原有条件,减少对于原有设施的破坏,同时便于日后拆除及修复,病床隔离区和其他功能区多采用临时隔板搭建。医护人员通过区采用室外集装箱现场改造而成。常采用会展、工业园区、体育场馆、办公楼等建筑类型进行改造或新建室外集装箱型方舱。
会展类建筑实例:浦东某一超大型会展中心。该会展中心共有17个展厅,展厅面积总计约为20万m2。其中单个展厅长约185 m,宽约70 m,面积约1.2万m2。标准展厅为一层式建筑,每个展厅均为无柱式结构。本次改造建筑方案如下:N1～N5,W1～W5馆为病床区(污染区),室外帐篷展馆为医护休息及洗浴区(限制区),E2、E3、E6、E7馆为医护住宿区(限制区),E4、E5馆为洁库。改造方舱医院后病床数约15 000个。
工业园区类建筑实例:崇明某一工业园。该园区有8栋楼,建设用地总面积33 349.9 m2。本次改造建筑方案如下:1#楼1F医护休息,2～3F工勤宿舍;3#楼1F警务休息,2～3F工勤宿舍;5#楼1F医护卫生通过,2～4F收治病床;6#楼1F特殊病床,2～4F收治病床;7#8#楼1～3F收治病床;指挥中心、警务宿舍、污物暂存、医废回收、大巴司机休息室、仓库、危险品库、氧气瓶间设置于室外集装箱。改造方舱医院后病床数约3 000个(其中特殊病床200个)。
体育馆类建筑实例:浦西某区级体育场馆。该场馆具有体育馆和训练馆各一座,面积分别为6 755 m2和3 106 m2。本次改造建筑方案如下:体育馆和训练馆一层设置收治病床,指挥中心、医护休息室、氧气瓶间设置于室外集装箱,淋浴房、卫生间采用室外一体化设备。改造方舱医院后病床数约800个。
办公类建筑实例:浦东某一办公楼。该办公楼位于办公园区,地上建筑面积14 929.1 m2,高40 m。本次改造建筑方案如下:2层～9层设置收治病床,指挥中心设置在其他建筑单体,医护通过区域、车辆消杀、废物暂存设置于室外集装箱。改造方舱医院后病床数约1 400个。
室外集装箱实例:浦西某一平整地块。本项目采用室外集装箱形式,原地块无建筑物,仅作水泥平整。一个集装箱内设置2个收治病床,医护休息室、指挥中心、污物暂存、医废回收、仓库等均设置于室外集装箱。建成方舱医院后总病床数约2 400个。
3.1 整体供电设计
一般来讲,方舱医院供电负荷要求如下:抢救室用电、安全防范系统用电、指挥中心用电、污染区风机用电等按一级负荷供电,消防设施用电沿用原有负荷等级,其他负荷按三级负荷供电。改造后的供配电系统需要满足高峰时期的病床用电和设备用电。对于抢救室、特殊监控病床等重要特殊用电需求场所,增设不间断备用电源,供电时间不小于30 min,建议采用IT系统。根据现场实际经验,方舱医院一般要求100 W·m-2,双重电源。
会展类建筑实例中标准展厅为单层展厅,在展厅四处分别设置变压器,共4台1 250 kVA变压器,总变压器容量为5 000 kVA;单位容量约400 W·m-2。每个标准馆两路独立10 kV进线,分列运行,形成双重电源。电源属性符合一级负荷要求,满足方舱医院用电需求。
工业园区类建筑实例中,工业园区内原有一台800 kVA变压器及一台备用800 kVA变压器,总变压器容量为1 600 kVA;单位容量约50 W·m-2。原建筑采用10 kV单回路供电,不满足一级负荷要求。本项目经和供电局沟通,新增一路10 kV临时供电,采用室外箱式800 kVA变压器作为供电系统,并利用周边供电500 kVA临时用电作为补充电源。
体育馆类建筑实例和办公类建筑实例中,单位容量均约100 W·m-2,原有供电系统均满足一级负荷要求,故原有供电系统不作改变。
室外集装箱实例属于在原有空地上建设,无任何电力供应。经和当地供电局沟通,采用2路10 kV同时供电,4台800 kVA变压器,总变压器容量为3 200 kVA;单位容量约120 W·m-2,同时能够满足一级负荷要求。供电设计对比表如表1所示。
表1 供电设计对比表
3.2 配电设计
方舱医院的配电系统一般按污染区、限制区和安全区独立设置,配电柜、配电箱设置在专用配电间或管理用房内。部分病床配电箱设置在临时隔板上。电气新增用电负荷主要包括局部照明用电、病床插座用电等照明用电,污染区风机、小厨宝、潜污泵、一体化淋浴房用电、电开水炉等设备用电以及医疗专用负荷等。污染区和限制区的主要送、排风机建议设置运行状态监测及声光报警装置。有条件时,预留室外X光机、PCR等(集装箱型或车载型)设备电源箱。电缆采用无卤低烟电缆,规格尽量统一,减少多样化。
会展类建筑实例中,一般在管沟内和展馆四周设有展位箱。建议使用展馆四周临时展位箱,不建议使用管沟内展位箱,主要原因病床区一般铺设PVC地板,管沟内展位箱在方舱医院运行期间不便于维修。实例中,四周设有32处63 A的临时展位箱,病床区配电多引自于此类配电箱。电缆敷设通过管沟内敷设。
