后疫情时代隔离酒店电气设计

建筑电气杂志 2022-09-23 17:26

隔离酒店特点及设计要求


与普通酒店相比,隔离酒店项目在建筑总体规划、功能空间布局、交通流线设置、客房及配套设施、机电系统设置等方面均存在较大差异,首先需满足防疫时期隔离防控的相关要求,做到流线清晰、环境安全、不交叉感染、舒适便捷、管理高效。

本文以笔者参与设计的某新建国际酒店项目为例,说明隔离酒店建筑的特点及要求。该酒店项目总用地面积约10.2万m2,总建筑面积约30.6万m2,设19栋单体建筑,总平面布局按防疫要求分为污染区、潜在污染区、洁净区及配套设备用房几个区域,其中污染区设置6栋18层的高层酒店,作为中、高风险人员的集中医学观察居住区;潜在污染区设置4栋7层的多层酒店,作为低风险人员的集中医学观察居住区;洁净区设置高层、多层服务人员宿舍各1栋及服务人员办公、防疫管理、餐厨等工作、生活服务用房;配套设备用房区域位于整个地块的下风向位置,设置垃圾焚烧站、污水处理站、洗衣房及公共开关房等。

负荷分级及供配电系统


>>>>  负荷分级

隔离酒店项目负荷分级按照平疫结合的原则,依据规范对于酒店项目平时的负荷分级规定,并结合疫情期间作为防疫隔离酒店的供电可靠性要求综合确定。本项目常规负荷分级不再赘述,仅对特殊负荷和负荷分级有所调整的部分阐述如下:

a. 作为平疫结合的国际酒店,将部分负荷等级在对应星级酒店标准基础上有所提高,以满足疫情防控时期对供电可靠性的需求。如多层酒店建筑内的消防负荷用电按GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》(2018年版)要求可为二级负荷(室外消防用水量大于25 L / s),三星级酒店的客梯、生活水泵、排污泵、餐厅、厨房、门厅及主要通道照明用电按GB 51348 - 2019《民用建筑电气设计标准》可为二级负荷;但结合防疫期间国际隔离酒店管理的特殊性、入住人群特点、社会影响等,综合考虑此部分负荷中断供电可能造成的影响,将以上负荷用电等级提高为一级负荷。

b. 应急基本医疗及保障负荷(综合门诊部和健康诊疗区的应急医疗用房照明、医疗设施、通风设备用电,各栋建筑内负压保障系统的通风设备、消毒设施、污水处理设备、垃圾焚烧设备)确定为一级负荷。其中清洁区、半污染区、污染区逐级递减的空气压力梯度是保障人员安全和降低交叉感染的重要措施,故负压保障系统的通风设备均为一级负荷。需要注意的是,除公区通风设备外,隔离客房内使用的新风机、卫生间排风机及其风管处配套的电动密闭风阀用电也在此范畴内。此处消毒设施包括隔离客房、走道、卫生通过区、医疗服务用房等处的空气消毒设施,如紫外线杀菌灯及人机共存的空气消毒机等,是保障安全的重要设备。本工程结合疫情防控要求,隔离客房内采用空气消毒机,其他需消毒场所采用紫外线杀菌灯或人机共存空气消毒机。

c. 防疫管理相关重要负荷(疫情防控管理系统用电、重要防疫办公室用电、登记中心照明及计算机设备用电)确定为一级负荷。

d. 一级负荷中的特别重要负荷包括安防系统、酒店经营管理用计算机系统、疫情防控管理系统、综合门诊部抢救室用电。

e. 根据国际隔离酒店园区管理及运营需要,结合国家卫健委《关于印发医学隔离观察临时设施设计导则(试行)的通知》相关要求,将隔离客房内的照明负荷、多层管理用房的客梯、中央厨房普通动力、洗衣房普通动力用电确定为二级负荷。

>>>>  供配电系统

>> 用电负荷指标

本工程末端主要功能场所的用电负荷指标取值见表1。


隔离酒店项目的总体负荷指标宜符合GB 51348 - 2019《民用建筑电气设计标准》表24.1.4中旅馆建筑变压器容量指标(限定值125 VA / m2,节能值80 VA / m2)的要求。实际设计中根据不同功能区的设施配置、变压器供电范围及负荷计算结果,合理确定变压器装机容量。
本项目总建筑面积约305 950 m2,经负荷计算和方案比选,设计变压器总装机容量29 100 kVA,总体装机负荷密度指标为95.1 VA / m2,满足疫情及平时建筑用电需求及节能设计要求。

