既有建筑功能改造與防災(zāi)性能提升一體化施工管理研究與實(shí)踐
我國(guó)既有建筑存量超700億㎡,約30%-50%建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)偏低、宜居性差、建筑平均使用壽命不足30年。國(guó)家“十三五”專(zhuān)項(xiàng)聚焦既有建筑安全與功能升級(jí),“十四五”全面推進(jìn)城市更新。傳統(tǒng)拆除重建、大面積梁柱加固造價(jià)高昂、施工周期長(zhǎng)、嚴(yán)重干擾建筑正常運(yùn)營(yíng),亟需一體化改造管理成套技術(shù)破解行業(yè)難題。
山東省立三院原有康復(fù)護(hù)理院防災(zāi)、使用性能不足,原計(jì)劃拆除,后定為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)科技示范工程,由山東建工聯(lián)合山東建筑大學(xué)實(shí)施一體化改造,改造后設(shè)計(jì)使用年限延長(zhǎng)30年。2021年末醫(yī)院?jiǎn)?dòng)北院區(qū)住院一部診療設(shè)施改造提升工程,總造價(jià)2.53億元,2022年1月開(kāi)工,2023年7月完成全部驗(yàn)收并投用。施工全程疊加新冠疫情,需保障醫(yī)院不間斷接診,施工約束條件嚴(yán)苛。項(xiàng)目在前序改造經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上新增BIM+數(shù)字孿生全周期管控技術(shù),形成完整成套管理成果。
2018年康復(fù)護(hù)理院項(xiàng)目中標(biāo)后,集團(tuán)立項(xiàng)《既有建筑功能改造與防災(zāi)性能提升一體化施工管理研究與實(shí)踐》;2022年住院一部施工階段迭代數(shù)字孿生技術(shù),打通設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維數(shù)據(jù)鏈條,同步完成科技評(píng)價(jià)、工法、專(zhuān)利、論文全鏈條成果轉(zhuǎn)化。
一、項(xiàng)目概況
(一)工程項(xiàng)目簡(jiǎn)介
山東省立第三醫(yī)院診療設(shè)施改造提升工程位于濟(jì)南市無(wú)影山中路11號(hào),改造總建筑面積35126.5平方米,其中住院主樓26126.5平方米(地上23481.01平方米、地下2645.49平方米),室外配套9000平方米。改造內(nèi)容包含結(jié)構(gòu)抗震加固、病房功能重構(gòu)、室內(nèi)精裝、外墻翻新、室外管網(wǎng)綠化道路更新;計(jì)劃工期593日歷天。
(二)建筑原有短板
病房狹小、護(hù)理布局不合理、門(mén)廳擁堵;外立面脫落、院區(qū)地面老化、新舊樓宇風(fēng)貌不統(tǒng)一;原有結(jié)構(gòu)抗震承載力不足,機(jī)電管線(xiàn)雜亂,無(wú)智能化運(yùn)維系統(tǒng)。
(三)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)
1.質(zhì)量目標(biāo):工程達(dá)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn),打造全國(guó)既有醫(yī)院、智慧改造示范標(biāo)桿。
2.安全目標(biāo):杜絕死亡、重大工傷,輕傷頻率≤1.5‰,滿(mǎn)足省市安全文明標(biāo)準(zhǔn)。
3.工期目標(biāo):克服多重制約按期完工,實(shí)施分段交付緩解疫情床位壓力。
4.文明施工目標(biāo):落實(shí)“五化”標(biāo)準(zhǔn),創(chuàng)建花園式綠色工地。
5.環(huán)保目標(biāo):嚴(yán)控?fù)P塵噪聲,落實(shí)“四節(jié)一環(huán)保”,降低對(duì)診療干擾。
二、項(xiàng)目管理重難點(diǎn)、理念與實(shí)施創(chuàng)新
(一)六大核心重難點(diǎn)
1.示范定位高:省衛(wèi)健委指定全省病房改造樣板,質(zhì)量、數(shù)字化、醫(yī)療功能標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛。
2.疫情運(yùn)營(yíng)沖突:施工與門(mén)診、住院同步開(kāi)展,人流、分區(qū)、消防、多方協(xié)調(diào)難度極大。
3.圖紙偏差突出:拆除后現(xiàn)場(chǎng)與原始圖紙差異大,需依托BIM動(dòng)態(tài)迭代深化方案。
4.場(chǎng)地條件惡劣:院區(qū)建筑密集、人車(chē)混行,外立面施工作業(yè)空間嚴(yán)重不足。
5.醫(yī)療管線(xiàn)復(fù)雜:弱電、凈化、物流、空調(diào)等多系統(tǒng)交叉,傳統(tǒng)施工極易返工。
6.運(yùn)維一體化要求:分段交付區(qū)域需快速完成物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備映射,BIM模型需適配醫(yī)院智慧后勤輕量化運(yùn)維平臺(tái)。
(二)管理理念與數(shù)字化管理模式
1.七大管理理念:全生命周期統(tǒng)籌、成本價(jià)值最大化、質(zhì)量?jī)?yōu)先、安全第一、綠色可持續(xù)、高效多方協(xié)同、全流程風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急,覆蓋加固、裝飾、機(jī)電、運(yùn)維全鏈條。
