醫(yī)用直線(xiàn)加速器室空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)_secret

1、 醫(yī)用直線(xiàn)加速器室空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)摘要 醫(yī)用直線(xiàn)加速器是70年代發(fā)展起來(lái)的一種放射治療設(shè)備,是一種把高能物理運(yùn)用到醫(yī)療技術(shù)上的高新科技產(chǎn)品是繼同位素放射療法后又一種治療腫瘤的新方法, 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和核技術(shù)的廣泛應(yīng)用，加速器等大型設(shè)備正在進(jìn)入各類(lèi)醫(yī)院用于腫瘤患者的放射治療 。腫瘤放療就是利用其高能射線(xiàn)束殺死腫瘤細(xì)胞和病變組織，以解除腫瘤患者的痛苦，達(dá)到治療目的。以實(shí)際工程設(shè)計(jì)為依據(jù)，介紹了醫(yī)用直線(xiàn)加速器室的工作環(huán)境，冷熱源設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、預(yù)埋管線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞 直線(xiàn)加速器 通風(fēng) 預(yù)埋管 輻射 1、醫(yī)用直線(xiàn)加速器及工程簡(jiǎn)介醫(yī)用直線(xiàn)加速器是70年代發(fā)展起來(lái)的一種放射治療設(shè)備,是一種把高能物理運(yùn)

2、用到醫(yī)療技術(shù)上的高新科技產(chǎn)品是繼同位素放射療法后又一種治療腫瘤的新方法, 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和核技術(shù)的廣泛應(yīng)用，加速器等大型設(shè)備正在進(jìn)入各類(lèi)醫(yī)院用于腫瘤患者的放射治療 。腫瘤放療就是利用其高能射線(xiàn)束殺死腫瘤細(xì)胞和病變組織，以解除腫瘤患者的痛苦，達(dá)到治療目的1 2。 該工程為武漢市某腫瘤醫(yī)院的新建工程，地下二層，地上十六層。直線(xiàn)加速器位于地下二層，六個(gè)直線(xiàn)加速器室和一個(gè)后裝腔內(nèi)治療室。每個(gè)直線(xiàn)加速器室?guī)б豢刂剖液湍＞叽娣砰g。地下二層其余空間主要為患者候診區(qū)、模具等設(shè)備存放間、設(shè)備用房等。加速器冷水機(jī)房和風(fēng)機(jī)房位于地下一層，直線(xiàn)加速器室的正上方。2、醫(yī)用直線(xiàn)加速器室空調(diào)設(shè)計(jì)醫(yī)用直線(xiàn)加速器室平面、剖

3、面如圖1、圖2所示。對(duì)于加速器產(chǎn)生的x射線(xiàn)，主要是采取加強(qiáng)機(jī)房墻壁的方式來(lái)防護(hù)，比較適合作為屏蔽墻材料的有鉛和混凝土。鉛有很好的抗腐蝕特性，在射線(xiàn)照射下不易損壞，但成本高?；炷翆?duì)x射線(xiàn)也有良好的屏蔽作用，價(jià)格便宜，且有良好的結(jié)構(gòu)性能。本工程醫(yī)用直線(xiàn)加速器機(jī)房的屏蔽墻采用混凝土一次性澆鑄而成。同時(shí)本設(shè)計(jì)將直線(xiàn)加速器室設(shè)在地下室，充分利用了大地作為屏蔽，有效的減少了工程造價(jià)。 冷熱源設(shè)計(jì)由于直線(xiàn)加速器的使用時(shí)間與本大樓住院部等其他房間不同，本設(shè)計(jì)采用圖1 直線(xiàn)加速器室平面圖2 直線(xiàn)加速器室剖面VRV變頻多聯(lián)機(jī)作為獨(dú)立冷熱源，室外機(jī)設(shè)在一層地面。根據(jù)甲方的實(shí)際情況，前期只投入三臺(tái)運(yùn)行，所以室外機(jī)根

