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大型医疗建筑绿色施工技术探讨

2024-11-01陈威乔聪陈诗超

科技资讯 2024年18期

摘要:随着我国医疗卫生事业的快速发展,大型医疗建筑项目日益增多。然而,医疗建筑施工过程中存在资源能源消耗大、建筑废弃物污染严重等问题,亟须采用绿色施工技术加以解决。重点介绍了预制装配式建筑技术、建筑废弃物循环利用技术、太阳能光伏发电技术、地下水综合利用技术以及绿色施工管理技术等几种大型医疗建筑的绿色施工技术,并以福建省立医院金山院区二期工程为例,说明了这些技术的应用效果,旨在为相关工作人员提供借鉴参考。

关键词:医疗建筑绿色施工资源能源系统集成

ExplorationofGreenConstructionTechnologyforLargeMedicalBuildings

CHENWeiQIAOCongCHENShichao

CSCECStraitConstructionandDevelopmentCo.,Ltd.,,FuzhouCity,FujianProvince,,350015 China

Abstract:WiththerapiddevelopmentofChina'smedicalandhealthservices,largemedicalconstructionprojectsareincreasingdaybyday.However,therearesomeproblemsintheconstructionofmedicalbuildings,suchashighconsumptionofresourcesandenergyandseriouspollutionofconstructionwaste,whichneedtobesolvedbygreenconstructiontechnology.Thispapermainlyintroducesseveralgreenconstructiontechnologiesforlargemedicalbuildings,suchasprefabricatedbuildingtechnology,constructionwasterecyclingtechnology,solarphotovoltaicpowergenerationtechnology,groundwatercomprehensiveutilizationtechnologyandgreenconstructionmanagementtechnology,andillustratestheapplicationeffectofthesetechnologiesbytakingphaseIIprojectofJinshanHospitalofFujianProvinceasanexample,aimingtoprovidereferencefortherelevantstaff.

KeyWords:Medicalbuildings;Greenconstruction;Resourcesenergy;Systemintegration

随着我国医疗卫生事业的快速发展,大型医疗建筑项目的数量不断增加。2022年3月,国家发改委等八部门联合印发的《“十四五”现代医院建设规划》明确提出,要推动医院建设绿色发展,落实绿色低碳理念。同年5月,住房城乡建设部等三部门印发《“十四五”绿色建筑和建筑节能发展规划》,再次强调医院建设要坚持绿色发展方向。可以看出,推进医疗建筑绿色施工,已成为当前和今后一个时期建筑行业的重要发展方向。

1大型医疗建筑工程施工过程中存在的问题

1.1资源能源消耗大

医疗建筑工程往往建筑面积大,存在大量的挖填土石方工程量,需要大量的水泥、砂石等原材料。在建筑施工过程中,消耗的资源能源也十分巨大。据调查,我国建筑施工年均累积耗能达到全社会总能耗的1/6。大型医疗建筑仅钢材消耗就占建筑工程材料总消耗的1/3以上,这需要耗费大量煤炭等能源进行生产[1]。据统计,我国每万平方米建筑面积的能耗约为标准煤170~340t。而大型医疗建筑能耗更高,有的甚至达到500t标准煤。这既消耗了大量非可再生资源,又产生了温室气体排放,不利于环境保护。这在一定程度上制约了建筑业的可持续发展。

1.2建筑废弃物污染严重

医疗建筑施工过程中产生大量渣土、建筑垃圾以及损坏建材等建筑废弃物,占建筑工程总废弃物的40%~50%,这些废弃物成分复杂,包含硫酸盐、氯化物、重金属等污染物质[2]。如果随意堆放或掩埋,雨水会将其中污染物溶出,渗透到周边土壤和地下水,从而危害周边环境。而医院投入使用后存在大量病人,抵抗力差,这些污染极易通过空气和水体传播,对病人身体产生害处,增加患病率,延缓痊愈。因此,医疗建筑施工产生的大量废弃物必须规范处置,不能影响正常医疗秩序和群众健康。