>> 负荷计算及变压器选择

本工程用地面积较大,含多栋单体建筑,不设置地下室,经过对各单体建筑采用需要系数法进行实际负荷的统计计算,并根据计算结果结合总平面布置、供电半径、所址环境、供电路由合理性、节约电能等因素与建筑专业沟通,确定变电所设置数量、位置及变压器容量。通过综合分析对比,最终确定在整个酒店园区内设置7个变电所。

>> 变电所设置型式的选择

隔离酒店项目作为应急抢险工程,为满足快速建造的要求,方案设计时首先考虑了户外预装式变电站的方案,采用分布式、模块化设计原则,与建筑单体施工相适应。但由于工程体量较大,而当地供电部门对于户外预装式变电站容量限制单台变压器不能超过800 kVA,如采用此方案则变压器台数过多,占地面积大,在总图中的多点分布式布局对建筑园区环境影响较大。故施工图设计中经与消防、供电部门、建设及运营单位充分沟通,结合本工程建筑条件及工期情况,最终确定共设置7个变电所(1# ~ 7#),除1#变电所位于配套设备用房区域与其他设备用房合建外,其余6个变电所均采用户外独立式常规土建变电所型式;合理划分供电分区,变电所设于室外靠近区域负荷中心且对环境影响相对较小的位置;并通过优化高低压系统配置,系统尽量标准化设置的原则提高设备订货、安装效率,满足工期要求。建设后期通过园林景观绿化装饰,可进一步减小其对环境美观的影响。同时,该变电所设置型式对于后期酒店正常运营阶段的运维、管理、升级改造带来更便利的条件,可以更好地满足酒店运营方的需求。

>> 市政供电电源及高压主接线设置

中压供电电压等级根据地区电网条件确定,本项目采用10 kV供电。变压器安装总容量29 100 kVA,且对供电可靠性要求较高,经与供电部门沟通,结合周边供电条件,确定由上一级市政变电站引入4路10 kV市政电源,三用一备,其中备用电源与主用电源引自不同的市政变电站。

10 kV配电系统中正常供电电源采用环网供电方式,三路电源同时使用,并在端部与另一路备用电源组网,各环网节点均配置智能测控装置,当其中一路工作电源故障时,由供电部门远程控制备用电源投入,满足供电可靠性要求。另外,根据当地供电局配网网格化及节点拆分原则,每一个10 kV环网节点处所供变压器安装容量不超过4 000 kVA。各用户变电所内自用高压系统采用单母线接线方式,并在每个进线处设置高压计量。

>> 应急电源

a. 柴油发电机组:对于一级负荷及部分重要的二级负荷,另设置柴油发电机组作为备用电源,发电机组容量设置根据其供电范围内平时需确保的重要负荷与火灾时需发电机同时供电的消防负荷中较大者选择确定,同时按满足大容量电动机启动要求校核。火灾时分区域切断所有与消防无关的负荷,确保消防负荷的供电可靠性。

国际酒店项目柴油发电机组设置在方案前期考虑快速建造要求,拟采用按区域设置户外集装箱式柴油发电机组,根据变电所分布情况确定其位置及组数,每个变电所设置一台,采用分布式布置方案。但在后续深化及施工图设计中进行了优化,调整为按区域相对集中设置方式。

b. UPS电源:消防控制中心消防报警设备直流备用电源采用镍镉蓄电池,通信、网络设备、安防电源、重要的电子信息设备机房用电、经营管理用计算机系统及其终端EPOS机等弱电设备采用双电源切换后再经UPS供电。

c. 应急照明集中电源:消防应急照明及疏散指示系统采用集中电源集中控制型系统,集中电源(含蓄电池及配电、控制装置)为成套设备,作为系统的备用电源。

>> 电能计量

a. 本工程为高供高计,在每个变电所用户高压进线处设置专用计量柜,柜内设无功电度表及有功电度表,电表由供电部门提供,用于与供电部门的电费核算。

b. 在变电所各变压器低压总进线柜上设专用计量小室,供计量参考;发电机电源进线侧及馈线侧设发电机电源专用计量。

c. 防疫期间酒店隔离用房及工作人员宿舍不需设置分户计量,考虑平疫转换需求,在将来功能转换、有分户计量需求的建筑楼层电表箱内预留分户计量表改造安装条件。

d. 根据节能要求设置分项计量,在变电所低压各出线回路设置多功能电表,分别对照明及插座、空调、动力、特殊用电等不同负荷进行分项计量,多功能表应具有监测和计量电压、电流、有功和无功电能、有功和无功功率、功率因数、谐波含量、最大需量等功能,并具有通信和断电数据保护功能,满足节能、绿建和酒店运营管理中能耗监测的要求。

