神奈川県立がんセンターの建築設備計画

── 実 施 例 ──
神奈川県立がんセンターの建築設備計画
日本設計　環境・設備設計群　井　田　寛 ・ 阿久津　太　一 ・ 小　島　靖　徳
■キーワード／病院・設備計画・水蓄熱・熱回収
延床面積　51,379.36㎡
１．はじめに
構　造　鉄筋コンクリート造，一部鉄骨造
本プロジェクトは地方独立行政法人 神奈川県立病院
階　数　地下１階　地上７階
機構発注による，県立がんセンターの設計と，建設，運
工　期　2011年７月〜2013年８月
営を行うPFI事業である。既存がんセンターの隣地，運
設　計　日本設計・大林組設計共同企業体
転免許試験場の一角に移転新築を行う。地下１階，地上
７階建て
（１フロア２看護単位100床，合計415床）
となる
３．空調設備計画
本がんセンターは，エネルギーや管理部門，臨床研究所
３－１　熱源システム
を備えた管理研究棟とともに，地震時の持続性，安全性
中央熱源システムは，電気，ガスの併用方式とし，安
の高い一体の免震構造とした。敷地は公開空地である緑
定した供給が可能で，災害時や火災時に安全で信頼性の
地と十分な駐車場を確保し，周辺環境への配慮と渋滞抑
高いシステムとした。コージェネーレーションシステム
制を行い，地上高層部は，近隣住宅地への日影の影響を
（以降CGS）
，水蓄熱システム，高効率機器の採用により
できる限り抑える凸型の形状としている。内外装とも，
省エネルギーかつCO2排出量の少ないシステムとした。
白を基調とし，木質を感じさせる材料を用いることで，
CGS排熱は病院施設に必要な熱負荷
（給湯，暖房）および
来院者を迎える明るく温かみのある雰囲気とした。
吸収式冷凍機へ利用し，エネルギーの有効利用をはかっ
２．建築概要
た。水蓄熱システムは，ターボ冷凍機と蓄熱槽で構成し
た。蓄熱槽は，直列連結式温度成層型とし蓄熱槽効率の
建物名称　神奈川県立がんセンター
高い水蓄熱槽とした。夜間等の低負荷運転時の対応とし
所 在 地　神奈川県横浜市旭区中尾２丁目55－１外
て，モジュール型の空冷ヒートポンプチラーを採用した。
発 注 主　神奈川メディカルサービス㈱
また，空冷式とすることで断水時にも電気のみで運転可
用　途　病院
能な計画とした。
（図－１）
写真－１　外観
─ 43 ─
ヒートポンプとその応用　2014．
11．
No.88
── 実 施 例 ──
HS
CHS
空冷HPチラー
CHR
HS
CHS
G
HWS
排熱利用
冷温水発生機
CS
CS
CS
CS
HWS
還水槽
HR
HWR
HS
M
HR
HWR
HS
蒸気ヘッダ
より
HR
S2
SR2
CS
CS
G
HWR
HR
HWS
給湯用予熱槽
G
CHR
CT
CS
S8
還水槽へ
CR
放熱用熱交換器×２台
CS
CR
−
−
−
M
CGS
M
M
M
HWR
HWS
CDS
M
SR8
SR4
SR2
HR
CDR
CDS
CT
CDR
M
M
CHR
M
M
空冷HPチラー
M
M
温水還ヘッダ
CGS
G
温水還ヘッダ
冷水還ヘッダ
M
M
M
M
CHR
CHS
HS
CDS
CDR
冷水往ヘッダ
M
S8
S8
S8
温水往ヘッダ
CT
冷水還ヘッダ
F
冷水往ヘッダ
F
温水往ヘッダ
M
蒸気ヘッダ2K
病院棟・管理研究棟より
M
蒸気ヘッダ4K
病院棟・管理研究棟へ
M
蒸気ヘッダ7K
R
CR
CR
CR
CR
R
CR
CR
CDR
CDS
蒸気ボイラ
G
ターボ冷凍機
CS
CT
CR
︵中圧︶
都市ガス
−
−
−
G
水蓄熱槽
−
−
−
図－１　熱源システムフロー図
図３−10−１
表－１　主要機器
表−１ 主要機器
ヘッダダクト
機器名
AC機械室 ４F
外調機
