基于老舊房屋加固的SPF 級實驗動物房潔凈圍護系統施工研究

王春龍

SPF 級實驗動物房用于飼育清潔實驗動物及無特定病原體（Specific Pathogen Free，SPF）實驗動物，保障醫學及生命科學研究。此類空間通過潔凈圍護系統滿足動物生存要求，并控制人員、物品和空氣的進出[1]。而在加固后的老舊房屋有限的空間內搭建潔凈圍護系統，對施工提出了新的要求。

1 工程概況

中國醫學科學院藥用植物研究所實驗動物房總建筑面積1252 m2，為單層磚混結構，預制板屋面，室內凈高3.6 m，屏障系統內有飼養室7 間，實驗室6 間，另有潔凈走廊、污物走廊、檢疫室、緩沖室、更衣室、潔物間等；屏障系統外有接收室、儀器室、辦公室、庫房、設備間、洗衣間、淋浴間等，飼養動物類型以大鼠、小鼠、豚鼠、兔為主。

該動物房建于1987 年，被鑒定為局部危房后由于政策原因無法拆除重建，只能采取加固方式，拆除舊潔凈圍護系統后進行了噴射混凝土板墻加固，每面墻增加了12 cm 厚度的鋼筋混凝土加固層，導致本就相對狹小的磚混結構內部空間更加局促，尤其是走廊部位，結構層寬度僅有1.25 m，若按常規工藝找平后安裝潔凈板，走廊寬度會低于1.10 m，將嚴重影響使用（圖1）。

圖1 墻體加固平面圖（來源：作者自繪/自攝）

因此需要選用合適的材料，合理的施工方案，保證密閉潔凈的同時，盡可能減小潔凈圍護系統的厚度，爭取使用空間最大化。

2 潔凈圍護系統優化的總體思路

潔凈圍護系統是以墻板、吊頂、地坪為基本構成，它們通過螺絲固定、吊桿拉結、膠粘等方式依附在建筑物主體結構上[2]。

設法減小墻板安裝厚度可以增加室內活動空間，墻板的優化應放在首要位置考慮；減小地坪厚度，提高吊頂高度，能增加室內縱向空間；風口、管線等部位可以通過優化布局，間接地產生效果。

結合施工流程（圖2），從施工工藝、材料選擇及方案以及管線方案3 個方面著手優化。施工流程中直角方框標記的工序參與優化。

圖2 施工流程中參與優化的階段（來源：作者自繪）

3 施工工藝優化

3.1 墻面抹灰找平改為剔鑿找平

墻面找平通常作法是抹灰找平，本工程為節省空間，采用剔鑿、打磨的方式找平。墻面加固層為人工噴射混凝土，其表面凹凸不平，高差較大，因此剔鑿突出部位并不會影響保護層厚度。用激光水平儀打出鉛垂線，先對明顯突出處進行切割網格、剔鑿處理，在保證混凝土墻厚度及保護層厚度符合要求的前提下，剔鑿掉多余部分，再用激光水平儀配合靠尺檢查平整度，局部打磨找平，同時少量抹灰修復局部凹陷、麻面，至符合要求為止[2]。相對于常規抹灰找平做法，剔鑿找平使墻面厚度減少約4 cm，為走廊及房間爭取了相應寬度。

3.2 地面抹灰找平改為剔鑿找平

人工噴射混凝土地坪墊層，雖然大致符合平整度要求，但受工藝限制局部起伏較大，整體麻面較多。在保證混凝土墊層設計厚度的前提下，對其凸出部位進行切割、剔鑿、打磨，爭取不使用找平層，達到直接做自流平的標準。

具體施工流程包括以下4個步驟：第1，水準儀檢測，測點間距1 m，找出標高較高區域；第2，在標高較高區域切割網格，密度10 cm ×10 cm，剔鑿打磨；第3，復測全部場地，測點間距為0.5 m，局部精細打磨，滿足高差4 mm/2 m；第4，進行水泥自流平施工。相對于常規抹灰找平做法，剔鑿找平節省了2～3 cm找平層厚度，為室內爭取了相應凈高。

