呂 達(dá) 程美濤 陶 蕊

上海建工五建集團(tuán)有限公司 上海 200063

1 工程概況

因集中救治新冠肺炎患者的需要，需在約20 d內(nèi)完成上海市公共衛(wèi)生臨床中心應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房項(xiàng)目的建設(shè)。本應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房項(xiàng)目按照“一次規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則，項(xiàng)目總體規(guī)劃600床規(guī)模，其中一期實(shí)施200床，總建筑面積約9 710 m2。

應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房主體建筑地上2層，主要功能為4個(gè)傳染病病區(qū)，以雙人間為主，單人間為輔（圖1）。此外，還設(shè)置了醫(yī)護(hù)工作區(qū)、休息區(qū)、宿舍區(qū)及污水處理、醫(yī)療氣體等設(shè)備用房。

圖1 應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房鳥瞰

2 建筑體系

2.1 模塊式建筑體系

上海市公共衛(wèi)生臨床中心應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房項(xiàng)目采用基于鋼結(jié)構(gòu)裝配式的集裝箱式房屋體系，該集裝箱式房屋體系可有效壓縮建筑的建設(shè)周期，擺脫傳統(tǒng)建筑建設(shè)方式對(duì)施工場(chǎng)地的要求，允許地處偏遠(yuǎn)、資源不足或自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，在場(chǎng)地條件惡劣的情況下進(jìn)行空間基地的建設(shè)，快速滿足救災(zāi)應(yīng)急醫(yī)療空間的需求，在應(yīng)對(duì)突發(fā)性公共衛(wèi)生事件方面具有至關(guān)重要的意義。該集裝箱的尺寸統(tǒng)一，一般情況下只有2～3個(gè)模塊單元規(guī)格，非常適合大量復(fù)制和組合[1-8]。

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的構(gòu)件可以考慮將水電、空調(diào)、消防等一般性建筑管線及氣體供應(yīng)、物流通道等醫(yī)院特殊管線集成于模塊內(nèi)進(jìn)行組裝，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)建設(shè)安裝的同時(shí)連接建筑管線，減少施工環(huán)節(jié)與裝修帶來的不斷反復(fù)的工作。組合方式如圖2所示，通過對(duì)符合模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊單元A、B、C進(jìn)行組合，構(gòu)建出負(fù)壓病房、衛(wèi)生間、緩沖間、護(hù)士站、醫(yī)生辦公室、醫(yī)護(hù)休息室、走道等功能模塊。

圖2 模塊單元的組合示意

2.2 模塊式醫(yī)療建筑布置

建筑設(shè)備布置要與建筑平面布置、流線組織、使用功能要求等協(xié)調(diào)一致，才能更好地發(fā)揮建筑物的功能，有效提高建筑物的使用質(zhì)量，避免環(huán)境污染。

由于本次疫情為呼吸類傳染病，所以病房按照最高等級(jí)的負(fù)壓病房進(jìn)行設(shè)計(jì)。在平面布局上，按照“三區(qū)兩通道”的原則設(shè)計(jì)，即“污染區(qū)—半污染區(qū)—清潔區(qū)”“醫(yī)護(hù)通道—病患通道”在空間上完全隔離，通過更衣或緩沖有效區(qū)分，流程設(shè)計(jì)緊湊高效，確保醫(yī)護(hù)人員的工作安全。

在流線組織上，充分利用基地空間，同時(shí)又與原有院區(qū)緊密結(jié)合，將潔污流線、醫(yī)患流線、貨物和醫(yī)廢流線合理組織，避免交叉感染。此外，每個(gè)病區(qū)設(shè)置獨(dú)立的醫(yī)護(hù)辦公室、休息室，內(nèi)設(shè)獨(dú)立衛(wèi)生間、淋浴間和直飲水機(jī)，還集中設(shè)置了醫(yī)護(hù)隔離宿舍，充分保障醫(yī)護(hù)的工作和休息環(huán)境。