工业园区类建筑、体育馆类建筑实例和办公类建筑实例中,多利用原有楼层配电箱,主要电缆敷设方式为线槽内敷设,线槽一般设置在现场架设的龙门架上,至床位插座采用小线槽敷设方式。
室外集装箱实例中,多采用箱式变压器。配电箱一般设置于室外,电缆采用铠装电缆,穿管敷设,过车道时架设龙门架。总箱至各集装箱分箱通过背走道进入。集装箱内部配电箱可设置2个插座回路,1个照明回路,1个热水器回路,1个空调回路,回路均设置剩余电流保护器。配电设计对比表如表2所示。
表2 配电设计对比表
3.3 照明设计
方舱医院内公共活动区的照度不宜低于100 lx,其他区域的照度参照GB 50034—2013《建筑照明设计标准》的规定[1]。新增设的区域需增加局部照明,有条件的情况下每个病床可设置台灯。增设的照明回路均接入动作电流不超过30 mA的剩余电流保护器[2]。在通过区及其污染物存放区等需要灭菌消毒的部位设置紫外线杀菌灯,通过区紫外线灯在通过区两侧外设置开关。一体化淋浴间、盥洗室的灯具采用防尘防水型。现场往往采用了大量的临时帐篷,帐篷下照度较低,同时为避免大风天气下破损造成触电事故,临时帐篷下敷设24 V LED灯带。电源接至带漏电回路。有条件的项目在公共走道设置自带电池移动感应式夜灯,结合走道路径,设置在公共走道的隔板上。
方舱医院各区域内的插座均采用安全型。每个床位一般设置1个带USB充电口的单相插座和2个普通单相插座,公共区域设置部分备用插座。有条件的收治点设置自主移动式消毒机器人、送餐机器人等专用充电插座,并设置剩余电流保护器。采用电热水器的淋浴间、盥洗室等区域用电设置30 mA剩余电流动作保护器,电热水器、换气扇、灯具等的电源插座设置在2区以外。
会展类建筑和体育馆类建筑原有灯具通常采用金卤灯或LED灯,会产生较大眩光,同时照度较高。夜间需设置局部照明。工业园区类建筑和办公类建筑一般能够满足方舱医院的要求。集装箱类照明需重新布置,一般采用T5或LED灯管,但往往缺少室外照明,需结合集装箱走道位置设置LED灯带,作为走道照明。照明设计对比表如表3所示。
表3 照明设计对比表
3.4 防雷接地设计
方舱医院防雷接地系统一般沿用原有防雷接地措施,不做改造。所有室内用电设备连接至原有建筑的等电位接地体。新增设的有金属外壳的室外用电设备需做好接地措施。新设的一体化淋浴房、盥洗区设置辅助等电位联结,接地电阻不大于1 Ω。
电子信息系统雷电防护等级常规设置为B级,浪涌防护等级常规设置为C级。各级配电箱设置浪涌保护装置,室外配电箱需设置一级浪涌。弱电系统设备进线端由弱电施工方设置信号浪涌保护装置。
会展类建筑、体育馆类建筑、工业园区类建筑、办公类建筑一般基础条件较好,能够满足相应的防雷接地措施。室外集装箱型方舱需重新设置防雷接地措施,一般按三类防雷设防,就地设置接地极。
3.5 电气消防设计
会展类建筑、体育馆类建筑、工业园区类建筑、办公类建筑消防系统较为完善,在改造过程中一般利用原有建筑的电气消防系统,不做改造。由于现场不具备调试系统的条件,所有室外集装箱式及其他新增封闭空间,每个房间内吸顶安装一个独立式光电感烟探测器,作为紧急改造消防加强措施。
病床区及治疗区等改造区域新增加应急照明及疏散指示灯,结合床位布置和隔板位置设置,走道应急照明照度不低于10 lx,其水平间距不大于10 m。应急照明及疏散指示采用集中控制型疏散诱导照明系统,采取EPS作为备用电源,供电时长不小于60 min。
3.6 智能化设计
方舱医院的智能化系统一般均需重新设置,主要包括计算机网络及综合布线系统、安全防范系统、医疗呼叫系统。计算机网络系统包括设备网、业务网,部分特殊用途的方舱医院设置警务设备专网;功能上相互独立,物理上隔离。业务网主要满足各类人员日常网络及工作网络需求,公共区域实现WiFi全覆盖。
安全防范系统主要包括视频监控、门禁管理和周界报警系统。视频监控系统分为特殊人员隔离区系统和常规隔离区系统,监控室分别单独设置。门禁管理系统采用联网型门禁系统,同时预留消防联动的硬件接口。周界围墙封闭屏障处增设视频监控装置。视频监视图像需清晰显示穿越人员的体貌特征、行为特征及活动情况。根据医院方要求设置无线对讲系统,以供运行管理方作为内部辅助通信设施。
在隔离区域设置医疗呼叫系统,每个病床设置无线报警按钮,护士台设置呼叫分机及无线报警按钮,分机可显示本护士台负责区域报警信息。指挥中心设置呼叫总机,可以显示所有报警信息。
方舱医院是临时性建筑措施,其电气设计需要结合原有建筑设备条件,并充分考虑日后拆除的实施性。不同的建筑类型,原有基础条件各异,部分不满足方舱医院要求的,需要设置补充措施。具体措施有增加临时箱变、补充照明、增设接地等。本文通过对比,详列了各电气系统设计的差异,提出了具体设计方案。
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