图文并茂:武汉雷神山医院医技区暖通+给排水+电气BIM设计

一、项目概况

武汉雷神山医院规划面积为 79900m2,其中2300m2 的核心医技区由我集团负责深化设计和施工,主要包括负压 ICU、急救手术室、检验科室等功能区域,详见图 1。其中一期 A、 B 区设有负压ICU 28 床、负压手术室 1 间、负压检验科 328m2 ;二期 D 区设有负压 ICU 33 床。三大区都设有相应辅助用房(表 1)。

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二、设计依据

设计中,主要依据如下标准和规范:《突发公共卫生事件应急条例》、《收治传染性非典型肺炎患者医院建筑设计要则》、《传染病医院建设标准》(建标 173-2016)、《传染病医院建筑设计规范》(GB50849-2014)、《传染病医院建筑施工及验收规范》(GB 50686-2011)、《医院隔离技术规范》(WS/T311-2009)、《医院负压隔离病房环境控制要求》(GB35428-2017)、《重症监护病房医院感染预防与控制规范》(WS/T 509-2016)、《医院洁净护理与隔离单元技术标准》、《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2013)、《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB 50243-2016)、《医疗建筑电气设计规范》(JGJ312-2013)、《建筑给水排水设计标准》(GB 50015-2019)、《医用气体工程技术规范》(GB 50751-2012)。

三、功能分区

一期 A 区负压 ICU 功能分区 BIM 示意图见图 2所示的红色区域。

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一期 B 区负压手术室功能分区 BIM 示意图见图3 所示的红色区域。

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一期 A 区负压检验科室功能分区 BIM 示意图见图 4 所示的红色区域。

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二期 D 区负压 ICU 功能分区 BIM 示意图见图 5所示的红色区域。

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四、装饰专业设计

( 一 )设计要求
第一,所有区域墙面材料采用厚度为 0.476mm的钢板、 50mm(厚)× 1150mm(宽)的机制玻镁夹芯板,双灰白。
第二,所有区域顶面材料采用厚度为 0.476mm的钢板、 50mm(厚)× 1150mm(宽)的机制岩棉彩钢板,双灰白。


第三,手术部及 ICU 区域地面采用高架地板敷设 15mm 高密度板,面层采用 2mm 厚 PVC 地材,接缝采用同质焊条焊接,达到密封要求。
第四,净化区域彩钢板房搭建前须由总包方做好钢结构棚子。
第五,所有区域地面须做好地面找平,地面完成的质量要求:地面找平层混凝土强度≥ C25,基层的表面硬度≥ 1.2MPa ;基层地面无起壳、空鼓、裂纹、起砂等现象。
第六,编号为 M0921、 M1521 的门都采用成品气密门(覆膜钢板门体、铝合金门框);其中卫生间及值班室的门均不带观察窗,其他区域的门均带观察窗。
第七,无影灯、吊顶彩钢板、桥架、风管等吊装时,连接件均须与钢结构顶棚固定。
第八,手术室作为应急急诊手术室,考虑到结构及工期,手术室不设吊塔。
第九, ICU 治疗室四周墙体设置两个铅当量铅板,铅板固定于龙骨框架上。
第十,手术室吊顶高度为 2700mm,其他区域吊顶高度均为 2500mm。


( 二 )设计要点

ICU 区域的面积约为 1770m2,其中一期 A 区ICU 详见图 6,分两个区域设置,每个区域均设有两个独立的 ICU 单元,每个单元分别设置 13~16 张床位(其中一个单元设计 4 个负压单间)。患者通过专用缓冲间进出 ICU 区域,污物通过专用的污洗间就地打包后运出 ICU,医护人员经医护缓冲通道进入 ICU 大厅,出 ICU 区域的医护人员通过时须先脱防护服,再出 ICU。在 ICU 区域还设置了治疗室、设备间、纤支镜清洗消毒等相应的洁净辅房。