>> 低压配电系统

本工程7个变电所内共设20台变压器,按每两台为一组设计,分为10组。低压系统采用单母线分段接线方式,中间设置联络开关,正常时每组中的两台变压器分列运行,当其中一台变压器停电或故障时,该变压器主出线断路器跳闸,切断非保障性负荷供电,手动闭合联络开关,有选择地向故障段母线负荷供电。每组两台变压器的进线开关与母联开关设置电气和机械联锁,任何情况下只能合其中两个开关,防止并列运行。变电所设置应急母线段,应急配电母线由变压器正常电源进线开关和发电机电源进线开关采用自动切换供电,设置电气和机械联锁,在正常及市电停电状态下,均可保证对重要负荷的供电。

消防水泵、消防控制中心、消防电梯、消防风机、弱电主机房、走道照明、隔离区通风用电、应急医疗等重要负荷均由低压配电系统不同变压器的母线与应急母线供给两回路电源,两路电源在末级配电箱处自动切换,满足供电可靠性要求。对容量较大或较重要的用电负荷主干回路,采用放射式配电;其它负荷主干回路采用树干式或分区树干式配电。

另外,在低压配电设计中需关注的问题:
a. 隔离用房通风系统用电宜采用专用回路双电源切换供电,以避免其他用电设备的影响。本工程隔离客房内新风及卫生间排风为竖向共用井道及风机方式设置,除屋顶风机设备外,每间客房内支管连接处设置电动密闭风阀,该风阀电源也由双电源切换箱取电,电动密闭阀控制开关设置在客房外走廊高处,并设置标识,防止误操作。

b. 配电箱、控制箱应设在非污染区,并尽量设于专用房间或电气管井内(酒店客房除外,客房内配电箱设于衣橱内并用隔板分隔)。

c. 清洁区与污染区的设备不宜由同一分支回路供电。

d. 隔离酒店客房内的空气消毒机插座为一级负荷,采用从楼层双电源切换箱独立回路供电方式,不应由客房内配电箱取电。

e. 为满足疫情防控要求,所有电气桥架、母线、管线穿越污染区、半污染区及洁净区之间的界面时,隔墙缝隙及槽口、管口采用不燃材料可靠密封,防止交叉感染。

照明及应急照明


>>>>  照明指标选取

>> 照度值

根据国家卫健委《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》及《关于印发医学隔离观察临时设施设计导则(试行)的通知》相关要求,隔离人员用房内照度设计值为300 lx,较规范中旅馆建筑客房照度标准一般活动区75 lx,床头、卫生间150 lx的标准有所提高(增加可单独控制的局部照明措施实现,便于平疫转换,转换后满足规范要求),以便更好地满足隔离人员在隔离期间工作、生活基本照度需求;其他主要场所的照度标准值依据GB 50034 - 2013《建筑照明设计标准》要求设计。

>> 照明功率密度值(LPD)

除照度标准值提高的客房外,其余功能空间LPD按不大于GB 50034 - 2013《建筑照明设计标准》中目标值设计,以满足节能及绿建要求。本工程为精装修交付,所有订货灯具参数均经过设计复核和实测,各功能空间实际照度及LPD值均满足要求。

>>>>  光源及灯具

a. 节能:照明设计贯彻“绿色照明”原则,室内外照明均采用以LED为主的高效节能型光源。

b. 舒适:隔离房间内的光源色温不大于4 000 K,一般显色指数Ra大于80;灯具订货安装时应特别注意限制眩光,避免给客人带来不适,营造舒适温馨的室内光环境。

c. 易清洁:考虑防疫期间使用需求,灯具选择不易积尘、易于清洁的外壳形式和材料,避免采用格栅类和外形结构复杂的灯具。

d. 健康安全:人员长期停留的场所采用符合现行国家标准GB / T 20145 - 2006《灯和灯系统的光生物安全性》规定的无危险类照明产品;所选用的LED照明产品光输出波形的波动深度应满足现行国家标准GB / T 31831 - 2015《LED室内照明应用技术要求》。

