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柏慕聯(lián)創(chuàng)BIM技術(shù)服務(wù)

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LIGHT BUILDING NEW DREAM

企業(yè)BIM定制培訓(xùn)服務(wù)經(jīng)典案例
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BIMBOX | 火神山醫(yī)院「中國速度」背后的門道

 二維碼
作者：BIMBOX來源：BIMBOX網(wǎng)址：https://bimbox.top/4914.html
你好，這里是BIMBOX。
多年后回顧2020年，也許人們能回憶起很多事情，而如果把時間的坐標(biāo)鎖定在2020年2月2日，那么武漢火神山醫(yī)院的建成交付無疑是最值得紀(jì)念的事。
中建三局、中信建筑設(shè)計研究總院等四家建設(shè)公司牽頭，3.4萬平米的建筑，從開始設(shè)計到建成完工歷時10天。
建設(shè)現(xiàn)場場景被網(wǎng)絡(luò)云直播后，數(shù)千萬網(wǎng)民在屏幕前當(dāng)起了「云監(jiān)工」。2月2日火神山醫(yī)院交付，無論是官方媒體還是自媒體，都發(fā)出「中國速度」、「10天奇跡」贊嘆之聲，對春節(jié)期間參與設(shè)計建設(shè)的人們也表達(dá)了感激和欽佩。
今天我們在贊美之外，再聊聊火神山背后那些經(jīng)過思考和推敲的「門道」。
畢竟，拼搏努力當(dāng)然是造就奇跡的必要條件，但理性思考的光輝也是不可或缺的。

1

和普通建筑有什么區(qū)別？
武漢市以東北風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，火神山的選址西南向水，處于城市的下風(fēng)帶，這樣的選址對城市污染的可能性最低。
既然時間緊、任務(wù)重，能不能蓋一個超大單體建筑，或者直接征用體育館呢？答案當(dāng)然是不行。
隔離治療的醫(yī)院里主要有三種人：醫(yī)護人員、疑似病人和確診病人。醫(yī)院要保證確診病人得到治療的同時，最大限度的保護醫(yī)護人員和疑似病人不被傳染。
體育館有對外隔離的作用，但無法實現(xiàn)對內(nèi)隔離，醫(yī)生、疑似病人和確認(rèn)病人同時在一個開敞空間里，搞不好病還沒治好，所有人都被感染了。
那征用現(xiàn)成的酒店呢？每個房間都是隔開的那種？
也不行。
下面是一張酒店的平面圖，大多數(shù)酒店都是這樣的「單廊」布置。醫(yī)生在灰色的走廊區(qū)域直接進(jìn)入棕色的病房，二者之間沒有緩沖區(qū)，還是無法起到醫(yī)患分離的作用。
那么什么樣的設(shè)計才能解決這個問題呢？接著往下看。

2

設(shè)計的門道
看一下火神山醫(yī)院的分區(qū)圖。黃色的兩棟樓分別是一號和二號病房樓，中間紅色的是ICU，藍(lán)色的醫(yī)技部獨立于建筑之外。
仔細(xì)看黃色的病房樓，長得像一根魚骨頭，中間是一條主建筑，向外伸出一根根彼此分開的小建筑，這就是關(guān)鍵之處了。

圖片來源：中信設(shè)計院公開圖紙
拿出一號病房樓的一部分來看，中間灰色的部分是醫(yī)護用房和走廊，伸出去的綠色部分是病房。不僅醫(yī)生和病人的活動區(qū)域是分開的，每一個伸出去的病房區(qū)域也是分開的。