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手术部区域面积约为 200m2,详见图 7,区内设有一间负压手术室、两张床位的复苏室及相应辅助用房。患者由单独的出入口通过缓冲前室进入手术室,手术结束并苏醒后返回病房。医护人员更衣并在医护缓冲前室刷手后进入手术室,术后通过专用的医护缓冲后室刷手后返回。术后污物通过专用的污物通道经清洗打包后运出手术部。

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负压检验室区域面积约为 330 ㎡,详见图 8,由医护缓冲和检验大厅组成,被接收的检验标本经传递窗进入检验区,工作人员通过不同的缓冲更衣进出工作区域,污物、废弃物等经高温、高压消毒后打包运出。

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五、 暖通专业设计

( 一 )设计要求


第一,净化区域全部采用全空气型净化空调系统,空调机组均采用直膨式,净化空调系统新风采用自吸式供给方式,区域内排风机组内设置 H13 以上等级高效过滤器,并配置紫外线灭菌灯,排风设在屋面 2m 以上进行高空排放。

第二,手术室新风按 15~20m3/(h · m2)设计,其它区域按设计说明中室内参数要求设计。
第三,房间的风量严格按照《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB 50333-2013)与《综合医院建筑设计规范》(GB 51039-2014)等标准来计算,并通过合理设置机械式风量调节阀,保证各房间的风量指标。
第四,通过空调处理机组的表冷器与电热器调节温度,这一过程通过 DDC 控制器调节,保证房间温度指标。
第五,采用深度除湿技术,承担室内所有湿负荷,满足房间湿度要求。
第六,医用净化空气处理机组送、回风管上都设置消声器,以保证房间噪声指标。
第七,在细菌浓度控制方面,首先通过自动控制系统,在空调系统停止运行后,风机延时关闭,将表冷器及过滤器吹干;其次机组灭菌装置采用紫外线灭菌灯,在系统停止运行以后启动,运行 30 分钟后自动关闭;最后采用先进的湿度控制方案,防止潮湿的空气导致风管内部与高效过滤器表面滋生细菌。


( 二 )设计要点

第一,结合新型冠状病毒感染的特点,空调系统设计采用全送全排、直流式空调系统,减少医护人员被传染概率,当负压检测仪表显示负压达标时,医护人员才可进入负压工作区,详见图 9。

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第二,施工区域内设计严格、有序的压力梯度,气流方向为:清洁区→半污染区→污染区。详见图10~12。

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第三,合理地组织气流,杜绝在护士站等医护人员经常驻留的区域设置排风,保证医护人员处于正压区域。
第四,排风机组布置在外墙,保证室内排风管均处于负压环境,避免排风外漏至其它区域。排风机组加装高效过滤器,且高效过滤器前后均设置在线式紫外线杀菌灯,对高效过滤器进行全过程杀菌处理。处理后的排风在高于屋面2m以上的高空排放,详见图 13。

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六、电气专业设计

( 一 )设计要求

1. 电气系统
一级负荷中特别重要负荷采用双电源供电,在停电时间不允许大于 0.5s 的重要负荷末端设置 UPS作为应急电源。一级负荷采用双电源供电并在末端互投。二级负荷采用两回线路供电,在末端互投或在适当位置互投。三级负荷采用单电源供电。按防火分区采用分区树干方式供电,较为分散的负荷采用放射方式供电。


2. 照明系统
各个功能房间的照度按《建筑照明设计标准》执行。照明与插座由不同的支路供电,照明、插座均为单相三线,手术室、重症监护室、预麻间、苏醒间的 IT 系统医疗急救用插座不使用剩余电流动作断路器。
3. 接地及电气安全
手术室、重症监护室和重要的机电站房做局部等电位联结;淋浴间、有洗浴功能的卫生间做局部等电位联结。除手术室、重症监护室的 IT 系统插座外, 220V 插座配线回路的出线开关均设漏电开关保护,漏电动作电流为 30mA,动作时间≤ 0.1s。手术室和重症监护室采用 IT 系统,设有隔离变压器及绝缘监视系统,当发生第一次绝缘故障时,由绝缘监视装置发出预告信号,便于尽快排除故障。手术室设有防静电措施 , 手术室及抢救室采用防静电地面,其表面电阻或体积电阻应在 1.0× 104Ω~1.0× 109Ω之间。凡是进入洁净手术室的各种医疗气体管道必须做接地,接地电阻不大于 1Ω。突出屋面的金属体均与避雷带可靠连接。


