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術(shù)中核磁手術(shù)室的空調通風(fēng)設計,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(jìn)行核磁共振檢查。IMRI采用移動(dòng)式磁體,無(wú)需搬運手術(shù)中的病人。它允許醫生進(jìn)入核磁共振體中,在實(shí)時(shí)提供的影像資料的指導下實(shí)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置恒溫恒濕空調,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)空調設計

 

1

建筑平面

 

本項目的術(shù)中核磁室包括手術(shù)室、診斷室、控制室和設備室。手術(shù)室內設置手術(shù)床和進(jìn)行手術(shù)的各種相關(guān)儀器;診斷室內設置核磁檢查設備;控制室內設置控制臺、病人監視屏幕等設施;設備室放置核磁設備機柜和配電柜。術(shù)中核磁及其輔助用房平面圖見(jiàn)圖1。

 

圖1 術(shù)中核磁及其輔助用房平面圖

 

2

空調系統

 

系統設置

 

(1)凈化空調系統

進(jìn)行術(shù)中核磁的手術(shù)室按Ⅰ級手術(shù)室設計,設置一個(gè)獨立的潔凈空調系統;診斷室和控制室按Ⅱ級手術(shù)室設計,設置一個(gè)獨立的潔凈空調系統。

 

凈化新風(fēng)機組設有粗效、中效、亞高效過(guò)濾器及送風(fēng)機段。凈化空調機組設有混合段、風(fēng)機段、中效過(guò)濾器、熱水盤(pán)管段、表冷段、電加濕段、電再熱段。

 

(2)空調水系統

本工程采用四管制閉式循環(huán)系統。水系統為異程式,采用平衡閥平衡系統阻力。冷熱水系統分別由兩套穩壓型定壓罐定壓補水。

 

(3)空調風(fēng)系統(見(jiàn)圖2)

 

圖2 空調風(fēng)系統示意圖

 

 

室內空氣計算參數(見(jiàn)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)天花的區別通常,Ⅰ級手術(shù)室的送風(fēng)天花(見(jiàn)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(jiàn)圖4),包括2個(gè)3m×1m的送風(fēng)天花和1個(gè)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(jiàn)圖5。對于本工程,手術(shù)室采用頂送雙側下部回風(fēng),避免氣流短路的同時(shí),又形成送風(fēng)核心區。診斷室和控制室采用頂送單側下部回風(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《 醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》的要求,回風(fēng)口設置在房間下部,洞口下邊距離地面0.15m,洞口上邊不超過(guò)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(jiàn)表2。

 

表2 風(fēng)管及風(fēng)口尺寸

 

 

設備散熱量

 

術(shù)中核磁室不同于普通手術(shù)室,除了常規的手術(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備提供大量的低溫氦氣,也散發(fā)很大的熱量。所以,選擇設備時(shí), 要充分考慮這部分散熱量。如果設備間的溫度過(guò)高,各種設備將進(jìn)入停機保護狀態(tài),導致核磁設備無(wú)法正常工作。表3為空調房間散熱量。

 

表3 空調房間室內散熱量

 

普通潔凈手術(shù)室空調冷負荷主要由圍護結構傳熱量、人體散熱量、室內照明散熱量、室內設備散熱量等組成。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(guò)加大凈化機組的制冷量消除。

 

設備間內的設備包含大量精密機械電氣傳動(dòng)、計算機控制及信息存儲、圖象顯示等技術(shù)。環(huán)境溫度過(guò)高容易引起散熱不良,導致控制芯片和線(xiàn)圈燒毀;溫度過(guò)低,集成電路和設備潤滑系統常常無(wú)法工作。

 

環(huán)境濕度過(guò)高,空氣中的水分因達臨界溫度即凝結并附著(zhù)于電氣元件上,導致電氣性能改變,精密機械表面因長(cháng)期受潮而生銹會(huì )降低精密度,甚至引起X線(xiàn)高壓放電或擊穿;環(huán)境濕度過(guò)低容易產(chǎn)生靜電,靜電火花會(huì )引起爆炸和火災,危及人身、設備安全。

 

因此,合理地控制溫度和濕度,創(chuàng )造出一個(gè)良好的小氣候,對于醫療設備極其重要。普通的空調設備對溫度的調節已能滿(mǎn)足應用的要求,對于濕度的控制卻有點(diǎn)力不從心。

 