2.BIM數(shù)字化管理模式:以三維BIM模型統(tǒng)一整合設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備、運(yùn)維全量信息,施工前開(kāi)展碰撞、凈高、施工模擬,前置規(guī)避錯(cuò)漏碰缺;配套智慧工地移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題線(xiàn)上閉環(huán)整改,竣工模型無(wú)縫遷移至數(shù)字孿生運(yùn)維平臺(tái),實(shí)現(xiàn)建造運(yùn)維一體化。
(三)全流程標(biāo)準(zhǔn)化管理落地
1.質(zhì)量管理:設(shè)立創(chuàng)優(yōu)小組,編制專(zhuān)項(xiàng)質(zhì)量策劃,推行樣板引路、工序三檢制度,定期召開(kāi)質(zhì)量推進(jìn)會(huì)。
2.業(yè)主協(xié)同:每周多方協(xié)調(diào)例會(huì),建立需求閉環(huán)反饋機(jī)制,實(shí)時(shí)響應(yīng)各科室改造訴求。
3.制度管理:結(jié)合集團(tuán)制度編制項(xiàng)目專(zhuān)屬細(xì)則,崗位職責(zé)上墻,提升現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行力。
4.智慧任務(wù)管控:BIM+智慧工地APP實(shí)時(shí)上傳質(zhì)量安全隱患,線(xiàn)上派單、整改銷(xiāo)項(xiàng)。
5.績(jī)效管理:量化施工考核指標(biāo),建立班組激勵(lì)機(jī)制,營(yíng)造爭(zhēng)先施工氛圍。
6.設(shè)備管理:倉(cāng)庫(kù)24小時(shí)專(zhuān)人值守,建立機(jī)具領(lǐng)用、養(yǎng)護(hù)、歸還臺(tái)賬。
7.揚(yáng)塵噪聲管控:布設(shè)在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)噴淋降噪設(shè)備。
8.人員車(chē)輛管控:人臉識(shí)別、智能測(cè)溫、車(chē)輛無(wú)接觸登記,滿(mǎn)足疫情分區(qū)管控。
9.應(yīng)急管理:編制消防、疫情、結(jié)構(gòu)專(zhuān)項(xiàng)預(yù)案,常態(tài)化開(kāi)展應(yīng)急演練。
(四)四大核心技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)
1.屈曲約束支撐(BRB)消能減震加固技術(shù)
摒棄傳統(tǒng)大面積梁柱鑿除加固,采用BRB消能支撐提升建筑抗震性能。相較傳統(tǒng)工藝,加固造價(jià)僅為傳統(tǒng)方案42%,施工速度快、對(duì)醫(yī)院運(yùn)營(yíng)干擾極小。配套形成省級(jí)工法1項(xiàng)、2篇國(guó)家級(jí)期刊論文,斬獲國(guó)家二類(lèi)QC成果、省市QC一、二等獎(jiǎng),顯著提升罕遇地震下建筑抗倒塌能力。
2.外墻保溫裝飾一體板一體化施工
外墻采用巖棉保溫裝飾復(fù)合板,集保溫、防水、裝飾功能一體化,大幅削減現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè),外立面整潔莊重、與院區(qū)風(fēng)貌統(tǒng)一。成果獲評(píng)省、市級(jí)工法,市級(jí) QC一等獎(jiǎng)、省級(jí)QC三等獎(jiǎng),長(zhǎng)期降低外墻維護(hù)成本,節(jié)能效果突出。
3.BIM全流程深度應(yīng)用
運(yùn)用Revit搭建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電三維模型,完成圖紙會(huì)審、管線(xiàn)綜合、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)可視化模擬;全過(guò)程優(yōu)化節(jié)約直接成本、壓縮總工期90天,材料浪費(fèi)減少10%,現(xiàn)場(chǎng)返工降低20%,風(fēng)險(xiǎn)管理效率提升9%。
4.功能改造+防災(zāi)提升一體化成套技術(shù)
整合耐久性評(píng)估、結(jié)構(gòu)加固同步施工、消能減震元件、BIM+數(shù)字孿生四大技術(shù)模塊,成果經(jīng)雙協(xié)會(huì)鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,榮獲2021年度山東土木建筑科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。改造完成后將消防、空調(diào)、能耗、安防、醫(yī)療設(shè)備全部接入數(shù)字孿生平臺(tái),醫(yī)院綜合能耗降低35%,物業(yè)運(yùn)維人員縮減27%,大幅節(jié)約年度綜合運(yùn)維費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)“一屏觀(guān)全院,一模全運(yùn)維”。
三、項(xiàng)目綜合成效與評(píng)價(jià)
(一)多維綜合效益
1.經(jīng)濟(jì)效益
與傳統(tǒng)加固相比,康復(fù)護(hù)理院通過(guò)采用新技術(shù)成本大幅下降;住院一部依托BIM優(yōu)化總工期縮短15%,大幅降低材料、人工損耗;數(shù)字孿生運(yùn)維平臺(tái)長(zhǎng)期削減能耗、維修、人力開(kāi)支,長(zhǎng)效收益顯著。
2.社會(huì)效益
