火神山、雷神山医院建设背后的“科技密码”

时间:2020-02-26    来源:国资委     BIM编辑:wanglaoshi

  面对极限的工期、严苛的标准为打赢抗“疫”攻坚战,提供强大助力的两座武汉“安全岛”医院,以令人惊叹的速度拔地而起,其背后是中国建筑集团有限公司的科技支撑。

  模块化设计 将医院建成“三头六臂”

  中国建筑所属中建三局主承建的火神山医院是先进的全功能呼吸系统传染病大型专科医院,建筑面积3.39万平方米,规划床位1000张,医院功能齐全,仪器先进,设有接诊室、负压病房楼、重症监护室、CT室、手术室、检验室、网络机房以及救护车洗消间、垃圾焚烧炉等附属用房。

  “无论是规模质量还是防护隔离标准,都高于国家建设标准,更远高于‘小汤山医院’。” 中建三局总工程师、副总经理张琨介绍,医院采用更加先进的技术和高于现有传染病医院的防护隔离标准,“可以说拥有‘三头六臂’”。

  更严苛的标准,需要更先进的设计理念,才能确保其功能实现。医院采用模块化设计,呈现独特的“鱼骨状”布局,每根“鱼刺”都是独立的医疗单元。中建三局总承包公司火神山项目技术组组长叶建介绍,这种构型能够严格划分污染区和洁净区,实现“双分离”设计:患者从“鱼刺”外围进入病区,医护人员则从中轴“鱼骨”通道层层防护后进入病房,进行检查诊疗看护,实现“医患隔离、通道分离”。此外,医护人员与患者在活动空间上也进行严格区分,最大限度降低交叉感染风险。

  紧随火神山医院开工的雷神山医院施工面积翻番,工期却相差无几。从天空俯瞰,雷神山医院也呈“鱼骨形”布局,中间是医生、医护人员工作区,病区在两侧,清洁区、污染区、半污染区泾渭分明。与火神山一样,雷神山同样有着十足的科学统筹与科技含量。

  秘诀就在全过程BIM技术辅助施工。以中建三局一公司负责的医疗隔离区为例,项目对基础图纸柱距、宽度、净空、设备吊挂、门窗位置等进行深化设计,为后续施工留出宝贵时间。针对医技楼机电安装涉及给排水、照明、通风空调、通信弱电、医用气体等近10项系统内容,项目采用BIM技术建立洁净区、隔离区管线走向模型,提前模拟管线碰撞等问题,既实现工序合理穿插,最大化利用空间时间,又保证管线排布后的美观度。

  在中建三局基建投公司医护区施工中,技术团队则运用BIM模拟施工技术优化6项施工方案,如钢基础代替传统混凝土基础、回填土代替部分场地硬化、室内楼梯调整到室外……中建三局基建投公司雷神山项目设计负责人贾瑞华说:“仅这6项施工优化,就比常规施工节约18天建设周期,同时增强医护宿舍舒适性。”

  装配式施工 让医院挺起“钢筋铁骨”

  火神山、雷神山项目施工内容覆盖场地平整、基础工程、管道预埋、防渗膜施工、混凝土浇筑、机电安装、室内装修等十几道工序,涉及基础工程、土建及装饰工程、给排水及消防系统、供配电系统、照明与监控、污水处理设施等十几个专业。现场千余台大型机械设备,万余名工人,忙而不乱。

  “方案先行、策划先行,提前排兵布阵。”中建三局一公司党委书记、董事长吴红涛说,十余家单位项目管理团队密切配合,几十道工序齐头并进,每一步施工计划都精确到小时乃至分钟,同时根据现场情况实时纠偏,是一次对中国建造管理水平的集中检验。

  让世人惊呼“基建狂魔”的奇迹背后,最大的秘密武器是工业化装配式建筑建造技术。

  “所有的病房都使用具备防火性能的环保材料的集装箱式构造,通过专业集成和交叉深化设计,工厂加工预制,在现场按型号拼装到位,可以大大加快施工进度,像搭积木一样盖房子。”中建三局三公司安装组负责人袁松表示。据测算,装配式建筑的施工工期比传统模式缩短40%,建筑垃圾比传统建筑项目减少80%以上。

  采用拼接方式,房屋是否更易漏水?据了解,所有部品在工厂中一次性制成,可将误差控制在毫米级,防水节点严密,杜绝漏水。

  别说漏水,连空气都漏不了。为实现隔离效果,医院病房窗户全部封闭,不能打开,病房内设有一个由两层玻璃和紫外线消毒系统构成的传递舱。每间病房单独设置不循环的新风系统和排风系统,共同构成负压系统。