( 二 )设计要点

第一,负压 ICU、手术部及检验科用电负荷等级为一级,均采用双电源供电,当其中一路电源中断供电时,另一路电源能承担全部用电负荷。


第二,负压 ICU 的床位、手术室、检验科的检验流水线等重要负荷均配置 UPS,保证重要区域不间断供电。
第三,负压 ICU 每张床位处应设置至少 2 路不同回路的电源,因此在每个床头的设备带上均单独设置医疗配电回路,同时在床头两侧墙面设置另一路插座配电回路,作为第二路配电电源。
第四,负压 ICU 及手术室内的 2 类医疗场所用电负荷应设置 IT 隔离变压器系统,保证患者用电安全。
第五,由于时间关系,空调机组无法根据项目定制,只能临时采用现成机组改装,因此原机组与改装部分应分开配电,对于空调室外机、室内机组的风机、加湿器、机组内电加热段位、新增风管电加热等,均应与厂家逐一核对配电方式及参数,使配电完全符合机组要求。
第六,负压 ICU 内监护设备、治疗设备及生命维持设备数量较多,为降低患者触电风险,应将场所内的金属构件、金属管道、外露可导电部分等进行等电位联结,每张床位的设备带处均要预留等电位面板,便于移动设备做相应的等电位联结。
第七,负压 ICU 区域由于长期有人,不适合设置紫外线灭菌灯,因此应考虑预留壁挂式或移动式空气消毒机配电插座,便于空气消毒设备的取电。

第八, 2 类场所中手术室、抢救室的安全照明照度应为正常照明的照度值;重症监护室区域、检验科区域应设置备用照明,备用照明的照度不应低于一般照明照度的 50%。

七、给排水专业设计

( 一 )设计要求
第一,本给水设计只包括室内冷热水支管系统和洁具。

第二,本工程卫生洁具须满足《传染病医院建筑设计规范》中相关要求:所有洗手盆、小便斗采用感应式;蹲便器采用脚踏式蹲便器,坐便器采用感应式自动冲洗型;洗涤盆、检验科化验盆采用感应式龙头或者膝控龙头;所有卫生洁具应有防止污水外溅的设计。
第三,洁净区域内采用热水器供应热水,出水温度不低于 60℃。手术室刷手池水龙头应采用恒温供水,供水温度为 30℃。
第四,所有冷热水混水阀要有可靠止回功能,防止冷热水管网相互串水。
第五,本工程污、废水系统采用合流制,净化区排水单独接至院区污水管网。
第六,本排水设计只包括室内排水支管系统和洁具。


第七,地漏采用带过滤网的无水封地漏加存水弯,存水弯的水封不得小于 50mm,且不得大于75mm ;可采用洗手盆的排水给地漏水封补水;用于 ICU、检验科、手术室等洁净区域的地漏采用可开启的洁净室专用密封地漏。


( 二 )设计要点

第一,洗手间采用单元式电热水器供应热水,洗手龙头和淋浴都有热水。每个卫生间设置储热容积为 100L 的电热水器,电热水器水温稳定且温度可调节,确保舒适、好用,采用水电分离技术,确保安全。
第二,污染区和清洁区的给水管道分别设置,污染区的给水管道上设置倒流防止器,给水设置检修阀门,阀门设在清洁区内。
第三,给水预留消毒剂接口,设应急加氯设施确保水质安全,达到传染病应急医院的建造标准。
第四,医院准备间、污洗间、卫生间、浴室、空调机房设置地漏,但是护士室、治疗室、诊室、检验科、医生办公室等房间不设地漏。地漏采用带过滤网的无水封地漏加存水弯,存水弯的水封不小于 50mm,采用洗手盆的排水给地漏水封补水;用于手术室、急诊抢救室等房间的地漏采用可开启的密封地漏,详见图 14。

