装配式!杭州的医院建筑是这么应用的~

15:14 - 30/07/2020 | 来自: 医疗建筑师联盟

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按照《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发[2016]71号),装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑。它肇始于欧洲,如今在美国、日本、加拿大、新加坡等国家已经发展得很成熟。
与传统建造方式相比,装配式建筑的优势集中体现为资源节约、品质优良、风格多样、工期加快、成本可控、灵活易变。装配式建造现场的粉尘、噪音、污水大大减少,对周边干预少。
杭州市从2008年开始尝试在浙江大学医学院附属第二医院滨江院区、浙江大学医学院附属邵逸夫医院下沙院区等项目中采用局部集成化装配式内装修。自2014年开始,杭州市医院建设的装配式建筑技术应用有了实质性推进。



一、装配式建造在医院建筑项目中的应用形式



(一)装配式内装修

杭州市中医院丁桥院区新建项目、杭州师范大学附属医院原有建筑改造项目等采取集成化装配式内装修。
杭州市中医院丁桥院区占地161.26亩,总建筑面积为167000m2,设床位1000张,概算为8.28亿元;2014年12月动工,2018年12月建成启用;集成化装配式內装修分2个标段纳入室内精装修工程,对投标申请人进行资格预审。在项目实践的基础上,我们与有关单位合作编写的《医疗建筑集成化装配式内装技术标准》(T/CSUS 03-2019)已由中国城市科学研究会作为团体标准发布,2019年6月1日起在全国实施。
项目采用的主材为0.8mm的热镀锌钢板,表面PVC热贴膜可根据医院需求定制(木纹、墙纸花纹等),观感及手感与传统木材、墙纸难以区分;通过模数、模块的系列组合变化平面和立面,实现装配效果的个性化;热镀锌钢板抗火等级达到A级,符合医院建筑内墙用材须要具备的防火等级要求。

墙体结构采用全承插式的连接技术,框架竖龙骨与横龙骨以及框架与面板间均采用卡扣式连接,无焊接,免螺栓;每个模块可独立无损伤拆装,降低后期运营维护的成本,可实现医院空间升级改造时部品的重复利用,使建筑装饰不再是一次性装饰品,而是可持续维护、改造、升级的工业品。


图1  杭州市中医院丁桥院区过道隔墙


墙体框架龙骨走线孔、挂钩孔为工厂预制,避免现场大量开孔与打螺钉作业,提高安装效率,改善施工环境;挂钩与面板一体化成型,减少施工现场面板与挂钩二次复合的工序,提高了安装效率,保证了整体连接强度。

项目采用了装配式钢制柜体与钢制墙体系统一体化技术,其工序为:室内设计→工业设计(设计图纸深化,形成标准化、模块化部品部件)→加工图转化→工厂化生产→装配化施工。柜体采用钢制材料,表面为木纹色,背板为墙面色板,既利用了墙体空间,又节约了用材,提升了整体美观性。部品为工厂预制、现场安装,施工简便,不须要采用传统的砌砖、现浇混凝土、抹灰、刮腻子、做饰面等工序。
墙体内装与机电管线一体化设计,墙体可作为机电管线的承载体,墙体与机电管线采用统一模数,释放了吊顶上及高架地板下的管线布置压力,减少了后期变更。绿色环保的原材料和工艺保证了部品部件本身无毒无害,高精度的工业化部品部件从根本上消除了胶的使用,保证了室内0甲醛,无T-VOC等污染,同时大幅缩短了内装后的通风时间。
墙体吊顶内装融合公共艺术,在候诊区域、儿科诊区等区域的热镀锌钢板上UV打印预设的艺术图案;在护士台背景、走廊墙面的热镀锌钢板上以击孔、镂空的方式形成预设的艺术图案;在医疗街的热镀锌钢板上嵌入透光漏窗和艺术标识;在病区过道、会议室的吊顶嵌入预设的艺术灯具;在门诊大厅、文化展示区等用热镀锌钢板、透明树脂板等设置凹凸艺术背景墙。
借鉴民用飞机客舱和高铁车厢内装饰的思路,通过标准单元空间组合的方法建立门诊诊区、病区病房等一系列功能的基本模块,为日后房间重新分隔组合创造了便利条件。

门诊诊区模块中,诊疗空间整合了看片器、叫号器、吸音墙面、墙面灯光系统等设备以及门、收纳柜、服务台、洗手卫生洁具等,这样不仅节省了室内空间,保证了诊室的功能性,而且保持了诊疗空间的持久整洁性、美观性。