我國不同地域具有不同的氣候特點(diǎn),通常北方地區較為干燥(尤其是在冬季),加濕器則可發(fā)揮很好的作用。據實(shí)驗研究,當空氣中的相對濕度達到45%以上時(shí),靜電現象會(huì )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。而南方地區則較為潮濕(尤其是梅雨季節),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療設備,因其溫濕度要求嚴格、且散熱量大,最佳的選擇只能是有恒溫恒濕功能的機房專(zhuān)用空調。

 

 

設備選型

 

空調機組布置平面圖見(jiàn)圖6,凈化空調機組及凈化新風(fēng)機組的參數分別見(jiàn)表4、5。恒溫恒濕機房專(zhuān)用空調KF-1的制冷量為20.1kW,電動(dòng)機功率12.4kW。

 

圖6 空調機組布置平面圖

 

表4 凈化空調機組參數

 

表5 凈化新風(fēng)機組參數

 

3

術(shù)中核磁機組的冷卻

 

術(shù)中核磁設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(gè)醫院院區的冷卻水提供。

 

 

獨立的冷水機組

 

冷水機組是核磁共振的重要配套設備。氦氣壓縮機放置于設備間,與磁體上的冷頭相連,不斷地壓縮冷頭中的空氣。

 

在工作過(guò)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(zhuān)用的冷水機組上。

 

冷水機組是雙壓縮機、雙水泵控制系統。在機柜和冷水機組之間,相連管道最大布線(xiàn)長(cháng)度不得超過(guò)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(jiàn)圖7。

 

圖7 冷卻水管路原理圖

 

 

醫院院區提供冷卻水

 

對于醫院院區提供的冷卻水,水質(zhì)應滿(mǎn)足表6要求。

 

表6 冷卻水要求

 

失超管的特點(diǎn)及設置要求

 

1

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(shí)刻保持低溫使線(xiàn)圈處于超導狀態(tài)。

 

由于儀器在運行過(guò)程中可能出現磁場(chǎng)紊亂、絕緣體破裂、超導線(xiàn)圈結構變形、不純物混入現象,使得大量液氦氣化。若氣氦揮發(fā)到空氣中,會(huì )取代室內的氧氣。通常,維持生命所需的氧氣最低程度為17%。氣氦無(wú)色無(wú)味,但是非常冷,如果處于氣氦內的時(shí)間過(guò)長(cháng),人可能會(huì )窒息或凍傷。

 

一般來(lái)說(shuō),液氦揮發(fā)率應小于0.2L/h。雖然自發(fā)性失超很少見(jiàn),但失超后危害極大。為安全起見(jiàn),建議安裝一套氧氣監視系統。

 

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(xiàn)必須全管段絕熱。采用礦物纖維保溫材料保溫。室外管線(xiàn)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(xiàn)需安裝波紋補償器進(jìn)行補償。

 

2

失超管的安裝

 

通常,MRI超導磁體液氦容器內會(huì )存有1000~2000L剩余液氦。一旦出現失超,排氣管道會(huì )劇烈排出白色煙霧狀氣體并持續一段時(shí)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(shí)排至室外。失超管可從側墻或屋頂通向室外。

 

 

從側墻通向室外(見(jiàn)圖8)

 

圖8 失超管側墻出管圖

 

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保證失超時(shí)氦氣不會(huì )被吸入另一個(gè)空氣入口,或者進(jìn)入打開(kāi)的窗戶(hù)。失超管出口距離左側、右側和下方的窗戶(hù)距離不小于3m;與上方窗戶(hù)的豎直距離不小于6m。

 

需要注意的是,出口應高于人行道不少于5m的距離,并且懸掛警告標志。

 

 

從屋頂通向室外(見(jiàn)圖9)

 

圖9 失超管屋面出管圖

 

管線(xiàn)末端必須安裝絲網(wǎng),用來(lái)防止雨、雪和外來(lái)物體的進(jìn)入。

 

失超管為垂直出口時(shí),必須裝有防雨罩。在管線(xiàn)屋頂出口處焊接止回閥板,以防止氦氣重新進(jìn)入建筑物。止回閥板至少與防雨板有相同的直徑。它應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)天花要結合鋼軌吊架的位置設置。

 

2、設備間內散熱量較大,需安裝恒溫恒濕空調消除余熱。

 

3、為了避免由凍傷和窒息造成傷害的風(fēng)險,要妥當設置失超管的出口位置。

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