谈医疗建筑放疗中心防辐射结构设计与施工.docx

谈医疗建筑放疗中心防辐射结构设计与施工摘要医技楼作为医疗建筑的重要组成部分其特殊的功能要求决定了其结构设计的特殊性尤其对辐射污染的控制。文章着重阐述了医疗建筑设计中医技楼的防辐射结构设计要点以及核医学科室防护体大体积混凝土施工技术措施。关键词医疗建筑防辐射大体积混凝土一、楼面活荷载取值参考《全国民用建筑工程设计技术措施》关于有医疗设备的楼（地）面均布活荷载取值规定和医疗工艺专业提供的使用荷载一般防辐射医技房和其他专用房间的均布活荷载取值见表1。二、放射影像科室结构设计医技楼放射科包括X光室、CT、DSA、核磁共振（MRI）及相应的控制机房等特殊房间。为了防止这些房间内设备对人体的电离伤害应增加房间的墙及楼板厚度以隔离辐射伤害墙体一般采用钡砂浆砌筑370mm厚实心粘土砖墙或200mm～300mm厚混凝土墙。若采用混凝土墙体与主体结构整浇虽然屏蔽效果好但混凝土墙因刚度较大常因不能均匀布置而造成结构刚心与质心偏移过大增加扭转效应对主体结构抗震有不利影响；而采用实心砖墙作为围护结构时施工较为简便但对砌筑质量有一定要求。一般建议采用370mm厚实心砖墙砌筑质量为A级砂浆饱满度要求高若不能满足要求可以通过在墙体外挂铅板或分层涂刷钡水泥来提高防辐射能力墙外防护层的粉刷由专业厂家配合施工。医技房楼板建议采用现浇混凝土厚板结构节约层高利于砌体隔墙灵活布置房间顶板和底板混凝土厚度一般在180mm～250mm间取值。由于控制机房和设备用房需要铺设各类管线和专门设备检修管沟房间楼板一般需降板处理。管线铺设后用混凝土等垫层材料填充同时可以隔离部分设备的振动减少医疗设备的影响。对于X光、CT、ECT、DR、DSA等设备的房间一般降板300mm而核磁共振（MRI）机房需降板450mm。核磁共振（MRI）机房地面和墙面采用0.4mm厚的紫铜板接缝和孔洞长边平行于磁场分布方向避免阻断磁场的通过降板内的二次混凝土回填不得添加钢筋等金属材料防止外界的磁场干扰。另外应注意为避免冷冻机房中水泵等振源对核磁共振（MRI）等设备的正常运行可能造成的影响设计时核磁共振设备应远离振动源否则应采取有效的隔振和减振措施以保证核磁共振设备的正常运行。三、核医学科室结构设计现代医院医技楼常配有直线加速器机房和钴60机房一般独立设置在地下一层与主体结构设缝分开。核医学机房防护体屏蔽设计一般有以下几种形式：单一材料同等辐射防护体（图1-a）：一般利用混凝土作为辐射防护材料适用于近距治疗室（后装治疗室）其他大型放疗设备治疗室不宜采用。单一材料主次辐射防护体（图1-b、1-c）：这是目前最常见的辐射防护体。该种辐射防护材料相对比较便宜施工技术较为成熟。复合材料主次辐射防护体（图1-d、1-e）：主射线方向使用高密度辐射防护材料在次射线方向使用小密度辐射防护材料或在治疗机房内铺设铅板或防中子辐射材料。这种辐射防护体可以减少辐射防护体的厚度提高房间使用面积尽管这种材料价格较混凝土贵但是其辐射防护效果更好易于回收利用。辐射防护材料一般使用防辐射混凝土它是一种由胶结材料与重集料组成的混凝土除具备普通混凝土的基本性能外还能有效屏蔽α、χ、γ射线和中子流的辐射。在混凝土中提高重元素的数量可以有效提高材料吸收射线的能力增加材料中的轻元素数量可以削弱中子辐射。常用的防辐射混凝土是硫酸钡重晶石及硫酸钡砂。对于主次辐射防护体由于直线加速器可做360°旋转所以顶板防护等同于墙体其主射线方向钢筋混凝土墙或顶板厚2.30m～2.60m副射线方向混凝土墙或顶板厚度取1.30m～1.60m具体尺寸需要与设备专业厂家密切配合来确定。为了保证厚板的模板及支撑满足施工要求避免产生混凝土裂缝防护体楼板可以设计成上下两层板间设施工缝下层板作为受力结构进行计算配筋上层板只配构造筋和温度筋不仅可以减少混凝土的水化热还可利用分层施工形成的结构承受二次施工时的荷载。由于防护体墙板厚度大墙体的配筋采用小间距、小直径多层双向布置构造钢筋各层网片之间用拉结钢筋固定。另外墙洞必须由各专业配合预留设备穿墙预埋管线应沿墙厚呈U状预设（图2）室内应避开主射线照射区域。四、大体积混凝土施工技术措施核医学科室结构防护体属于大体积混凝土虽有利于屏蔽射线但是大体积混凝土容易产生裂缝造成辐射外泄使放疗房间难以达到防辐射的功能要求因此大体积混凝土施工的主要难点是控制裂缝。裂缝的形成主要有以下两个原因：一是温差裂缝由于混凝土中水泥的水化放热大体积混凝土内部升温幅度比表层大而且内部降温速度比表层慢因此混凝土内外形成较大的温