該項(xiàng)目的建筑設(shè)備除了包括給排水泵房、采暖、電氣配電外，還有消防設(shè)備間、樓頂電梯間、弱電（通信、視頻）電氣間、空調(diào)設(shè)備間、排風(fēng)設(shè)備間等。項(xiàng)目中將關(guān)鍵設(shè)備負(fù)壓風(fēng)機(jī)機(jī)組統(tǒng)一布置在衛(wèi)生間等小模塊單元上方，從而方便裝配式集裝箱式房屋體系的加固處理，以解決標(biāo)準(zhǔn)大模塊單元承載力不足的問題，同時(shí)集中各種管線的布置便于快速施工和后期維護(hù)。

3 結(jié)構(gòu)體系

3.1 設(shè)計(jì)軟件

本工程采用3D3SV14.1軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。該軟件是基于CAD平臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，既可用于平面分析也可用于空間分析，可完成各類鋼結(jié)構(gòu)的建模、計(jì)算、分析等全部過程。

由于該項(xiàng)目為應(yīng)急項(xiàng)目，結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的截面進(jìn)行復(fù)核并調(diào)整設(shè)計(jì)，該軟件具有強(qiáng)大的三維交互建模能力，在施工過程中可以根據(jù)實(shí)際情況，多次不斷進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)并選擇合適的截面和布置，具有很好的設(shè)計(jì)效率。

3.2 計(jì)算模型

臨時(shí)醫(yī)療用房作為標(biāo)準(zhǔn)模塊化產(chǎn)品，有6 m×3 m和3 m×3 m這2種規(guī)格。其單元由頂框組件、底框組件、角柱和若干塊可互換的墻板組成，采用模塊化設(shè)計(jì)理念和生產(chǎn)技術(shù)，把一個(gè)病房模塊化成標(biāo)準(zhǔn)的零部件，到現(xiàn)場(chǎng)組裝或吊裝落位即可。箱體之間采用角件相互連接，其節(jié)點(diǎn)連接保證有可靠的抗剪、抗壓與抗拔承載力，集裝箱采用上下脫開的結(jié)構(gòu)形式。

3.3 整體計(jì)算分析結(jié)果

在真實(shí)考慮不同箱體間變形協(xié)調(diào)的條件下進(jìn)行計(jì)算分析，并根據(jù)不同位置的受力情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)所備的材料對(duì)集裝箱體應(yīng)力較大部位進(jìn)行加強(qiáng)。在施工過程中，具體的加強(qiáng)措施有：在普通病房跨中位置增加立柱；對(duì)衛(wèi)生間模塊頂部放置負(fù)壓風(fēng)機(jī)的箱體結(jié)構(gòu)增加鋼柱；走道外立面為條形外窗，結(jié)合窗框設(shè)置鋼框柱予以加強(qiáng)；增加柱間斜拉鋼絲繩以提高結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)能力。

4 設(shè)備體系

4.1 各潔凈區(qū)壓力梯度實(shí)現(xiàn)方式

為確保達(dá)到較長(zhǎng)使用時(shí)間的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目重點(diǎn)關(guān)注病房負(fù)壓系統(tǒng)的建設(shè)，采取分步封堵、層層落實(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密閉效果，達(dá)到規(guī)范和使用要求。負(fù)壓病房的隔離分為流程隔離和空氣隔離。流程隔離是通過建筑平面合理布置，嚴(yán)格遵守相關(guān)流程，防止病毒外泄；空氣隔離是通過運(yùn)用潔凈技術(shù)，在各區(qū)域形成氣壓差，防止病毒向外擴(kuò)散。

建筑氣流組織形成“清潔區(qū)→半污染區(qū)→污染區(qū)”的壓力梯度。房間氣流組織防止送、排風(fēng)短路，送風(fēng)口位置使清潔空氣首先流過房間中醫(yī)務(wù)人員可能的工作區(qū)域，然后流過傳染源進(jìn)入排風(fēng)口。每個(gè)病房使用單體式空調(diào)終端，防止病毒從空調(diào)系統(tǒng)傳播。為滿足溫度舒適性要求，室內(nèi)全新風(fēng)換氣次數(shù)為12次/h，排風(fēng)量大于新風(fēng)量，換氣次數(shù)為15次/h。每間病房送排風(fēng)支管均設(shè)置定風(fēng)量閥，以確保房間風(fēng)量準(zhǔn)確。

