術(shù)中核磁手術(shù)室的空調(diào)通風(fēng)設(shè)計,有料!
華銳凈化工程 2019-09-07 12:56:49 閱讀
術(shù)中核磁共振(IMRI)顧名思義即在手術(shù)中進行核磁共振檢查。IMRI采用移動式磁體,無需搬運手術(shù)中的病人。它允許醫(yī)生進入核磁共振體中,在實時提供的影像資料的指導(dǎo)下實施手術(shù)。
這大大提高了手術(shù)及檢查的安全性, 更適合臨床應(yīng)用。術(shù)中核磁共振可最大限度地精確定位病變、明確病變邊界及選擇最佳或最安全的手術(shù)方案。
普通核磁共振室只設(shè)置恒溫恒濕空調(diào),不控制氣流方向,也不考慮核磁室的潔凈度。但是術(shù)中核磁的手術(shù)室不僅要控制潔凈度,還要保證氣流組織為單向流。
術(shù)中核磁的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計
1
建筑平面
本項目的術(shù)中核磁室包括手術(shù)室、診斷室、控制室和設(shè)備室。手術(shù)室內(nèi)設(shè)置手術(shù)床和進行手術(shù)的各種相關(guān)儀器;診斷室內(nèi)設(shè)置核磁檢查設(shè)備;控制室內(nèi)設(shè)置控制臺、病人監(jiān)視屏幕等設(shè)施;設(shè)備室放置核磁設(shè)備機柜和配電柜。術(shù)中核磁及其輔助用房平面圖見圖1。
圖1 術(shù)中核磁及其輔助用房平面圖
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空調(diào)系統(tǒng)
系統(tǒng)設(shè)置
(1)凈化空調(diào)系統(tǒng)
進行術(shù)中核磁的手術(shù)室按Ⅰ級手術(shù)室設(shè)計,設(shè)置一個獨立的潔凈空調(diào)系統(tǒng);診斷室和控制室按Ⅱ級手術(shù)室設(shè)計,設(shè)置一個獨立的潔凈空調(diào)系統(tǒng)。
凈化新風(fēng)機組設(shè)有粗效、中效、亞高效過濾器及送風(fēng)機段。凈化空調(diào)機組設(shè)有混合段、風(fēng)機段、中效過濾器、熱水盤管段、表冷段、電加濕段、電再熱段。
(2)空調(diào)水系統(tǒng)
本工程采用四管制閉式循環(huán)系統(tǒng)。水系統(tǒng)為異程式,采用平衡閥平衡系統(tǒng)阻力。冷熱水系統(tǒng)分別由兩套穩(wěn)壓型定壓罐定壓補水。
(3)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)(見圖2)
圖2 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)示意圖
室內(nèi)空氣計算參數(shù)(見表1)
表1 主要房間的溫濕度要求
氣流組織
(1)普通手術(shù)室和術(shù)中核磁室送風(fēng)天花的區(qū)別通常,Ⅰ級手術(shù)室的送風(fēng)天花(見圖3)為一整塊,尺寸為2.7m×2.5m。由于術(shù)中核磁手術(shù)室吊頂上有鋼軌吊架,送風(fēng)天花被分成了3部分(見圖4),包括2個3m×1m的送風(fēng)天花和1個3m×1.2m的送風(fēng)天花。
圖3 普通Ⅰ級手術(shù)室送風(fēng)天花
圖4 術(shù)中核磁手術(shù)室送風(fēng)天花
(2)術(shù)中核磁室的氣流組織
術(shù)中核磁手術(shù)室風(fēng)口布置平面圖見圖5。對于本工程,手術(shù)室采用頂送雙側(cè)下部回風(fēng),避免氣流短路的同時,又形成送風(fēng)核心區(qū)。診斷室和控制室采用頂送單側(cè)下部回風(fēng),充分地保護手術(shù)室的環(huán)境免受外界因素的干擾。
