0 引言

　　集装箱拼装建筑广泛应用于施工现场、移动医疗场所、移动办公区等地，内部机电管线安装工程内容统一，工厂预制化程度高。

　　武汉火神山医院对传染病控制更加严格，标准更高。为满足患者快速隔离、治疗需求，医院必须快速建造，且高效安全运行，同时充分考虑病患治疗维生系统，保障医护人员安全。机电管线安装工程细分专业众多，系统复杂、功能完善、建造标准高、质量要求严格，工程量非常大。在如此短的工期内，按常规施工方法无法满足要求。

　　本文以武汉火神山医院工程为例，主要介绍集装箱机电管线安装技术在应急传染病医院中的应用，阐述复杂、大体量传染病医疗机电系统在保证施工质量的前提下，快速、安全实现系统基本功能。

　　1 施工技术特点及总体思路

　　1.1 集装箱机电安装系统概况

　　武汉火神山医院总床位数达1 000张，2号病房区为2层建筑，分4个组团，由8个护理单元组成，每个护理单元设24间病房。

　　机电管线安装系统包括以下内容:(1)给排水系统包含室内给排水系统、消火栓系统;(2)电气系统包含电力配电系统、照明系统及应急照明系统、防雷接地系统等;(3)智能化系统包含语音通信系统、信息网络系统、综合布线系统、WIFI覆盖系统、公共广播系统、无线对讲系统、会议系统、安全技术防范系统、机房工程等;(4)通风空调系统含分体空调系统、送排风系统等;(5)医用气体系统含氧气和负压管道系统等。

　　1.2 机电工程施工技术特点

　　1)快速安装，可10d内完成大体量机电全专业系统安装，并达到使用功能。

　　2)满足污水排放、管道气密性、风压梯度标准等非常规技术要求。

　　3)狭小集装箱内多专业交叉作业。因本工程启动较急，无法实现全机电管线在工厂内与集装箱整体预制，大部分管线设备只能在现场安装。

　　4)满足适应于集装箱结构的管线设备排布和安装工艺要求。

　　5)满足并缩短多专业协同系统调试。

　　6)满足系统操作与运行维护的低风险要求。

　　1.3 总体思路

　　针对以上特点，本工程确定设计标准化、管线设备预制化、施工模块化总体思路。化繁就简、化整为零，打破常规思路，合理穿插、快速建造。

　　2 施工技术要点及实施

　　2.1 设计标准化

　　由于火神山医院启动急，正处于春节和疫情爆发时期，资源组织困难，设计时尽量选用市场保有量大、供货周期短、能快速组织进场的建筑材料。同时在设计时减少系统管线、设备规格型号，选择工艺简单、成熟、快速、质量轻、体积小的材质。为与病房单元模块化相匹配，各病房功能单元的机电管线设备采用模块化单元快速复制，可对管道加工、设备采购等工作实现模块化、标准化，大大加快进度。

　　2.1.1 轻质材料的选用与优化

　　由于集装箱侧墙无法承受较大荷载，在满足规范和使用功能的前提下，优化机电各专业管材、设备选择，如风管原设计全部采用镀锌铁皮，图纸优化过程中发现风管支管、短管及弯头较多，工程量大，镀锌铁皮风管加工难度大、费时长，故将支管改为PVC，大大提高工效。室内采用220V低噪声轻量化排风机，适合吊装于屋顶。给水管采用PPR管热熔连接。排水管采用阻燃PVC管粘接(见图1)，电气线管采用阻燃PVC线槽等，均为工艺简单、对施工操作人员技能要求低、安装快捷的常规材料，采购方便，供货周期短，适合集装箱结构承载量小的特点。

　　2.1.2 材料规格型号的选用

　　火神山医院呈鱼骨状布局，每根鱼刺都是独立的医疗单元。针对大致相同的医疗单元，将覆盖整个负压病房区域、工程量较大的室内送风管支管、排风管支管、室内排水主管，统一采用200阻燃PVC管道。病房楼与医生防护区均按房间设热泵式分体空调器，室外机安装于屋顶或地面。卫生间全部采用分散式热水器供应热水。配电箱均采用标准化、模块化产品，且减少规格。UPVC风管如图2所示。