仕 様
空冷ヒートポンプチラー 高効率モジュールチラー 300RT×２基
C
G
S
発
電
機
ガスエンジン型 350kW×２基，
温水蒸気排熱利用
CAV
吸 収 式 冷 温 水 発 生 機 ガス焚ジェネリンク型 400RT×１基
タ ー ボ 冷 凍 機 高効率ターボ 300RT×１基
水
蓄
熱
槽 直列連結式温度成層型 1,000㎥
熱
交
換
器 プレート型熱交換器 300RT×２基
蒸
気
ボ
イ
３－２　空調設備
２F
外来診察室
CAV
CAV
堅ダクト
ラ 高効率型小型貫流式 2.0t/h×４基
１F
放射線診断部門
CAV
表３−10−１
空調方式は外気処理空調機+ファンコイル方式を基準
図－２　低層系統外気処理機設置方式
冷パッケージ方式を採用している。病院棟の低層系統お
図３−10−２
よび手術室系統の外調機は，バックアップや更新を考慮
し分割複数台設置とすることで，１台故障してもイン
バータにて風量制御することでバックアップが可能なシ
ステムとした
（図－２）
。外来化学療法室には天井放射冷
暖房設備を設置し，柔らかで快適な空調環境を構築し，
患者の長時間治療に配慮した
（写真－２）
。
４．衛生設備計画
４－１　基本方針
■災害時対応
病院施設として災害時に衛生設備機能を維持すること
は重要である。
本計画では以下の項目の対応を行っている。
CAV
管理部門
としている。放射線機器設置室および病室の室内機は空
ヒートポンプとその応用　2014．11．No.88
CAV
写真－２　天井放射冷暖房
─ 44 ─
B１F
── 実 施 例 ──
特に，インフラ途絶時における備蓄は，以下のように
抑制し，水道利用料金の削減と渇水期の水源を確保する
計画している。
（表－２）
計画とした。
（図－３）
４－３　給湯設備
表－２　災害時対応
表−２ 災害時対応
建物・建築設備への影響
機
器
の
損
火
物
内
災
浸
拡
式にて計画した。中央式は，CGSの排熱および蒸気ボイ
壊 免震構造，耐震設計，複数台設置
院内供給ラインの損壊
建
給湯方式は中央式とし，熱湯が必要な飲用系統は局所
対 策
ラより熱供給を受け，貯湯槽より循環方式にて供給する
免震構造，耐震支持，二重化，医療ガ
ス緊急導入口
方式とした。
排水槽の確保，排水ポンプ複数台設
水
置，免震層利用
４－４　排水設備
排水は，汚水，雑排水，厨房排水，冷却塔ブロー排水，
大 耐火・防火設計，消火設備
イ ン フ ラ の 途 絶
特殊排水の分流式としている。汚水・雑用水は災害時に
水の備蓄，排水槽の確保，中圧ガス
使用
100時間分の貯留を，ピットを利用して可能としている。
電 ポンプ類，衛生器具類（自動水栓・自
動洗浄）の非常電源対応
停
そ
の
表－３　特殊排水処理種別と処理方式
表−３ 特殊排水処理種別と処理方式
他 医療ガスの予備ボンベ，食糧の備蓄
排水種別
①　上　水：受水槽の残留備蓄水，倉庫備蓄のペット
表３−10−２
ボトル，さらに給水車にて補充できる計画。
②　雑 用 水：空調用の水蓄熱槽を利用し，約100時間
分の備蓄量を確保。
③　排　水：非常用汚水排水槽を設け，約100時間貯
留できる計画。
④　都市ガス：耐震評価認定の取れている中圧ガス導管
処理方法
厨 房 排 水
生物処理
検 査 排 水
酸アルカリ中和処理
感染系排水
オゾン滅菌処理
雨 水 排 水
砂ろ過，塩素滅菌
ボイラ排水
CO2ガスによるPH調整，冷却希釈
R
生物処理，減衰希釈
I
排
水
RI検査排水
減衰希釈
動物実験排水
蒸気滅菌処理
を使用し，CGSを導入することで優先供
４－５　都市ガス設備 表３−10−３
給が可能なシステム。
■更新性の確保
都市ガスは，熱源用として主に使用する。引き込みは，
