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          火神山医院是如何建成的?
          最后更新:2020-03-25

          火神山医院是如何建成的? 装配式建筑背后的良苦用心

           

           火神山医院  

           

          设计与施工

          装配式建筑

           

          心系武汉

          2020年1月的武汉,新型冠状病毒来势汹汹,众多病患急需安置,就医形势异常严峻。中信建筑设计研究总院有限公司1月23日下午接到了武汉火神山医院的紧急设计任务后,迅速组建60余人项目组,当晚即投入设计工作。非常时期,特殊的任务,雷神山医院的设计和建设是一场生死竞速,饱含着无数人的期待,意味着许多人生命的角逐,中信设计总院在5个小时内完成了场地平整设计图,24小时内完成方案设计图,60小时内交付全部施工图,经过参建各方人员10天的共同努力,火神山医院于2月2日上午正式交付使用。

           

           

          01总平面规划设计

           

          武汉火神山医院选址在蔡甸区武汉职工疗养院内,西邻知音湖大道,这是一条市郊主干道,北接汉阳大道,南接天鹅湖大道,当地无需换乘即可直达王家湾、琴台以及汉阳站、武昌站等中心城区,有利于人员物资转运和医院建设的管线碰接。同时,医院位于四环外,远离市区,三面临水,便于封闭隔离?;鹕裆揭皆航ㄉ栌玫孛婊?0000㎡,总建筑面积33940 ㎡,在综合考虑医护人员数量、总床位数量、征用医院数量的基础上病床总床位数设计目标为 1000 床。

           

          火神山医院整体的平面布局呈L型,主要考虑在尽可能满足更多床位的基础上与东侧水系保持一定的距离?;鹕裆揭皆褐饕ń诱锴?、负压病房楼、ICU、医技部,其中负压病房有两组:一号住院楼为单层,共8栋,靠近接诊区的一栋为疑似病房;二号病房楼为两层,共4栋。

           

           

          图1 火神山医院平面规划鸟瞰图

           

          图2 功能分区

           

           

          02建筑设计

           

          平面设计

          传染病医院平面布局的基本要求是“三区两通道”,三区是指清洁区、半污染区和污染区,两通道是指医务人员通道和病人通道。

           

          火神山医院建筑平面在分区划分时考虑到医务人员要有自己的清洁工作区和对应的连续通道,进而采用鱼骨状形式。在平面布置上正中间的一条轴便是清洁区和医务人员通道,中轴两侧的布置都是病房单元,病房单元中的病房为污染区。在清洁区与病房单元之间是半污染区,即医护人员和病房接触的过渡段,医护人员的很多工作都在半污染区里完成。病人通道在每个护理单元的外侧。病人通道与医护人员的通道是各自独立的,以确保医护人员不被感染。

           

          图3 平面布局

           

          护理单元间距

          参考小汤山医院护理单元12m的间距经验值,护理单元的理想间距为20m,但出于满足更多床位的应急考虑,此次医院设计病房楼间距为15m。

          图4 护理单元间距示意

           

          护理单元模式

          每个护理单元50床,4个护理单元为一个治疗区。

          图5 单个护理单元

           

          医技部设计

          为了更好地适应复杂的功能,使空间布置更加灵活,医技部不再沿用病房区 3m×3m的模数,而是将模数进行减少,改为 1.8m×1.8m。

          图6 医技部平面图

           

           

          03结构设计

           

          基础设计

          结合现场实际情况,火神山医院采用钢筋混凝土筏板基础,地基承载力特征值取值60kN/㎡,筏板厚度大范围为300mm,小范围为450mm。筏板底设置100mm厚C15混凝土垫层。筏板基础混凝土强度等级采用C35,钢筋采用HRB400,采用双层双向通长布置,筏板300厚处钢筋布置为12@200,450厚处钢筋布置为12@150。

          图7一号住院楼筏板基础平面图

           

          钢结构??榛杓?/strong>

          集装箱房屋是装配式建筑的一种形式,是将传统房屋以单个房间或一定的三维建筑空间为建筑??榈ピ谢?,其每个单元都在工厂内完成预制且进行精装修,各单元运输到工地进行装配连接,是一种新型建筑型式,其现场施工的周期可以压缩到非常短?;谙钅康募逼刃?,整个建筑结构采用??榛杓?。

           

