圖文並茂:武漢雷神山醫院醫技區暖通+給排水+電氣BIM設計

一、項目概況

武漢雷神山醫院規劃面積為 79900m2,其中2300m2 的核心醫技區由我集團負責深化設計和施工,主要包括負壓 ICU、急救手術室、檢驗科室等功能區域,詳見圖 1。其中一期 A、 B 區設有負壓ICU 28 床、負壓手術室 1 間、負壓檢驗科 328m2 ;二期 D 區設有負壓 ICU 33 床。三大區都設有相應輔助用房(表 1)。

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二、設計依據

設計中,主要依據如下標準和規範:《突發公共衛生事件應急條例》、《收治傳染性非典型肺炎患者醫院建築設計要則》、《傳染病醫院建設標準》(建標 173-2016)、《傳染病醫院建築設計規範》(GB50849-2014)、《傳染病醫院建築施工及驗收規範》(GB 50686-2011)、《醫院隔離技術規範》(WS/T311-2009)、《醫院負壓隔離病房環境控制要求》(GB35428-2017)、《重症監護病房醫院感染預防與控制規範》(WS/T 509-2016)、《醫院潔淨護理與隔離單元技術標準》、《醫院潔淨手術部建築技術規範》(GB50333-2013)、《通風與空調工程施工質量驗收規範》(GB 50243-2016)、《醫療建築電氣設計規範》(JGJ312-2013)、《建築給水排水設計標準》(GB 50015-2019)、《醫用氣體工程技術規範》(GB 50751-2012)。

三、功能分區

一期 A 區負壓 ICU 功能分區 BIM 示意圖見圖 2所示的紅色區域。

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一期 B 區負壓手術室功能分區 BIM 示意圖見圖3 所示的紅色區域。

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一期 A 區負壓檢驗科室功能分區 BIM 示意圖見圖 4 所示的紅色區域。

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二期 D 區負壓 ICU 功能分區 BIM 示意圖見圖 5所示的紅色區域。

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四、裝飾專業設計

( 一 )設計要求
第一,所有區域牆面材料採用厚度為 0.476mm的鋼板、 50mm(厚)× 1150mm(寬)的機制玻鎂夾芯板,雙灰白。
第二,所有區域頂面材料採用厚度為 0.476mm的鋼板、 50mm(厚)× 1150mm(寬)的機制岩棉彩鋼板,雙灰白。


第三,手術部及 ICU 區域地面採用高架地板敷設 15mm 高密度板,面層採用 2mm 厚 PVC 地材,接縫採用同質焊條焊接,達到密封要求。
第四,淨化區域彩鋼板房搭建前須由總包方做好鋼結構棚子。
第五,所有區域地面須做好地面找平,地面完成的質量要求:地面找平層混凝土強度≥ C25,基層的表面硬度≥ 1.2MPa ;基層地面無起殼、空鼓、裂紋、起砂等現象。
第六,編號為 M0921、 M1521 的門都採用成品氣密門(覆膜鋼板門體、鋁合金門框);其中衛生間及值班室的門均不帶觀察窗,其他區域的門均帶觀察窗。
第七,無影燈、吊頂彩鋼板、橋架、風管等吊裝時,連接件均須與鋼結構頂棚固定。
第八,手術室作為應急急診手術室,考慮到結構及工期,手術室不設吊塔。
第九, ICU 治療室四周牆體設置兩個鉛當量鉛板,鉛板固定於龍骨框架上。
第十,手術室吊頂高度為 2700mm,其他區域吊頂高度均為 2500mm。


( 二 )設計要點

ICU 區域的面積約為 1770m2,其中一期 A 區ICU 詳見圖 6,分兩個區域設置,每個區域均設有兩個獨立的 ICU 單元,每個單元分別設置 13~16 張床位(其中一個單元設計 4 個負壓單間)。患者通過專用緩衝間進出 ICU 區域,汙物通過專用的汙洗間就地打包後運出 ICU,醫護人員經醫護緩衝通道進入 ICU 大廳,出 ICU 區域的醫護人員通過時須先脫防護服,再出 ICU。在 ICU 區域還設置了治療室、設備間、纖支鏡清洗消毒等相應的潔淨輔房。