病院施設の特徴として，間仕切りが多数あり，将来の
耐震認定の取れた中圧ガスにて引き込み，ガバナにて所
間仕切り変更も頻繁に行われることが挙げられる。そこ
要圧力に調整し，必要箇所に供給する。
で，本施設では，排水以外の供給配管
（給水・給湯・医
４－６　医療ガス設備
療ガス等）は，天井配管を原則とし，変更時の他部門へ
医療ガスとしては，酸素ガス配管設備，圧縮空気供給
の影響が少ない配管計画としている。給水・給湯配管に
配管設備，吸引配管設備，窒素ガス配管設備および余剰
は架橋ポリエチレン管を使用している。また，病室は，
麻酔ガス配管設備を設置している。
室単位で更新が可能なように全病室に外部シャフトを設
酸素ガスは，液酸タンクを設置し，窒素ガスはボンベ
け，上下階への影響を極力なくせる計画としている。
を設置し供給している。
４－２　給水設備
主管分岐箇所には分岐バルブを設け，シャットオフバ
給水系統は，上水
（飲用，医療用等）
，雑用水
（便所洗
ルブの移設更新が可能な計画としている。
（図－４）
浄水，植栽用灌水等）および冷却塔補給水の３系統に分
け，
受水槽＋加圧給水ポンプ方式にてそれぞれ供給する。
雑用水には，雨水，外調機ドレン水，厨房排水等の処理
水を再利用し，これら水資源の活用によって上水利用を
上水
受水槽
市水
上水
バックアップ
雑用水
受水槽
病棟
病室系統
シャットオフ
バルブ
病棟
診療系統
0
0
排水処理
雨水
排水
ろ過
病棟
診療系統
ボイラ
排水
PH処理
管理
研究棟
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
診療エリア
病棟
病室系統
0
公共
下水道
管理バルブ
病棟エリア
管理
研究棟
厨房
排水
図－３　水フロー図
分岐バルブ
0
0
0
バイパス
バルブ
図－４　医療ガス設備系統図
図３−10−４
図３−10−３
─ 45 ─
ヒートポンプとその応用　2014．
11．
No.88
── 実 施 例 ──
3φ3W 6,600V 50Hz 予備線 （2L）
3φ3W 6,600V 50Hz 常用線 （1L）
ESR11
ES
89R11
DS
52R1
VCB
ESM11
ES
89M11
DS
VCT
ESP11
ES
ESP12
ES
ESR22
ES
89BR2
DS
P/P
Wh
DM
89M12
DS 89BP1
DS
89P1
DS
ESBR1
ES
ESBR2
ES
89MB
DS
ESP21
ES
89BP2
DS
ESBP1
ES
52P1
VCB
89P2
DS
ESBP2
ES
52P2
VCB
BD
2,000A
BD
2,000A
LBS
3φ TR（モールド）
50kVA
6,600/210V
210-105V
52F13
VCB
52F12
VCB
52S1
VCB
52F11
VCB
52B1（NC）
VCB
52S2
VCB
52B2（NC）
VCB
52FC1
VCB
52FC2
VCB
52FC21
VCB
52F22
VCB
LBS
52F23
VCB
3φ TR（モールド）
50kVA
6,600/210V
210-105V
重粒子線棟-1 重粒子線棟-2
3xPF
88C13
VMC
常用発電装置
370kW×2
G
G
3xPF
88C12
VMC
3xPF
88C11
VMC
3xPF
88C21
VMC
3xPF
88C22
VMC
3xPF
88C23
VMC
非常用発電装置
2,500kVA
G
SC 319kvar×3
（N2ガス絶縁式）
SC 319kvar×3
（N2ガス絶縁式）
52CG2
VCB
２系
重粒子線棟-2 重粒子線棟-1
管理棟1F特高電気室