項(xiàng)目中西區(qū)分段竣工后緊急作為新冠隔離病房,極大緩解區(qū)域醫(yī)療床位緊張壓力,獲省衛(wèi)健委、天橋區(qū)政府高度認(rèn)可。2024年全省醫(yī)院建設(shè)管理現(xiàn)場(chǎng)會(huì)將本項(xiàng)目定為官方觀(guān)摩教學(xué)點(diǎn),作為全國(guó)老舊醫(yī)院改造標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)踐范本;改造后病房空間、適老化、醫(yī)養(yǎng)適配度全面升級(jí)。
3.環(huán)境效益
施工減少70%建筑垃圾、60%施工用水,粉塵、噪聲污染大幅降低;外墻保溫系統(tǒng)持續(xù)降低建筑能耗,每年減少碳排放105萬(wàn)千克,完全契合綠色建造、雙碳政策要求。
4.企業(yè)效益
項(xiàng)目獲得各級(jí)主管單位高度認(rèn)可,樹(shù)立集團(tuán)在醫(yī)院既有改造領(lǐng)域技術(shù)品牌;累計(jì)形成工法、專(zhuān)利、QC、論文、地方標(biāo)準(zhǔn)等成套自主技術(shù),顯著提升同類(lèi)改造項(xiàng)目市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(二)第三方權(quán)威成果匯總
1.示范認(rèn)定:康復(fù)護(hù)理院項(xiàng)目獲批“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃科技示范工程。
2.科技評(píng)價(jià):一體化改造技術(shù)經(jīng)兩家省級(jí)行業(yè)協(xié)會(huì)鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
3.科技獎(jiǎng)項(xiàng):山東土木建筑科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
4.工法成果:省級(jí)工法2項(xiàng)、市級(jí)工法2項(xiàng)、企業(yè)級(jí)工法3項(xiàng)。
5.QC成果:國(guó)家級(jí)二類(lèi)QC成果1項(xiàng),省、市級(jí)一、二、三等獎(jiǎng)多項(xiàng)。
6.知識(shí)產(chǎn)權(quán):發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)、實(shí)用新型專(zhuān)利2項(xiàng)。
7.學(xué)術(shù)成果:國(guó)家級(jí)建筑專(zhuān)業(yè)期刊論文5篇。
8.標(biāo)準(zhǔn)編制:參編山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑垃圾分類(lèi)處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。
四、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與發(fā)展展望
(一)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
1.分層耐久性評(píng)估:無(wú)損、微破損、破損檢測(cè)相結(jié)合,從材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)三層評(píng)估,延長(zhǎng)建筑使用壽命。
2.最小干預(yù)一體化改造:同步統(tǒng)籌醫(yī)療功能調(diào)整與結(jié)構(gòu)加固,避免二次拆改,節(jié)約造價(jià)與工期。
3.輕量化減震加固:采用BRB、粘滯阻尼器等消能元件,減少大面積梁柱拆除施工。
4.BIM+數(shù)字孿生全周期貫通:施工階段優(yōu)化管控,竣工直接對(duì)接智慧運(yùn)維,打通建造、運(yùn)維數(shù)據(jù)壁壘。
(二)發(fā)展展望
1.成果深化轉(zhuǎn)化:依托兩大醫(yī)院改造載體,完善BIM數(shù)字孿生全生命周期數(shù)字化管理成果,補(bǔ)齊數(shù)字化獎(jiǎng)項(xiàng)體系。
2.標(biāo)準(zhǔn)化推廣:整合加固、節(jié)能、數(shù)字化成套施工流程,編制老舊公改造通用導(dǎo)則,面向城市更新項(xiàng)目推廣。
3.產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新:持續(xù)聯(lián)合山東建筑大學(xué)研發(fā)新型減震構(gòu)件、輕量化運(yùn)維系統(tǒng),推動(dòng)技術(shù)市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化。
4.管理體系優(yōu)化:完善改造項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)、成本、變更全流程標(biāo)準(zhǔn)化管控體系,形成可復(fù)制的既有公共建筑一體化項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)。
一體化施工管理體系適配存量老舊醫(yī)院、養(yǎng)老建筑、各類(lèi)公共樓宇更新改造,具備造價(jià)低廉、施工干擾小、工期短、綠色低碳、智慧運(yùn)維一體化突出優(yōu)勢(shì),有效解決既有建筑抗震不足、功能落后、運(yùn)維低效行業(yè)痛點(diǎn),在城市更新行動(dòng)中擁有廣闊復(fù)制與推廣應(yīng)用前景。
(七分公司 吳明曉)