4.2 各潔凈區(qū)壓力差值控制要求

為確保負(fù)壓隔離病房的使用功能，要求對(duì)所有門縫和隔斷的各種縫隙進(jìn)行處理?？p隙采用醫(yī)用硅膠密封條或密封膠進(jìn)行密封處理。打密封膠時(shí)應(yīng)注意連續(xù)、均勻、密實(shí)，不得出現(xiàn)斷裂、漏涂、虛粘現(xiàn)象，嚴(yán)禁在密封膠固化過程中進(jìn)行有塵作業(yè)。對(duì)產(chǎn)生有味有害氣體、水汽和潮濕作業(yè)的試驗(yàn)用房、病房、檢查室、醫(yī)務(wù)辦公等房間安裝機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)，分區(qū)設(shè)置。

新風(fēng)機(jī)設(shè)電輔助加熱，直接將新風(fēng)送至病房區(qū)的潔凈走廊內(nèi)。在病房的下部及衛(wèi)生間的頂部設(shè)排氣扇排風(fēng)，然后通過排風(fēng)管收集流出的氣體，經(jīng)排風(fēng)機(jī)集中排放，設(shè)計(jì)中通過對(duì)各房間有組織送排風(fēng)，并通過余壓閥設(shè)定房間送排風(fēng)量，維持各檢驗(yàn)室、試驗(yàn)用房、傳染病房等房間負(fù)壓，醫(yī)生辦公及護(hù)士站等房間正壓，有效控制氣流流向，為病房提供合理的氣流組織。

各病房區(qū)域均設(shè)獨(dú)立的排風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)化驗(yàn)室、處置室、換藥室等污染較嚴(yán)重的場(chǎng)所，設(shè)置局部單獨(dú)排風(fēng)系統(tǒng)。醫(yī)護(hù)人員走廊及醫(yī)護(hù)人員房間設(shè)置集中送風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)。送排風(fēng)量差值需維持室內(nèi)正壓，防止污染區(qū)空氣流向該區(qū)域。負(fù)壓隔離病房與其相鄰區(qū)域緩沖間、潔凈走廊壓差應(yīng)保持不小于5 Pa的負(fù)壓值。各區(qū)域的壓力值分別為：負(fù)壓病房－15 Pa、緩沖間0 Pa、潔凈醫(yī)護(hù)走廊5 Pa、辦公/更衣區(qū)10 Pa。

5 結(jié)語

上海市公共衛(wèi)生臨床中心應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房項(xiàng)目作為應(yīng)急醫(yī)療建筑，采用基于鋼結(jié)構(gòu)裝配式的集裝箱式房屋體系，在設(shè)計(jì)周期和施工周期的情況下，有效減少施工中現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)量，降低了現(xiàn)場(chǎng)的安裝時(shí)間和難度，確保了工程質(zhì)量，符合應(yīng)急重大事件的實(shí)際需要。通過項(xiàng)目的實(shí)施，總結(jié)了以下經(jīng)驗(yàn)：

1）在建筑體系上，通過將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的構(gòu)件組裝成模數(shù)集裝箱體，對(duì)模數(shù)集裝箱體進(jìn)行組合，構(gòu)建出不同功能模塊的建筑空間，滿足使用要求。

2）在結(jié)構(gòu)上要在充分考慮設(shè)計(jì)使用荷載和模塊單元桿件實(shí)際截面的情況下對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)集裝箱體進(jìn)行加強(qiáng)，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的整體安全性。

3）設(shè)備體系除了關(guān)注病房負(fù)壓系統(tǒng)的建設(shè)外，還要加強(qiáng)填縫密封的處理，確保負(fù)壓效果。

4）在未來的裝配式醫(yī)院建設(shè)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)師和施工人員仍需要通過不斷研究和實(shí)踐，進(jìn)一步提高醫(yī)院建筑的標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化，推動(dòng)醫(yī)院建筑裝配式建設(shè)的發(fā)展。