张仁杰，陈中建
（上海市皮肤病医院，上海 200435）
预制装配式混凝土（PC）结构具有显著的优点而在全国推广应用，各地政府部门和行业协会积极推进相关技术应用。沪建建材〔2019〕97 号文件提出：关于进一步明确装配式建筑实施范围和相关工作的通知，要求建设工程设计方案批复中地上建筑面积超过10000m2的公共建筑类、居住类建筑、工业建筑类项目，且2016年4 月1 日以后完成报建或项目信息报送的项目，建筑单体预制率不低于40%或单体装配率不低于60%[1]，2019 年末，“抗役”战争爆发，为了快速应对突发事件，雷神山和火神山两座医院的建设，共建设全过程应用了预制装配式技术和建筑信息模型（BIM）技术，其建造速度之快、解决需求之及时、建设现场之有序，充分展示了预制装配式技术的优势。
本文对最新上海市关于装配式相关政策进行解读，探索现行政策下装配式医院建筑建设的变化以及解决方案，以上海市皮肤病医院门急诊医技病房综合楼项目为例，探讨如何在现有条件下，将PC 建造技术与BIM 技术融合为一体[2]，从而选取最优装配式解决方案，进行工程建设控制[3]，达到质量优质、安全可靠、造价合理、进度科学的控制效果，为类似工程建设项目提供借鉴和参考。
上海市皮肤病医院为上海市唯一一所三级专科性医院，为满足区域内日益增长的医疗服务要求，改善皮肤病医院门急诊、医技、病房用房条件，适应现代化专科医院的要求，为科研教学创造良好的条件，顺应上海卫生改革与发展“十三五”规划目标，结合建设场地条件和医院自身发展需求，拟新建门急诊医技病房综合楼（图1），并配建生活垃圾收集房一幢。本次建设面积为48988.48m2，建筑高度44.9m，地上十层，建筑面积31205.64m2，地下二层，建筑面积17732.84m2，一幢生活垃圾收集房，建筑面积50m2。门急诊医技病房综合楼建成后的院区总平面布置如图2 所示。
图1 新建门急诊医技病房综合楼鸟瞰图
图2 建成后的院区总平面图
本项目在前期报建阶段均未按照装配式建筑要求进行报建，在沪建建材〔2019〕97 号文件实施后，医院领导与设计院及时沟通协调，响应政府文件要求，对设计图纸进行变更设计，主楼采用装配整体式框架-现浇剪力墙结构混凝土，裙房采用装配整体式框架结构，同时结合项目进展的实际情况，在装配式方案评审汇报中，针对医院建筑的特色工艺要求，并综合考虑成本控制等因素，最终将预制率降低至25.01%。
2.1 单体预制率和装配率计算细则变化
本项目因在此细则实施前已完成装配式构件深化设计，因此未采用相关细则要求，但可为后续类似工程提供参考。具体细则变化如下。
（1）建筑单体装配率的定义，原计算细则定义：建筑单体装配率，是指装配式建筑中预制构件、建筑部品的数量（或面积）占同类构件或部品总数量（或面积）的比率。新计算细则的定义：建筑单体装配率，是指建筑单体±0.000 以上主体结构、外围护、内装部品（技术）中采用预制部品部件的综合比例[4]。此次变化可见，由原来的“数量（或面积）”的比率调整为“综合比例”，涵盖的内容由“预制构件、建筑部品”细化明确为“主体结构、外围护、内装部品”3 项，逐渐靠近国标评价标准的涵盖项。
（2）建筑单体装配率计算公式，原计算细则：建筑单体装配率=建筑单体预制梁+部品装配率+其他，部品装配率=∑（部品权重×部品比例）×100%。新计算细则：建筑单体装配率=建筑单体预制率+内装权重系数×∑（内装部品（技术）修正系数×内装部品（技术）比例），其中，内装权重系数取为0.5。新细则对本公式的调整，突出强调并细化了内装在装配率中的贡献因素，又同时考虑了各自项的修正系数
（3）构件或部品（技术）比例，新计算细则更为具体详细的列出了内装部品（技术）修正系数每一计算项的计算公式和方法，变化比较大的项目主要有预制内隔墙；
室内墙面干法饰面；
集成厨房和集成卫生间，由原来的“数量之比”调整为“面积之比”；
增加了“装配式楼地面”项，且为“面积之比”；
集成管道井、集成排烟道调整为“管线分离”，且为墙面、顶面及地面之和之比；
单元式幕墙，已归并为“非承重外围护”类型，不再纳入部品部件范畴；
全装修项，由原来的面积之比调整为“全部做到时为1，否则为0”，相对而言，收紧了要求；
