用直線加速器室空調通風設計
中南建筑設計院股份有限公司 王當瑞 王春香 朱傳斌
（1-1）
——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1，1／4，1／8……；
——居留因子，可取1，1／4，1／8……；
——安全系數，取2；
1、醫用直線加速器及工程簡介
醫用直線加速器是70年代發展起來的一種放射治療設備,是一種把高能物理運用到醫療技術上的高新科技產品。是繼同位素放射療法后又一種治療腫瘤的新方法, 隨著科學技術的發展和核技術的廣泛應用，加速器等大型設備正在進入各類醫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治療室。每個直線加速器室帶一控制室和模具存放間。地下二層其余空間主要為患者候診區、模具等設備存放間、設備用房等。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、醫用直線加速器室空調設計
醫用直線加速器室平面、剖面如圖1、圖2所示。對于加速器產生的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。混凝土對x射線也有良好的屏蔽作用，價格便宜，且有良好的結構性能。本工程醫用直線加速器機房的屏蔽墻采用混凝土一次性澆鑄而成。同時本設計將直線加速器室設在地下室，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變頻多聯機作為獨立冷熱源，室外機設在一層地面。根據甲方的實際情況，前期只投入三臺運行，所以室外機根據使用情況分別設置。直線加速器廠家提供
的設備熱負荷為：
加速器部分
--在Clinac加速器立柱/機架處： 5.0Kw(17070Btu/hr)
--調制柜： 3.0Kw(10242Btu/hr)
加速器控制區域
--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 空調圖
直線加速器室的工作環境要求如圖3所示[3]。考慮到本設計中采用全熱空氣換氣機（不帶制冷功能），直線加速器室室內機需承擔新風負荷，所以直線加速器室所選室內機制冷量為12.5 Kw，側送風。控制室選室內機制冷量為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冷卻。
2.2 通風設計
加速器在運行過程中會產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，本設計每個直線加速器室換氣次數為10次/h。由于室內污染物為03及NO2，通風方式為全新風運行，同時還有考慮系統運行過程中的節能要求，采用帶全熱回收的新風換設備。由于直線加速器風機房的高度限制，本設計中帶全熱回收的新風換設備選用的是全熱型熱回收轉輪，（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空氣中固體顆粒不能大于10μm的要求。03及NO2雖然對空氣有污染，但產生的量少，對環境的影響較小，可以直接排至大氣中。
直線加速器室采用氣體消防，通風設計時還要考慮火災后的事故排風，由于直線加速器室的屏蔽墻厚度達2.4米，埋管難度大，平時通風和火災后的事故排風共用同一套管路，在直線加速器風機房增設火災后事故排風用的風機和補風風機，兩套系統。
圖4直線加速器室通風及埋管圖
兩套系統通過全自動防煙防火閥控制。根據廠家要求，直線加速器的水冷機房要求的換氣次數不小于85m3/min,水冷機房設在地下一層，需要考慮排煙，經風量核算，地下一層的水冷機房的平時通風和火災時排煙可以合用一套系統。
本系統氣體消防采用的七氟丙烷，密度比空氣大，室內污染物為03及NO2密度也大于空氣，因此，排風口的位置設置在房間下部。
3 醫用直線加速器室埋管設計
本工程醫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系統的預埋管最多，包括：送風回風系統的預埋管、直線加速器冷卻水系統的預埋管、室內機冷媒的預埋管和凝結水的預埋管共5套。送回風管的預埋管均為φ500，風管為φ400；直線加速器冷卻水系統合用一個預埋管φ150；室內機冷媒的預埋管φ150；冷凝水預埋管φ80。因此，空調預埋管的埋管方式是本設計中的重要內容，同時，所有的預埋管必須跟混凝土澆鑄同時進行，一次到位。
預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，還要盡量減小埋管的面積。因此，預埋管盡量布置在輻射量小的區域，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管道的輻射量。
圖5預埋管平面
圖6空調平面
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，根據不同直線加速器生產廠家，預埋管方式主要有斜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埋管平面，圖6為直線加速器室的空調通風平面，直線加速器室的預埋管剖面參照圖4。由于凝結水為重力流，需要一定的坡度，還要穿越直線加速器室的迷道，因此，直線加速器室室內機在選型時應配凝結水泵，以提高凝結水管的埋管高度。
預埋套管使剪力墻的局部厚度減小，因此，應根據關于職業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1-1[6]進行計算：
)，核算局部厚度最小處是否滿足。采用公式1-1[6]進行計算： （1-1）式中
——減弱因子；
——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1，1／4，1／8……；——居留因子，可取1，1／4，1／8……；——安全系數，取2；根據不同的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。經計算，本工程的埋管做法滿足理論要求。
射線屏蔽參數手冊》[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。經計算，本工程的埋管做法滿足理論要求。4、結論
4.1 直線加速器功率大、射線強，如果使用過程中屏蔽不當，勢必造成對周圍環境的輻射污染，進而對有關人群構成損害，所以預埋空調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，埋管時應綜合考慮，能共用的系統盡量共用，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，在絕大多數情況下，不再需要對風道進行屏蔽，但治療室外風道的周圍應留出空間，以便在以后進行輻射檢測不合格時，可增設屏蔽層。
4.4 在通風設計中，應采用新風系統，而不是循環系統，排風可以直接排到大氣中。考慮到節能要求，宜采用帶全熱回收的通風方式。在系統未工作時，不得進行治療；在長時間的大劑量輻射后，應緊跟著治療室進行一次徹底換氣。同時，加速器治療室內空氣應維持正壓。
湘公網安備43011102000873號