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手術部區域面積約為 200m2,詳見圖 7,區內設有一間負壓手術室、兩張床位的復甦室及相應輔助用房。患者由單獨的出入口通過緩衝前室進入手術室,手術結束並甦醒後返回病房。醫護人員更衣並在醫護緩衝前室刷手後進入手術室,術後通過專用的醫護緩衝後室刷手後返回。術後汙物通過專用的汙物通道經清洗打包後運出手術部。

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負壓檢驗室區域面積約為 330 ㎡,詳見圖 8,由醫護緩衝和檢驗大廳組成,被接收的檢驗標本經傳遞窗進入檢驗區,工作人員通過不同的緩衝更衣進出工作區域,汙物、廢棄物等經高溫、高壓消毒後打包運出。

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五、 暖通專業設計

( 一 )設計要求


第一,淨化區域全部採用全空氣型淨化空調系統,空調機組均採用直膨式,淨化空調系統新風采用自吸式供給方式,區域內排風機組內設置 H13 以上等級高效過濾器,並配置紫外線滅菌燈,排風設在屋面 2m 以上進行高空排放。

第二,手術室新風按 15~20m3/(h · m2)設計,其它區域按設計說明中室內參數要求設計。
第三,房間的風量嚴格按照《醫院潔淨手術部建築技術規範》(GB 50333-2013)與《綜合醫院建築設計規範》(GB 51039-2014)等標準來計算,並通過合理設置機械式風量調節閥,保證各房間的風量指標。
第四,通過空調處理機組的表冷器與電熱器調節溫度,這一過程通過 DDC 控制器調節,保證房間溫度指標。
第五,採用深度除溼技術,承擔室內所有溼負荷,滿足房間溼度要求。
第六,醫用淨化空氣處理機組送、迴風管上都設置消聲器,以保證房間噪聲指標。
第七,在細菌濃度控制方面,首先通過自動控制系統,在空調系統停止運行後,風機延時關閉,將表冷器及過濾器吹乾;其次機組滅菌裝置採用紫外線滅菌燈,在系統停止運行以後啟動,運行 30 分鐘後自動關閉;最後採用先進的溼度控制方案,防止潮溼的空氣導致風管內部與高效過濾器表面滋生細菌。


( 二 )設計要點

第一,結合新型冠狀病毒感染的特點,空調系統設計採用全送全排、直流式空調系統,減少醫護人員被傳染概率,當負壓檢測儀表顯示負壓達標時,醫護人員才可進入負壓工作區,詳見圖 9。

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第二,施工區域內設計嚴格、有序的壓力梯度,氣流方向為:清潔區→半汙染區→汙染區。詳見圖10~12。

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第三,合理地組織氣流,杜絕在護士站等醫護人員經常駐留的區域設置排風,保證醫護人員處於正壓區域。
第四,排風機組佈置在外牆,保證室內排風管均處於負壓環境,避免排風外漏至其它區域。排風機組加裝高效過濾器,且高效過濾器前後均設置在線式紫外線殺菌燈,對高效過濾器進行全過程殺菌處理。處理後的排風在高於屋面2m以上的高空排放,詳見圖 13。

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六、電氣專業設計

( 一 )設計要求

1. 電氣系統
一級負荷中特別重要負荷採用雙電源供電,在停電時間不允許大於 0.5s 的重要負荷末端設置 UPS作為應急電源。一級負荷採用雙電源供電並在末端互投。二級負荷採用兩回線路供電,在末端互投或在適當位置互投。三級負荷採用單電源供電。按防火分區採用分區樹幹方式供電,較為分散的負荷採用放射方式供電。


2. 照明系統
各個功能房間的照度按《建築照明設計標準》執行。照明與插座由不同的支路供電,照明、插座均為單相三線,手術室、重症監護室、預麻間、甦醒間的 IT 系統醫療急救用插座不使用剩餘電流動作斷路器。
3. 接地及電氣安全
手術室、重症監護室和重要的機電站房做局部等電位聯結;淋浴間、有洗浴功能的衛生間做局部等電位聯結。除手術室、重症監護室的 IT 系統插座外, 220V 插座配線迴路的出線開關均設漏電開關保護,漏電動作電流為 30mA,動作時間≤ 0.1s。手術室和重症監護室採用 IT 系統,設有隔離變壓器及絕緣監視系統,當發生第一次絕緣故障時,由絕緣監視裝置發出預告信號,便於儘快排除故障。手術室設有防靜電措施 , 手術室及搶救室採用防靜電地面,其表面電阻或體積電阻應在 1.0× 104Ω~1.0× 109Ω之間。凡是進入潔淨手術室的各種醫療氣體管道必須做接地,接地電阻不大於 1Ω。突出屋面的金屬體均與避雷帶可靠連接。


