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弗吉尼亚联邦大学(VCU)卫生专业学院(CHP)位于弗吉尼亚州里士满市中心,距离州议会大厦几个街区,为未来的卫生保健专业人员提供世界一流的教育和培训。
该建筑是11个医疗保健领域的项目所在地,如老年学、护士麻醉、职业和物理治疗以及放射科学。多个院系在美国名列前茅。
为了纪念该计划成立50周年,VCU于2019年开放了备受赞誉的新CHP大楼,首次将其所有联合医疗专业计划汇集在一个屋檐下。这个最先进的设施支持跨学科研究和奖学金以及综合保健研究。
CHP拥有先进的模拟实验室、教室和研究空间。它还包括一个双层高的生物力学研究实验室,几个创客空间和一个智能家居公寓。先进的技术为学生在现实环境中提供实践培训,使他们获得宝贵的经验,并培养在医疗保健领域取得成功所需的技能。
2015年,VCU与EYP建筑工程公司签约,领导新建筑的设计。Mueller Associates与EYP合作,提供机械、电气、管道(MEP)和消防工程服务。
CHP共有八层,总面积为15.4万平方英尺,其高度和大小让它感觉更像是一个校园,而不是一栋建筑。考虑到建筑的范围和项目的复杂性,工程团队在设计管道系统时遇到了一些挑战。其中许多挑战在高等教育实验室空间中是常见的,而其他挑战则是这种规模和复杂性的建筑所特有的。
声衰减与声滞后
穆勒的工程师们解决的第一个挑战是声学衰减。
CHP一楼有一个巨大的玻璃礼堂,可容纳160人,所有院系都可以使用。虽然通常可以直接避免将主要公用设施穿过这些敏感空间,但考虑到礼堂的位置,穆勒的工程师不得不设计出另一种解决方案。
在这种情况下,整个建筑收集的雨水管道在礼堂附近的区域达到高潮,其中一个主水管直接穿过空间。
由于建筑物的高度和隔音的需要,管道工程团队设计了一个铸铁排水管系统。铸铁土壤管道研究所(http://bit.ly/3TFZQyd)指出:“与全塑料系统相比,将铸铁用于废物管道将使系统的噪音降低11倍。”
除了铸铁的固有质量外,该团队还在管道上应用了一种质量负载的乙烯基覆盖物,也被称为声音滞后,这使管道系统每平方英尺增加一磅。随着系统质量的增加,更多的声能被吸收,更少的声能在空间中传播。
穆勒的铸铁排水管系统和隔音设计,再加上建筑的衰减,从礼堂的窗户看出去是唯一知道下雨的方法!
创造性分区可以显著节省电力
建筑的整体布局和占地面积也对管道系统的设计提出了挑战。
VCU的目标是将五栋建筑和两个校区的项目统一到一个中心枢纽。此外,VCU的理想建筑位置是在城市校园四合院的一个严格约束的边缘。该网站提供方便的步行前往VCU的医疗设施和生物+科技园。
为了在这个紧凑的区域内将11个单元整合到一栋建筑中,建筑团队设计了一座总面积为154,000平方英尺的八层建筑。
从管道的角度来看,热电联产有限的平方英尺和巨大的高度要求工程师在家庭水压区域上创造性。进入建筑物的残余水压约为54磅/平方规;街道压力不足以满足建筑物的全部需求。
为了满足规范要求的40磅/平方英寸(psi),工程师需要提供额外的58磅/平方英寸,总计112磅/平方英寸。
为了到达顶层,需要一个家用增压泵。两种常规方法可以实现这一点,最直观的是为整个建筑负载大小增压泵。这种解决方案通常提供对建筑物关键基础设施至关重要的保证水压。然而,在进一步评估建筑物的布局后,该团队发现了其他方法来满足CHP的需求并产生显著的节省。
在热电联产系统中,基本的固定装置和设备位于较高的楼层;一楼和二楼主要包括演讲厅和一个大型公共厕所。通过从街道水压供应一楼和二楼,工程师将生活用水增压泵从200加仑/分钟(gpm)减少到160加仑/分钟左右,减少了20%的水流量。
流量的减少大大节省了功率,使该泵的尺寸从15马力泵的三缸系统缩小到10马力泵的系统。
在教室环境中模拟现实生活条件
卫生防护中心的管道系统是独一无二的,因为它们在卫生保健或家庭环境中复制了现实生活中的条件,但在教室环境中。
由于病人在家可能需要训练有素的医疗专业人员的帮助,卫生防护中心在二楼设有一个智能公寓,培训学生帮助行动不便的人。它有厨房、卧室和浴室。
物理治疗、职业治疗、老年学和其他专业的学生使用该公寓学习如何帮助残疾人——无论是身体上的、感官上的还是认知上的——尽可能地独立生活。
对于这些可控的设置,比如智能公寓,工程师在设计中考虑了几个特殊的因素。例如,抽水马桶和托架可以承受超过500磅的静载荷。淋浴/浴缸组合包括一个长臂手花洒,而不是传统的淋浴头。
虽然厨房水槽和盥洗室更传统,但它们具有杠杆手柄和手动操作,符合ADA标准。
卫生防护中心的课程还包括减肥课程。为了满足这个项目的要求,管道装置满足了病人对重量容量、可达性和尊严的需求。
严格要求:安全、清洁和应急准备