图2  杭州市中医院丁桥院区门诊诊区



图3  杭州市中医院丁桥院区门诊诊室


病区病房模块中,知名专业家具企业生产的护士台等家具与病区内装整体设计。病区走廊墙面、病房四周墙面全部为热镀锌钢板,并采用医疗设备带与装配式钢制墙体系统一体化技术,设备带嵌入墙体表面,与墙体齐平,不积灰、易清洁,提升了整体美观性,并保证病房空间的洁净度;设备带作为墙体中的一个功能模块,可与其他墙体模块通用、互换,易于拆卸更换或重复利用;设备带背面设置隔音加强板,解决由于设备带嵌入而导致的墙体隔音效果削弱的问题。部分整体卫生间地板采用FRP(SMC)高强度耐腐蚀塑材,墙壁采用镀锌钢板(树脂覆膜)+底部石膏板,天花板采用镀锌钢板(树脂覆膜)+底部石膏板,门框架采用铝材。

图4  杭州市中医院丁桥院区病房

杭州师范大学附属医院原有住院楼维修改造工程采购预算为393万元,采取竞争性磋商方式采购,改造工程涉及的隔墙、天花、门等采用集成化装配式装饰。



(二)局部采用装配式预制建筑构件

杭州市第七人民医院精神科病房楼改扩建项目,地下两层、地上九层,总建筑面积为19024.48平方米。
《浙江省人民政府办公厅关于绿色建筑和建筑工业化发展的实施意见》、《杭州市人民政府办公厅关于加快推进新型建筑工业化的实施意见》均鼓励政府投资的公建项目率先采用装配式建筑形式,其中相关条款中明确规定:“推行工程总承包的政府投融资的依法必须进行招标的装配式建筑项目,只有少数几家建筑工业化生产施工企业能够承建的,符合规定的允许采用邀请招标。”该项目经审批最后采用邀请招标。
该项目装配率达到22%,预制的构件主要是楼层的楼板、楼梯与架空连廊。虽然预制率不高,但这是PC装配式建筑在浙江省内医院建设项目中的首次应用。采用上述结构形式,可减少现场施工时模板的使用量, 减少现场的施工量,工期可提前10%。除主要受力构件梁柱、地下室全部区域、一层顶板、屋面板、水量大的区域楼板等结构构件仍采用传统混凝土现浇形式外,其余楼层楼板采用叠合板结构形式,地上部分楼梯采用预制楼梯。项目所在地为正在运营的地处西湖区风景名胜区内的医院内部,场地狭小且工期较紧,采用装配式建筑形式减少了传统建造工艺带来的如噪声、粉尘、渣土等对环境的影响,大大减少了对医院患者和医院工作的干扰。


(三)整体采用装配式建造技术

杭州市第七人民医院浙西院区一期工程建设床位数为500张,总建筑面积约47465m2,占地127亩,总投资27057.02万元。项目采用国际性方案设计竞赛,邀请7家国内外知名设计院参赛,其中4家是境外设计院,最终美国一家公司的设计方案胜出。设计方案突出“少规格,多组合”的模块化设计理念,“少规格”是指各模块的平面空间具有简单、规则的特征;“多组合”就是标准模块的接口具备通用性,以便模块单元对接,标准化模块主要应用于病房区、诊室等。模块化设计方案为应用装配式建造技术奠定了技术基础。


图5  杭州市第七人民医院浙西院区设计效果图


项目采用EPC建设模式,以邀请招标的形式,优选出具备EPC建设经验的且具备相当规模钢构件制作基地的工程总承包联合体,按照合同规定,经过联合体内部招投标程序将施工总承包发包给施工特级单位。对于涉及的医用专项工程,EPC单位将相应设计与施工工作分包给专业单位。