  “所谓负压,即室内的气压低于室外的气压。”中建三局总承包公司火神山项目机电施工负责人杨鹏举介绍,各病房护理单元的通风系统像给院内空气装上“导航”,通过对污染区、半污染区、清洁区换气次数及送、排风量的控制,在三区形成5-10Pa压力梯度,“指引”气流从洁净区流向污染区。同时,在排风管设置杀毒装置,对室内空气先杀毒处理再排放,杜绝空气污染。

  为确保供电可靠性,项目还为医院供电系统加上“三道保险”。两座医院均采用两路10千伏电源,互为备用,同时配置柴油发电机作为第三备用电源,其中备用电源可满足全部负荷供电需求。针对手术室、ICU等重点区域,项目还配备应急供电时间30分钟的UPS电源,确保万无一失。

  智能系统 为医院植入“智慧大脑”

  看得见的标准化装配式板房打造了医院的“钢筋铁骨”,看不见的智能化信息化系统则组成了医院的“智慧大脑”。两者相辅相成,让医院高效运转。中建三局二公司智能公司总经理陈应说:“两座医院信息系统各有5大类17个系统之多,包括医护对讲系统、视频监控系统、综合布线系统、网络与WIFI系统等,为快速运营提供坚实的软硬件基础。”

  机房工程又称信息中心,是整个医院的“大脑中枢”。两座医院的机房工程均采用双线路、双核心、双机热备,就像手机的“双卡双待”,始终保障“智慧大脑”安全运转。此外,信息中心集成医院内所有信息,与医疗专网互联,外部获授权人员可实时调阅系统内信息,实现信息互通。

  目之所及,医院的角角落落都安上了“智慧芯”。每个病区都有AB两道缓冲门,出入口控制系统采用互锁机制,医护人员授权进入A门,完全关闭后B门自动打开,配合负压系统阻止污染空气外流;所有病房床头、洗手间、护士站、医生办公室都设置便捷按钮,实现一键呼叫、紧急报警功能,保障病人及医护人员安全;公共区域监控摄像系统全覆盖,实时监控,为医院安全可追溯运行保驾护航。

  值得一提的是,在5G和云计算等先进技术的支持下,智慧医疗得以实现。先进的“远程会诊平台”拥有高清视频会议终端,支持 1080P 的高清画质,在远程医疗会诊的场景下,两地医疗专家可以通过辅助码流分享病患的CT片等医疗档案进行诊断。通过这一平台,远在外地的优质医疗专家资源,可通过远程视频连线方式,与一线医务人员一同对病患进行远程会诊,大大提高医院救治能力。

  安全环保 给医院穿上“防护铠甲”

  两座医院分别毗邻知音湖、黄家湖大型水体,医疗污水是否会影响到周边环境,建成后能否达到环保标准,是医院建设以来,大众关心的焦点。

  项目按照《传染病医院建设标准》实施,采用污水、雨水、医疗垃圾单独收集处理工艺设计,一方面“两布一膜”的设计工艺全封闭收集废水,另一方面对污水进行严格的消毒处理后排放。

  “两座医院的水处理工艺标准远高于普通传染病。”中建三局绿投公司水务事业部技术总监彭冠平介绍,“经过反复研究,项目地基基底采用新型的HDPE防渗膜。”

  HDPE防渗膜具有很高的防渗系数及良好的耐热性和耐寒性,其使用环境温度为高温110℃、低温-70℃,能耐80余种强酸、碱等化学腐蚀,长时间裸露仍能保持原来的性能。

  最终,通过混凝土基层、防渗膜和钢筋混凝土地面层等3层隔离防护,确保将地上构筑物与地下水和土壤物理隔离,做到滴水不漏。

  医疗废水防渗问题解决了,那它们又是如何处理的呢?在运营设计上,医院污水处理站按医疗机构废水排放量两倍进行设计,采用双回路、双保险系统,即使一组设备发生故障,另外一组也能满足整个医院废水处理。在消毒处理上,医院消毒剂的投加量高于普通传染病医院的消毒剂量,消毒时间近5小时,远高于国家标准1.5小时。医疗废水先经过全封闭收集和预消毒处理,再提升到污水处理站,进行生化处理和再消毒处理,前后7道严格工序,经系统检测达标后,最终排入市政管网。

  “为做到万无一失,项目还设计了雨水调蓄池,通过雨污分流,将雨水全收集、全消毒后,泵送至市政管网,剩余的污泥浓缩、脱水,进行危废处置。”中建三局安装公司副总工程师裴以军说。

  此外,项目还“妥善安置”了固体废弃物。医院单独设置两个衣物消毒间和两个焚烧炉,对非污染的衣服进行杀毒处理后再使用,对污染的废弃物直接无害化焚烧处理,防止污染环境。

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