CHP的一个更有趣的空间在三楼。这一级别的模拟和成像设备为未来的护士麻醉和放射科学项目的外科工作人员提供了在现实环境中使用相同设备进行实践的机会,他们有一天会使用相同的设备对癌症患者进行放射治疗。
这个级别的一个突出特点是虚拟环境放射治疗训练模拟实验室,它允许放射科学系的学生探索放射治疗治疗技术,类似于飞行员如何使用飞行模拟器。这一层还包括手术室、擦洗站、恢复区等,学生可以在这里接受各种手术和相关并发症的培训。
每个手术套件的头部壁上都有氧气、真空、压缩空气和一氧化二氮(麻醉)连接。美国国家医学图书馆(http://bit.ly/3z3lP8K)指出:“持续吸入(一氧化二氮)蒸汽可能会损害决策过程。”
由于这些安全原因,压缩空气取代了一氧化二氮。允许一定数量的氧气使用,因为某些设备可能会因意外气体供应而损坏。
工程师不能严格遵循NFPA 99:卫生保健设施规范因为卫生防护中心并不是真正的医疗机构然而,这些标准被用来尽可能密切地指导设计和安装要求。例如,废弃麻醉气体处理系统和本标准第11章关于应急管理的规定不需要,因为这两个问题都不存在于本设施中。
尽管如此,由于这个教学空间类似于医疗设施,设计团队遵循了管道清洁度的所有建议。无油,涡旋式空气压缩机确保没有油污染压缩空气管道或模拟氧化亚氮系统。
所有安装的阀门和管道都由制造商清洗,加盖并保持密封,直到安装。然后在钎焊过程中用氮气清洗,确保没有外来污染物进入管道系统。
在控制室内和控制室附近还安装了特殊设备,供教官模拟灾难,如缺氧或断电。教官可以访问医用气体关闭阀和远程切断外科手术室的电源。根据他们的判断,他们可以关闭或降低医疗气体系统的压力,关闭为医疗设备供电的电路,或模拟地震或其他自然灾害的组合。
认识到教科书可能不是教未来的医疗保健专业人员如何在停电时挽救病人生命的最佳工具,学生们通过对这些充满压力的场景的现实模拟来学习如何应对这些紧急情况。
采购产品聚丙烯废物,排气和水净化系统
六楼有大楼里最先进的管道系统。在这一层次上,医学实验室科学(MLS)的学生可以使用一个具有全套组件和设备的综合教学实验室。
MLS科学家在我们的医疗保健系统中发挥着至关重要的作用,超过70%的医生诊断都是基于MLS程序提供的信息。尽管他们很重要,但由于该领域相对不为人知,MLS科学家严重短缺。
第6级主要用于MLS项目。一个大教室包括最新的技术和扩展的研究和实验室区域,有48个湿工作台。在这里,学生学习如何使用显微镜,离心机和质谱仪来分析体液和组织,使他们能够帮助医生确定对患者的最佳治疗。
正如预期的那样,这个区域包括大量的柜台空间,包括整体杯水槽和深盆环氧实验室水槽。在设计期间,这个空间的功能还没有完全开发出来。然而,工程师们知道这个空间将使用耐化学的聚丙烯废物和排气系统。
塑料管道研究所(http://bit.ly/3Z7Lyrf)解释说:“聚丙烯是所有常用材料中耐化学性最广的材料之一。”它不需要涂层或特殊的安装来实现这种阻力。当提供耐火组合物时,它是一种符合规范的材料,用于空气充气箱。
在热电联产系统中,这些排水管分别连接到一楼机械室的一个位置,以连接到常规卫生系统。由于目前的计划不使用有害化学物质,因此废物中和系统的成本被推迟,并且采样端口可以进行定期测试。
六楼的实验室有一个水净化系统,为实验提供干净、可预测的介质。主要设计部件是带循环回路的反渗透系统。每个出口都设计成尽可能少地使用非循环管道,也被称为死腿。
当水停滞不前时,沉积物或细菌就会生长。在日常饮用水应用中,这一微小的量可能是可以接受的(在有限的量下),但在像这样的高纯度系统中,需要进行更严格的考虑。
通过将墙上的纯水管道下降到出口,然后再返回到天花板,每个出口都用管道串联起来。未循环管道的数量受限于三通中已经包含的管道数量。
虽然反渗透系统产生的纯净水足以满足大多数实验室应用,但选择实验室水槽具有化学分析仪。该解决方案包括使用点水抛光机,通过去离子墨盒,紫外线灯和超细微米颗粒过滤进一步去除杂质。这些系统提供CLSI I型,18兆欧的水-纯净水的最高标准之一。
新的LEED银级热电联产建筑使VCU能够增加学院的入学率,从而使更多高技能的医疗保健毕业生进入劳动力市场。这个具有里程碑意义的设施已经成为协作和实践团队护理的纽带,具有灵活的教育环境和强大的技术和支持系统。
健康职业学院院长、城市生活垃圾苏珊·帕里什博士说:“这座建筑非常华丽,功能也非常强大,可以让我们训练学生一起工作和合作,这样他们就不会只生活在自己学科的孤岛里。”
查尔斯(查克)J.斯沃普是穆勒联合公司(Mueller Associates)的首席机械工程师,负责该公司的管道和消防工程服务。自2009年加入穆勒以来,他负责管理大型机构项目基础设施系统的机械、管道和消防工程设计。万博手机版登录本官网Chuck是ASPE巴尔的摩分会的主席,是A/E行业的活跃领导者。您可以通过cswope@muellerassoc.com与他联系。