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裝配式!杭州市醫院建筑把這項新技術用活了~

發布時間:2020-07-29 17:04    作者:星立方科技     瀏覽次數:

裝配式建筑是用預制部品部件在工地裝配而成的建筑。與傳統建造方式相比,裝配式建筑的優勢集中體現為資源節約、品質優良、風格多樣、工期加快、成本可控、靈活易變。裝配式建造現場的粉塵、噪音、污水大大減少,對周邊干預少。杭州市從2008年開始嘗試在浙江大學醫學院附屬第二醫院濱江院區、浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院下沙院區等項目中采用局部集成化裝配式內裝修。自2014年開始,杭州市醫院建設的裝配式建筑技術應用有了實質性推進。
 
裝配式建造在醫院建設項目中的應用形式
裝配式內裝修
杭州市中醫院丁橋院區新建項目、杭州師范大學附屬醫院原有建筑改造項目等采取集成化裝配式內裝修。
杭州市中醫院丁橋院區項目采用的主材為0.8mm的熱鍍鋅鋼板,表面PVC熱貼膜可根據醫院需求定制(木紋、墻紙花紋等),觀感及手感與傳統木材、墻紙難以區分;通過模數、模塊的系列組合變化平面和立面,實現裝配效果的個性化;熱鍍鋅鋼板抗火等級達到A級,符合醫院建筑內墻用材須要具備的防火等級要求。
墻體結構采用全承插式的連接技術,框架豎龍骨與橫龍骨以及框架與面板間均采用卡扣式連接,無焊接,免螺栓;每個模塊可獨立無損傷拆裝,降低后期運營維護的成本,可實現醫院空間升級改造時部品的重復利用,使建筑裝飾不再是一次性裝飾品,而是可持續維護、改造、升級的工業品。  
圖1 杭州市中醫院丁橋院區過道隔墻
墻體框架龍骨走線孔、掛鉤孔為工廠預制,避免現場大量開孔與打螺釘作業,提高安裝效率,改善施工環境;掛鉤與面板一體化成型,減少施工現場面板與掛鉤二次復合的工序,提高了安裝效率,保證了整體連接強度。
項目采用了裝配式鋼制柜體與鋼制墻體系統一體化技術,其工序為:室內設計→工業設計(設計圖紙深化,形成標準化、模塊化部品部件)→加工圖轉化→工廠化生產→裝配化施工。柜體采用鋼制材料,表面為木紋色,背板為墻面色板,既利用了墻體空間,又節約了用材,提升了整體美觀性。部品為工廠預制、現場安裝,施工簡便,不須要采用傳統的砌磚、現澆混凝土、抹灰、刮膩子、做飾面等工序。
墻體內裝與機電管線一體化設計,墻體可作為機電管線的承載體,墻體與機電管線采用統一模數,釋放了吊頂上及高架地板下的管線布置壓力,減少了后期變更。綠色環保的原材料和工藝保證了部品部件本身無毒無害,高精度的工業化部品部件從根本上消除了膠的使用,保證了室內0甲醛,無T-VOC等污染,同時大幅縮短了內裝后的通風時間。
墻體吊頂內裝融合公共藝術,在候診區域、兒科診區等區域的熱鍍鋅鋼板上UV打印預設的藝術圖案;在護士臺背景、走廊墻面的熱鍍鋅鋼板上以擊孔、鏤空的方式形成預設的藝術圖案;在醫療街的熱鍍鋅鋼板上嵌入透光漏窗和藝術標識;在病區過道、會議室的吊頂嵌入預設的藝術燈具;在門診大廳、文化展示區等用熱鍍鋅鋼板、透明樹脂板等設置凹凸藝術背景墻。
借鑒民用飛機客艙和高鐵車廂內裝飾的思路,通過標準單元空間組合的方法建立門診診區、病區病房等一系列功能的基本模塊,為日后房間重新分隔組合創造了便利條件。
門診診區模塊中,診療空間整合了看片器、叫號器、吸音墻面、墻面燈光系統等設備以及門、收納柜、服務臺、洗手衛生潔具等,這樣不僅節省了室內空間,保證了診室的功能性,而且保持了診療空間的持久整潔性、美觀性。

