浅谈医院冷冻机房设备及管道隔振深化设计

　　摘要：文章以北京协和医院门急诊及手术科室楼冷冻机房为例，阐述了冷冻机房设备及管道的隔振深化设计，总结出机房隔振的设计思路及施工要点。

　　关键词：冷冻机房；工程建设；机房隔振

　　现代医院建筑中，冷冻机房内大型设备的振动源对于以核磁共振为主的大型放射性设备的正常运行会产生干扰，易造成设备成像偏差进而影响对患者的诊疗效果。在北京协和医院门急诊楼及手术科室楼改扩建工程中，核磁共振等设备距离振动源较近，在经过合理分析及计算的基础上，通过采取有效的减震、隔振措施，保证了核磁共振设备的正常运行。

　　一、冷冻机房设计选址评估

　　（一）冷冻机房现场环境

　　北京协和医院门急诊楼及手术科室楼改扩建工程建筑面积225000㎡，地上11层，地下3层。冷冻机房设置于地下二层，正上方为放射科，下方位置为水泵房。层高7m的冷冻机房共设置离心式冷水机组4台，螺杆式冷水机组1台，循环水泵6台，多相全程水处理器10台，定压补水机组1套，软化水箱1套，全自动软水器1套，分水器、集水器各1台，真空脱气机3台。相关管道口径为DN250~DN800，各类阀门若干。

　　（二）设计选位的考量

　　设计阶段对于冷冻机房的选位主要考虑以下3点：一是，设置在人防区域以外，冷冻机房进出管线多、管径大，若设在人防区域，进出管线的防护、密闭难以解决；二是，冷冻机房用电负荷巨大，设置在变配电室附近可以减少电缆的敷设距离及电能的损耗；三是，设置在设备吊装孔以下。冷冻机房内大件设备需要直接对外的吊装孔，吊装孔的设置受首层室外场地条件限制，同时吊装孔的存在对冷冻机房之上的地下各层的布局带来限制。

　　综上，设计最初将冷冻机房布置于门急诊楼地下二层北侧。因为项目的建筑密度大、室外场地有限，吊装孔较为合理的位置只有急诊前广场，进而决定冷冻机房只能设在门急诊楼北侧地下区域。为了不加深冷冻机房吊装孔以及影响地下三水泵房的格局，将冷冻机房置于地下二层，与变配电室毗邻。

　　二、冷冻机房振动的风险评估

　　将冷冻机房设计于门急诊楼地下二层北侧是合理和经济的，同时也不影响放射科大型医疗设备。冷冻机房正上方的放射科配备有两台核磁共振成像设备，对于安装环境的要求非常严格，尤其振动的干扰对于设备成像质量会造成很大的影响。对此，冷冻机房采取了必要的常规减震做法，又出于保险考虑，项目管理团队对此进行了咨询、分析与论证。

　　（一）影响核磁共振（MRI）检查的环境因素

　　第一，稳态振动和瞬态振动的影响。稳态振动通常是指由电动机、泵、空调压缩机等引起的振动，瞬态振动通常是指由交通工具、行人、开关门等引起的振动；

　　第二，核磁共振场地附近的高压线、变压器、大型发电机及电机等设备设施的影响；

　　第三，安装紧急排风系统，排风量应按设计要求。设备间必须安装下送风、上回风系统，磁体间不得安装空调机组，整个MR系统必须安装专用机房；

　　第四，供电、磁体承重要求、温湿度等也是影响核磁共振成像的因素。

　　（二）关于振动影响核磁共振设备成像问题的分析

　　地下一层放射科内配有两台核磁共振设备，根据工程现场实际检测结果，设备安装要求的加速度峰值约24Hz，而冷冻机房内冷冻水泵、冷却水泵的电机转速为1450rmp，电机振动频率为1450/60+24.2Hz。由此可见，水泵运行过程中产生的振动会对地下一层放射科内的核磁共振设备成像造成影响，且为主要振源。另外，冷冻机房内管道采用固定吊架安装，这样就导致管道会将振动传递至上楼层。