圖5 術(shù)中核磁手術(shù)室風(fēng)口布置平面圖
根據(jù)《 醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》的要求,回風(fēng)口設(shè)置在房間下部,洞口下邊距離地面0.15m,洞口上邊不超過地面之上0.5m?;仫L(fēng)口風(fēng)速小于1.6m/s。風(fēng)管風(fēng)口尺寸見表2。
表2 風(fēng)管及風(fēng)口尺寸
設(shè)備散熱量
術(shù)中核磁室不同于普通手術(shù)室,除了常規(guī)的手術(shù)用儀器散熱外,大量的磁體散發(fā)熱量。并且,氦氣壓縮機不斷地為核磁設(shè)備提供大量的低溫氦氣,也散發(fā)很大的熱量。所以,選擇設(shè)備時, 要充分考慮這部分散熱量。如果設(shè)備間的溫度過高,各種設(shè)備將進入停機保護狀態(tài),導(dǎo)致核磁設(shè)備無法正常工作。表3為空調(diào)房間散熱量。
表3 空調(diào)房間室內(nèi)散熱量
普通潔凈手術(shù)室空調(diào)冷負(fù)荷主要由圍護結(jié)構(gòu)傳熱量、人體散熱量、室內(nèi)照明散熱量、室內(nèi)設(shè)備散熱量等組成。術(shù)中核磁手術(shù)室除了以上提到的這些散熱量外,還有磁體熱量。這部分磁體熱量需要通過加大凈化機組的制冷量消除。
設(shè)備間內(nèi)的設(shè)備包含大量精密機械電氣傳動、計算機控制及信息存儲、圖象顯示等技術(shù)。環(huán)境溫度過高容易引起散熱不良,導(dǎo)致控制芯片和線圈燒毀;溫度過低,集成電路和設(shè)備潤滑系統(tǒng)常常無法工作。
環(huán)境濕度過高,空氣中的水分因達臨界溫度即凝結(jié)并附著于電氣元件上,導(dǎo)致電氣性能改變,精密機械表面因長期受潮而生銹會降低精密度,甚至引起X線高壓放電或擊穿;環(huán)境濕度過低容易產(chǎn)生靜電,靜電火花會引起爆炸和火災(zāi),危及人身、設(shè)備安全。
因此,合理地控制溫度和濕度,創(chuàng)造出一個良好的小氣候,對于醫(yī)療設(shè)備極其重要。普通的空調(diào)設(shè)備對溫度的調(diào)節(jié)已能滿足應(yīng)用的要求,對于濕度的控制卻有點力不從心。
我國不同地域具有不同的氣候特點,通常北方地區(qū)較為干燥(尤其是在冬季),加濕器則可發(fā)揮很好的作用。據(jù)實驗研究,當(dāng)空氣中的相對濕度達到45%以上時,靜電現(xiàn)象會自然消失。
因為靜電是由于空氣中干燥物體間絕緣電阻高所致。而南方地區(qū)則較為潮濕(尤其是梅雨季節(jié)),除濕機則是必不可少的配置。至于像核磁共振這樣的大型醫(yī)療設(shè)備,因其溫濕度要求嚴(yán)格、且散熱量大,最佳的選擇只能是有恒溫恒濕功能的機房專用空調(diào)。
設(shè)備選型
空調(diào)機組布置平面圖見圖6,凈化空調(diào)機組及凈化新風(fēng)機組的參數(shù)分別見表4、5。恒溫恒濕機房專用空調(diào)KF-1的制冷量為20.1kW,電動機功率12.4kW。
圖6 空調(diào)機組布置平面圖
表4 凈化空調(diào)機組參數(shù)
表5 凈化新風(fēng)機組參數(shù)
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術(shù)中核磁機組的冷卻
術(shù)中核磁設(shè)備所需要的冷卻水可以由獨立的冷水機組提供,也可以由整個醫(yī)院院區(qū)的冷卻水提供。