3.3 墻板不使用橫龍骨，采用兩端固定方式

常規做法中，潔凈板是通過橫龍骨固定與墻體[3]，橫龍骨占用約3 cm的空間。本項目采用的方案為：墻板底部通過地軌固定，頂部使用角鐵固定，節省龍骨的空間。

關于潔凈墻板固定方式，在《潔凈室施工及驗收規范》（GB 50591―2010）和《實驗動物設施建筑技術規范》（GB 50447―2008）中均未做要求。從實際情況來看，高度2.4 m 的墻板采用兩端固定方式，穩定可靠。

4 材料選擇及方案優化

4.1 潔凈板獨立隔斷墻

原設計砌筑200 mm 厚度的加氣塊隔墻，隔墻兩側再分別安裝厚度為50 mm 潔凈板，總體厚度達300 mm。協調設計取消原有的加氣塊砌筑墻體，改為75 mm 雙面石膏巖棉芯潔凈板，節省空間225 mm。

4.2 內置風道板

傳統做法是在房間一角設置回風柱，方形，凸出于墻體，要占用室內空間。經廣泛考察，發現某廠商研發的新型墻板可內置風道，風道呈扁平狀縱向集成在潔凈墻板內，頂部通過變徑管連接吊頂內的回風管，底部留進氣口。安裝后墻面平整不突出，不占用室內空間，特別適合本項目采用。

4.3 潔凈板的最優組合方式

潔凈板為復合板，由面材、基材、芯材、框架、表面噴涂構成（圖3）：第1，面材可為彩涂鋼板、不銹鋼板、鋁合金板等材質。由于表面噴涂工藝的不同，又可分為抗菌、耐消毒、防靜電、耐濕熱等不同類型。第2，基材通常可有紙面石膏板、玻鎂板這2種選擇。第3，芯材常見的有巖棉、鋁蜂窩、硫氧鎂、玻鎂網格、硅巖板等。第4，框架是單體板材的圍護支撐結構，框架的不同形式對應不同的拼裝方式，主要有中字式、企口式、凹凸式。

圖3 潔凈板的不同組合方案（來源：作者自繪）

4.4 不同拼裝方式分析

拼裝方式可以分為中字式、企口式、凹凸式這3 種方式（圖4）：

圖4 潔凈板的拼裝方式（來源：作者自繪）

1）中字式：第1，四邊預埋弓字形鍍鋅鋼龍骨封邊，增加板材強度和密封性。第2，中字式潔凈板需要借助中字鋁進行連接，可做墻板使用，也可以做吊頂使用。第3，墻板用中字形鋁型材連接，安裝便捷，能遮蓋縫隙，但連接處有蓋板，增加墻面厚度。

2）企口式：第1，采用子母口插接方式，不借助鋁型材，接縫密閉性更好。第2，插接口內部預留空腔，可以用作穿線管道。第3，起線處90°壓制成形，接縫間距更小且更美觀。第3，這種接口形式只適合作為墻板連續拼裝，因無法與吊梁連接故不能作為吊頂。

3）凹凸式：第1，采用的是插入式連接方式，不需要借助鋁型材，依靠板材結構本身即可拼接。第2，做墻板使用，不會額外增加墻面厚度，施工效率高，也可以做吊頂使用。第3，板間連接處縫隙較大，需要打膠填縫。

綜上，本項目出于空間占用、安裝便捷度考慮，選用50 mm 厚凹凸式潔凈板，耐消毒表面涂層，0.5 mm 鋼板面材，雙面石膏板基材，巖棉芯材的方案。該方案下安裝步驟相對簡潔，施工進度快，拼縫較小打膠后整體性好，表面耐久度較好（圖5）[4]。

圖5 潔凈板凹凸式拼裝大樣（來源：作者自繪）

4.5 走廊使用無機預涂板

無機預涂板是一種無機輕質飾面板，以硅質-鈣質為主體膠結材料，無機礦物纖維增強，經壓蒸而成。經表面處理，氟碳涂裝等加工，可直接安裝使用不需要現場表面處理。無機預涂板具有環保、輕質、不燃、易施工、防水耐腐、不起塵等特點[5]。本工程采用的無機預涂板厚度僅有6 mm，背部粘結劑厚度約10 mm，相比于厚度50 mm 的潔凈板，采用膠粘法施工的無機預涂板，可以有效節省空間。