　　三、冷冻机房隔振措施

　　（一）机房减震初步设计

　　根据冷冻机组的荷载，均匀布置弹簧减振支座，进出水口采用橡胶挠性接管连接，管道采取钢架支撑形式隔振，为防止管道振动通过钢架支撑传递到楼层下，设计采用橡胶隔振器隔振。

　　空调水泵基座厚度控制在120mm~320mm，在水泵基座采用阻尼弹簧隔振器安装方法。加大基座重量控制台面振幅，以防止水泵启动和关闭时产生共振。水泵的进水口管道采用橡胶挠性接管连接隔振。泵头管道采取钢架支撑形式隔振，设计须采用可调式弹簧隔振器，便于现场施工安装及更换。

　　冷冻机房内冷冻水、冷却水管路的支、吊架采用TT型管道弹性托架减震器及DJ型阻尼钢弹簧减振吊架、ZGT型阻尼钢弹簧减振器安装。

　　冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵等大型设备的弹簧减振支座均由设备厂家根据现场使用条件配套提供，并由设备制造商根据其设备特点提出隔振安装要求。

　　（二）机房减震深化设计

　　经过现场勘查及设计计算，在冷冻机房内增设型钢支架、管道弹性托架减震器及阻尼钢弹簧减振吊架。钢结构管道支架梁的位置在安装过程中根据现场情况进行微调，所有构件涂漆前均严格进行金属表面喷射防锈处理。

　　隔振支座根据所处位置的不同，分为安装TT托架配合使用ZTG列弹簧隔振器(ABB1CC1DF1F2型)，和两个TT托架串接(F3F4型做法)安装两种形式。ABCD型吊架及支架因所用的槽钢、角钢、型钢截面宽度有限，因此底部与结构必须进行固定及焊接处理。

　　（三）吊挂减震措施

　　该工程管道吊挂一般分为两种情况，一种是单根管道吊挂，当管道口径较小时，可以考虑利用卡箍将管道吊于上层楼板上。由于口径小，管道重量轻，吊点负荷小，一般采用弹簧外露的弹性吊架，这样在安装时不仅便于施工，而且可以直观的通过观察弹簧的变形判断减振器材的工作状况，来保证管道的隔振效果及施工质量。

　　另一种是多根管道并排，且管道标高相近时，这时同时对这几根管道进行吊挂，将这几根管道落于一个支架上，然后吊在上层楼板上。一般多条管道同时吊挂时，管道口径较大，吊架的负荷相对会大一些，在对吊挂管道隔振时，一般会将落地式弹簧减振器安装在管道托架与吊架之间，由于落地式弹簧减振器的载荷分布更宽、相应的弹簧刚度变化更为广泛，因此在选型计算时更为准确，隔振效果更显著。由于是多管道共用支架，从而大大降低了施工难度，确保施工质量。

　　（四）隔振施工的难点

　　冷冻机房进行隔振措施所涉及范围要保证点点通过，切不可产生振桥；考虑温度应变时隔振效果及支撑点受力变化的影响，确保隔振效果及支撑点安全；相应的设备正确合理地选用隔振元件，并采用最佳隔振形式，保证有较高的隔振效率；隔振元件受力均匀，降低隔振系统重心，增加隔振系统整体稳定性及安全性；在设备与管道之间配置软连接装置，减少设备振动及固体声沿管道的传递；现场分离所有非振动管线与振动管线，不可产生接触。

　　四、结束语

　　通过工程前期的勘察测试，并对隔振设备进行选型，以及对冷冻机房进行隔振治理后，经过相关方面的最终测试，MRI机房能够满足核磁共振设备安装条件，并且声环境得到了明显的改善。

　　参考献文

　　［1］夏绍峰，陈凤冠．基于医院核磁共振设备的振动控制［Z］.北京：2002.

　　［2］张建明．核磁共振成像设备安装场地振动问题的处理［J］.工程建设与设计，2009(7)：82-86.

　　［3］王楠，金克荣.浅谈医院老建筑改造［J］.中国医院建筑与装备，2015.6.

　　文|陶鸿 柴建军