圖片來源：中信設(shè)計院公開圖紙
醫(yī)院以50個床位為一個護理單元，也就是上面圖片中一個綠色的單元。每4個護理單元形成一個H型的治療區(qū)域，醫(yī)院在這個區(qū)域配備特定數(shù)量的醫(yī)護人員和醫(yī)療器械，為200個病床的病人服務(wù)。
每個治療區(qū)域之間的連接體就是公共區(qū)域，化驗、檢查等工作在公共區(qū)域展開。
理論上，這樣的H型模塊可以像魚骨頭一樣不斷延長增加，擴展容納更多的病人，而不影響已有的模塊。
樓病房之間的間距也是有要求的，理想間距是20米，2003年為應(yīng)對北京非典建造的小湯山醫(yī)院設(shè)計的病房間距是12米，火神山醫(yī)院為滿足更多床位的需求考慮，設(shè)計的病房間距是15米。
再進(jìn)一步仔細(xì)看，傳染病醫(yī)院平面布局的要求是「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)，清潔區(qū)與污染區(qū)之間要有過渡區(qū)域。
正中央豎直的通道是清潔醫(yī)護通道。兩側(cè)橫向的通道是一般醫(yī)護通道。內(nèi)部紅色的箭頭是醫(yī)護人員的流線，外部紫色的箭頭是病人的流線，二者沒有交叉。
醫(yī)護人員的生活辦公區(qū)位于潔凈區(qū)，通過「更衣-衛(wèi)生通過-二次更衣」后，進(jìn)入到半污染區(qū)的走廊，隨后進(jìn)入污染區(qū)病房對住院病人進(jìn)行醫(yī)治護理。返回潔凈區(qū)的時候，需要走一個「更衣-淋浴-二次更衣」的流程。而患者的路線是不會進(jìn)入到清潔區(qū)的。
圖片來源：全球知識雷鋒
通過醫(yī)患分通道的分流設(shè)計，就能有效保障醫(yī)護人員衛(wèi)生安全，同時有效開展醫(yī)療救治的工作。

3

怎樣加快建造速度？
火神山的設(shè)計和建造都圍繞著一個雷打不動的核心：快。時間就是生命，設(shè)計師和建造者都是在和死神賽跑。
在這樣的要求下，使用傳統(tǒng)的混凝土澆筑方式來蓋房子當(dāng)然是不行的。火神山醫(yī)院使用的方式，是集裝箱式箱體活動板房進(jìn)行模塊化拼接。
這種方式在國外被稱為場外施工，在國內(nèi)稱為裝配式建筑或工業(yè)化建筑。說的差不多是一個意思，就是不在現(xiàn)場澆筑混凝土，而是把墻、板、柱等構(gòu)件在施工場地之外的工廠里批量生產(chǎn)好，然后在場地內(nèi)組裝。
火神山采用的集裝箱式活動板房，簡單來說，就是以一個房間為基本單元，每個集裝箱單元彼此分開。
貌似只是在工廠生產(chǎn)個小房子嘛，這里面有什么門道呢？
? 首先，為了解決運輸?shù)膯栴}，不能真的在工廠生產(chǎn)出所有「集裝箱」來，很多房間是生產(chǎn)出梁、板、柱等構(gòu)件，在現(xiàn)場拼接組裝。
這么緊的工期，不可能每個構(gòu)件都用吊車，那么首先要做到的就是構(gòu)件讓工人能搬得動。實際上現(xiàn)場很多構(gòu)件確實是人工搬運的。你可以想象這是成品家具和宜家自組裝家具的區(qū)別。
一根柱子50斤，對工人來說很辛苦。
單元里四根柱子承擔(dān)所有梁板的重量，新增的房間需要有單獨的柱子，而不是傳統(tǒng)方式里一群柱子共同承擔(dān)建筑的所有重量。

每個房間有獨立的柱子，交叉處多柱拼接
圖片來源：@不務(wù)正業(yè)的建筑喵
這樣的設(shè)計，才能滿足大面積同時作業(yè)，而不用等所有柱子都裝好再鋪樓板。
? 其次，為了解決工廠生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的問題，要在設(shè)計的時候規(guī)定「模數(shù)」。
現(xiàn)場澆筑的建筑可以是任何尺寸，但要想在工廠實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，就要按一定尺寸把建筑拆成非常相似的小單元，每個單元的尺寸就是模數(shù)。
火神山病房區(qū)采用的是3米*3米的模數(shù)，走廊的最小單元是3米*3米，病房的最小單元是3米*6米。
在單元格內(nèi)，再根據(jù)不同的需求隔離出不同的小房間。
比如確診病房，兩個病房之間只需要一個緩沖間：
而對于疑似病房，為避免互相傳染，則需要隔出兩個單獨的緩沖間。
到了醫(yī)技區(qū)，由于功能更加復(fù)雜，對空間靈活變化的要求更高，就不再使用3米的模數(shù)，而是改用更小的1.8米為基本模數(shù)。
雖說是模塊化，但很多構(gòu)件，尤其是帶有門窗的構(gòu)件，還是完全不一樣的，比如下圖里畫圈的三堵墻。
裝配式的設(shè)計之道，就是盡量最大化的增強構(gòu)件的重復(fù)程度，減少特殊構(gòu)件的數(shù)量，最大程度實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

