应急传染病医院电气设计述要

新型冠状病毒感染的肺炎（以下简称“新冠肺炎”）肆虐我国，感染人数快速上升，威胁到广大人民群众的健康。值此危难之际，我国政府进行了全社会动员，集合全国医疗资源支援重灾区湖北，开展全民隔离控制传染，全国人民上下一心，共克时艰，终于将新冠肺炎疫情平稳控制。

在全国抗击疫情的过程中，上海建筑设计研究院有限公司在“非典”期间突击设计的上海市公共卫生中心和其他多所医院的应急改造项目，为上海和当地城市“战疫”作出了贡献。笔者借此分享一些应急传染病医院电气设计的心得体会。

负压病房区的特点

为了保证医护人员有一个安全可靠的工作环境，呼吸类传染病住院区必须采取负压病房。负压病房区采用双通道布置方式，病房朝向东南或东北方，具有良好的自然通风和天然采光条件。病区内建立“三区两通道”，如图1所示，三区是指：清洁区、半污染区、污染区；在清洁区与半污染区、半污染区与污染区之间建立两个缓冲带；两通道是指：医护通道和病人通道，两者封闭式隔断，界限分明。洁净物资、医护人员进出通过医护通道，而病患、医疗废弃物则经过病患通道，两者互不影响，避免交叉感染。

传染病负压病房主要由空调通风系统、病室、缓冲间和独立卫生间组成，是利用空调通风系统通过对空气流向的控制、气量的调节，使其形成负压。整个病区的气流组织原则是保证气流从清洁区 → 半污染区 → 污染区方向流动且相邻相通的不同污染等级的房间的压差应不小于5 Pa。根据需要病区分设1、2床间或多床间，每间病房为一个独立系统，配备负压通风过滤系统、中心供氧、吸引系统、监护及通信设备、风淋装置、传递窗等。

应急传染病医院设计标准的对比

为积极应对新冠肺炎疫情防治工作，规范新冠肺炎传染病应急医疗设施的设计与建设，在充分总结武汉“火神山”和“雷神山”医院的实践经验的基础上，一共推出了3本应急传染病医院建设的设计标准和导则。中国工程建设标准化协会于2月6日发布了T / CECS 661 - 2020《新型冠状病毒感染的肺炎传染病应急医疗设施设计标准》（以下简称《新冠应急设施标准》）；湖北省住房和城乡建设厅编制并发布了《呼吸类临时传染病医院设计导则（试行）》（以下简称《呼吸类临时医院导则》）；国家卫健委办公厅和住建部办公厅联合发布了《新冠肺炎应急救治设施负压病区建筑技术导则（试行）》（以下简称《负压病区导则》）。以上3本设计规范标准，为应急传染病医院的新建和改造提供了科学的指导。3本设计标准侧重点各不相同，表1为它们在电气专业方面的规定对比，并提出设计时采取的技术措施。

经过以上对比，可以发现有以下相同点和不同点：

a．应急传染病医院对负荷等级的要求是很高的，且并不因为其应急或临时的特点而降低，这是由传染病医院的特点决定的。如果通风系统和空调系统不能正常工作，则负压病房内的负压不能建立，病毒容易扩散，发生交叉感染，对医护人员的健康产生威胁。所以3本设计标准都要求设置柴油发电机作为应急电源。在设计过程中，须仔细统计一级负荷中特别重要负荷，不要有遗漏，以免柴油发电机的容量不足。

b．3本设计标准均提出通风系统与空调系统应由专用线路供电。专用线路供电可以提高供电可靠性，减少其他线路对通风空调设备供电的影响。

c．对病房照明的照度、舒适度提出要求。为了让医护人员更好地开展治疗工作，同时为患者提供舒适的环境，病区照明应当适宜，避免眩光，营造一个平和的休息环境。

d．病房区设置压差显示和压差报警，压差显示的作用，对于进入的医护人员是一种安全警示，对运行安全也是一种监视。

e．视频监控可以观察病人的情况，有利于医护人员及时掌握患者的动态，远程会诊与视频会议可以让院内的医护人员与其它地方的专家及时交流沟通，为部分疑难病例专门定制治疗方案。

传染病医院电气设计的特殊点

相比普通医院住院楼，传染病住院楼有许多特殊点。负压病区是呼吸类传染病医院住院区的核心，这一部分的设计尤其值得关注：

a．负压病区的机电管线穿越墙体应作好密封措施。负压病房的密闭性对周围环境和医护安全有重要意义，因此在设计施工时，管线密闭措施十分重要。电气管线从清洁区穿到半污染区、从半污染区穿到污染区以及在污染区病房之间相互穿越时，应作密闭处理。电气管线的密封处理的方案，一种是增加抗菌型套管，目前国外已有相关的产品；二是金属管外圈焊翼环，类似管线穿越人防防爆墙的密闭肋做法。在管线施工完成后，再用无腐蚀、不燃材料进行封堵，确保不留任何缝隙。另外，在电缆电线穿管完成后，应对管线两端进行封堵，或者将两端的接线盒填充，做到管线内部密封。