>>>>  照明控制

a. 酒店客房及宿舍的大堂、电梯厅、走道、前室等公共区域采用智能照明控制系统,整个酒店园区设置一套智能照明控制系统,主机设于消防监控中心。各区域公共照明均可分时按需设置不同点亮模式,实现智能控制及后台系统监管,以满足节能、疫情防控、酒店运营管理要求。

b. 各设备房、办公室、医疗诊室、活动室等处的照明就地设置照明开关控制。

c. 楼梯间普通照明平时采用自熄式节能开关控制。

d. 对于消毒方式采用紫外线杀菌灯的场所,该灯具配电采用独立回路,控制开关集中设于每层工作人员用房内并有明显标识,以防误操作。

>>>>  消防应急照明及疏散指示系统

a. 本工程消防应急照明及疏散指示系统采用集中电源集中控制型系统,控制主机设于消防监控室。

b. 集中电源的后备时间:灯具应急启动后,在蓄电池电源供电时的持续工作时间应满足规范要求,本工程设计为60 min(其中消防状态下30 min,非消防停电状态30 min)。

c. 隔离酒店、宿舍建筑的疏散通道照度按照人员密集场所要求设置,水平疏散照明照度不小于3 lx,竖向疏散通道及前室、合用前室照度不低于10 lx,且在疏散出口、安全出口附近增设多信息复合标志灯具。

d. 消防应急灯具均采用A型灯具,供电电压DC 36 V,LED光源色温不低于2 700 K,灯具仅在消防时或非消防市电停电状态下使用,平时不兼作正常照明。

e. 每间隔离客房内设置一盏应急照明灯具,可在消防及非消防停电状态下点亮;除固定照明设施外,还在每个隔离客房内配置强光手电筒,作为后备应急安全措施之一。

平疫结合


变配电系统设置需满足防疫期间酒店园区负荷容量及供电可靠性要求,同时考虑疫情结束后各建筑或场所功能的调整可能出现用电量和负荷等级的变化,在高低压系统设置中兼顾平疫需求,做到平疫转换时变压器总容量基本满足、转换前后类似功能空间的配电系统不需调整、转换前后变化大的功能空间配电系统可在有限范围内合理调整,尽可能减少平疫转换的工程量和对运营的影响。

为满足平疫转换要求,对于仅在防疫期间使用的医疗用电负荷,以及与将来空间功能调整相关的供电负荷,如应急医疗的相关设施、客房及走廊等处的消杀设施、污水处理设备、垃圾焚烧设备用电等,低压配电采用由变电所放射式独立供电回路供电,以便于后期改造后拆除,作为调整后功能空间的配电回路。另外,在低压柜预留好适当的备用回路,在建筑内配电间预留配电箱安装空间,在建筑进线处预留备用进线管,供电主干电缆在室外变电所集中出线处采用电缆沟敷设方式,在各建筑引入处设置进线预埋保护钢管,预埋管考虑适当数量的备用管,室内电缆槽盒预留一定数量电缆敷设条件,以满足未来改造和调整需求。

模块化设计与快速建造


作为应急抢险项目,工程设计还需考虑快速建造的要求,电气设计关注点如下:
a. 结合建筑及其他专业条件,尽可能实现配电设计、安装的标准化、模块化。如功能相同的单元采用各单元设置配电箱独立供电而非均由总配电箱供电至末端的方式,各栋建筑竖向干线的划分尽可能做到标准化,对于消防与非消防负荷设置总配电,减少变电所出线回路数,且低压柜设置尽可能做到相同或相似建筑配电单元的模块化配置,以节约采购、安装时间。

b. 对于高装配率的装配式建筑,配合模块化箱体结构,标准隔离单元内电气设备与管线均在工厂安装,预留好和现场设备对接的管线接口,接口尽量做到标准化设置。作为快速装配式建筑,本项目全装修交付,机电与建筑、结构、装修采用一体化设计,实现各专业协调,通过BIM管综进行净高优化和管线、孔洞准确定位,在结构楼板及钢梁处预留好机电孔洞,避免现场剔槽开洞;为了提升施工效率,设备管线与主体结构施工做到了100 % 管线分离,本工程结构楼板为钢筋桁架楼承板,水平末端管线未采用在楼板内暗敷的方式,末端电气管线敷设于吊顶内和轻钢龙骨隔墙空腔内,以减少电气施工与结构作业的交叉。

c. 配电箱的规格、种类应尽量精简,内部配置宜标准化。电缆规格型号在满足配电合理性的前提下,尽量优化设置、减少规格种类。

d. 应避免选用技术复杂、调试漫长、货源稀少的电气产品。

e. 水泵、风机、空调及其他专业性设备的控制箱宜采用成套定型产品,与设备整体订货安装,并满足相关防护等级和联动控制要求。

f. 为提升建造速度及品质,公共区域设备管线均采用成品支架,结合BIM模型确保准确定位、快速施工,且可有效保证空间净高。


本文有删减,全文载于《建筑电气》2022年第8期,详文请见杂志。

版权归《建筑电气》所有。

作者:

王红梅,女,中建科工集团有限公司,高级工程师,电气总监。


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