
火神山醫(yī)院
設(shè)計與施工
裝配式建筑
心系武漢
2020年1月的武漢,新型冠狀病毒來勢洶洶,眾多病患急需安置,就醫(yī)形勢異常嚴(yán)峻。中信建筑設(shè)計研究總院有限公司1月23日下午接到了武漢火神山醫(yī)院的緊急設(shè)計任務(wù)后,迅速組建60余人項目組,當(dāng)晚即投入設(shè)計工作。非常時期,特殊的任務(wù),雷神山醫(yī)院的設(shè)計和建設(shè)是一場生死競速,飽含著無數(shù)人的期待,意味著許多人生命的角逐,中信設(shè)計總院在5個小時內(nèi)完成了場地平整設(shè)計圖,24小時內(nèi)完成方案設(shè)計圖,60小時內(nèi)交付全部施工圖,經(jīng)過參建各方人員10天的共同努力,火神山醫(yī)院于2月2日上午正式交付使用。
01總平面規(guī)劃設(shè)計
武漢火神山醫(yī)院選址在蔡甸區(qū)武漢職工療養(yǎng)院內(nèi),西鄰知音湖大道,這是一條市郊主干道,北接漢陽大道,南接天鵝湖大道,當(dāng)?shù)責(zé)o需換乘即可直達(dá)王家灣、琴臺以及漢陽站、武昌站等中心城區(qū),有利于人員物資轉(zhuǎn)運(yùn)和醫(yī)院建設(shè)的管線碰接。同時,醫(yī)院位于四環(huán)外,遠(yuǎn)離市區(qū),三面臨水,便于封閉隔離?;鹕裆结t(yī)院建設(shè)用地面積約50000㎡,總建筑面積33940 ㎡,在綜合考慮醫(yī)護(hù)人員數(shù)量、總床位數(shù)量、征用醫(yī)院數(shù)量的基礎(chǔ)上病床總床位數(shù)設(shè)計目標(biāo)為 1000 床。
火神山醫(yī)院整體的平面布局呈L型,主要考慮在盡可能滿足更多床位的基礎(chǔ)上與東側(cè)水系保持一定的距離?;鹕裆结t(yī)院主要包括接診區(qū)、負(fù)壓病房樓、ICU、醫(yī)技部,其中負(fù)壓病房有兩組:一號住院樓為單層,共8棟,靠近接診區(qū)的一棟為疑似病房;二號病房樓為兩層,共4棟。

圖1 火神山醫(yī)院平面規(guī)劃鳥瞰圖

圖2 功能分區(qū)
02建筑設(shè)計
平面設(shè)計
傳染病醫(yī)院平面布局的基本要求是“三區(qū)兩通道”,三區(qū)是指清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū),兩通道是指醫(yī)務(wù)人員通道和病人通道。
火神山醫(yī)院建筑平面在分區(qū)劃分時考慮到醫(yī)務(wù)人員要有自己的清潔工作區(qū)和對應(yīng)的連續(xù)通道,進(jìn)而采用魚骨狀形式。在平面布置上正中間的一條軸便是清潔區(qū)和醫(yī)務(wù)人員通道,中軸兩側(cè)的布置都是病房單元,病房單元中的病房為污染區(qū)。在清潔區(qū)與病房單元之間是半污染區(qū),即醫(yī)護(hù)人員和病房接觸的過渡段,醫(yī)護(hù)人員的很多工作都在半污染區(qū)里完成。病人通道在每個護(hù)理單元的外側(cè)。病人通道與醫(yī)護(hù)人員的通道是各自獨(dú)立的,以確保醫(yī)護(hù)人員不被感染。

圖3 平面布局
護(hù)理單元間距
參考小湯山醫(yī)院護(hù)理單元12m的間距經(jīng)驗值,護(hù)理單元的理想間距為20m,但出于滿足更多床位的應(yīng)急考慮,此次醫(yī)院設(shè)計病房樓間距為15m。