4

「白房子」背后的內(nèi)行問題
外行看熱鬧，內(nèi)行看門道，普通人在直播里看到的是快速立起了一片白花花的房子，實際上裝配建筑不是塑料箱子，還要解決很多功能性的問題。
? 防水問題
武漢氣候濕潤，濕潤的條件會幫助病毒生存和傳播。不僅外面的水不能進(jìn)來，醫(yī)院里面的水也一滴不能進(jìn)入地下。所以防水防潮必須解決，單元格子是不能直接在地面上組裝的。
在直播里看到平整場地、鋼筋混凝土地面鋪設(shè)之后，大面積鋪的那層「防護衣」，叫HDPE防滲土工膜，主要原料是聚乙烯原生樹脂，高抗拉耐酸堿，2毫米的厚度就可以達(dá)到防潮防滲水的要求。
單元房和防水地面之間，墊著方鋼管，這樣不僅可以進(jìn)一步起到防潮的作用，也給后續(xù)的管道和電器等專業(yè)安裝預(yù)留出空間。
另外，在保證輕便靈活的前提下，對于板材本身的隔熱、防水等性能，也有很高的要求。
? 水暖電問題
除了建筑本身，還需要對給排水、暖通、電氣等設(shè)備進(jìn)行單獨設(shè)計和安裝。
由于醫(yī)院周邊有湖泊，建造過程必須考慮水污染的問題。醫(yī)院的廢水從排出到處理合格要經(jīng)過7道嚴(yán)格的工序，經(jīng)過全封閉的收集和預(yù)消毒處理，再提升到污水處理站進(jìn)行生化處理，最終經(jīng)系統(tǒng)檢測合格后，才會排入市政管網(wǎng)。
除了前邊說的HDPE防水膜，還需要建設(shè)配套的雨水調(diào)蓄池、化糞池、接觸消毒池等污水處理設(shè)施和管道，最終要達(dá)到每小時80噸污水處理能力，保證醫(yī)院污水沒有一滴進(jìn)入地下和湖泊。

現(xiàn)場管道安裝

圖片來源：新華網(wǎng)

火神山醫(yī)院使用的污水處理設(shè)備

暖通專業(yè)的特殊之處，在于實現(xiàn)各個區(qū)域不同的空氣壓力梯度，清潔區(qū)壓力最大，半污染區(qū)次之，污染區(qū)壓力最小，在這樣的氣壓環(huán)境下，才能保證室內(nèi)的空氣永遠(yuǎn)保持從清潔區(qū)向污染區(qū)流動，減少感染。
這也是前面說的為什么不能征用體育館和酒店的原因之一。

獨立通風(fēng)系統(tǒng)

室外通風(fēng)管道
在這么短的工期里，沒辦法建立起一套集中供暖系統(tǒng)，火神山采用的是分體空調(diào)取暖，因為建筑進(jìn)風(fēng)量很大，所以在進(jìn)風(fēng)段還設(shè)置了加熱裝置，室內(nèi)的通風(fēng)管道也要包裹保溫層，避免熱量流失。

室內(nèi)通風(fēng)管道，包裹橡塑絕熱保溫層
電力的難點在于搶時間，傳統(tǒng)建筑都是在主體結(jié)構(gòu)完成后再通電，火神山的電力建設(shè)甚至走在了圖紙之前。
武漢當(dāng)?shù)氐墓╇姽驹谏形传@取平面設(shè)計圖的情況下，利用現(xiàn)有條件，2個小時拆除了主供線路，連夜完成2條10千伏線路遷移。到1月31日晚上，4臺環(huán)網(wǎng)柜和24臺箱式變壓器的送電工作已經(jīng)正式開始。