　　图1 排水管道安装  

　　图2 UPVC风管安装  

　　火神山医院集装箱置于轻型钢架上，地面与房间形成架空空间，该做法为上下水管、电缆、综合布线及建筑物通风隔潮等提供便利，但集装箱底板存在挠度问题，使地面卫生器具、地漏、2层集装箱卫生间可能存在渗水问题。为避免此现象，卫生间选用整体淋浴房，将淋浴后的水集中排入排水管道，减少漏水风险，即使某个卫生间发生渗漏，对其他病房的影响也可达到最小化。

　　2.1.3 负压病房单元复制化设计

　　按照模块化单元快速复制安装原则，火神山医院机电系统在设计上力求与建筑病房单元模块化设计相匹配。如相同负压病房的送排风系统，送风口均设于病房入口顶部，排风口均设于床头底部。送排风支管均设相同规格的手动密闭阀门，送排风机集中设置于室外地面，送排风管均采用□80×80×4做支撑，联合支吊架安装于室外。在同一系统中各房间支风管等长，室外设备基本位于同一位置，风管及联合支吊架等长度、等规格。

　　2.2 施工要点

　　2.2.1 预制化加工

　　1)集装箱内预留与预制火神山医院因启动较急，无法实现机电管线在工厂内与集装箱整体预制，大部分管线设备只能在现场安装。考虑本工程对密闭性要求高及集装箱整体受力弱的特点，在集装箱加工阶段预留机电管线所需支架生根点、穿墙洞口等，确保受力稳固可靠。

　　2)风管工厂化制作本工程送排风室外主风管为镀锌铁皮风管，加工量大，在多数风管管径规格种类少、长度相等的条件下，风管采用场外工厂生产线预制加工，同时避免施工人员投入过多，造成施工混乱，流水作业无缝衔接，节省工期，加工质量得到保证。

　　3)场内半成品预制医院因设计和施工同步，大部分管线在现场制作安装，但在标准化、模块化复制设计原则下，负压病房内送排风管、给排水管等管线品种与规格少、等长管道量大，因此，在现场进行半成品批量化预制，集装箱就位后，即可插入施工。

　　2.2.2 集装箱内管线联合支吊架施工

　　1)室内管线安装选取管线众多的医护走廊安装联合支架，结合风管、透气管、桥架及氧气管道安装间距规范要求，重新布置综合支吊架点位。

　　具体支架安装方式如下:联合支架横担采用41×41×2.5的C型钢，吊杆采用12号圆钢，吊顶安装前固定于集装箱顶面檩条上，为防止摇晃，利用集装箱四周镀锌型钢，每隔6m左右焊接1处C型钢固定支架。联合支吊架每跨约1.2m，主要承受桥架、风管、排气管、冷凝水管及氧气管道荷载。

　　2)室外送回风管安装由于室外风管量较大，每个单元两侧均为上下2层，每层2组大截面风管，结合集装箱外框架钢梁样式，主要采用□80×80×4做支撑，制作联合支吊架，一端利用集装箱外框钢桁架焊接受力，一端在地面混凝土上受力，不仅节约时间，且安装牢靠。

　　3)电器安装电视机、热水器、空调等主要考虑支架安装形式是否牢固，尤其是热水器承载较大，需确保受力稳固可靠，采用型钢吊焊于顶部集装箱钢梁或进行落地对拉式固定。

　　2.2.3 集装箱内管线安装

　　单专业管道水平安装时，单独吊装的大风管、排水管、桥架及医用管道支吊架均需在集装箱吊顶，通过吊杆连接到镀锌檩条或外梁上，排水管道优化如图3所示。排水管道针对小支管，如风管支管，为方便快捷施工，现场改用同截面积200的UPVC圆形管道替代160mm×120mm镀锌钢板。结合UPVC管道受力计算，采用30mm宽、1mm厚镀锌钢板安装抱箍，燕尾钉固定在集装箱彩钢铁皮基板上。

　　2.2.4 设备固定安装

　　1)壁挂式设备安装由于集装箱侧墙是石棉保温层外贴彩钢板，无法承受较大荷载，结合现场病房布置，将热水器安装在集装箱边梁上。挂墙配电箱集中布置在配电间，固定于落地门形支架上，箱体背部用对拉螺栓固定于隔墙上，箱体顶部距地2.0m。

