火神山医院医技楼电气工程设计与施工

范佳齐，秦 政，詹皓淇，薛 江，郑 婷

（武汉建工集团股份有限公司，武汉 430023）

0 引言

随着新型冠状病毒疫情的爆发，传染病应急医院的建造迫在眉睫[1]。武汉火神山医院的建设引起广大关注，从完成设计方案到交付，前后仅用10天，设计和施工均在非常规条件下进行。建筑电气工程是安装工程中的重要一环[2-3]，如果电气安装工程在设计或施工中存在问题，不仅会影响到用电设备的正常运转，还有可能导致新冠病毒的扩散和传播。因此，有必要对火神山医院的设计和施工进行解析，确保医院在投入使用之后能够安全、稳定运行。

1 工程概况

武汉火神山医院位于蔡甸区知音湖大道，是2019 年新型冠状病毒疫情爆发后突击建造的传染病应急医院，建成后集中收治新型冠状病毒肺炎患者[4-5]。医院整体成L 形布局如图1 所示，建设用地面积约5 万m2，总建筑面积3.39万m2，编设床位1 000张，开设重症监护病区、重症病区、普通病区，设置感染控制、检验、特诊、放射诊断等辅助科室。医技楼作为医院的核心组成部分之一，其结构采用6 m高的全钢结构，和医院普通病房的集装箱式活动板房完全不同，技术工艺复杂，设计和施工难度大。

图1 项目总平面图

2 电气设计

2.1 电气设计重难点

火神山医院是一个应急医疗工程，其最大的特点就是“急”，因此设计最大的难点就在于怎样在有限的时间拿出整套设计方案。所有电气系统满足基本重要功能需求的条件下，从简、从优，缩短重要材料设备的订货周期以及方便后期维护和调整等成为设计首要考虑的因素。医技楼由于其结构不同于普通病房楼，且内设手术室、血库及放射科、检验科两个重要科室，对于接地安全和供电的可靠性要求很高，由于基础设计的整板基础，基础下铺设了一层绝缘的防渗膜，另外受春节期间材料设备供应短缺的影响，导致防雷接地和供配电成为设计的难点[6-7]。

2.2 电气设计方案

重点介绍供配电系统及防雷接地系统设计方案。

2.2.1 供配电系统

采用2路10 kV进线，同时工作，平时各带一半负载，当一路10 kV电源失电时，另外一路10 kV电源可为全部负荷供电。室外设置4 台环网箱，分别带24 路箱变，箱变两两成组，成组的2 台变压器10 kV 电源进线分别来自10 kV 主供1回，10 kV 主供2 回，2 台箱变0.4 kV 出线回路互为备用（除风机电加热负荷外），柴油发电机作为第三电源配备。拿医技楼来讲，其负荷配备2台630 kVA的箱变，2台600 kW柴油发电机组作为第三电源可承担所有负载，与传统低压配电方案不同，医技楼采用两级双电源切换供电方案（图2），在室外和室内各设置一级，室外双电源形成市电“主供-备供”切换，室内双电源则形成“市电-发电”切换，这种多一级的供电方式大大提高了供电的可靠性，同时对于手术室、负压检验科、弱电机房等重点区域均配备了应急供电时间30 min的UPS电源作为柴油发电机启动前的过渡电源，这进一步加强供电可靠性。

2.2.2 防雷接地系统

火神山医院属于第二类防雷建筑物，基础底板为整板基础，为了保证接地的可靠性，同时不破坏底板下的防渗膜，设计在整个医院外轮廓线设置一圈人工接地极板，采用热镀锌扁钢与各个单体环形扁钢相连接，各个单体外围轮廓线敷设一圈热镀锌扁钢并与其他单体外围的热镀锌扁钢相连接，最终与人工接地极连通。医技楼利用彩钢瓦屋面（外层钢板厚度大于0.5 mm）作为接闪器，利用竖向钢结构金属构件作为防雷引下线，沿热镀锌扁钢沿线每隔9 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连接，上端通过热镀锌扁钢与结构金属构件连接。

图2 医技楼两级双电源切换供电方案图

3 电气施工

3.1 电气施工的重难点

医技楼设有检验科、放射科、手术室、血库等重点科室，科室内设备多，安装精度要求高，对供电的可靠性要求更高，避免安装过程中的每一个细节疏忽是至关重要的。医技楼内结构采用高6 m的全钢结构，钢结构跨度大、空间高，走廊支架、管线安装高度高，同时桥架、管线穿越洁净区和污染区，技术工艺复杂，施工难度大。除此之外，施工最大的难点在于工期紧，施工现场交叉作业多，项目建设期正值春节期间，施工人员、材料物资紧缺，人员密集、安全防疫难等。

3.2 电气施工组织

疫情就是命令，武汉建工集团承担了火神山医院医技楼、ICU和部分病房楼的施工，机电分公司在收到集团下达的命令后火速准备，迅速集结了40人的管理团队赶往火神山，领导班子紧锣密鼓筹划部署后，迅速形成后勤组、材料组、技术组、施工组（分3个专业小组）协同作战体系。同时协调劳务公司，不计成本、用最短的时间在武汉及周边地区召集了180名施工人员，组建了强大的劳动队伍，以保证按期完成任务。

围绕提高电气安装的工作效率，电气专业在施工过程中按照计划分为4个工作小组，分别为室外系统安装组、室内系统安装组、末端灯具开关安装组、等电位及接地安装组。按照策划先行的原则，各个施工小组在成立之后均编制了相关的施工计划和应急预案。室外系统安装组主要负责室外主干线电缆敷设、室外ATS 箱安装、电缆头制作、柴油发电机的安装及调试，对外协调市政单位畅通室外强弱电管群和供电局送电时间，对内与室内系统安装组对接安装顺序和通电调试时间；室内系统安装组主要负责室内照明及动力配电箱柜安装、桥架安装、电缆敷设、电缆头制作，对外协调放射科、检验科、手术室具体通电需求，对内与末端灯具开关安装组及其他专业小组进行跨专业对接；末端灯具开关安装组主要负责各类灯具、开关及插座的安装，对外协调重点科室的照明和插座需求，对内与室内系统安装组对接通电调试时间，与其他专业协调作业面；这3个专业组环环相扣，形成闭环管控。等电位及接地安装组安装作业面广，内容较其他3个小组简单，容易控制。

3.3 电气施工的技术要点

经过与设计沟通，为便于采购和施工，室外电气干线电缆全部选用4×185+1×95规格，对于需要埋地的电缆，选用铠装型。室内部分，采用BIM 技术提前模拟综合走道管线碰撞问题，制定合理的安装顺序，此外，照明线槽单独设置，方便电缆和电线同时敷设，另外由于结构为隔断式活动板房，末端开关、灯具、插座均选用明装型，支路电源使用阻燃PVC 线槽替代镀锌钢管沿墙面或顶板明敷。对于穿越建筑隔断的桥架、管线采用防火材料严密封堵，以保证清洁区的安全。

此外，手术室等2 类医疗场所的电气接地系统均采用医用IT系统，一般电气故障不允许停电，并配套设置绝缘监测器，保证了供电的可靠性。

4 结束语

火神山医院建设项目，是抗击新型冠状病毒疫情的特殊工程。本文以火神山医院为载体，以医技楼的设计和施工为论述对象，对医技楼的电气设计重难点、电气施工的重难点、施工组织和技术要点等进行剖析，并根据现场实际情况，对系统设计提出解决方案，为同类型的工程提供了可靠的依据，确保工程项目施工过程符合现代管理的要求。