b．负压病房半污染区入口的两道门应做到联动。当医护人员从半污染走道进入病房缓冲区时，可用脚感应打开第一道门；医护人员进入缓冲区后，第一道门关闭，第二道门在1 min后打开。两道门的联动要求，可以由门窗厂家完成联锁控制，也可以由智能化专业采集门的关闭信号后进行控制。医护人员进入负压病房后，应从污染走道离开。在本次设计中，采取了如下措施：在病房的两道门上安装门磁开关和控制器等，由智能化专业采集开门关门信号，送至护士台的控制器，统一进行控制。

c．负压病区需要设置较多的紫外线消毒灯。普通病房楼一般在特定区域配置少量的紫外线灯，或者使用移动式紫外线灯，而传染病医院负压病区，在病房、缓冲、病房卫生间、污染区走道等均须设置紫外线灯。紫外线灯宜按1.5 W / m3配置，安装高度不宜过高，这样才能达到杀菌消毒的效果；其开关安装在1.8 m高度避免人员误操作，或者采用智能控制方式。

应急传染病医院改造的难点

为应对新冠肺炎疫情，本次的应急改造项目，是将原有的一栋医院宿舍楼改建为负压病房楼。原宿舍楼建造于上世纪80年代，属于砖混结构。众所周知，改造工程因受制于原建筑的条件，相较于新建工程有许多意想不到的问题和难点。下面就简要谈一些传染病医院改造过程中可能遇到的难点。

首先半污染区和污染区走道的净高问题十分棘手，需要反复协调调整。在半污染区和污染区走道上，将会有大量的机电管线，包括有暖通专业送风管排风管，强电电缆桥架，弱电槽盒，给排水专业的给水管、热水管、喷淋管等等，在许多区域还有管道风机、空调室内机，将占据不小的空间。此外，结构专业在各走道、房间内要进行大量的加固工作，以保障老建筑的结构安全。这些加固工作导致走道、病房等增加大量的槽钢、支架，占据大量的上部空间使得净高问题雪上加霜。为了解决此问题，机电专业与建筑以及施工总包一起，在污染区和半污染区走道上绘制了多个管线综合剖面，做到每一垮就绘制一个剖面，详实地反应走道上的管线情况。然后优化机电管道的排布，调整风管的截面积，穿梁敷设喷淋管道和消火栓管道，在梁空间内解决管线交叉问题以及将吊顶龙骨和管道综合支架共用。经与总包协商，在某些区域取消电缆桥架，改为电缆穿管，为其他管道让出空间。在采取了以上种种措施后，终于使得吊顶下净高达到比较合理的程度。图2为半污染走道某处的管线综合剖面举例。

其次是平时和应急的切换问题。本次改造是为应对新冠肺炎疫情，根据规划，当新冠肺炎疫情过后，本工程将转换为普通医院住院区的作用。在设计时优先考虑疫情时负荷，并将平时负荷分开设计，也便于平时 / 疫情时转换。在住院楼1层设置低压配电间，布置GGD低压开关柜，将从园区变电站引来的380 V电源配送至各楼层配电间。这样可以优化变电所出线，减少室外总体埋设的电缆。同时，设置低压开关柜便于将同一等级的负荷归类，并做到专用线路供电。图3是本住院楼竖向配电干线图。

最后，原砖混结构建筑的接地情况不明，结构内的钢筋难以利用，所以常见的利用建筑物基础作自然接地体的方案可行性不高。设计实践中，我们采用的办法是在建筑物周围埋设一圈热镀锌扁钢作为环形接地体，然后在建筑物四周加打人工接地极，人工接地极为50 × 50 × 5的热镀锌角钢，长度7.5 m，每组3个，每个角钢相距5 m，一共打8组，每组人工接地极都与环形接地体可靠连接。经查，本项目所在地区的土壤电阻率约为25 Ω·m；根据《工业与民用供配电设计手册》（第4版），在100 Ω·m的土壤中，加打的人工接地极每一组的接地电阻为6.92 Ω，计算可知8组人工接地极接地电阻约为0.22 Ω，完全可以满足小于等于1 Ω的要求。此外，在每层走道上设置一根50 × 5紫铜排，然后采用导线将各病房、机房的等电位端子与紫铜排相连接。这样，整个建筑可以结成联合接地体，满足规范的要求。

传染病医院和负压病房设计，原本就是比较复杂的问题，经过此次一系列应急传染病医院改造工程的实践，我们也有了一些新的体会：

a．传染病住院楼的电气负荷比较复杂，负荷等级较高，在设计供电方案时要仔细考量，确定合理的变压器和柴油发电机容量，并优化低压配电系统，做到安全可靠、经济合理、便于安装和运行。

b．将原有建筑改造为传染病医院，并配备负压病房，需要原建筑有比较好的条件，比如层高较高，便于建立“三区两通道”等；如果原建筑不是医疗用途，层高较低，走道、空间较狭小的，建议在前期制定方案时考虑谨慎考虑方案的可行性和困难性。

c．改造项目天然不具备新建项目的条件，且本工程设计施工周期短、任务急，所以某些方面必须突破常规设计思路，非常时期、非常项目，采用一些非常手段，在安全可靠的前提下，也是完全可以接受的。

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