2大型医疗建筑绿色施工技术

2.1预制装配式建筑技术

预制装配式建筑是指采用工厂化批量预制方式生产建筑构件、设备及其模块化组合单元,然后运输到施工现场,通过机械化立体化装配系统构造建筑的一种技术[3]。在医院建设中运用预制装配式技术,可以预制钢结构、楼板、梁柱、楼梯预制件、洁具箱体模块、管线模块、外墙和内装饰面板等。这些预制件制作精度高、性能可靠,运输到现场后可快速吊装或对接组合,大幅度压缩建安周期。预制装配式建筑技术可实现医院建设的精益化、绿色化、智能化,对比传统施工方式至少可以减少60%的施工工序,节省2/3的建设用水,1/2的能源消耗,80%的施工噪声污染。该技术的应用可显著降低医院建设对资源环境的影响,引领医疗建筑建设向绿色发展方向转型升级。

2.2建筑废弃物循环利用技术

建筑废弃物循环利用技术是指通过对建筑施工过程中产生的各类废弃物实施分类收集、再生处理,将其重新利用于建筑工程的一种资源化利用技术[4]。医院施工中的废弃物主要包括混凝土、砖块、钢筋、木材、塑料、瓷砖、金属类板材等。这些废弃物中可再生利用部分达到40%以上。应用建筑废弃物循环技术,首先需要对施工垃圾进行收集与分选,其次对可再生部分实施相应的再生处理,常见处理P1EN9qwuQ3Kz31FgGQ2lZw==方式有破碎法、筛分法等。这些再生建材经检测达标后可重新使用于相应部位。建筑废弃物再生技术的应用,可显著减少医院建设的原材料消耗,降低建筑垃圾的排放量,实现资源节约与循环利用[5]。该技术符合医疗建筑的绿色施工理念,值得推广。

2.3太阳能光伏发电技术

太阳能光伏发电技术工作原理是通过光伏电池板直接将太阳光能转化为直流电,然后经过逆变器转化为交流电,用于各种电器设备的供电[6]。该技术清洁环保,可持续利用可再生的太阳能资源,适合在分布广阔的医院顶面与外墙大面积应用。医院施工阶段安装光伏系统,可通过屋顶与顶面遮阳篷、临设外墙加装支架等方式设置光伏板,确保200万Wh/m2以上的年发电量。同时,配套安装光伏发电连网逆变变流装置、交流配电装置等。这样就可以使用清洁的太阳能为施工生产供电,减少临时用电的外购需求,解决大面积施工的电力供应问题。

2.4地下水综合利用

地下水综合利用技术在我国大型医疗建筑绿色施工中应用日益广泛。这种技术的核心是收集、处理并再利用地下水,以降低对外部水资源的依赖,实现节约用水和减少污染排放的目的。具体来说,施工过程中可以建立规模化的地下水、雨水收集系统和生活污水预处理系统。这些系统通过管网和储罐收集雨水和生活污水,经过沉淀、过滤、消毒等处理步骤,提供安全卫生的非饮用水。另外,通过在医院配套建设地下水热泵系统,可以利用地下水的恒定温度为医院提供制冷和生活热水。该系统通过与地下水交换热量,避免了大量能源的消耗。地下水热泵系统提供空调用冷量可达建筑空调总冷量的70%以上,年运行费用约为空调的30%,与空气源热泵相比,节能效果更显著。该系统还可以提供部分生活热水,减少天然气、电力的消费。

2.5绿色施工管理技术

绿色施工管理技术主要是充分运用互联网、物联网、移动通信、云计算等现代信息技术,对医院建设全周期的供应链协同、工程建设、运行维护等过程实施精细化智能化管理,以达到资源节约、环境友好的施工与运营目标。具体来说,该技术通过搭建工程质量、安全生产、资源利用的监控体系,对项目全生命周期的INPUT(投入物料、能源、环境影响)与OUTPUT(产出物料、污染、Safety事故)等进行数据收集、传输、分析、处理,精准掌握医院建设对资源环境的实时影响,并据此调整方案、优化资源配置,最小化医院建设的生态环境足迹。它不仅显著提高了医院建设的规范化、清洁化、绿色化水平,也让医院建设的生态环境绩效更好地服务于社区群众,呈现出新的社会价值体现。因此,它是实现医院建设全过程绿色施工的重要支撑技术。

