張仁杰，陳中建

（上海市皮膚病醫(yī)院，上海 200435）

0 引言

預制裝配式混凝土（PC）結構具有顯著的優(yōu)點而在全國推廣應用，各地政府部門和行業(yè)協會積極推進相關技術應用。滬建建材〔2019〕97 號文件提出：關于進一步明確裝配式建筑實施范圍和相關工作的通知，要求建設工程設計方案批復中地上建筑面積超過10000m2的公共建筑類、居住類建筑、工業(yè)建筑類項目，且2016年4 月1 日以后完成報建或項目信息報送的項目，建筑單體預制率不低于40%或單體裝配率不低于60%[1]，2019 年末，“抗役”戰(zhàn)爭爆發(fā)，為了快速應對突發(fā)事件，雷神山和火神山兩座醫(yī)院的建設，共建設全過程應用了預制裝配式技術和建筑信息模型（BIM）技術，其建造速度之快、解決需求之及時、建設現場之有序，充分展示了預制裝配式技術的優(yōu)勢。

本文對最新上海市關于裝配式相關政策進行解讀，探索現行政策下裝配式醫(yī)院建筑建設的變化以及解決方案，以上海市皮膚病醫(yī)院門急診醫(yī)技病房綜合樓項目為例，探討如何在現有條件下，將PC 建造技術與BIM 技術融合為一體[2]，從而選取最優(yōu)裝配式解決方案，進行工程建設控制[3]，達到質量優(yōu)質、安全可靠、造價合理、進度科學的控制效果，為類似工程建設項目提供借鑒和參考。

1 工程概況

上海市皮膚病醫(yī)院為上海市唯一一所三級專科性醫(yī)院，為滿足區(qū)域內日益增長的醫(yī)療服務要求，改善皮膚病醫(yī)院門急診、醫(yī)技、病房用房條件，適應現代化?？漆t(yī)院的要求，為科研教學創(chuàng)造良好的條件，順應上海衛(wèi)生改革與發(fā)展“十三五”規(guī)劃目標，結合建設場地條件和醫(yī)院自身發(fā)展需求，擬新建門急診醫(yī)技病房綜合樓（圖1），并配建生活垃圾收集房一幢。本次建設面積為48988.48m2，建筑高度44.9m，地上十層，建筑面積31205.64m2，地下二層，建筑面積17732.84m2，一幢生活垃圾收集房，建筑面積50m2。門急診醫(yī)技病房綜合樓建成后的院區(qū)總平面布置如圖2 所示。

圖1 新建門急診醫(yī)技病房綜合樓鳥瞰圖

圖2 建成后的院區(qū)總平面圖

2 PC+BIM 解決方案

本項目在前期報建階段均未按照裝配式建筑要求進行報建，在滬建建材〔2019〕97 號文件實施后，醫(yī)院領導與設計院及時溝通協調，響應政府文件要求，對設計圖紙進行變更設計，主樓采用裝配整體式框架-現澆剪力墻結構混凝土，裙房采用裝配整體式框架結構，同時結合項目進展的實際情況，在裝配式方案評審匯報中，針對醫(yī)院建筑的特色工藝要求，并綜合考慮成本控制等因素，最終將預制率降低至25.01%。

2.1 單體預制率和裝配率計算細則變化

本項目因在此細則實施前已完成裝配式構件深化設計，因此未采用相關細則要求，但可為后續(xù)類似工程提供參考。具體細則變化如下。

（1）建筑單體裝配率的定義，原計算細則定義：建筑單體裝配率，是指裝配式建筑中預制構件、建筑部品的數量（或面積）占同類構件或部品總數量（或面積）的比率。新計算細則的定義：建筑單體裝配率，是指建筑單體±0.000 以上主體結構、外圍護、內裝部品（技術）中采用預制部品部件的綜合比例[4]。此次變化可見，由原來的“數量（或面積）”的比率調整為“綜合比例”，涵蓋的內容由“預制構件、建筑部品”細化明確為“主體結構、外圍護、內裝部品”3 項，逐漸靠近國標評價標準的涵蓋項。

（2）建筑單體裝配率計算公式，原計算細則：建筑單體裝配率=建筑單體預制梁+部品裝配率+其他，部品裝配率=∑（部品權重×部品比例）×100%。新計算細則：建筑單體裝配率=建筑單體預制率+內裝權重系數×∑（內裝部品（技術）修正系數×內裝部品（技術）比例），其中，內裝權重系數取為0.5。新細則對本公式的調整，突出強調并細化了內裝在裝配率中的貢獻因素，又同時考慮了各自項的修正系數

（3）構件或部品（技術）比例，新計算細則更為具體詳細的列出了內裝部品（技術）修正系數每一計算項的計算公式和方法，變化比較大的項目主要有預制內隔墻；室內墻面干法飾面；集成廚房和集成衛(wèi)生間，由原來的“數量之比”調整為“面積之比”；增加了“裝配式樓地面”項，且為“面積之比”；集成管道井、集成排煙道調整為“管線分離”，且為墻面、頂面及地面之和之比；單元式幕墻，已歸并為“非承重外圍護”類型，不再納入部品部件范疇；全裝修項，由原來的面積之比調整為“全部做到時為1，否則為0”，相對而言，收緊了要求；新計算細則定義的干式工法，不包括現場仍需砂漿找平、飾面濕貼的情況。