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第五,医护人员用水点均采用非接触性或非手动开关,龙头采用感应水龙头,采用带脚踏冲洗阀的蹲式大便器。公共卫生间洗手盆也采用感应自动水龙头,小便斗配自动感式冲洗阀。病房采用二档低水箱坐式大便器、感应式龙头和洁具。感应式龙头比较节水,压力大的可加节流阀防止洗手时水溅出来。

八、医用气体专业设计

( 一 )设计要求
第一,一层手术室的医用气体系统分为氧气、负压吸引、压缩空气、麻醉废气 4 个部分;氧气、压缩空气及负压吸引由总包供应;二氧化碳、氮气由手推式钢瓶提供。
第二,医用气体经由气体总管、净化机房的总控制阀、支管进入手术室后分为两路,分别流向吊塔和气体面板上的气体终端。
第三,苏醒室设置两张床位,每张床位设置氧气、负压吸引及压缩空气三气,设有氧气、负压吸引终端各 2 个,压缩空气终端 1 个。气体终端设置在设
备带上,设备带中心安装高度为 1.4m。
第四,一期 A 栋一层 ICU、 B 栋一层 ICU 设置氧气、负压吸引及压缩空气三气, ICU 配置设备带,每张床位设置氧气、压缩空气、负压吸引终端各 2 个。
第五,手术部、 ICU 都属于生命支持区域,应由甲方从中心气站单独接管道至各区域。
( 二 )设计要点
第一,结合新冠肺炎患者吸氧量大的特点,团队承接范围内的所有床位的氧气按 100% 使用率设计。
第二,所有负压吸引管道都避开医护人员走廊等洁净区,避免因负压管道泄漏而感染医务人员的可能性。


第三,手术麻醉废气集中收集经处理后再排入大气。

九、保障措施

( 一 )BIM 融合设计
根据医疗功能、各专业的设计要求, BIM 融合多专业的设计内容,优化、确定 ICU 内所需要的资源及其分布位置,详见图 15。

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在保证管道安装空间、检修空间的前提下,合理布置各专业管线的走向和标高,指导现场施工,详见图 16。

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结合运维方案,适当优化管线、设备、检修阀、仪表的位置,最大限度地将运维工作从污染区转移到半污染区或清洁区,减少运维人员进入污染区的几率,详见图 17。

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( 二 )质控巡检,检测调试
集团质控巡检团队跟随项目现场施工队伍同期进驻,严把质量关,在确保各施工子项满足“高质量、高标准、零返工”的要求的基础上,科学指导施工,协助项目部压缩工期,保障施工快速有序推进。
集团检测调试团队也提前进驻了项目部,在检测前期反复研究设计深化图纸,仔细校对每一款安装设备的型号;在调试检测过程对每一项检测子项逐一进行调试、检测、复核,确保现场交付给医院的各项环境指标达到要求 。


( 三 )运维保障
现场售后维保人员全日制驻场办公,随时听从现场指令调遣,第一时间解决设备机组故障以及系统运行报警等各类问题。此外,运维团队制定每日详细工作清单,将 2300 ㎡施工交付区域内所有的水、电、气、暖及相关设备仪表列入每日巡检、点检设备清单,每日三次,发现问题及时解决。特别是负压压差,每日都要反复检查多次,确保医技负压区内各压力梯度达标,保护医护人员不受感染,详见图 18~20。

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十、 结束语
综上,武汉雷神山医院的医技中心设计以相关标准和规范为依据,应用 BIM 技术对装饰、暖通等进行了可视化设计,助力项目更快、更好地完成。

来源/转载:江苏环亚医疗系统设计研究院有限公司 陆建南 封益新 卞英俊 陶添光 沈云飞 江志兴 沈文光

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