3具体案例分析

福建省立医院金山院区二期工程项目位于福建福州市,总建筑面积达9.38万m2。福建省立医院金山院区二期工程项目是一个典型的绿色建筑项目,它从方案设计阶段就融入了绿色施工理念,采用了模块化钢结构与生态型建材的预制装配整体式建造技术体系。在材料方面,项目组编制了完善的采购清单,严格控制材料节能指标,优选市场上环保效果好、节能性能高的保温材料、门窗等建材。在施工过程中,项目积极运用信息技术建立供应链统一调配平台,实现建材的精确供给;同时利用BIM技术对设计方案的节能效果、施工程序的顺畅性进行全面优化。此外,项目施工现场配套设置光伏发电系统,可提供施工临时用电的50%,有效减少外购电量,实现再生能源的绿色利用。在多项绿色施工技术与管理措施的支撑下,建筑废弃物分类回收再利用率达95%以上(如图一),现场施工噪音控制在50dB,远低于居民区70dB的排放标准。总之,福建省立医院金山院区二期工程项目充分验证了绿色预制装配技术的高效率与显著环境效益。它不仅为医院的可持续发展提供了坚实保障,也为其他医院建设项目提供了一个值得借鉴和推广复制的典范。在未来的发展中,应继续推广绿色建筑理念和技术,为建设更加美好、健康、可持续的城市作出贡献。

4大型医疗建筑绿色施工技术发展趋势

4.1系统集成化方向

医院建设系统集成化是指在设计、采购、施工、运维等全生命周期中,采用统一的技术接口标准和信息化管理手段,实现建筑系统之间的高度协同配合。通过集成化手段,各建筑分系统可实现深度协作,在满足质量与效率的基础上最大限度减少资源环境成本。具体来说,统一建立医疗建筑技术标准体系,深化BIM在各阶段的运用,使设计深入运维的全过程可视化;采取系统采购与数字监造,实现材设备供应链的协同配送与安装;统筹施工组织,促进机电水暖等专业间界面的精确匹配。医院建设系统集成发展,可有效减少管理问题引发的运营故障、能源浪费现象,是医疗建筑绿色建造的重要发展方向。

4.2零碳化方向

开发应用碳中和、二氧化碳固存型建材,运用可再生能源供能技术,推动医院建设实现从建造运营的全生命周期零碳排放,是医院绿色建造的终极目标。其中,开发高性能绿色结构材料、外墙保温材料等可在生产、施工、使用后进行循环再生利用的建材,研发二氧化碳封存型混凝土、轻质砖等可长期固存二氧化碳的建材,可从源头上减少医院建造的碳排放。并通过光伏发电、地源热泵等可再生能源技术的运用,使医院建筑向净零能耗方向演进,真正实现碳中和。这是医疗建筑可持续发展的必由之路。

5结语

总之,大型医疗建筑在施工过程中面临着诸多挑战,包括资源能源消耗大、建筑废弃物污染严重等问题。为了解决这些问题,需要采用绿色施工技术,如预制装配式建筑技术、建筑废弃物循环利用技术、太阳能光伏发电技术、地下水综合利用技术以及绿色施工管理技术等。这些技术不仅可以提高建筑工程的质量和效率,降低资源能源消耗,减少环境污染,还可以为医院建设提供安静舒适的治疗环境,有利于各类职能科室的正常运转。通过运用这些先进技术,可以实现医疗建筑的可持续发展,为医院的绿色发展提供坚实保障。

参考文献

[1] 张云鹏,孟令鸿,马威,等.大型医疗建筑绿色施工技术[C]//《施工技术(中英文)》杂志社,亚太建设科技信息研究院有限公司.2022年全国工程建设行业施工技术交流会论文集(上册).中建八局第一建设有限公司,2022:4.

[2] 杨磊.大型医疗建筑绿色施工技术探讨[J].四川水泥,2021(3):75-76.

[3] 朱林,刘令良,朱峰,等.BIM技术在大型医疗建筑绿色施工中的应用[J].智能建筑,2021(1):43-46.

[4] 吕欣豪,孙长武,游天亮,等.大型医疗建筑绿色施工技术[J].施工技术,2020,49(6):44-46.

[5] 张涛.绿色医疗建筑项目施工阶段风险管理研究[D].石家庄:河北建筑工程学院,2023.

[6] 肖钦文.全过程工程咨询模式下绿色医疗建筑项目成本管理研究[D].石家庄:河北建筑工程学院,2023.