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地区医疗建筑设计与建设面临的挑战

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【摘要】研读并剖析装配式建筑最新政策,分析北京地区医疗建筑设计与建设所面临的挑战,以及现阶段存在的问题。从设计、建设、材料等方面,分析新政对于装配式医疗建筑项目的要求。

【关键词】装配式建筑;医疗建筑;挑战

1引言

2016年9月27日国务院71号文出台后,各地纷纷出台相关政策、工作计划、实施意见。研读各地新政文件可发现,多地主推住宅建筑项目装配式,仅个别经济较为发达地区作为“重点推进地区”出台了有关公共建筑的装配式建筑政策。在2017年6月1日实施的3项装配式建筑技术标准中,均明确了装配式建筑的定义为:结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑;装配式钢结构建筑的结构系统由钢部(构)件构成的装配式建筑。

2目前医疗建筑采用装配式设计与建设情况及面临的挑战

北京市2017年2月22日颁布的《关于加快发展装配式建筑的实施意见》(简称“实施意见”)明确提出:“自2017年3月15日起,新纳入本市保障性住房建设计划的项目和新立项政府投资的新建建筑应采用装配式建筑。”及“鼓励学校、医院、体育馆、商场、写字楼等新建公共建筑优先采用钢结构建筑,其中,政府投资的单体地上建筑面积1×104m2(含)以上的新建公共建筑应采用钢结构建筑。”2017年5月22日颁布的《北京市发展装配式建筑2017年工作计划》(简称“工作计划”)中要求“装配式建筑的装配率应不低于50%”并给出了装配式建筑预制率及装配率计算说明及装配式建筑装配率评分表。通常情况下,北京公立医院新建项目为政府投资项目,稍具规模的项目地上面积均会超过1×104m2。根据“实施意见“和“工作计划”的要求,将会出现很多新建医疗建筑项目采用钢结构装配式建筑。近10a来我国产业化装配式建筑有了一定发展,特别是在工业厂房和住宅建筑中有一定的应用,材料做法、部件部品相对成熟,但在公共建筑项目中仍较少应用。据笔者初步调查,截至2017年底,北京仅有1处在施装配式混凝土结构办公建筑;在装配式建筑政策力度较大、标准体系相对完善的上海,还没有混凝土或钢结构装配式公建项目开工建设;功能复杂、工艺流程要求严格的医疗建筑更无装配式建造的先例。从医疗功能来看,病房部分布局相对标准化,病房卫生间形式更容易统一,适合装配式标准化设计与建造。

近年来,医院的门诊更强调通用化设计,标准诊疗单元的模式也可进行装配式设计与建造。而医技部门因工艺流程复杂,平面布局受医疗功能及大型医疗设备使用需求及未来发展的影响,很难采用统一的模式适应各科室要求,不适宜标准化的设计建造。因此,笔者认为,可在标准病房、病房卫生间和标准门诊用房这几部分尝试采用装配式的设计、建造方式。对应“装配式建造装配率评分表”,除在“非砌筑外围护墙、非砌筑内隔墙、全装修”这3项满足最低分值要求外,结合项目具体情况需在部分区域(如病房卫生间)采用“干式工法地面”在公共区域及卫生间、厨房采用“集成管线和吊顶”“管线与支撑体分离”“BIM应用”这几项拿到足够分数,方能符合装配式建筑装配率的要求。下面简要介绍目前医疗建筑采用装配式设计与建设情况,并分析以上技术对医疗建筑设计与建设的影响。

1)非砌筑外围护墙目前,装配式建筑外墙常见做法有装饰一体化预制挂板、预制条板+外幕墙龙骨体系、预制条板+外墙涂料。装饰一体化预制挂板为新型建筑外墙装饰、保温、围护一体化材料,工厂预制生产后直接运输至现场拼装,常用于80m以下混凝土结构或钢结构住宅,未见公建、医疗项目实际案例。其优点是工厂化率高,现场基本无湿作业,拼装速度快。缺点是板缝直接外露,需处理好保温、防水节点;且大尺度构件对运输环节和拼装施工有一定要求;同时,能提供部品部件且技术相对成熟的生产厂家数量较少;总体投资有一定增量。另外,装饰一体化预制挂板对建筑立面设计有一定要求,需要建筑外轮廓简洁,尽量统一立面元素与规格,以利于全工厂预制现场拼装。预制条板+外幕墙龙骨体系中预制条板为围护结构,装饰、保温功能由幕墙承担。近年来常用于高层、多层混凝土结构或钢结构住宅。其优点是拼装条板板缝不直接外露,保温、防水节点相对稳妥,条板拼装与幕墙安装技术较为成熟。预制条板及幕墙的生产厂家较多,可选择余地较大。缺点是有一定的投资增量,且与新政出台前政府投资审批原则不符(外墙通常不采用幕墙龙骨挂板体系)。预制条板+外墙涂料近年来常用于混凝土结构或钢结构工业厂房和高层、多层住宅,其中,北京地区钢结构住宅仅有两个实例,未见公建项目实际案例。其优点是投资增量较少。缺点是因板缝直接外露,需处理好保温、防水节点。特别是公建项目层高柱跨较大,更需要注意外墙板材应力变形及外墙装饰表面开裂问题。