圖4 護(hù)理單元間距示意
護(hù)理單元模式
每個護(hù)理單元50床,4個護(hù)理單元為一個治療區(qū)。

圖5 單個護(hù)理單元
醫(yī)技部設(shè)計
為了更好地適應(yīng)復(fù)雜的功能,使空間布置更加靈活,醫(yī)技部不再沿用病房區(qū) 3m×3m的模數(shù),而是將模數(shù)進(jìn)行減少,改為 1.8m×1.8m。

圖6 醫(yī)技部平面圖
03結(jié)構(gòu)設(shè)計
基礎(chǔ)設(shè)計
結(jié)合現(xiàn)場實際情況,火神山醫(yī)院采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),地基承載力特征值取值60kN/㎡,筏板厚度大范圍為300mm,小范圍為450mm。筏板底設(shè)置100mm厚C15混凝土墊層。筏板基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級采用C35,鋼筋采用HRB400,采用雙層雙向通長布置,筏板300厚處鋼筋布置為12@200,450厚處鋼筋布置為12@150。

圖7一號住院樓筏板基礎(chǔ)平面圖
鋼結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計
集裝箱房屋是裝配式建筑的一種形式,是將傳統(tǒng)房屋以單個房間或一定的三維建筑空間為建筑模塊單元進(jìn)行劃分,其每個單元都在工廠內(nèi)完成預(yù)制且進(jìn)行精裝修,各單元運(yùn)輸?shù)焦さ剡M(jìn)行裝配連接,是一種新型建筑型式,其現(xiàn)場施工的周期可以壓縮到非常短?;陧椖康募逼刃?,整個建筑結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計。
(1)建筑模數(shù)及集裝箱組合方式
火神山醫(yī)院病房區(qū)采用3×3m的模數(shù),便于配合3×6m的集裝箱構(gòu)造、搭建。每個集裝箱模塊高度集成化,結(jié)構(gòu)及電氣管線均在工廠加工完成,現(xiàn)場只需拼裝即可完成。3塊集裝箱板拼成兩個病房,走廊采用與病房的垂直的集裝箱板。

圖8 兩個病房的組合平面圖

圖9 多個病房的組合平面圖
(2)集裝箱設(shè)計
單個集裝箱由預(yù)制板材及預(yù)制鋼柱組成,預(yù)制板材尺寸為3m×6m,鋼柱為“L”型的角鋼,高度為3m,角鋼和預(yù)制板材之間通過螺栓連接。

圖10 單個集裝箱分解圖

圖11 預(yù)制板材

圖12 L型鋼柱 圖13 連接節(jié)點(diǎn)

圖14 集裝箱拼接
04通風(fēng)防污染設(shè)計
火神山醫(yī)院每間病房均分別單獨(dú)設(shè)置不循環(huán)利用的新風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng),它們共同構(gòu)成負(fù)壓系統(tǒng),使病房保持新鮮空氣的持續(xù)供應(yīng),排出的氣體經(jīng)消毒后才會排入空氣中。在一號病房樓南側(cè)設(shè)垃圾焚燒爐,固體廢物通過以下四步進(jìn)行集中焚毀,確保醫(yī)院不造成環(huán)境污染:
一、接收醫(yī)療廢物入儲存間;
二、運(yùn)輸醫(yī)療廢物至焚燒爐;
三、焚燒醫(yī)療廢物;
四、將用過的醫(yī)療廢物垃圾桶通過紫外線和消毒液消毒。

圖15通風(fēng)設(shè)備安裝
05給排水防污染設(shè)計
火神山醫(yī)院嚴(yán)格按照《傳染病醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行設(shè)計,鋪設(shè)了50000㎡的防滲膜,覆蓋整個院區(qū),確保污染物不會滲透到土壤水體中,同時醫(yī)院安裝了雨水、污水處理系統(tǒng),經(jīng)過兩次氯氣消毒處理,達(dá)標(biāo)后才可排入市政管網(wǎng)。