52CG1
VCB
ESP22
ES
3φTR（GAS）
12,500kVA
66/6.6kV
％Z=12（±7.5）
3φTR（GAS）
12,500kVA
66/6.6kV
％Z=12（±7.5）
１系
ESR21
ES
52R22
VCB
89R12
DS 89BR1
DS
ESR12
ES
ESM12
ES
89R21
DS
管理棟1F発電気室
（非常用）
管理棟1F発電気室
（コジェネ）
52G
VCB
52CGF
VCB
H27B1
52CR1
VCB
U<
52CF1
VCB
52CB1
VCB
52CF2
VCB
52SR1
VCB
52CB2
VCB
52CF3
VCB
52AF11
VCB
52AF12
VCB
52AB1（NO）
VCB
52AF13
VCB
予備
LBS
89SR2
DS U < 27SR2
89SR1
DS U < 27SR1
管理棟2F高圧電気室
LBS
LBS
1φTR 1φTR 3φTR
300K 300K 750K
保安電灯
C系
LBS
LBS
52AB2（NO）
VCB
52AF14
VCB
52SR2
VCB
52AF21
VCB
52AF22
VCB
52AF23
VCB
LBS
保安動力
C系
LBS
LBS
LBS
LBS
SCOTTR 3φTR 3φTR 3φTR
200K 300K 500K 750K
一般電灯
A1系
一般動力･UPS
A1系
LBS
LBS
LBS
3φTR 3φTR 1φTR
750K 1,000K 200K
52GB1
VCB
52AF24
VCB
52BF1
VCB
52CR2
VCB
52GR
VCB
52BF2
VCB
52BF3
VCB
予備
予備
1φTR 3φTR 3φTR
500K 750K 750K
52GB2
VCB
LBS
3φTR
150K
LBS
LBS
LBS
LBS
LBS
1φTR 1φTR 1φTR 3φTR 3φTR 3φTR
300K 300K 500K 750K 500K 500K
一般X線
A1系
一般電灯
A2系
A/F150kVA
予備
LBS
3φTR
150K
LBS
LBS
SCOTTR 3φTR 3φTR 3φTR
300K 500K 1,000K 1,000K
非常電灯
B系
一般動力
A2系
LBS
非常動力
B系
LBS
LBS
LBS
3φTR 3φTR 1φTR
750K 1,000K 200K
非常X線
B系
A/F150kVA
X線分岐盤
AC系盤
AC系盤
ABC系盤
AB系盤
AB系盤
AC逆もあり
C系
A１系
A２系
B系
図－５　単線結線図
図３−10−５
燃料はＡ重油とし，電源供給が100時間継続できるオイ
５．電気・通信設備計画
ルタンクを設置している。またガスタービン機関の欠点
５－１　受変電設備
受電方式は，地中引き込み，特別高圧66kVであり，
電源の信頼性確保のために２回線引き込み
（１系：本線，
２系：予備電源）の契約としている。C－GISと特高変圧
器12,500kVA×２台にて6.6kV降圧し各負荷へ電力供給
を行っている。
高圧母線には１系側に常用発電機
（コージェネレー
ションシステム），２系側に非常用発電機を接続した。
（図－５，写真－３，
４）
。
５－２　発電設備
非常用発電機は，耐震性能を重視し冷却水配管が不要
なガスタービン機関を採用している。容量を2,500kVA，
ヒートポンプとその応用　2014．11．No.88
写真－３　非常用発電機
─ 46 ─
── 実 施 例 ──
UPSへの電力供給を補完している。またバッテリーは，
メンテナンスフリーであるMSE型鉛蓄電池
（長寿命タイ
プ）とした。
５－４　幹線・動力設備
一般動力については幹線のボリューム，施設の規模よ