　　图3 排水管道优化  

　　2)吊装设备安装安装880m³/h小轴流排风机时，需在镀锌檩条上铆接角钢支架，小轴流排风机穿螺栓安装在支架上。

　　2.3 集装箱多专业协同快速系统调试

　　火神山医院每个医护模块的空调和卫生间给排水等系统主要采用独立分散的设备，单系统调试量小。因此，传染病医院内保证医护单元内压差梯度关系的通风及自动控制系统、电气系统为调试重点。

　　医护单元压差梯度关系(负绝对压差数值)如下:病房及卫生间(-15Pa/-20Pa)<缓冲间(-10Pa)<医护走道(-5Pa/5Pa，气流压差渗透起点)。不同压力环境分隔处(高压侧)设具备超压报警功能或接口的机械式压力表。排风机与送风机集中设于室外地面进行高空排放。送风机与排风机均设初、中、高效三级过滤，送风机设电加热。风机开机顺序如下:病房排风机→半洁净区(医护走廊)送风机→洁净区送风机→病房送风机。关机顺序与开机顺序相反。

　　病房排风机与送风机联锁时，排风机开启后方能开启送风机(电路联锁)，排风机停机后触发声光报警装置，停止送风机。

　　病房排风机设置过滤网压差在线检测时，超压后联锁启动声光报警装置。

　　系统调试及运行时，检查洁净区与护士走廊内集装箱的密闭性，确定是否开启相应区域排风机。

　　本工程同一风管系统中所有病房支风管等长，实现自然平衡，大大减少风系统平衡调试。

　　2.4 密闭性施工

　　本工程病房区为负压病房，送风和排风系统的风管穿墙、穿屋面较多，风管穿墙洞口封堵工作量巨大。虽然集装箱制作阶段已预留部分洞口，但实施过程中，使用方意见不断增加，功能变更，后期现场开洞情况依然较多。火神山医院打破穿墙、穿楼板管道外加套管，套管内外封堵的传统做法。机电管线穿墙部位缝隙为3～5cm，采用发泡剂填满缝隙，随后粘贴自粘锡箔纸，每边各搭接至少10cm，挤压严密。

　　由于集装箱底板材质是2片钢板对夹防火棉，传统套管封堵工艺不适用于集装箱结构。管道安装完毕后，管道与楼板间缝隙采用聚氨酯泡沫胶快速填充，出室内地面、墙面后采用防水密封胶封堵，环管道外侧再加丁基防水胶带与地面、墙面进行密封，达到双层防水效果。地漏封堵如图4所示。

　　图4 地漏封堵  

　　3 对集装箱内多专业协同施工的思考

　　工期允许且深化设计充分的前提下，在集装箱生产阶段考虑机电对集装箱的功能需求，或进行机电与集装箱工厂同步生产，进行模块化预制，现场拼装。

　　机电管线支架安装涉及强弱电、给排水、通风及氧气管道等，在医护走道、医生走道、建筑周边等机电密集区域采用联合支架，安排专人专班负责支架制作和安装，穿插施工，大大提高现场施工工效。

　　在满足要求情况下，选用高效的施工工艺，所有负压病房均为标准间，机电管线走向相同，结合集装箱结构样式，样板先行，所有房间都参考样板间管线进行流水化作业。

　　结合集装箱结构特点，按区域划分室外走廊、室内走廊、标准病房、屋面4个施工段，分区域、分工序做样板，按工序难易程度固化施工班组，与集装箱结构同步插入施工。

　　标准间支管线与主管线同步插入施工，送排风支管与室外主管同步安装，主电缆敷设与室内配管穿线同步施工，主管线与支管线接驳同步进行。

　　4 结语

　　火神山医院建设初期通过充分快速进行市场调研，深度参与过程设计，采用市场常规材料、简单成熟的施工工艺等系列高效快速施工措施，克服不利因素，最终顺利交付。

　　火神山医院机电工程成功实施，关键在于机电系统与建筑病房单元模块化相匹配，每个医护单元机电管线设备采用模块化快速复制设计，可在管道加工、设备采购、系统安装、调试及维护等方面进行模块化、标准化实施，大大加快施工进度。

　　火神山医院建设经验表明，模块化建造高度集成建筑各基本元素，前期策划高度融合设计、生产制造、现场装配，是模块化建造的核心价值体现，因此装配式建筑模块化是建筑安装工程的发展趋势。