摘要:隨著我國醫療衛生事業的快速發展,大型醫療建筑項目日益增多。然而,醫療建筑施工過程中存在資源能源消耗大、建筑廢棄物污染嚴重等問題,亟須采用綠色施工技術加以解決。重點介紹了預制裝配式建筑技術、建筑廢棄物循環利用技術、太陽能光伏發電技術、地下水綜合利用技術以及綠色施工管理技術等幾種大型醫療建筑的綠色施工技術,并以福建省立醫院金山院區二期工程為例,說明了這些技術的應用效果,旨在為相關工作人員提供借鑒參考。
關鍵詞:醫療建筑綠色施工資源能源系統集成
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
隨著我國醫療衛生事業的快速發展,大型醫療建筑項目的數量不斷增加。2022年3月,國家發改委等八部門聯合印發的《“十四五”現代醫院建設規劃》明確提出,要推動醫院建設綠色發展,落實綠色低碳理念。同年5月,住房城鄉建設部等三部門印發《“十四五”綠色建筑和建筑節能發展規劃》,再次強調醫院建設要堅持綠色發展方向。可以看出,推進醫療建筑綠色施工,已成為當前和今后一個時期建筑行業的重要發展方向。
1大型醫療建筑工程施工過程中存在的問題
1.1資源能源消耗大
醫療建筑工程往往建筑面積大,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。在建筑施工過程中,消耗的資源能源也十分巨大。據調查,我國建筑施工年均累積耗能達到全社會總能耗的1/6。大型醫療建筑僅鋼材消耗就占建筑工程材料總消耗的1/3以上,這需要耗費大量煤炭等能源進行生產[1]。據統計,我國每萬平方米建筑面積的能耗約為標準煤170~340t。而大型醫療建筑能耗更高,有的甚至達到500t標準煤。這既消耗了大量非可再生資源,又產生了溫室氣體排放,不利于環境保護。這在一定程度上制約了建筑業的可持續發展。
1.2建筑廢棄物污染嚴重
醫療建筑施工過程中產生大量渣土、建筑垃圾以及損壞建材等建筑廢棄物,占建筑工程總廢棄物的40%~50%,這些廢棄物成分復雜,包含硫酸鹽、氯化物、重金屬等污染物質[2]。如果隨意堆放或掩埋,雨水會將其中污染物溶出,滲透到周邊土壤和地下水,從而危害周邊環境。而醫院投入使用后存在大量病人,抵抗力差,這些污染極易通過空氣和水體傳播,對病人身體產生害處,增加患病率,延緩痊愈。因此,醫療建筑施工產生的大量廢棄物必須規范處置,不能影響正常醫療秩序和群眾健康。
2大型醫療建筑綠色施工技術
2.1預制裝配式建筑技術
預制裝配式建筑是指采用工廠化批量預制方式生產建筑構件、設備及其模塊化組合單元,然后運輸到施工現場,通過機械化立體化裝配系統構造建筑的一種技術[3]。在醫院建設中運用預制裝配式技術,可以預制鋼結構、樓板、梁柱、樓梯預制件、潔具箱體模塊、管線模塊、外墻和內裝飾面板等。這些預制件制作精度高、性能可靠,運輸到現場后可快速吊裝或對接組合,大幅度壓縮建安周期。預制裝配式建筑技術可實現醫院建設的精益化、綠色化、智能化,對比傳統施工方式至少可以減少60%的施工工序,節省2/3的建設用水,1/2的能源消耗,80%的施工噪聲污染。該技術的應用可顯著降低醫院建設對資源環境的影響,引領醫療建筑建設向綠色發展方向轉型升級。
2.2建筑廢棄物循環利用技術
建筑廢棄物循環利用技術是指通過對建筑施工過程中產生的各類廢棄物實施分類收集、再生處理,將其重新利用于建筑工程的一種資源化利用技術[4]。醫院施工中的廢棄物主要包括混凝土、磚塊、鋼筋、木材、塑料、瓷磚、金屬類板材等。這些廢棄物中可再生利用部分達到40%以上。應用建筑廢棄物循環技術,首先需要對施工垃圾進行收集與分選,其次對可再生部分實施相應的再生處理,常見處理P1EN9qwuQ3Kz31FgGQ2lZw==方式有破碎法、篩分法等。這些再生建材經檢測達標后可重新使用于相應部位。建筑廢棄物再生技術的應用,可顯著減少醫院建設的原材料消耗,降低建筑垃圾的排放量,實現資源節約與循環利用[5]。該技術符合醫療建筑的綠色施工理念,值得推廣。
2.3太陽能光伏發電技術
太陽能光伏發電技術工作原理是通過光伏電池板直接將太陽光能轉化為直流電,然后經過逆變器轉化為交流電,用于各種電器設備的供電[6]。該技術清潔環保,可持續利用可再生的太陽能資源,適合在分布廣闊的醫院頂面與外墻大面積應用。醫院施工階段安裝光伏系統,可通過屋頂與頂面遮陽篷、臨設外墻加裝支架等方式設置光伏板,確保200萬Wh/m2以上的年發電量。同時,配套安裝光伏發電連網逆變變流裝置、交流配電裝置等。這樣就可以使用清潔的太陽能為施工生產供電,減少臨時用電的外購需求,解決大面積施工的電力供應問題。
2.4地下水綜合利用
地下水綜合利用技術在我國大型醫療建筑綠色施工中應用日益廣泛。這種技術的核心是收集、處理并再利用地下水,以降低對外部水資源的依賴,實現節約用水和減少污染排放的目的。具體來說,施工過程中可以建立規模化的地下水、雨水收集系統和生活污水預處理系統。這些系統通過管網和儲罐收集雨水和生活污水,經過沉淀、過濾、消毒等處理步驟,提供安全衛生的非飲用水。另外,通過在醫院配套建設地下水熱泵系統,可以利用地下水的恒定溫度為醫院提供制冷和生活熱水。該系統通過與地下水交換熱量,避免了大量能源的消耗。地下水熱泵系統提供空調用冷量可達建筑空調總冷量的70%以上,年運行費用約為空調的30%,與空氣源熱泵相比,節能效果更顯著。該系統還可以提供部分生活熱水,減少天然氣、電力的消費。
2.5綠色施工管理技術
綠色施工管理技術主要是充分運用互聯網、物聯網、移動通信、云計算等現代信息技術,對醫院建設全周期的供應鏈協同、工程建設、運行維護等過程實施精細化智能化管理,以達到資源節約、環境友好的施工與運營目標。具體來說,該技術通過搭建工程質量、安全生產、資源利用的監控體系,對項目全生命周期的INPUT(投入物料、能源、環境影響)與OUTPUT(產出物料、污染、Safety事故)等進行數據收集、傳輸、分析、處理,精準掌握醫院建設對資源環境的實時影響,并據此調整方案、優化資源配置,最小化醫院建設的生態環境足跡。它不僅顯著提高了醫院建設的規范化、清潔化、綠色化水平,也讓醫院建設的生態環境績效更好地服務于社區群眾,呈現出新的社會價值體現。因此,它是實現醫院建設全過程綠色施工的重要支撐技術。
3具體案例分析
福建省立醫院金山院區二期工程項目位于福建福州市,總建筑面積達9.38萬m2。福建省立醫院金山院區二期工程項目是一個典型的綠色建筑項目,它從方案設計階段就融入了綠色施工理念,采用了模塊化鋼結構與生態型建材的預制裝配整體式建造技術體系。在材料方面,項目組編制了完善的采購清單,嚴格控制材料節能指標,優選市場上環保效果好、節能性能高的保溫材料、門窗等建材。在施工過程中,項目積極運用信息技術建立供應鏈統一調配平臺,實現建材的精確供給;同時利用BIM技術對設計方案的節能效果、施工程序的順暢性進行全面優化。此外,項目施工現場配套設置光伏發電系統,可提供施工臨時用電的50%,有效減少外購電量,實現再生能源的綠色利用。在多項綠色施工技術與管理措施的支撐下,建筑廢棄物分類回收再利用率達95%以上(如圖一),現場施工噪音控制在50dB,遠低于居民區70dB的排放標準。總之,福建省立醫院金山院區二期工程項目充分驗證了綠色預制裝配技術的高效率與顯著環境效益。它不僅為醫院的可持續發展提供了堅實保障,也為其他醫院建設項目提供了一個值得借鑒和推廣復制的典范。在未來的發展中,應繼續推廣綠色建筑理念和技術,為建設更加美好、健康、可持續的城市作出貢獻。
4大型醫療建筑綠色施工技術發展趨勢
4.1系統集成化方向
醫院建設系統集成化是指在設計、采購、施工、運維等全生命周期中,采用統一的技術接口標準和信息化管理手段,實現建筑系統之間的高度協同配合。通過集成化手段,各建筑分系統可實現深度協作,在滿足質量與效率的基礎上最大限度減少資源環境成本。具體來說,統一建立醫療建筑技術標準體系,深化BIM在各階段的運用,使設計深入運維的全過程可視化;采取系統采購與數字監造,實現材設備供應鏈的協同配送與安裝;統籌施工組織,促進機電水暖等專業間界面的精確匹配。醫院建設系統集成發展,可有效減少管理問題引發的運營故障、能源浪費現象,是醫療建筑綠色建造的重要發展方向。
4.2零碳化方向
開發應用碳中和、二氧化碳固存型建材,運用可再生能源供能技術,推動醫院建設實現從建造運營的全生命周期零碳排放,是醫院綠色建造的終極目標。其中,開發高性能綠色結構材料、外墻保溫材料等可在生產、施工、使用后進行循環再生利用的建材,研發二氧化碳封存型混凝土、輕質磚等可長期固存二氧化碳的建材,可從源頭上減少醫院建造的碳排放。并通過光伏發電、地源熱泵等可再生能源技術的運用,使醫院建筑向凈零能耗方向演進,真正實現碳中和。這是醫療建筑可持續發展的必由之路。
5結語
總之,大型醫療建筑在施工過程中面臨著諸多挑戰,包括資源能源消耗大、建筑廢棄物污染嚴重等問題。為了解決這些問題,需要采用綠色施工技術,如預制裝配式建筑技術、建筑廢棄物循環利用技術、太陽能光伏發電技術、地下水綜合利用技術以及綠色施工管理技術等。這些技術不僅可以提高建筑工程的質量和效率,降低資源能源消耗,減少環境污染,還可以為醫院建設提供安靜舒適的治療環境,有利于各類職能科室的正常運轉。通過運用這些先進技術,可以實現醫療建筑的可持續發展,為醫院的綠色發展提供堅實保障。
參考文獻
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