り400V配電を行っている。
また院内には医療用重要機器，UPS入力および病院運
営上変電設備のメンテナンス時にも停止できない機器
（救急部門，手術部門，ICU部門，昇降機，厨房機器，
医療ガス，中央材料部門など）が多数あるため，幹線の
２重化を行い，ローカル盤で常時／保守時の切り換え用
写真－４　特高操作監視盤
機械的インターロックを施し対応している。
５－５　コンセント設備
配線器具については，一般コンセントをクリーム
（白）
，
非常用発電機電源コンセントを赤，CGS電源を茶，UPS
電源コンセントを緑，と色分けすることにより医療従事
者の停電への心配を軽減している。手術室，ICUについ
ては，最も重要度・緊急度の求められるリスクの高い医
用室と位置づけ，JISS T 1022：2006「病院電気設備の
安全基準」のカテゴリーＡに準拠し絶縁変圧器を設置し
た。
５－６　ナースコール設備
病棟ナースコールシステムについては，電子カルテと
写真－５　太陽光発電パネル（100kW）
連動させることを前提としたコンピュータナースコール
を採用している。また夜間のスタッフ不足に対応できる
である，
運転停止動作中の再停電にも対応できる機種（40
よう，ナースコール連動のPHSも導入している。さらに
秒再始動方式）を採用している。またガスエンジン発電
重症患者の病室には監視カメラを設置し，コールボタン
機
（370kW×２台）
，排熱回収システムおよび関連機器
と連動で自動的にポップアップ映像が映し出される。
で構成される，都市ガス専焼のコージェネレーションシ
５－７　防犯設備
ステムも採用しており，排熱は蒸気および温水として回
施設運営を妨害する破壊活動，新生児誘拐，薬物混入，
収し，空調用として供給している。商用電源停止時には
薬品・医療機器・放射線廃棄物の外部流出など院内で起
ブラックアウトスタートを可能としている。
きるさまざまな脅威から病院を守り，患者が安心して足
屋上には太陽電池モジュール
（多結晶シリコン，100kW）
を運べ，最善の医療行為を施せる環境をつくるためにセ
を設置し，積極的な自然エネルギー利用を行っている。
キュリティーシステムを導入している。ここでは院内で
の安全度の設定を行い，対象者（患者，職員，特定職員）
・
（写真－５）
５－３　直流電源設備
使用時間帯
（診療時間内・外，夜間）
・用途によりエリア
建築基準法に準拠した非常照明用および受変電設備の
分けしたセキュリティーレベルを定め，職員の携帯する
操作・表示用を兼用した蓄電池設備を設置しており，非
ICカードと入退出管理用非接触カードリーダー，監視
常照明は非常用発電機起動後切り替えられるため10分間
カメラ，そして防災センターに設置したモニター主装置
とし，800Ahの容量とした。
によって全体システムを構成している。
また救急処置，手術室，ICU，内視鏡室など人命にか
かわる診療部門へ，無停電かつ安定した電力を供給する
６．おわりに
ために，150kVA，10分間容量の医療専用無停電電源設
本建物は2013年８月に竣工した。
備（以下UPS）を設けている。運転方式は，常時UPSのコ
最後に，本プロジェクトの建設にあたり，神奈川県立
ンバータ，インバータを通して負荷側に電力を供給し，
がんセンター総合整備推進部の皆さまには設計・監理を
停電時には蓄電池からインバータを通して電力供給する
通じて多大なるご理解とご協力をいただきました。誌面
常時インバータ給電方式を採用している。非常用発電機
をお借りして心よりお礼を申しあげます。
起動後は，蓄電池からの入力を発電機電源に切り替え
─ 47 ─
ヒートポンプとその応用　2014．
11．
No.88