2)非砌筑内隔墙目前,装配式建筑内墙常见做法有预制条板、轻钢龙骨墙板体系。预制条板近年来常用于高层、多层混凝土结构住宅项目,技术成熟,拼装方便。轻钢龙骨墙板体系技术成熟,在电气管、线、盒与支撑体分离方面有一定优势。采用非砌筑内隔墙,能大大减少现场湿作业工作量,加快现场施工速度。与传统砌筑内墙相比均会有少量投资增量。

3)全装修因为政府投资的公立医院项目全装修是竣工验收的基本条件,所以此项评价分值可直接得到。4)干式工法地面此项技术在日本装配式建筑中非常成熟,已广泛使用了几十年,引进到国内后通过国产化改良已大幅降低了生产成本。近年来,在住宅类项目特别是保障房项目中已有实际案例应用。与传统工法相比,干式工法技术材料费的增加与现场安装人工费的下降综合比较后,会有少量投资增量。前文提到医疗建筑中病房卫生间形式更容易统一,相对更适合装配式标准化设计与建造,可以尝试采用干式工法地面技术。公共区域卫生间由于尺度相对较大,且有蹲便器平装等要求,目前现有的成品构件无法满足。同时,需要相关部品部件供应厂家有针对性地进一步节点优化和配套研发,完善无障碍设计,并选用适合医疗建筑使用需求的面层材料和接缝处理。考虑到国内医疗建筑的使用特点,公共区域因人流量较大,对地面承载力、耐磨度、耐清洗消毒的要求较高。医疗建筑内的营养厨房和职工厨房面积较大,工艺流程复杂。这两项均不适合采用装配式干式工法地面施工。5)集成管线和吊顶此项评价内容对公建类项目特别是医疗建筑影响有限,即需要吊顶管线综合程度较高并需要对管线集成进行图纸表达。会增加设计工作量,基本不涉及建设成本的投资增量。在公共区域及卫生间、厨房等处均可采用。

6)管线与支撑体分离此项技术在日本装配式建筑中非常成熟,已广泛使用了几十年,其最大的优点是日常维护及维修方便,最大限度地减少了结构施工过程中的预留、预埋,使得现场施工速度大大提升。对于管线复杂的医疗建筑来说,可以减少日常运行维护的成本。其缺点是相比传统工法,管线夹皮墙会占用一部分使用面积,净使用率有所下降,且会有一定的投资增量。现阶段,投资宽裕的项目可尝试使用。7)BIM应用近年来,BIM应用已逐渐在国内建筑设计与建设领域推开,在医疗建设领域也多有应用。因三维可视化模型相比传统二维方式信息量更大,设计周期更长,此项评价内容会增加设计的工作量,而国家现行的设计取费标准中并不包含BIM的设计内容,因此,整个设计费用和周期会增加。但BIM应用对部品部件的工厂化生产、建设成本控制、建设周期管控及项目建成后运营管理有利。如能广泛应用,对整个建筑行业升级转型具有重要意义,有条件的项目可尝试使用。

3目前医疗建筑采用装配式设计与建设存在的问题

基于以上政策及已有技术分析,医疗建筑领域广泛采用装配式设计与建设存在以下几点问题:1)基于“装配式建造装配率评分表”的各项评价内容,多数评价项涉及投资增量,因此,需要上级主管部门在建设资金方面给予支持。2)在医疗建筑领域,装配式混凝土结构及装配式钢结构未见先例,设计人员需要广泛调研、借鉴。各部品部件供应厂家需要有针对性地进一步节点优化和配套研发,包括适合医疗建筑使用需求的面层材料和接缝处理以及完善无障碍设计的功能需求。3)希望相关各部品部件供应厂家进一步增加产能。2017年9月,北京市某些大型装配式建筑部品目录企业2017年排产计划表中至2017年底的“空余产能”已显示为“0”。4)希望相关政策细则进一步完善、明确。例如,对非砌筑墙体的具体要求、湿作业范围界定、集成管线和吊顶的设计深度、BIM应用设计深度及要求等方面出台政策解释。建议进一步完善“装配式建筑预制率及装配率计算说明”,对公共建筑内虽有厨房但不适宜装配式的情况酌情折减分值,以便在设计过程中操作性更强。

4结语

在国家大力发展装配式建筑的新政指导下,作为国内医疗建筑领域最主要的专业设计团队,我们已在几个项目的方案设计中在装配式设计方面进行了有益的尝试。下一步在钢结构装配式医疗建筑项目深化推进过程中,仍需各方通力配合,不断探索前行。

【参考文献】

【1】GB/T51231—2016装配式混凝土建筑技术标准[S].

【2】GB/T51232—2016装配式钢结构建筑技术标准[S].

【3】DGJ08-2154—2014/J12874—2014装配整体式混凝土公共建筑设计规程[S].

【4】中国建筑标准设计研究院有限公司.2016SSZN装配式建筑系列标准应用实施指南(2016)[M].北京:中国计划出版社,2016.

【5】蒋勤俭.国内外装配式混凝土建筑发展综述[J].建筑技术,2010(12):1074-1077.

【6】胡珉,蒋中行.预制装配式建筑的BIM设计标准研究[J].建筑技术,2016(8):678-682.

【7】纵斌.装配式技术在公共建筑中的适用性研究与建议[J].建筑技艺,2016(8):102-105.

作者:马晓临1;阮筝2 单位:1.中国中元国际工程有限公司,2.力勤控股集团

地区医疗建筑设计与建设面临的挑战责任编辑:张雨    阅读:人次