注冊(cè)一級(jí)建筑師|裝配式技術(shù)運(yùn)用到醫(yī)院建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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裝配式技術(shù)在醫(yī)療建筑中的實(shí)踐

上海市寶山區(qū)精神衛(wèi)生中心遷建項(xiàng)目

醫(yī)院建筑雖然功能復(fù)雜，但謹(jǐn)遵模數(shù)，同時(shí)單元重復(fù)率高，精度要求高，若為特殊用途醫(yī)院還會(huì)對(duì)工期要求嚴(yán)格。而裝配式建筑大部分構(gòu)件為工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝，具有精度高、速度快的特點(diǎn)，尤其適用于單元重復(fù)率高的構(gòu)件和單元模塊。二者尤為投契，可謂一拍即合。以下為以上海市寶山區(qū)精神衛(wèi)生中心遷建項(xiàng)目為例，介紹我院裝配式技術(shù)在醫(yī)療建筑中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)過(guò)程。

一、項(xiàng)目概況

圖2.1鳥瞰圖

建設(shè)地點(diǎn)：上海寶山區(qū)顧村鎮(zhèn)

建筑規(guī)模：建設(shè)用地面積20096㎡(約30畝)，擬建建筑面積約60254.6㎡，其中地上44349.4㎡、地下15905.2㎡。共設(shè)床位700張。

建筑高度：45.3m

結(jié)構(gòu)類型：裝配整體式混凝土框架—裝配整體式框架剪力墻結(jié)構(gòu)

預(yù)制構(gòu)件類型：預(yù)制柱、預(yù)制梁、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯。

預(yù)制率：40%以上

二、建筑概念

在立面設(shè)計(jì)時(shí)更加注重醫(yī)患的精神需求，希望能用物理空間療愈心靈空間。旨在打造一個(gè)親切溫暖，賓至如歸，高效合理的如美麗家園般的醫(yī)院。因而在做立面設(shè)計(jì)時(shí)借鑒白色絲綢的意向，形成流線型的橫向立面線條。

圖2.2 立面概念

圖2.3立面效果圖

三、裝配式技術(shù)難點(diǎn)與突破

基于設(shè)計(jì)理念與空間限定，本項(xiàng)目存在如下技術(shù)難點(diǎn)：

(1)調(diào)整立面開洞，外墻拆分多方案對(duì)比，打造非線性預(yù)制外墻。建筑立面造型豐富且靈動(dòng)，建筑墻身有不規(guī)則線腳。流線型元素對(duì)施工精度要求極高，若采用傳統(tǒng)建造方式將花費(fèi)高昂的人力物力。為解決這一問(wèn)題，同時(shí)滿足預(yù)制率，南、北住院樓需做預(yù)制外掛墻板。為滿足建筑立面效果，同時(shí)減少墻板的模具類型，預(yù)制范圍避開轉(zhuǎn)角弧形等不規(guī)則區(qū)域，其余建筑立面設(shè)計(jì)時(shí)考慮外墻拆分，并對(duì)比不同外墻板拆分方案，建筑調(diào)整窗戶尺寸及布置，最終得到較滿意的方案。不同樓層之間墻身線腳建筑通過(guò)GRC等二次施工方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，保證了不同樓層之間外墻板共模。

圖2.5 立面方案調(diào)整過(guò)程

(2)內(nèi)裝機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，減少預(yù)制構(gòu)件開槽預(yù)留。建筑使用功能復(fù)雜，儀器設(shè)備種類較多，布置不規(guī)則，導(dǎo)致電氣點(diǎn)位且無(wú)規(guī)律。醫(yī)用設(shè)備、消防設(shè)備等強(qiáng)弱電點(diǎn)位紛繁錯(cuò)雜，為保證裝配式構(gòu)件生產(chǎn)效率，現(xiàn)場(chǎng)施工的準(zhǔn)確性及速度，設(shè)計(jì)時(shí)電氣管線均走在建筑吊頂內(nèi)(地插等鋪設(shè)在建筑面層中)，預(yù)制構(gòu)件不預(yù)埋電氣線盒，大大歸并了預(yù)制構(gòu)件的類型，同時(shí)方便后期檢修更換。