4、據(jù)使用情況分別設(shè)置。直線(xiàn)加速器廠(chǎng)家提供的設(shè)備熱負(fù)荷為：加速器部分 -在Clinac加速器立柱/機(jī)架處： 5.0Kw(17070Btu/hr)-調(diào)制柜： 3.0Kw(10242Btu/hr)加速器控制區(qū)域-加速器控制室： 1.0Kw(3414Btu/hr)-VARIS工作站： 0.5Kw(1707Btu/hr) -MLC工作站： 0.5Kw(1707Btu/hr)-PV工作站： 0.5Kw(1707Btu/hr)圖3 空調(diào)圖直線(xiàn)加速器室的工作環(huán)境要求如圖3所示3?？紤]到本設(shè)計(jì)中采用全熱空氣換氣機(jī)（不帶制冷功能），直線(xiàn)加速器室室內(nèi)機(jī)需承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷，所以直線(xiàn)加速器室所選室內(nèi)機(jī)制冷量為12.5 Kw，

5、側(cè)送風(fēng)。控制室選室內(nèi)機(jī)制冷量為3.6 Kw，四面出風(fēng)型。直線(xiàn)加速器自身的冷卻由配套的冷卻水系統(tǒng)冷卻。2.2 通風(fēng)設(shè)計(jì)加速器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生放射性污染和非放射性污染。放射性污染主要為x輻射，非放射性污染為產(chǎn)生少量03及NO2廢氣4。放射性污染通過(guò)屏蔽墻體解決，非放射性污染03及NO2廢氣通過(guò)通風(fēng)來(lái)解決。除排除室內(nèi)污染氣體外，還要考慮滿(mǎn)足病人的新風(fēng)量和房間的換氣效率，本設(shè)計(jì)每個(gè)直線(xiàn)加速器室換氣次數(shù)為10次/h。由于室內(nèi)污染物為03及NO2，通風(fēng)方式為全新風(fēng)運(yùn)行，同時(shí)還有考慮系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的節(jié)能要求，采用帶全熱回收的新風(fēng)換設(shè)備。由于直線(xiàn)加速器風(fēng)機(jī)房的高度限制，本設(shè)計(jì)中帶全熱回收的新風(fēng)換設(shè)備選用的是

6、全熱型熱回收轉(zhuǎn)輪，（直線(xiàn)加速器室的通風(fēng)如圖4所示）。送回風(fēng)均配置初效過(guò)濾器，以滿(mǎn)足直線(xiàn)加速器室內(nèi)空氣中固體顆粒不能大于10m的要求。03及NO2雖然對(duì)空氣有污染，但產(chǎn)生的量少，對(duì)環(huán)境的影響較小，可以直接排至大氣中。直線(xiàn)加速器室采用氣體消防，通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮火災(zāi)后的事故排風(fēng)，由于直線(xiàn)加速器室的屏蔽墻厚度達(dá)2.4米，埋管難度大，平時(shí)通風(fēng)和火災(zāi)后的事故排風(fēng)共用同一套管路，在直線(xiàn)加速器風(fēng)機(jī)房增設(shè)火災(zāi)后事故排風(fēng)用的風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)，兩套系統(tǒng)。圖4 直線(xiàn)加速器室通風(fēng)及埋管圖兩套系統(tǒng)通過(guò)全自動(dòng)防煙防火閥控制。根據(jù)廠(chǎng)家要求，直線(xiàn)加速器的水冷機(jī)房要求的換氣次數(shù)不小于85m3/min,水冷機(jī)房設(shè)在地下一層，需要考

7、慮排煙，經(jīng)風(fēng)量核算，地下一層的水冷機(jī)房的平時(shí)通風(fēng)和火災(zāi)時(shí)排煙可以合用一套系統(tǒng)。本系統(tǒng)氣體消防采用的七氟丙烷，密度比空氣大，室內(nèi)污染物為03及NO2密度也大于空氣，因此，排風(fēng)口的位置設(shè)置在房間下部。3醫(yī)用直線(xiàn)加速器室埋管設(shè)計(jì)本工程醫(yī)用直線(xiàn)加速器機(jī)房的屏蔽墻采用混凝土一次性澆鑄而成，鋼筋混凝土墻的厚度達(dá)2.4米，而直線(xiàn)加速器室中空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)埋管最多，包括：送風(fēng)回風(fēng)系統(tǒng)的預(yù)埋管、直線(xiàn)加速器冷卻水系統(tǒng)的預(yù)埋管、室內(nèi)機(jī)冷媒的預(yù)埋管和凝結(jié)水的預(yù)埋管共5套。送回風(fēng)管的預(yù)埋管均為500，風(fēng)管為400；直線(xiàn)加速器冷卻水系統(tǒng)合用一個(gè)預(yù)埋管150；室內(nèi)機(jī)冷媒的預(yù)埋管150；冷凝水預(yù)埋管80。因此，空調(diào)預(yù)埋管的埋管方