圖片來源：新浪網(wǎng)
為節(jié)省安裝時間，房間內(nèi)的電線在吊裝前就已經(jīng)接入，建筑和吊頂裝修同時進(jìn)行。
BIM也在里面出了一份力?？吹骄W(wǎng)上有人發(fā)起「抗疫貢獻(xiàn)建模討論群」，湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院院長劉孟良自發(fā)地帶著他的工作室團隊，在72小時里參與了火神山部分病房的土建和水電模型創(chuàng)建，把設(shè)計結(jié)果無償貢獻(xiàn)給火神山醫(yī)院。

注：本工作非中信院委托

5

看不見的科技
超過5000萬人同時看直播做「云監(jiān)工」，只是火神山通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)冰山一角的副產(chǎn)品。在看不見的地方，完善的通信網(wǎng)絡(luò)對大規(guī)模的建設(shè)工作和建成后的運維工作都十分必要。
三家電信運營商分別在火神山醫(yī)院開通4G和5G基站，搭建了高速通信網(wǎng)絡(luò)。中國鐵塔完成兩座移動通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。湖北移動、湖北聯(lián)通、華為公司和設(shè)計院等單位一起組織網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，協(xié)調(diào)5G基站、SPN傳輸設(shè)備和建設(shè)物資。華為還成立一支由服務(wù)、研發(fā)、供應(yīng)鏈等組成的特別保障組。
使用云視頻會議可以進(jìn)行遠(yuǎn)程實時溝通，能提高應(yīng)急指揮調(diào)度效率，最大限度減少工作人員聚集。移動、聯(lián)通、騰訊、華為等公司分別在疫情期間最多300人同時在線的會議服務(wù)。

千兆光纖網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程會診應(yīng)用系統(tǒng)

圖片來源：澎湃新聞

云計算提供的算力也是「看不見」重要資源之一，像HIS（醫(yī)院信息系統(tǒng)）、PACS（影像歸檔和通信系統(tǒng)）等核心系統(tǒng)部署都需要大量的計算與存儲能力，完備的算力也是醫(yī)院運營之后進(jìn)行遠(yuǎn)程會診、遠(yuǎn)程監(jiān)護、數(shù)據(jù)采集等工作的重要保障。移動電信聯(lián)通三大運營商和華為都在云資源方面出了力。

中國移動火神山醫(yī)院信息系統(tǒng)移交軍方

火神山醫(yī)院首個“遠(yuǎn)程會診平臺”系統(tǒng)調(diào)通
圖片來源：人民日報
以上是為你整理的火神山醫(yī)院設(shè)計和建造中一部分思路和技術(shù)。
這些思路和技術(shù)在其他領(lǐng)域已經(jīng)比較成熟，在火神山醫(yī)院項目里并不是很激進(jìn)的做法，相反，為了和時間賽跑，保證不出差錯，設(shè)計和建造過程中舍棄了很多「黑科技」，對技術(shù)的應(yīng)用也相對保守，比如3D打印、機器人等技術(shù)都沒有進(jìn)入工地。
那么火神山醫(yī)院的「中國奇跡」到底奇跡在哪里呢？在科技發(fā)達(dá)的今天，技術(shù)不是最難的，最難的在于資源調(diào)度和管理。
5小時出方案，24小時出施工圖，邊建設(shè)邊修改方案；在7萬平米的施工現(xiàn)場，近千名管理人員、4000多名工人和幾百臺機械設(shè)備，24小時輪班作業(yè)；各類分包單位有上百家，更有幾百家不同地區(qū)、不同行業(yè)的廠家參與到建設(shè)當(dāng)中。
在這么短的時間里，頂著全國矚目的重大壓力，還是在春節(jié)假期缺工人、人員密集風(fēng)險高的大環(huán)境下，要調(diào)配大量的人員和物資，部門之間要默契配合，共同完成一項零失誤、零感染的任務(wù)，這件事放眼世界，只有中國能做到。
無論2020年有多少糟心的壞消息，我們都想為這種中國特有的集體力量起立鼓掌。
最后，中信設(shè)計院向社會免費公開全套圖紙，我們拿到了全套的電氣、給排水和暖通圖，以及@不務(wù)正業(yè)的建筑喵整理的建筑圖和分析圖，免費提供給你下載學(xué)習(xí)。
火神山醫(yī)院1月27日全套圖紙下載鏈接：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1hTBz_FrUVfKJA51DkZx7DA 提取碼：9meh
有態(tài)度，有深度，BIMBOX，咱們下次見！
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