圖2.6 內(nèi)裝吊頂與燈槽，與主體結(jié)構(gòu)脫離，方便維護(hù)更換

圖2.7 機(jī)電管線在吊頂內(nèi)敷設(shè)，與主體結(jié)構(gòu)分離，方便檢修維護(hù)，減少構(gòu)件開槽

(3)歸并集中降板區(qū)域，減少預(yù)制構(gòu)件種類。建筑使用功能要求，各樓層處有不規(guī)則降板區(qū)域，樓板有較多不規(guī)則洞口。若預(yù)制降板處樓蓋，導(dǎo)致預(yù)制梁、板均為非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，增加預(yù)制構(gòu)件模具數(shù)量，且現(xiàn)場(chǎng)需在降板處二次支模，增加施工難度。為解決這一問(wèn)題，建筑專業(yè)盡量將降板區(qū)集中于某一跨柱網(wǎng)內(nèi)，若有大量房間需降板，則要保證降板形式與范圍均標(biāo)準(zhǔn)，裝配式設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)制樓蓋范圍首先避開降板區(qū)域，復(fù)核預(yù)制率不滿足時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)化的降板房間選擇預(yù)制。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)樓板洞口邊加封邊次梁，裝配式建議結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)洞口加構(gòu)造暗梁，保證預(yù)制梁種類較少。

圖2.8 南北樓預(yù)制構(gòu)件對(duì)比

(4)地塊內(nèi)平衡，協(xié)調(diào)建筑功能與預(yù)制率。南、北住院樓建筑功能相對(duì)簡(jiǎn)單，房間布置重復(fù)率較高;裙房?jī)H二層，后勤樓為四層，建筑柱網(wǎng)與結(jié)構(gòu)樓蓋布置均不標(biāo)準(zhǔn)。因此在裝配式設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)制率計(jì)算采用整個(gè)項(xiàng)目計(jì)算，提高南、北住院樓預(yù)制率，而裙房及后勤樓及預(yù)制樓板及樓梯，這樣既保證預(yù)制率滿足要求，提高了預(yù)制構(gòu)件的重復(fù)率，降低了裝配式設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的難度。

圖2.9 南北樓預(yù)制構(gòu)件對(duì)比

裝配式醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

裝配式技術(shù)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用已具備一定技術(shù)條件，且由于醫(yī)院建筑自身特點(diǎn)，尤其適合裝配式設(shè)計(jì)，工業(yè)化施工。但在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中仍需注意以下幾點(diǎn)：

01、內(nèi)裝設(shè)計(jì)一體化

醫(yī)院的建筑設(shè)計(jì)與室內(nèi)設(shè)計(jì)并沒(méi)有明確的界限。無(wú)障礙設(shè)計(jì)、防撞設(shè)計(jì)、圓弧倒角乃至鑲嵌醫(yī)療設(shè)備后的預(yù)留緩沖空間等都需要建筑與室內(nèi)通力配合。謹(jǐn)遵設(shè)計(jì)規(guī)范，增加安全系數(shù)，將室內(nèi)設(shè)計(jì)落實(shí)到每個(gè)建筑細(xì)部大樣中。

02、公共區(qū)域開敞化

醫(yī)院為公共建筑，為解決交通和采光問(wèn)題往往會(huì)設(shè)置中庭及醫(yī)療街。二者均跨度較大，建筑師在設(shè)計(jì)方案時(shí)需要考慮到二者相對(duì)位置，避免造成結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，觸發(fā)超限條件，影響預(yù)制率。

03、設(shè)備設(shè)計(jì)智能化

在現(xiàn)代醫(yī)療體系中，大量用到智能化電子設(shè)備，因而設(shè)備點(diǎn)位和預(yù)留預(yù)埋數(shù)量龐大且精度要求高，造成設(shè)計(jì)工作量巨大，因而需要借助BIM等三維設(shè)計(jì)工具。同時(shí)也要考慮避免在固定結(jié)構(gòu)部件開槽預(yù)留，而將設(shè)備管線與內(nèi)裝墻體結(jié)合，既可提高構(gòu)件重復(fù)率，也為設(shè)備維修和更換提供便利。

04、空間分隔靈活化

隨著社會(huì)科技與醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，醫(yī)療器械與空間分隔更新周期越來(lái)越短。因而內(nèi)隔墻應(yīng)采用方便拆卸再組裝的材料?；谶@一考慮，在合適區(qū)域可采用經(jīng)過(guò)符合標(biāo)準(zhǔn)的輕質(zhì)隔墻、輕鋼龍骨隔墻等裝配式內(nèi)隔墻。選用新技術(shù)、新材料為醫(yī)院降低能耗。

05、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

選用標(biāo)準(zhǔn)圖集，使細(xì)部設(shè)計(jì)高效精準(zhǔn)。原國(guó)家建設(shè)部2008年已出版《國(guó)家醫(yī)院裝飾標(biāo)準(zhǔn)圖集》，它是根據(jù)國(guó)家各個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)差異、使用差異統(tǒng)一歸納作出的各部位的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，作為對(duì)國(guó)內(nèi)醫(yī)院建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)參考。圖集中每個(gè)部位有不同的選擇，利于醫(yī)院在室內(nèi)環(huán)境建設(shè)中相互接軌，甚至與國(guó)際的接軌，消除在環(huán)境、設(shè)施上的巨大差別。

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