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医院项目整体系统解决方案

1.项目概况

随着近年来我国在医疗卫生的进步,医疗的科技化水平已经到了全新的高度,为提高现代化管理水平和服务能力,智慧医院建设,医疗场所近些年在大力实施互联网+全流程改造升级。

医院是公共建筑中功能非常复杂的建筑,为保障医院的正常运转,大量基础设施和医疗设备需要安全能源供应保障系统。为了提升医院的信息化管理水平,更加科学合理的医院节能降耗工作,提高医院后勤保障的能源管理技术手段,更加精细化的实现医院各科室的能耗测评等工作,根据医院的实际需求建设一套适合医疗行业医院综合能耗监测管理系统是非常必要的。医院综合能耗监测管理系统是根据《绿色医院建筑评价标准》、《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》等行业规范,建设的一套包括电能计量、电力监控、电能质量治理、综合能耗监测管理等技术服务的能源管理系统。系统能够辅助医院后勤管理人员进行能源供应系统及能耗设备的运行管理工作,帮助医院管理层实时掌握医院的能耗情况,为医院能源信息化建设和节能管理提供了良好的技术平台。

众所周知医院在为人民健康保驾护航,它的安全运行是是一切救死扶伤活动的基础。而目前,年限较久的医院内各种用电设备和方法等均存在严重隐患和弊端,严重影响了医院以及社会安全的建设,使得安全用电成为严重的隐患问题之一。因此加强医院安全用电环境建设,是目前医院安全管理建设中一项至关重要的任务,尤其是以下8类火灾和用电隐患更应引起重视。

1) 病区加床普遍、疏散通道不畅、安全出口锁闭:医院走道、病房内、楼梯间临时增设的床位和简易床,易造成疏散通道堵塞;医院为防止病人家属无序探望,通常将安全出口加以锁闭;夜间为防止偷盗行为的发生,医院保安部门私自将安全出口进行锁闭。

2) 用电设备数量多:医院大量使用各类检查、治疗仪器和设备,往往用电数量大、用电荷载高,这种情况下多会因电器线路老化、触点接触不良、用电超负荷等引起电气火灾。

3) 用火或加热设备多:治疗用的红外线、频谱等加热器械、放射机房内的X线机的电子在转化为X射线时产生一定的热能;酒精灯、煤气灯等明火设施、电炉、烘箱等电热设备,稍有不慎会造成火灾;病理室在进行切片制作和处理过程中,经常使用乙醇、二甲笨等化学溶剂,在烘干时,容易发生火灾等等。

4) 消防器材破损多:医院内消防设备常常遭到安全意识不强、文明素养不高的人破坏。比如,医院的安全疏散标志灯或应急照明灯、防火门闭门器被损坏,灭火器、消火栓内的水枪水袋被盗等等,一旦发生火灾,影响人员逃生和初期火灾扑救。

5) 建筑内部结构复杂,火灾扑救难度大:医院建筑主体部分有门诊部、住院部、手术室等,辅助治疗部分有放射、理疗、病理生化检验等,后勤供给保障部分有药房、制剂室和仓库、车库、配电房、锅 炉房、设备维修间等。大部分建筑结构复杂,提高了伤亡机率。

6) 医院按照对应规范应配备两路及以上供电电源,并配备自备应急电源以保证对重要负荷的可靠供电。但是年限较久的医院或建筑电源配置不符合要求,可靠性较低。用电设备维护不到位,高压设备容量不足,绝缘老化不达标,预试大修超期,配电环境较差;低压供电线路走径混乱,且年久失修。

7) 电工配置不到位,业务水平薄弱:县域部分医院无专职电工或电工更换较为频繁,对用电设备状况不了解,业务水平及操作能力不足。

8) 安全生产监督检查难度较大,常见隐患易反复:一是医院实行全天24小时工作制,通常不能随意停电,无法进行整体测试。二是医院属于救死扶伤的场所,性质较为特殊。如果存在大量火灾隐患、用电隐患,不及时处理很有可能威胁公共安全。依据相关规定,需要采取临时查封措施,这样就势必造成较大的负面影响,实施困难较大。

2.医院需求

医院能源管理系统的建立主要基于以下几个方面需求:

新建医院的供电系统在一次系统的设计上已经很好的保证了医院供电可靠性,但是还需要对供电系统进行实时的监控;老旧医院或建筑智能化程度很低,同时由于维修导致的配电结构混乱,导致的用电风险更大;因此适当的增加智能监控设备,对用电安全进行预警,对重要医疗设备运行工况和用能实时监视,这样才能对供电系统可能存在的安全隐患和重要设备运行状况有清楚、及时的了解。医院配电系统运行维护人员对供配电系统要求有以下几点:

1) 对项目变配电室各高低压回路和变压器温度进行不间断数据采集,实现遥测、遥信功能,并对异常工况进行预警,提高供电系统的安全可靠性并长期保持,特别是负荷,增加短信报警功能,并可通过移动端随时随地查看数据和缺陷申报,发布派工任务并监督执行;

2) 采集医院各建筑、楼层、科室用电、用水、冷热量等耗能数据,并形成各种能耗报表,要求可按照区域、科室、用电设备类型等进行区分;