4.6 走廊不使用圓弧踢腳

墻壁與地面陰角處理，目前主流做法是嵌入R50 型材圓弧踢腳（圖6a），使PVC 卷材能平滑過渡收邊。但是對于空間狹小的建筑，這個方案缺點也很明顯?圓弧踢腳占用了地面通行空間。尤其是對于動物房走廊，經常需要推車通行，并且此類實驗室推車的車輪往往在車體最外側，如有圓弧踢腳，將限制推車的通行空間。

圖6 墻板-地面節點大樣（來源：作者自繪）

經查閱《潔凈室施工及驗收規范》（GB 50591―2010），可采用半徑不小于30 mm 的整體墻角圓弧做法[6]。具體實施是先用水泥砂漿嵌入陰角抹成弧形，再鋪貼PVC 卷材并在邊緣厚涂膠液，最后用Φ60 鋼管滾壓。由于厚涂膠液有一定的塑性，在Φ60 鋼管滾壓下，可將陰角壓成近似R30 圓角（圖6b）。該方法施工簡單，避免了R50 型材踢腳對通行空間的占用，尤其是對于走廊部位，爭取了至少4 cm通行寬度。

4.7 吊頂板使用單面玻鎂或者單面石膏板

單面板具有平整、輕質、不易變形特點，有利于在抗彎抗撓保證平整度的前提下盡量減輕自重以及減小厚度[7]。對于走廊部位，由于墻板是粘貼硅酸鈣預涂板，可上人吊頂要完全依靠自身體系承重，不能依賴側邊墻板的支撐，吊桿應嚴格按規范布置，間距不大于1 m。潔凈板凹凸式拼裝大樣如圖7 所示。

圖7 潔凈板凹凸式拼裝大樣（來源：作者自繪）

5 管線方案優化

5.1 加強二次設計，管線內置預留

對于潔凈板墻體，目前各廠商已經普遍實現工廠預埋穿線管，板頂預留穿線口，采取先預制后安裝方法進行。充分利用這項優勢，避免在板后墻體上布管布線，也能達到節省空間的目的[8]。這就對二次設計提出了很高的要求。潔凈板施工前依據設計圖，結合現場測量放線復核數據進行二次設計。二次設計的主要目標是整合裝飾、照明、暖通、電氣、智能化、柜體等模塊，合理布局，避免相互沖突。同時認真復核吊頂內設備接口方位、規格、尺寸，確保吊頂內預留接頭的位置、規格與定制潔凈板預埋穿線管位置、規格一致[9-11]。

5.2 吊頂高效送風口不使用軟連接

常規做法中，為了彌補安裝誤差，在風口與風管之間設置帆布軟連接。本項目取消了軟連接，通過精準放線、精準對接的方式，使風管開口直接連接風量調節閥，風量調節閥連接高效風口。這樣就能抬高吊頂，增加室內凈高。最終吊頂在設計范圍內可適當抬高5 cm，增加了室內凈高5 cm[12]。

6 結語

在老舊房屋加固后的有限空間內搭設潔凈圍護系統，要盡量節省安裝空間，爭取使用空間。應注意2 個方面：第1，要做好人工成本上升的準備。墻壁、地面的打磨找平，風口與風管的精確對接，要投入較多的工時，犧牲容錯空間，拉慢項目進度，導致人工成本上升。第2，要發掘最有利的技術方案。當下，潔凈圍護系統產品更新迭代迅速，涌現出很多新技術、新材料、新構件，使得施工方案靈活多變，不同廠商的產品技術方案各有特色。組織施工前，應盡量多考察供貨商，全面了解行業內最新技術動態及主流技術方案，作為材料選擇及施工方案設計的依據。先進的材料和科學合理的施工方案，能夠有效幫助項目提質增效。