圖16 抗?jié)B設(shè)計與施工
現(xiàn)場施工
火神山醫(yī)院設(shè)計與施工僅用了10天,中信建筑設(shè)計研究總院經(jīng)60小時連續(xù)奮戰(zhàn)完成所有施工圖設(shè)計,并深入現(xiàn)場進(jìn)行工程指導(dǎo),保證現(xiàn)場施工工作有條不紊地開展?,F(xiàn)場施工順序為:場地平整——抗?jié)B處理——鋼筋綁扎——基礎(chǔ)澆筑——集裝箱拼裝——設(shè)備安裝調(diào)試。

圖17 設(shè)計人員深入現(xiàn)場進(jìn)行工程指導(dǎo)
場地平整
施工現(xiàn)場相當(dāng)于7個足球場大小,在全面開始施工之前,需要進(jìn)行場地平整。施工管理單位協(xié)調(diào)了上百臺包括挖機(jī)、裝載機(jī)在內(nèi)的機(jī)械設(shè)備,兩天不到的時間完成了50000㎡的場地的平整。

圖18 場地平整
抗?jié)B處理
火神山醫(yī)院采用“兩布一膜”+廢水封閉處理的施工設(shè)計:布即土工布,往往為滲水材料,可以保護(hù)土體不至水土流失;HDPE膜(高密度聚乙烯膜)為防水材料,用于基礎(chǔ)的防水防滲。在防滲層的上下還各鋪設(shè)了20cm砂子,具有較強(qiáng)的防滲作用。

圖19 抗?jié)B處理
鋼筋綁扎
火神山醫(yī)院采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),鋼筋采用HRB400,采用雙層雙向通長布置,300厚處鋼筋布置為12@200,450厚處鋼筋布置為12@150。

圖20 鋼筋綁扎
基礎(chǔ)混凝土澆筑
火神山醫(yī)院采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),混凝土強(qiáng)度等級為C35,大部分區(qū)域基礎(chǔ)混凝土一天內(nèi)澆筑完成。

圖21 基礎(chǔ)澆筑
集裝箱拼裝
在箱式板房主體結(jié)構(gòu)拼裝時,先將板房地面墊起,一方面起到防潮作用,另一方面也為之后水、暖、電專業(yè)的進(jìn)入留下靈活的空間。在板房地面鋪裝完成之后,進(jìn)行L型角鋼柱的吊裝,完成板柱連接節(jié)點(diǎn)的安裝。之后吊裝預(yù)制板,完成單個集裝箱的安裝,隨后進(jìn)入下一個集裝箱的安裝。相近的兩個集裝箱之間通過扣件進(jìn)行連接。

圖22 板房地面墊起

圖23 吊裝L型鋼柱

圖24 安裝節(jié)點(diǎn)

圖25 吊裝預(yù)制板
設(shè)備安裝調(diào)試
板房內(nèi)電線已在吊裝前接入,集裝箱拼裝完成后進(jìn)行設(shè)計安裝調(diào)試,很好地節(jié)約了時間。

圖26 設(shè)備安裝調(diào)試
06完工交接
2月2日上午,武漢火神山醫(yī)院舉行交付儀式,武漢市市長周先旺和聯(lián)勤保障部隊白忠斌副司令員在武漢火神山醫(yī)院簽署、互換交接文件,這標(biāo)志著火神山醫(yī)院正式交付使用。

圖27 建設(shè)完成后的火神山醫(yī)院
07結(jié)語
感謝中信建筑設(shè)計研究總院有限公司開放共享火神山醫(yī)院設(shè)計成果,并為本文提供了珍貴資料。
最后,向在火神山醫(yī)院建造過程中付出辛勤勞動的設(shè)計人員、現(xiàn)場施工人員和管理人員致以最崇高的敬意!