圖2 杭州市中醫院丁橋院區門診診區
圖3杭州市中醫院丁橋院區門診診室
病區病房模塊中,知名專業家具企業生產的護士臺等家具與病區內裝整體設計。病區走廊墻面、病房四周墻面全部為熱鍍鋅鋼板,并采用醫療設備帶與裝配式鋼制墻體系統一體化技術,設備帶嵌入墻體表面,與墻體齊平,不積灰、易清潔,提升了整體美觀性,并保證病房空間的潔凈度;設備帶作為墻體中的一個功能模塊,可與其他墻體模塊通用、互換,易于拆卸更換或重復利用;設備帶背面設置隔音加強板,解決由于設備帶嵌入而導致的墻體隔音效果削弱的問題。部分整體衛生間地板采用FRP(SMC)高強度耐腐蝕塑材,墻壁采用鍍鋅鋼板(樹脂覆膜)+底部石膏板,天花板采用鍍鋅鋼板(樹脂覆膜)+底部石膏板,門框架采用鋁材。
圖4  杭州市中醫院丁橋院區病房
杭州師范大學附屬醫院原有住院樓維修改造工程采購預算為393萬元,采取競爭性磋商方式采購,改造工程涉及的隔墻、天花、門等采用集成化裝配式裝飾。
局部采用裝配式預制建筑構件
杭州市第七人民醫院精神科病房樓改擴建項目,地下兩層、地上九層,總建筑面積為19024.48平方米。
該項目裝配率達到22%,預制的構件主要是樓層的樓板、樓梯與架空連廊。雖然預制率不高,但這是PC裝配式建筑在浙江省內醫院建設項目中的首次應用。采用上述結構形式,可減少現場施工時模板的使用量, 減少現場的施工量,工期可提前10%。除主要受力構件梁柱、地下室全部區域、一層頂板、屋面板、水量大的區域樓板等結構構件仍采用傳統混凝土現澆形式外,其余樓層樓板采用疊合板結構形式,地上部分樓梯采用預制樓梯。項目所在地為正在運營的地處西湖區風景名勝區內的醫院內部,場地狹小且工期較緊,采用裝配式建筑形式減少了傳統建造工藝帶來的如噪聲、粉塵、渣土等對環境的影響,大大減少了對醫院患者和醫院工作的干擾。
整體采用裝配式建造技術
杭州市第七人民醫院浙西院區一期工程建設床位數為500張,總建筑面積約47465m2,占地127畝,總投資27057.02萬元。美國一家公司的設計方案突出“少規格,多組合”的模塊化設計理念,“少規格”是指各模塊的平面空間具有簡單、規則的特征;“多組合”就是標準模塊的接口具備通用性,以便模塊單元對接,標準化模塊主要應用于病房區、診室等。模塊化設計方案為應用裝配式建造技術奠定了技術基礎。
圖5  杭州市第七人民醫院浙西院區設計效果圖
項目采用EPC建設模式,以邀請招標的形式,優選出具備EPC建設經驗的且具備相當規模鋼構件制作基地的工程總承包聯合體,按照合同規定,經過聯合體內部招投標程序將施工總承包發包給施工特級單位。對于涉及的醫用專項工程,EPC單位將相應設計與施工工作分包給專業單位。
項目裝配率達到75%以上。
結構柱、支撐等豎向構件,梁、板和樓梯等構件全部采用裝配式構件,主體結構采用鋼結構。
圍護墻采用非承重非砌筑—ALC(蒸壓加氣混凝土砌塊)大板裝配,建筑外圍護采用保溫、隔熱與裝飾一體化板—一體化鋁板。一體化鋁板以防火性能達到A1級的珠光砂保溫板為內側保溫材料、氟碳漆鋁板為外襯面板,整板在工廠預制加工成型,具有建筑裝飾、保溫節能、隔熱隔音、耐水穩定等性能。
內隔墻采用輕集料混凝土條板和鋼制成品隔墻兩種材料組合設計,其中輕集料混凝土條板內隔墻體系非砌筑、非承重,具有重量輕、強度高、保溫防火、耐高溫、防水、防潮、耐腐蝕、隔音、吸聲、抗震、抗沖擊、性能穩定、環保等性能特點,符合四節一環保要求。主體樓面結構設計采用鋼筋桁架樓承板,由0.5mm厚鍍鋅鋼板底模+鋼筋桁架+C30現澆混凝土組合而成,形成120mm(130mm)厚整體樓板,底模和鋼筋桁架在工廠定型加工,工程上拼裝即可,無需木模板體系,代替了傳統鋼筋混凝土施工需要的支模架和木模體系,同時起到混凝土結構中鋼筋的作用,與傳統做法相比省時、省力、省材。局部應用整體式衛生間,實現了“干作業、免抹灰”,避免了傳統大面積濕作業帶來的弊端。所有材料提前定尺、提前下料,現場裝配。
 
智慧建造
裝配式建筑最有條件率先走向智慧建造。杭州地區醫院的裝配式建造充分運用了BIM、物聯網、大數據、云計算與VR等信息技術,實現多種場景智慧應用。
施工圖設計階段的BIM應用是各專業模型構建并進行優化設計的復雜過程,包括建筑、結構、給排水、暖通、電氣等專業。在此基礎上,根據專業設計、施工等知識框架體系,進行碰撞檢測、三維管線綜合、豎向凈空優化等基本應用,完成對施工圖的多次優化。
項目建立云協作管理平臺,進行醫院、監理、跟審、EPC承包商、施工總包及分包單位為一體的信息協同,為實現項目精細化管理、減少工期打下堅實基礎。 
應用物聯網技術搭建建筑系統平臺,使建筑質量全過程可追溯,如通過二維碼技術有效管控鋼結構構件的采購、加工、運輸、安裝等環節,實現構件信息的可追溯,嚴格保證施工質量。同時要求監理單位派駐專監進駐鋼構件加工工廠進行駐場監理,把控鋼構件質量。
應用VR技術,及時發現不易察覺的設計缺陷或問題,減少由于事先規劃不周全而造成的損失;通過漫游功能對已建模型進行自由模擬查看,從而發現其中的碰撞,檢驗模型的寬度、凈空的合理性,還可以進行測量,并能保存相應的視點,以備記錄查看;還可導出相應的動畫,在漫游動畫中發現問題,記錄問題,解決問題。 

作者/項海青 
單位:浙江省杭州市衛生事業發展中心
內容來源于本刊2020年07期


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