          (1)建筑模数及集装箱组合方式

          火神山医院病房区采用3×3m的模数,便于配合3×6m的集装箱构造、搭建。每个集装箱??楦叨燃苫?,结构及电气管线均在工厂加工完成,现场只需拼装即可完成。3块集装箱板拼成两个病房,走廊采用与病房的垂直的集装箱板。

          图8 两个病房的组合平面图

           

          图9 多个病房的组合平面图

           

          (2)集装箱设计

          单个集装箱由预制板材及预制钢柱组成,预制板材尺寸为3m×6m,钢柱为“L”型的角钢,高度为3m,角钢和预制板材之间通过螺栓连接。

           

          图10 单个集装箱分解图

           

          图11 预制板材

           

           图12  L型钢柱    图13 连接节点

           

          图14 集装箱拼接

           

           

          04通风防污染设计

           

          火神山医院每间病房均分别单独设置不循环利用的新风系统和排风系统,它们共同构成负压系统,使病房保持新鲜空气的持续供应,排出的气体经消毒后才会排入空气中。在一号病房楼南侧设垃圾焚烧炉,固体废物通过以下四步进行集中焚毁,确保医院不造成环境污染:

           

          一、接收医疗废物入储存间;

          二、运输医疗废物至焚烧炉;

          三、焚烧医疗废物;

          四、将用过的医疗废物垃圾桶通过紫外线和消毒液消毒。

           

          图15通风设备安装

           

           

          05给排水防污染设计

           

          火神山医院严格按照《传染病医院建设标准》进行设计,铺设了50000㎡的防渗膜,覆盖整个院区,确保污染物不会渗透到土壤水体中,同时医院安装了雨水、污水处理系统,经过两次氯气消毒处理,达标后才可排入市政管网。

           

          图16 抗渗设计与施工

           

          现场施工

          火神山医院设计与施工仅用了10天,中信建筑设计研究总院经60小时连续奋战完成所有施工图设计,并深入现场进行工程指导,保证现场施工工作有条不紊地开展。现场施工顺序为:场地平整——抗渗处理——钢筋绑扎——基础浇筑——集装箱拼装——设备安装调试。

           

          图17 设计人员深入现场进行工程指导

           

          场地平整

          施工现场相当于7个足球场大小,在全面开始施工之前,需要进行场地平整。施工管理单位协调了上百台包括挖机、装载机在内的机械设备,两天不到的时间完成了50000㎡的场地的平整。

           

          图18 场地平整

           

          抗渗处理

          火神山医院采用“两布一膜”+废水封闭处理的施工设计:布即土工布,往往为渗水材料,可以?;ね撂宀恢了亮魇?;HDPE膜(高密度聚乙烯膜)为防水材料,用于基础的防水防渗。在防渗层的上下还各铺设了20cm砂子,具有较强的防渗作用。

           

          图19 抗渗处理

           

          钢筋绑扎

          火神山医院采用钢筋混凝土筏板基础,钢筋采用HRB400,采用双层双向通长布置,300厚处钢筋布置为12@200,450厚处钢筋布置为12@150。

          图20 钢筋绑扎

           

          基础混凝土浇筑

          火神山医院采用钢筋混凝土筏板基础,混凝土强度等级为C35,大部分区域基础混凝土一天内浇筑完成。

          图21 基础浇筑

           

          集装箱拼装

          在箱式板房主体结构拼装时,先将板房地面垫起,一方面起到防潮作用,另一方面也为之后水、暖、电专业的进入留下灵活的空间。在板房地面铺装完成之后,进行L型角钢柱的吊装,完成板柱连接节点的安装。之后吊装预制板,完成单个集装箱的安装,随后进入下一个集装箱的安装。相近的两个集装箱之间通过扣件进行连接。

          图22 板房地面垫起

           

          图23 吊装L型钢柱

           

          图24 安装节点

           

          图25 吊装预制板

           

          设备安装调试

          板房内电线已在吊装前接入,集装箱拼装完成后进行设计安装调试,很好地节约了时间。

          图26 设备安装调试

           

          06完工交接

          2月2日上午,武汉火神山医院举行交付仪式,武汉市市长周先旺和联勤保障部队白忠斌副司令员在武汉火神山医院签署、互换交接文件,这标志着火神山医院正式交付使用。

          图27 建设完成后的火神山医院

           

           

          07结语

          感谢中信建筑设计研究总院有限公司开放共享火神山医院设计成果,并为本文提供了珍贵资料。

           

          最后,向在火神山医院建造过程中付出辛勤劳动的设计人员、现场施工人员和管理人员致以最崇高的敬意!

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