( 二 )設計要點

第一,負壓 ICU、手術部及檢驗科用電負荷等級為一級,均採用雙電源供電,當其中一路電源中斷供電時,另一路電源能承擔全部用電負荷。


第二,負壓 ICU 的床位、手術室、檢驗科的檢驗流水線等重要負荷均配置 UPS,保證重要區域不間斷供電。
第三,負壓 ICU 每張床位處應設置至少 2 路不同迴路的電源,因此在每個床頭的設備帶上均單獨設置醫療配電迴路,同時在床頭兩側牆面設置另一路插座配電迴路,作為第二路配電電源。
第四,負壓 ICU 及手術室內的 2 類醫療場所用電負荷應設置 IT 隔離變壓器系統,保證患者用電安全。
第五,由於時間關係,空調機組無法根據項目定製,只能臨時採用現成機組改裝,因此原機組與改裝部分應分開配電,對於空調室外機、室內機組的風機、加溼器、機組內電加熱段位、新增風管電加熱等,均應與廠家逐一核對配電方式及參數,使配電完全符合機組要求。
第六,負壓 ICU 內監護設備、治療設備及生命維持設備數量較多,為降低患者觸電風險,應將場所內的金屬構件、金屬管道、外露可導電部分等進行等電位聯結,每張床位的設備帶處均要預留等電位面板,便於移動設備做相應的等電位聯結。
第七,負壓 ICU 區域由於長期有人,不適合設置紫外線滅菌燈,因此應考慮預留壁掛式或移動式空氣消毒機配電插座,便於空氣消毒設備的取電。

第八, 2 類場所中手術室、搶救室的安全照明照度應為正常照明的照度值;重症監護室區域、檢驗科區域應設置備用照明,備用照明的照度不應低於一般照明照度的 50%。

七、給排水專業設計

( 一 )設計要求
第一,本給水設計只包括室內冷熱水支管系統和潔具。

第二,本工程衛生潔具須滿足《傳染病醫院建築設計規範》中相關要求:所有洗手盆、小便斗採用感應式;蹲便器採用腳踏式蹲便器,坐便器採用感應式自動沖洗型;洗滌盆、檢驗科化驗盆採用感應式龍頭或者膝控龍頭;所有衛生潔具應有防止汙水外濺的設計。
第三,潔淨區域內採用熱水器供應熱水,出水溫度不低於 60℃。手術室刷手池水龍頭應採用恆溫供水,供水溫度為 30℃。
第四,所有冷熱水混水閥要有可靠止回功能,防止冷熱水管網相互串水。
第五,本工程汙、廢水系統採用合流制,淨化區排水單獨接至院區汙水管網。
第六,本排水設計只包括室內排水支管系統和潔具。


第七,地漏採用帶過濾網的無水封地漏加存水彎,存水彎的水封不得小於 50mm,且不得大於75mm ;可採用洗手盆的排水給地漏水封補水;用於 ICU、檢驗科、手術室等潔淨區域的地漏採用可開啟的潔淨室專用密封地漏。


( 二 )設計要點

第一,洗手間採用單元式電熱水器供應熱水,洗手龍頭和淋浴都有熱水。每個衛生間設置儲熱容積為 100L 的電熱水器,電熱水器水溫穩定且溫度可調節,確保舒適、好用,採用水電分離技術,確保安全。
第二,汙染區和清潔區的給水管道分別設置,汙染區的給水管道上設置倒流防止器,給水設置檢修閥門,閥門設在清潔區內。
第三,給水預留消毒劑接口,設應急加氯設施確保水質安全,達到傳染病應急醫院的建造標準。
第四,醫院準備間、汙洗間、衛生間、浴室、空調機房設置地漏,但是護士室、治療室、診室、檢驗科、醫生辦公室等房間不設地漏。地漏採用帶過濾網的無水封地漏加存水彎,存水彎的水封不小於 50mm,採用洗手盆的排水給地漏水封補水;用於手術室、急診搶救室等房間的地漏採用可開啟的密封地漏,詳見圖 14。