現行裝配式計算細則更加提倡采用工業(yè)化外圍護和裝配式裝修，在公建項目中，裝配率60%比預制梁40%更容易滿足。全裝修，干法施工，集成廚衛(wèi)的內裝權重均比原文件有了大幅提升，上海市的裝配式建筑發(fā)展導向正從原本主體結構的預制走向了建筑內裝工業(yè)化，一體化。新細則對結構體系不做細分，新增通高窗，幕墻等在公共建筑上常用的維護體系，引導以鋼結構為代表的裝配式結構體系。

2.2 醫(yī)院實施裝配式的難點分析及解決方案

以皮膚病醫(yī)院項目為例，在裝配式醫(yī)院建筑中的應用難點如下。

（1）功能原因：布局廣、科室多、功能復雜，醫(yī)技等特殊要求多，裙房首層功能主要為門診大廳和藥房以及放射科等放射性醫(yī)療設備，其余各層分布各亞?？茖ｎ}治療門診，包括銀屑病診療中心、過敏性皮膚病診療中心、光醫(yī)學治療中心、中醫(yī)治療中心、性病治療中心、醫(yī)學美容中心等，主樓二至四層為醫(yī)技功能用房，五層以上為各亞?？谱≡翰》?，建筑立面采用橫向舒展的線條作為主要特征，以鋁板和橫向帶形窗體展現醫(yī)院建筑的簡潔明快的個性，整體模具的可重復率不高。本項目集合門診、急診、醫(yī)技等多種功能，各層平面根據各自功能及醫(yī)療工藝而定，無法做到上下對齊，成列布置，房間開間進深較小（圖3）。

圖3 平面功能布局

（2）資金原因：由于國家發(fā)改委的投資控制，可實施路徑較為狹隘，無法采用在醫(yī)院建筑中更加適用的裝配式鋼結構體系。

（3）設計原因：標準模塊重復率低，工廠達不到規(guī)模化，導致構件開模成本增加，造價無優(yōu)勢，耐久性、保溫、防水、抗震性能等存在不確定性。

（4）場地原因：醫(yī)院周邊居民小區(qū)環(huán)繞，主要出入口與市政道路之間也需穿越居民小區(qū)，施工期間，除保證工程質量問題外，施工過程中對周邊居民的干擾也是項目需要重點考慮的部分。裝配式運輸車輛一般為13m 以上，若從醫(yī)院主入口進入，極有可能影響正常道路交通和醫(yī)院運營，另一側通道為三泉公園旁與居民小區(qū)公用的公共通道（圖4），較為狹窄，無法駛入大型平板車。

圖4 院區(qū)外的公共通道

2.3 基于BIM 技術的整體解決方案

應用建筑信息模型（BIM）技術輔助項目裝配式深化設計，構件加工，指導現場施工，充分發(fā)揮BIM 技術的可視化、參數化、可模擬性等特征，在本項目主要包括以下BIM 應用點[5]。

（1）構建BIM 模型。這是BIM 技術應用的基礎內容，主要進行構建建筑結構BIM 模型（圖5）和機電各專業(yè)BIM 模型（圖6），并且應用BIM 模型進行構件拆分多方案比選，確定單元重復率高的構件和單元模塊，輔助快速確定構件拆分設計最優(yōu)方案，有效控制造價。

圖5 建筑結構BIM 模型

圖6 機電 BIM 模型

（2）基于BIM 進行管線綜合（圖7），醫(yī)療類建筑留洞多且復雜，對各專業(yè)協調性要求高，采用BIM 技術能夠精準的對構件預留洞進行定位，在預制構件的深化設計過程中進行綜合考慮，納入構件加工圖設計，從而提高預制裝配式建筑構件信息的精準性，顯著提高預制構件的加工質量。

圖7 基于BIM 的管線綜合

（3）基于BIM 的鋼筋碰撞檢測、輔助設計出圖及傳統(tǒng)的構件深化設計采用2D 圖紙，容易出現錯、漏、缺的現象，采用BIM 技術的三維可視化功能，能夠直觀表達鋼筋布置及碰撞問題，同時輔助設計鋼筋出圖，減少因設計圖紙錯誤導致構件現場施工困難以及返工的問題，確保工程進度。

（4）應用BIM-4D 模擬施工工藝，優(yōu)化場地布置及吊裝順序，基于BIM 信息進行高效拼裝，指導現場施工。

（5）應用BIM 進行工程量統(tǒng)計，在設計概算階段計算裝配式構件工程量，有利于精確控制限制裝配式構件的工程量，從而精確控制工程投資，做到既不多算，也不漏算。

3 結語

上海市皮膚病醫(yī)院門急診醫(yī)技病房綜合樓項目，是上海市級在建醫(yī)院項目中首個進行裝配式建筑的醫(yī)院項目，項目已經進入竣工啟用階段。由于應用BIM 技術輔助PC 結構施工，保證了預制構件的順利加工制作和安裝。該項目的實施，為后續(xù)裝配式建筑在醫(yī)院項目中的應用起到引領的作用，后續(xù)項目還將進行關于裝配式建筑在醫(yī)院項目中的應用的研討會，為后續(xù)醫(yī)院項目采用裝配式建筑從設計、施工、BIM 應用等方面提供借鑒。