醫(yī)用直線加速器室空調(diào)通風設(shè)計_secret

1、 醫(yī)用直線加速器室空調(diào)通風設(shè)計摘要 醫(yī)用直線加速器是70年代發(fā)展起來的一種放射治療設(shè)備,是一種把高能物理運用到醫(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)備正在進入各類醫(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束殺死腫瘤細胞和病變組織，以解除腫瘤患者的痛苦，達到治療目的。以實際工程設(shè)計為依據(jù)，介紹了醫(yī)用直線加速器室的工作環(huán)境，冷熱源設(shè)計、通風設(shè)計、預(yù)埋管線的設(shè)計方法。關(guān)鍵詞 直線加速器 通風 預(yù)埋管 輻射 1、醫(yī)用直線加速器及工程簡介醫(yī)用直線加速器是70年代發(fā)展起來的一種放射治療設(shè)備,是一種把高能物理運

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)備正在進入各類醫(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束殺死腫瘤細胞和病變組織，以解除腫瘤患者的痛苦，達到治療目的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。直線加速器位于地下二層，六個直線加速器室和一個后裝腔內(nèi)治療室。每個直線加速器室?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。加速器冷水機房和風機房位于地下一層，直線加速器室的正上方。2、醫(yī)用直線加速器室空調(diào)設(shè)計醫(yī)用直線加速器室平面、剖

3、面如圖1、圖2所示。對于加速器產(chǎn)生的x射線，主要是采取加強機房墻壁的方式來防護，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，在射線照射下不易損壞，但成本高?；炷翆射線也有良好的屏蔽作用，價格便宜，且有良好的結(jié)構(gòu)性能。本工程醫(yī)用直線加速器機房的屏蔽墻采用混凝土一次性澆鑄而成。同時本設(shè)計將直線加速器室設(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。 冷熱源設(shè)計由于直線加速器的使用時間與本大樓住院部等其他房間不同，本設(shè)計采用圖1 直線加速器室平面圖2 直線加速器室剖面VRV變頻多聯(lián)機作為獨立冷熱源，室外機設(shè)在一層地面。根據(jù)甲方的實際情況，前期只投入三臺運行，所以室外機根

4、據(jù)使用情況分別設(shè)置。直線加速器廠家提供的設(shè)備熱負荷為：加速器部分 -在Clinac加速器立柱/機架處： 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)圖直線加速器室的工作環(huán)境要求如圖3所示3?？紤]到本設(shè)計中采用全熱空氣換氣機（不帶制冷功能），直線加速器室室內(nèi)機需承擔新風負荷，所以直線加速器室所選室內(nèi)機制冷量為12.5 Kw，

5、側(cè)送風?？刂剖疫x室內(nèi)機制冷量為3.6 Kw，四面出風型。直線加速器自身的冷卻由配套的冷卻水系統(tǒng)冷卻。2.2 通風設(shè)計加速器在運行過程中會產(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。放射性污染通過屏蔽墻體解決，非放射性污染03及NO2廢氣通過通風來解決。除排除室內(nèi)污染氣體外，還要考慮滿足病人的新風量和房間的換氣效率，本設(shè)計每個直線加速器室換氣次數(shù)為10次/h。由于室內(nèi)污染物為03及NO2，通風方式為全新風運行，同時還有考慮系統(tǒng)運行過程中的節(jié)能要求，采用帶全熱回收的新風換設(shè)備。由于直線加速器風機房的高度限制，本設(shè)計中帶全熱回收的新風換設(shè)備選用的是

6、全熱型熱回收轉(zhuǎn)輪，（直線加速器室的通風如圖4所示）。送回風均配置初效過濾器，以滿足直線加速器室內(nèi)空氣中固體顆粒不能大于10m的要求。03及NO2雖然對空氣有污染，但產(chǎn)生的量少，對環(huán)境的影響較小，可以直接排至大氣中。直線加速器室采用氣體消防，通風設(shè)計時還要考慮火災(zāi)后的事故排風，由于直線加速器室的屏蔽墻厚度達2.4米，埋管難度大，平時通風和火災(zāi)后的事故排風共用同一套管路，在直線加速器風機房增設(shè)火災(zāi)后事故排風用的風機和補風風機，兩套系統(tǒng)。圖4 直線加速器室通風及埋管圖兩套系統(tǒng)通過全自動防煙防火閥控制。根據(jù)廠家要求，直線加速器的水冷機房要求的換氣次數(shù)不小于85m3/min,水冷機房設(shè)在地下一層，需要考

7、慮排煙，經(jīng)風量核算，地下一層的水冷機房的平時通風和火災(zāi)時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，排風口的位置設(shè)置在房間下部。3醫(yī)用直線加速器室埋管設(shè)計本工程醫(yī)用直線加速器機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2.4米，而直線加速器室中空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)埋管最多，包括：送風回風系統(tǒng)的預(yù)埋管、直線加速器冷卻水系統(tǒng)的預(yù)埋管、室內(nèi)機冷媒的預(yù)埋管和凝結(jié)水的預(yù)埋管共5套。送回風管的預(yù)埋管均為500，風管為400；直線加速器冷卻水系統(tǒng)合用一個預(yù)埋管150；室內(nèi)機冷媒的預(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)計中的重要內(nèi)容，同時，所有的預(yù)埋管必須跟混凝土澆鑄同時進行，一次到位。預(yù)埋管的主要原則是在滿足使用功能的前提下保證射線輻射對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)平面直線加速器冷水機房和風機房與直線加速器室的相對位置不同，影響埋管的方式，根據(jù)不同直線加速器生產(chǎn)廠家，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。本工程直線加速器冷水機房和風機房在直線加速器室正上方，采用斜45埋管。圖5為直線加速器室的預(yù)埋管平面，圖6為直線加速器

9、室的空調(diào)通風平面，直線加速器室的預(yù)埋管剖面參照圖4。由于凝結(jié)水為重力流，需要一定的坡度，還要穿越直線加速器室的迷道，因此，直線加速器室室內(nèi)機在選型時應(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足。采用公式1-16進行計算： （1-1）式中 減弱因子；周劑量限值,取0.02； 靶(出束口)距防護點距離，； 周工作負荷，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，可以計算出不同朝向的墻體的減弱因子，再通過查射線屏蔽參數(shù)手冊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)計算，本工程的埋管做法滿足理論要求。4、結(jié)論4.1 直線加速器功率大、射線強，如果使用過程中屏蔽不當，勢必造成對周圍環(huán)境的輻射污染，進而對有關(guān)人群構(gòu)成損害，所以預(yù)埋空調(diào)套管時必須要充分考慮降低輻射的要求。4.2 直線加速器室屏蔽墻為混凝土墻，厚度大，埋管時應(yīng)綜合考慮，能共用的系統(tǒng)盡量共用，以減小埋管面積，同時也是降低射線通過埋管輻射的幾率。4.3 本工程是采用斜45埋管，在絕大多數(shù)情況下，不再需要對風道進行屏蔽，但治療室外風