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第五,醫護人員用水點均採用非接觸性或非手動開關,龍頭採用感應水龍頭,採用帶腳踏沖洗閥的蹲式大便器。公共衛生間洗手盆也採用感應自動水龍頭,小便斗配自動感式沖洗閥。病房採用二檔低水箱坐式大便器、感應式龍頭和潔具。感應式龍頭比較節水,壓力大的可加節流閥防止洗手時水濺出來。

八、醫用氣體專業設計

( 一 )設計要求
第一,一層手術室的醫用氣體系統分為氧氣、負壓吸引、壓縮空氣、麻醉廢氣 4 個部分;氧氣、壓縮空氣及負壓吸引由總包供應;二氧化碳、氮氣由手推式鋼瓶提供。
第二,醫用氣體經由氣體總管、淨化機房的總控制閥、支管進入手術室後分為兩路,分別流向吊塔和氣體面板上的氣體終端。
第三,甦醒室設置兩張床位,每張床位設置氧氣、負壓吸引及壓縮空氣三氣,設有氧氣、負壓吸引終端各 2 個,壓縮空氣終端 1 個。氣體終端設置在設
備帶上,設備帶中心安裝高度為 1.4m。
第四,一期 A 棟一層 ICU、 B 棟一層 ICU 設置氧氣、負壓吸引及壓縮空氣三氣, ICU 配置設備帶,每張床位設置氧氣、壓縮空氣、負壓吸引終端各 2 個。
第五,手術部、 ICU 都屬於生命支持區域,應由甲方從中心氣站單獨接管道至各區域。
( 二 )設計要點
第一,結合新冠肺炎患者吸氧量大的特點,團隊承接範圍內的所有床位的氧氣按 100% 使用率設計。
第二,所有負壓吸引管道都避開醫護人員走廊等潔淨區,避免因負壓管道洩漏而感染醫務人員的可能性。


第三,手術麻醉廢氣集中收集經處理後再排入大氣。

九、保障措施

( 一 )BIM 融合設計
根據醫療功能、各專業的設計要求, BIM 融合多專業的設計內容,優化、確定 ICU 內所需要的資源及其分佈位置,詳見圖 15。

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在保證管道安裝空間、檢修空間的前提下,合理佈置各專業管線的走向和標高,指導現場施工,詳見圖 16。

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結合運維方案,適當優化管線、設備、檢修閥、儀表的位置,最大限度地將運維工作從汙染區轉移到半汙染區或清潔區,減少運維人員進入汙染區的幾率,詳見圖 17。

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( 二 )質控巡檢,檢測調試
集團質控巡檢團隊跟隨項目現場施工隊伍同期進駐,嚴把質量關,在確保各施工子項滿足“高質量、高標準、零返工”的要求的基礎上,科學指導施工,協助項目部壓縮工期,保障施工快速有序推進。
集團檢測調試團隊也提前進駐了項目部,在檢測前期反覆研究設計深化圖紙,仔細校對每一款安裝設備的型號;在調試檢測過程對每一項檢測子項逐一進行調試、檢測、複核,確保現場交付給醫院的各項環境指標達到要求 。


( 三 )運維保障
現場售後維保人員全日制駐場辦公,隨時聽從現場指令調遣,第一時間解決設備機組故障以及系統運行報警等各類問題。此外,運維團隊制定每日詳細工作清單,將 2300 ㎡施工交付區域內所有的水、電、氣、暖及相關設備儀表列入每日巡檢、點檢設備清單,每日三次,發現問題及時解決。特別是負壓壓差,每日都要反覆檢查多次,確保醫技負壓區內各壓力梯度達標,保護醫護人員不受感染,詳見圖 18~20。

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十、 結束語
綜上,武漢雷神山醫院的醫技中心設計以相關標準和規範為依據,應用 BIM 技術對裝飾、暖通等進行了可視化設計,助力項目更快、更好地完成。

來源/轉載:江蘇環亞醫療系統設計研究院有限公司 陸建南 封益新 卞英俊 陶添光 沈雲飛 江志興 沈文光

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