獨立的冷水機組
冷水機組是核磁共振的重要配套設(shè)備。氦氣壓縮機放置于設(shè)備間,與磁體上的冷頭相連,不斷地壓縮冷頭中的空氣。
在工作過程中,壓縮機產(chǎn)生熱能。冷水機組的主要功能是冷卻這部分熱能,保證氦氣壓縮機安全高效地運行。氦氣壓縮機的供水和回水管路接到1臺獨立、專用的冷水機組上。
冷水機組是雙壓縮機、雙水泵控制系統(tǒng)。在機柜和冷水機組之間,相連管道最大布線長度不得超過40m。按照要求,所有管路要使用保溫材料保溫。冷卻水管路原理圖見圖7。
圖7 冷卻水管路原理圖
醫(yī)院院區(qū)提供冷卻水
對于醫(yī)院院區(qū)提供的冷卻水,水質(zhì)應(yīng)滿足表6要求。
表6 冷卻水要求
失超管的特點及設(shè)置要求
失超的危害
核磁共振儀器中的制冷劑是液態(tài)氦(He)和液態(tài)氮(N2)。制冷劑需時刻保持低溫使線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)。
由于儀器在運行過程中可能出現(xiàn)磁場紊亂、絕緣體破裂、超導(dǎo)線圈結(jié)構(gòu)變形、不純物混入現(xiàn)象,使得大量液氦氣化。若氣氦揮發(fā)到空氣中,會取代室內(nèi)的氧氣。通常,維持生命所需的氧氣最低程度為17%。氣氦無色無味,但是非常冷,如果處于氣氦內(nèi)的時間過長,人可能會窒息或凍傷。
一般來說,液氦揮發(fā)率應(yīng)小于0.2L/h。雖然自發(fā)性失超很少見,但失超后危害極大。為安全起見,建議安裝一套氧氣監(jiān)視系統(tǒng)。
2
失超管的管材、保溫與補償
1、失超管的管徑為254mm。外部失超管道系統(tǒng)由非磁性不銹鋼制造。只能使用圓形管道,不允許使用方形管道。
2、外部失超管線必須全管段絕熱。采用礦物纖維保溫材料保溫。室外管線需采用防風(fēng)雨保溫材料保溫。
3、因為熱脹冷縮的原因,管線需安裝波紋補償器進行補償。
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失超管的安裝
通常,MRI超導(dǎo)磁體液氦容器內(nèi)會存有1000~2000L剩余液氦。一旦出現(xiàn)失超,排氣管道會劇烈排出白色煙霧狀氣體并持續(xù)一段時間。煙霧狀氣體可上升至一定高度。一旦發(fā)生失超,氣氦需及時排至室外。失超管可從側(cè)墻或屋頂通向室外。
從側(cè)墻通向室外(見圖8)
圖8 失超管側(cè)墻出管圖
為了避免由凍傷和窒息造成傷害的風(fēng)險, 失超管出口的位置應(yīng)保證失超時氦氣不會被吸入另一個空氣入口,或者進入打開的窗戶。失超管出口距離左側(cè)、右側(cè)和下方的窗戶距離不小于3m;與上方窗戶的豎直距離不小于6m。
需要注意的是,出口應(yīng)高于人行道不少于5m的距離,并且懸掛警告標(biāo)志。
從屋頂通向室外(見圖9)
圖9 失超管屋面出管圖
管線末端必須安裝絲網(wǎng),用來防止雨、雪和外來物體的進入。
失超管為垂直出口時,必須裝有防雨罩。在管線屋頂出口處焊接止回閥板,以防止氦氣重新進入建筑物。止回閥板至少與防雨板有相同的直徑。它應(yīng)位于高于屋頂至少兩倍管徑,并且防雨罩之下兩倍管徑的位置。
總結(jié)思考
1、術(shù)中核磁手術(shù)室的送風(fēng)天花不同于普通手術(shù)室的送風(fēng)天花。術(shù)中核磁的送風(fēng)天花要結(jié)合鋼軌吊架的位置設(shè)置。
2、設(shè)備間內(nèi)散熱量較大,需安裝恒溫恒濕空調(diào)消除余熱。
3、為了避免由凍傷和窒息造成傷害的風(fēng)險,要妥當(dāng)設(shè)置失超管的出口位置。