3) 对UPS、发电机等应急电源工况实时监视,及时预警,确保医院2类场所供电的可靠性和连续性;

4) 对医院照明进行场景控制、区域控制、时间控制和感应控制,尽可能利用自然光源,降低能耗;

5) 对医院诊断设备如CT机、X光机、核磁共振设备、生命维持系统设备电源进行不间断监测,保证医院设备的供电质量和运行可靠;

6) 实时监测手术室和重症监护室IT配电系统的对地绝缘性能;

7) 实时监测末端用电回路的漏电电流和线缆温度及异常报警;

8) 监测医院消防设备电源状态,发生异常及时预警;

9) 对医院防火门状态进行监测和控制;

10) 对门诊楼、住院楼、医技楼、办公楼等人员密集的建筑消防疏散通道、出口有明显的指示灯具,并可以通过不同应急预案进行紧急控制;

11) 监测门诊楼、住院楼、医技楼、办公楼内部环境温湿度,烟雾、CO、CO2等气体监测和报警,对UPS间氢气浓度进行监测和报警;12) 以上监测数据,可通过浏览器、手机APP或短信等方式提供数据监测和异常报警,并可通过系统发布维保、巡检及抢修派工任务。

3. 参照标准

本方案遵循的国家标准有:

JGJ312-2013       医疗建筑电气设计规范》

GB50052-2009        《供配电系统设计规范》

GB/T 14285-2006    《继电保护和安全自动装置技术规程》

GBT 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》

GB/T 2887-2011    《计算机场地通用规范》

GB/T 50063        《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

DL/T 448          《电能计量装置技术管理规程》

GB/T 20965-2013   《控制网络HBES技术规范 住宅和楼宇控制系统》

GB 50116-2013     《火灾自动报警系统设计规范》

GB 14287-2014     《电气火灾监控系统》

GB25506-2010      《消防控制室通用技术要求》

GB50116-2013      《火灾自动报警系统设计规范》

GB28184-2011      《消防设备电源监控系统》

GB29364-2012      《防火门监控器》

GB51309-2018      《消防应急照明和疏散指示系统技术标准

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据采集技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据传输技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——楼宇分项计量设计安装技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——数据中心建设与维护技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——建设、验收与运行管理规范》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——软件开发指导说明书》

4.方案设计

4.1方案概述

下图为典型医疗建筑的配电系统一次图,从10kV配电室到末端用电回路,包括应急电源、UPS、IT配电系统等。


 


 

根据医院能源管理系统相关要求,方案配置医院能源管理云系统和相关系统解决方案。

  1. 电力监控子系统/变电所运维云平台
  2. 智能照明控制子系统
  3. 电气火灾监控子系统
  4. 消防设备电源监控子系统
  5. 防火门监控子系统
  6. 消防应急照明和疏散子系统
  7. 智慧消防云平台
  8. 医疗IT配电系统
  9. 电能质量监测和治理
  10. 能源管理云平台

4.2网络结构描述


 


 

方案建立基于云平台的“监、控、维”一体的能源管理系统,从数据采集、通信网络、系统架构和综合数据服务等方面的设计,帮助医院后勤管理部门整体上了解医院能源运行情况,关注消防和电气安全,及时预警异常情况。

电力监控系统实现对全部的断路器进行监视、测量、记录、报警等功能,并与保护设备和远方控制中心及其他设备通信,实时掌握供电系统运行状况和可能存在的隐患,快速排除故障;各间隔层单元保留应急手动操作跳、合闸手段,各就地单元相互独立、互不影响,功能上不依赖于站控计算机,系统的可靠性和可用性强。

运维云平台接入加装在现场配电室内的智能仪表、智慧用电在线监控装置、环境监测传感器及摄像头,用于实时监测各个配电室内烟雾,地沟进水,环境温湿度,电缆接头及线缆温度,配电室门的开闭状态,视频画面等。同时可以将本地的电力监控系统监测的电参量经数据转发集成在云平台上,从而达到远程实时监控各个配电室的运行情况,在发生电参量超过设置值预警或环境异常变化时及时检测到并手机APP或者短信报警给值班人员,可以及时响应安排维保人员到现场进行处理。

能源管理系统包含能耗数据采集、多维度能耗分析、能耗报表参数查询等功能。通过分析能耗趋势,为医院的节能管理提供依据。设备管理功能包含照明智能控制、净化空调监控、漏水智能检测、医用气体检测、空气质量智能检测等功能。通过监测设备的运行状态,及时上报告警信息,同时通过对设备的智能控制,在保障医疗环境和医疗业务的同时,降低设备负荷,减少能源浪费。

智慧消防平台涵盖用电安全、消防设备电源监控、防火门监控、消防应急照明指示系统、烟雾报警、可燃气体探测、消防水系统等监测和异常报警。

5.系统功能

5.1电力监控子系统

电力监控系统主要针对开闭所和10/0.4kV变电所,对高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控,对0.4kV出线配置多功能计量仪表,用于测控出线回路电气参数和用能情况。


 


 

5.1.1电子监控子系统设备选型

变电所高低压柜主要配置如下: