建筑技术丨模块化集成医疗实验室关键技术

1  工程概况

广州某大学实验室项目总改造面积为2 100 m²，主要针对医疗教学楼实验室的天面防水层进行翻新装修改造。该医疗教学楼建设时间较长，实验室环境控制设备、气流组织系统、管路设置等都老化过时，无法做到较好运维。面对日益严峻的实验室环境问题，如水路、电路、气路混乱等一系列困扰，如何打破传统实验室的局限性，通过合理的模块定义和空间划分来建设安全、灵活、智能的实验室科研环境，是现今亟待攻克的技术难题。

2  系统构造设计

该实验室改造项目的系统构造设计主要包括模块化吊顶和集成隔墙两部分，具体设计如下。

（1）模块化吊顶。龙骨采用铝合金龙骨，四边分别设置双槽，吊顶的吊杆、主龙骨、副龙骨及暖通、电气、隔墙龙骨等均可通过芯套、转接件等相互连接，所有水、电、气路、通风管线均在型材吊顶内实现架构，解决了多专业管线凌乱的难题。

（2）集成隔墙。采用玻镁板夹芯彩钢板隔墙，将回风柱集成形成单元系统，通过承插拼接的方式将连接件与吊顶无缝对接，完成实验室空间场景的快速切换，满足通用性、灵活多变及快速装配的要求。

3  关键施工技术

施工流程：测量放线→专用吊件加工与固定→安装专用T形龙骨→龙骨检查校正调平→机电综合管线布线安装→彩钢板吊顶安装→集成通风系统安装→移动式万向排风罩安装→安装铝合金U形槽→安装彩钢板隔墙→安装集成回风柱→安装架空地板→安装开关、插座→集成各种气密窗及气密门框→墙身检查校正补强→固定嵌缝条嵌缝→打胶密封清理。

3.1  测量放线

根据设计图纸要求，在结构基层上弹出水平线，确定隔断墙位、龙骨及吊点的位置，结合彩钢板的长、宽分档，以确定模块化生产，在楼地面弹线，并将线引至顶棚和侧墙。在结构墙面和柱面上确定好吊顶标高，并弹出标高线，允许误差为±0.5 mm。

3.2  专用吊件加工与固定

按设计要求选定吊件规格，若无设计要求或设计要求小于本要求，当吊顶荷载较大时，需进行结构计算，再选定吊件截面。参照深化设计平面图，在彩钢板吊顶处布设1 200 mm×1 200 mm固定点位，连接花篮并将其吊至吊顶高度，用50号角钢固定。

3.3  安装专用T形龙骨

T形龙骨与专用花篮吊件连接固定。

T形龙骨吊顶骨架施工应平行于房间的长向，龙骨间距与彩钢板宽度等长。

3.4  龙骨检查校正调平

龙骨连接好后，按墙体四周水平线拉通线调整水平度，此时龙骨应纵向平直、间距准确、连接牢固。

3.5  机电综合管线布线安装

机电综合管线布线：按设计要求进行布线，所有施工必须满足GB 50591—2010《洁净室施工及验收规范》要求，所有点位依照深化设计布线到位（图1）。

图1  模块化集成吊顶安装示意

3.6  彩钢板吊顶安装

天花材料采用玻镁板夹芯彩钢板（下简称彩钢板），厚50 mm，钢板厚不小于0.426 mm，燃烧性能等级为A级，耐火极限不低于1h。彩钢板天花直接放置在T形龙骨上，使用角钢与专用螺栓固定。

3.7  集成通风系统安装

安装吊顶的同时，按深化设计图纸点位集成通风系统（图2）。按综合管道方向预留出风口。

图2  集成通风系统示意

3.8  移动式万向排风罩安装

（1）安装吊顶的同时，按深化设计图纸位置集成安装多功能柱支架。（2）将多功能柱移动到试验台上方，以方便实验人员随意移动使用。（3）功能吊顶模块同时集成了强电、弱电等端口。

3.9  安装铝合金U形槽

彩钢板通过铝合金U形槽与地面连接，放线后，敷设铝合金U形槽，每隔300 mm用8×70 mm膨胀螺栓进行固定（图3）。

（a）                             （b）

图3  沿地龙骨固定示意

（a）立墙玻镁夹芯板节点；（b）隔断连接节点

3.10  安装彩钢板隔墙

（1）隔墙采用彩钢板，为避免彩钢板二次加工，防止表面拉毛和浪费，应在工厂加工时一次成型。

（2）彩钢板沿着铝合金U形槽逐块安装，彩钢板与彩钢板之间采用承插安装方式连接，B彩钢板的凸出部分承插在A彩钢板的凹进部分，以此类推。安装完隔墙，所有的转角接点处均应采用半径为50 mm的圆弧镀锌钢板连接过渡。

3.11  安装集成回风柱

（1）回风竖井采用50 mm厚夹芯彩钢板制作，按设计尺寸及位置安装，配合空调工程施工（图4）。回风竖井上接风管，下通过百叶与实验室相通，保证空气流动符合设计要求。

图4  回风竖井与风管连接示意

（2）回风柱可单独集成或在原建筑柱子两侧设置，与墙身集成一个整体，转角处采用铝合金阴阳圆角衔接（图5、图6）。

图5  彩钢板包柱或回风柱接点示意

图6  柱两侧作回风柱作法节点示意

3.12  安装开关、插座

隔墙安装好后，按设计要求的点位设置开关插座，面板紧贴隔墙，安装牢固且面板四周无明显缝隙。线管提前在工厂加工完成，暗藏在彩钢板内，现场匹配相对应的开关插座面板即可（图7）。

图7  嵌入式插座安装

3.13  集成各种气密窗及气密门框

（1）安装墙身的同时，按设计要求集成安装气密窗框和气密门框，无须等门扇到场再安装，节省工期。（2）洁净区域内的洁净门、窗铝合金框要方正，偏差不能超过2 mm。（3）洁净区域内的门窗框应与内墙面齐平，门窗制作安装完成后必须涂抹密封胶密封。

3.14  墙身检查校正补强

（1）墙身垂直度误差不大于2/1 000。（2）墙顶倒扣1条铝合金U形槽，以加强墙身的整体性。

3.15  固定嵌缝条嵌缝

（1）隔墙之间、隔墙与吊顶之间、隔墙与地面之间的阴角采用半径为45 mm的铝合金圆角线镶嵌；圆角线三维交汇处安装铝合金球面。内圆弧的固定件每隔800 mm用拉钉固定，内圆弧交汇处采用内圆角过渡连接（图8、图9）。

图8  隔墙转角铝合金柱连接示意

图9  隔墙与地面固定收口示意

（2）所有转角点采用曲率半径为50 mm的铝合金圆柱连接，圆柱与吊顶、地板之间采用外圆弧过渡连接（图10）。

图10  隔墙与吊顶固定收口示意

（3）吊顶四周与墙面（或窗上框）交角采用半径为45 mm的铝合金圆角线镶嵌。

3.16  打胶密封清理

（1）隔断的圆弧、圆角与彩钢板要紧贴并尽量密封，紧贴缝处采用透明白色玻璃胶进行密封。

（2）吊顶接缝处采用透明玻璃胶填补，缝面要求平滑。所有饰面表面使用酒精清理干净。

4  结论

依托广州某大学实验室改造项目，对模块化集成医疗实验室技术进行了研究，得到的主要结论如下。

（1）模块化装配：将吊顶、墙面、通风等系统在工厂模块化生产，现场通过承插方式拼接及连接件快速完成装配。（2）功能模块化吊顶：研发集成吊顶系统，实现通用性、灵活多变及快速装配要求；并将所有水、电、气路、通风管线均在型材吊顶实现架构，快接并入“功能吊顶模块”，满足实验台末端的水、电、气快速连接，轻松应对实验室空间场景转换带来的末端点位调整。（3）集成回风系统：风管、回风柱及过滤机组采用标准模数设计、工厂预制、现场快速装配。回风柱的集尘能力符合现行标准，让送风气流流向实验室，保证实验室舒适的工作环境。