8、式是本設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，同時(shí)，所有的預(yù)埋管必須跟混凝土澆鑄同時(shí)進(jìn)行，一次到位。預(yù)埋管的主要原則是在滿(mǎn)足使用功能的前提下保證射線(xiàn)輻射對(duì)人體危害在安全范圍內(nèi)，還要盡量減小埋管的面積。因此，預(yù)埋管盡量布置在輻射量小的區(qū)域，埋管的方向盡量與輻射方向垂直，最大限度的減少通過(guò)空調(diào)管道的輻射量。圖5 預(yù)埋管平面圖6 空調(diào)平面直線(xiàn)加速器冷水機(jī)房和風(fēng)機(jī)房與直線(xiàn)加速器室的相對(duì)位置不同，影響埋管的方式，根據(jù)不同直線(xiàn)加速器生產(chǎn)廠(chǎng)家，預(yù)埋管方式主要有斜45埋管、“Z”字形埋管和“U”字形埋管三種方式3。本工程直線(xiàn)加速器冷水機(jī)房和風(fēng)機(jī)房在直線(xiàn)加速器室正上方，采用斜45埋管。圖5為直線(xiàn)加速器室的預(yù)埋管平面，圖6為直線(xiàn)加速器

9、室的空調(diào)通風(fēng)平面，直線(xiàn)加速器室的預(yù)埋管剖面參照?qǐng)D4。由于凝結(jié)水為重力流，需要一定的坡度，還要穿越直線(xiàn)加速器室的迷道，因此，直線(xiàn)加速器室室內(nèi)機(jī)在選型時(shí)應(yīng)配凝結(jié)水泵，以提高凝結(jié)水管的埋管高度。預(yù)埋套管使剪力墻的局部厚度減小，因此，應(yīng)根據(jù)關(guān)于職業(yè)放射工作人員劑量限值5 (周劑量限值取0.02 )，核算局部厚度最小處是否滿(mǎn)足。采用公式1-16進(jìn)行計(jì)算： （1-1）式中 減弱因子；周劑量限值,取0.02； 靶(出束口)距防護(hù)點(diǎn)距離，； 周工作負(fù)荷，取720； 束定向因子，可取1，14，18； 居留因子，可取1，14，18；安全系數(shù)，取2；根據(jù)不同的U、T取值，可以計(jì)算出不同朝向的墻體的減弱因子，再通過(guò)查射線(xiàn)屏蔽參數(shù)手冊(cè)7 ，可得出所需屏蔽墻體的厚度。本工程只需核算頂部所需屏蔽墻體的厚度即可。經(jīng)計(jì)算，本工程的埋管做法滿(mǎn)足理論要求。4、結(jié)論4.1 直線(xiàn)加速器功率大、射線(xiàn)強(qiáng)，如果使用過(guò)程中屏蔽不當(dāng)，勢(shì)必造成對(duì)周?chē)h(huán)境的輻射污染，進(jìn)而對(duì)有關(guān)人群構(gòu)成損害，所以預(yù)埋空調(diào)套管時(shí)必須要充分考慮降低輻射的要求。4.2 直線(xiàn)加速器室屏蔽墻為混凝土墻，厚度大，埋管時(shí)應(yīng)綜合考慮，能共用的系統(tǒng)盡量共用，以減小埋管面積，同時(shí)也是降低射線(xiàn)通過(guò)埋管輻射的幾率。4.3 本工程是采用斜45埋管，在絕大多數(shù)情況下，不再需要對(duì)風(fēng)道進(jìn)行屏蔽，但治療室外風(fēng)