新计算细则定义的干式工法，不包括现场仍需砂浆找平、饰面湿贴的情况。
现行装配式计算细则更加提倡采用工业化外围护和装配式装修，在公建项目中，装配率60%比预制梁40%更容易满足。全装修，干法施工，集成厨卫的内装权重均比原文件有了大幅提升，上海市的装配式建筑发展导向正从原本主体结构的预制走向了建筑内装工业化，一体化。新细则对结构体系不做细分，新增通高窗，幕墙等在公共建筑上常用的维护体系，引导以钢结构为代表的装配式结构体系。
2.2 医院实施装配式的难点分析及解决方案
以皮肤病医院项目为例，在装配式医院建筑中的应用难点如下。
（1）功能原因：布局广、科室多、功能复杂，医技等特殊要求多，裙房首层功能主要为门诊大厅和药房以及放射科等放射性医疗设备，其余各层分布各亚专科专题治疗门诊，包括银屑病诊疗中心、过敏性皮肤病诊疗中心、光医学治疗中心、中医治疗中心、性病治疗中心、医学美容中心等，主楼二至四层为医技功能用房，五层以上为各亚专科住院病房，建筑立面采用横向舒展的线条作为主要特征，以铝板和横向带形窗体展现医院建筑的简洁明快的个性，整体模具的可重复率不高。本项目集合门诊、急诊、医技等多种功能，各层平面根据各自功能及医疗工艺而定，无法做到上下对齐，成列布置，房间开间进深较小（图3）。
图3 平面功能布局
（2）资金原因：由于国家发改委的投资控制，可实施路径较为狭隘，无法采用在医院建筑中更加适用的装配式钢结构体系。
（3）设计原因：标准模块重复率低，工厂达不到规模化，导致构件开模成本增加，造价无优势，耐久性、保温、防水、抗震性能等存在不确定性。
（4）场地原因：医院周边居民小区环绕，主要出入口与市政道路之间也需穿越居民小区，施工期间，除保证工程质量问题外，施工过程中对周边居民的干扰也是项目需要重点考虑的部分。装配式运输车辆一般为13m 以上，若从医院主入口进入，极有可能影响正常道路交通和医院运营，另一侧通道为三泉公园旁与居民小区公用的公共通道（图4），较为狭窄，无法驶入大型平板车。
图4 院区外的公共通道
2.3 基于BIM 技术的整体解决方案
应用建筑信息模型（BIM）技术辅助项目装配式深化设计，构件加工，指导现场施工，充分发挥BIM 技术的可视化、参数化、可模拟性等特征，在本项目主要包括以下BIM 应用点[5]。
（1）构建BIM 模型。这是BIM 技术应用的基础内容，主要进行构建建筑结构BIM 模型（图5）和机电各专业BIM 模型（图6），并且应用BIM 模型进行构件拆分多方案比选，确定单元重复率高的构件和单元模块，辅助快速确定构件拆分设计最优方案，有效控制造价。
图5 建筑结构BIM 模型
图6 机电 BIM 模型
（2）基于BIM 进行管线综合（图7），医疗类建筑留洞多且复杂，对各专业协调性要求高，采用BIM 技术能够精准的对构件预留洞进行定位，在预制构件的深化设计过程中进行综合考虑，纳入构件加工图设计，从而提高预制装配式建筑构件信息的精准性，显著提高预制构件的加工质量。
图7 基于BIM 的管线综合
（3）基于BIM 的钢筋碰撞检测、辅助设计出图及传统的构件深化设计采用2D 图纸，容易出现错、漏、缺的现象，采用BIM 技术的三维可视化功能，能够直观表达钢筋布置及碰撞问题，同时辅助设计钢筋出图，减少因设计图纸错误导致构件现场施工困难以及返工的问题，确保工程进度。
（4）应用BIM-4D 模拟施工工艺，优化场地布置及吊装顺序，基于BIM 信息进行高效拼装，指导现场施工。
（5）应用BIM 进行工程量统计，在设计概算阶段计算装配式构件工程量，有利于精确控制限制装配式构件的工程量，从而精确控制工程投资，做到既不多算，也不漏算。
上海市皮肤病医院门急诊医技病房综合楼项目，是上海市级在建医院项目中首个进行装配式建筑的医院项目，项目已经进入竣工启用阶段。由于应用BIM 技术辅助PC 结构施工，保证了预制构件的顺利加工制作和安装。该项目的实施，为后续装配式建筑在医院项目中的应用起到引领的作用，后续项目还将进行关于装配式建筑在医院项目中的应用的研讨会，为后续医院项目采用装配式建筑从设计、施工、BIM 应用等方面提供借鉴。
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