项目装配率达到75%以上。
结构柱、支撑等竖向构件,梁、板和楼梯等构件全部采用装配式构件,主体结构采用钢结构。
围护墙采用非承重非砌筑—ALC(蒸压加气混凝土砌块)大板装配,建筑外围护采用保温、隔热与装饰一体化板—一体化铝板。一体化铝板以防火性能达到A1级的珠光砂保温板为内侧保温材料、氟碳漆铝板为外衬面板,整板在工厂预制加工成型,具有建筑装饰、保温节能、隔热隔音、耐水稳定等性能。
内隔墙采用轻集料混凝土条板和钢制成品隔墙两种材料组合设计,其中轻集料混凝土条板内隔墙体系非砌筑、非承重,具有重量轻、强度高、保温防火、耐高温、防水、防潮、耐腐蚀、隔音、吸声、抗震、抗冲击、性能稳定、环保等性能特点,符合四节一环保要求。主体楼面结构设计采用钢筋桁架楼承板,由0.5mm厚镀锌钢板底模+钢筋桁架+C30现浇混凝土组合而成,形成120mm(130mm)厚整体楼板,底模和钢筋桁架在工厂定型加工,工程上拼装即可,无需木模板体系,代替了传统钢筋混凝土施工需要的支模架和木模体系,同时起到混凝土结构中钢筋的作用,与传统做法相比省时、省力、省材。局部应用整体式卫生间,实现了“干作业、免抹灰”,避免了传统大面积湿作业带来的弊端。所有材料提前定尺、提前下料,现场装配。




二、智慧建造



装配式建筑最有条件率先走向智慧建造。智慧建造作为信息技术、数字技术与施工现场深度融合的产物,对以科技创新促进传统建造方式升级,提高项目管理和生产效率达到精益建造,推动建筑产业现代化,实现高质量发展都具有重要意义。
杭州地区医院的装配式建造充分运用了BIM、物联网、大数据、云计算与VR等信息技术,实现多种场景智慧应用。
施工图设计阶段的BIM应用是各专业模型构建并进行优化设计的复杂过程,包括建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业。在此基础上,根据专业设计、施工等知识框架体系,进行碰撞检测、三维管线综合、竖向净空优化等基本应用,完成对施工图的多次优化。
项目建立云协作管理平台,进行医院、监理、跟审、EPC承包商、施工总包及分包单位为一体的信息协同,为实现项目精细化管理、减少工期打下坚实基础。
应用物联网技术搭建建筑系统平台,使建筑质量全过程可追溯,如通过二维码技术有效管控钢结构构件的采购、加工、运输、安装等环节,实现构件信息的可追溯,严格保证施工质量。同时要求监理单位派驻专监进驻钢构件加工工厂进行驻场监理,把控钢构件质量。
应用VR技术,及时发现不易察觉的设计缺陷或问题,减少由于事先规划不周全而造成的损失;通过漫游功能对已建模型进行自由模拟查看,从而发现其中的碰撞,检验模型的宽度、净空的合理性,还可以进行测量,并能保存相应的视点,以备记录查看;还可导出相应的动画,在漫游动画中发现问题,记录问题,解决问题




三、成本及技术难题



装配式建筑的建造成本是个热议的话题,普遍认为其比传统建造成本要高。但严格来讲很难做简单比较,因为两者除了建造方式不同以外,建筑材料、建成品的品质效果也不同,不存在简单的可比性。
从我们的具体实施情况来看,除了装配式结构体系成本比传统现浇体系高以外,装配式内装修成本与类似材料的内装修无明显差异。杭州市为鼓励发展装配式建筑,2018年10月出台文件,对装配式结构预制率超过20%的,每增10%,建设工程概算增300元/m2
随着装配式施工技术的不断推广使用,装配式建筑施工成本在未来的发展中还会有较大压缩空间。
目前,装配式建筑部品构件存在一系列技术难题:标准化程度不够;针对医院建设特点的市场与全产业链不够成熟,针对医院特点的模块化设计簇库还非常初步;设计与其他环节脱节,设计的构件、部品部件不便于加工和安装,导致工厂生产和现场装配的工序复杂、效率低下、成本增加。这些都是装配式建筑在医院推广过程中必须要解决的问题,希望引起相关部门重视。




四、结束语




建造速度快、建筑质量高、环境影响小、节约劳动力、灵活性强的装配式建筑是未来医院建筑的发展趋势。目前,国家和各地出台的装配式建筑评价标准设置的指标多面向住宅,缺乏针对医院建筑特点的内容。
为实现设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化目标,打造适用、经济、安全、绿色、美观的医院建筑,为群众营造方便、舒适、温馨的医疗环境,有关部门、团体应制定医院装配式建筑评价标准等相关规范标准。



作者:项海青  浙江省杭州市卫生事业发展中心

文章来源于chae杂志,因版面有限,特略去参考文献。


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