一种基于BIM的装配式手术室及其安装方法与流程

一种基于bim的装配式手术室及其安装方法
技术领域
1.本发明属于医院建筑洁净区装配施工技术领域，具体涉及一种基于bim的装配式手术室及其安装方法。


背景技术：

2.医院洁净室最先用于手术室，也就是我们现在所说的医院手术室净化工程，作为医院重要功能分区之一，洁净室工程质量直接影响到医院的使用和对患者的治疗。目前传统做法主要是基于cad进行手术室墙板设计及排布，效率较低，精度不足，存在现场二次加工、返工及污染环境等问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于：本发明提供了一种基于bim的装配式手术室及其安装方法，解决了传统手术室施工效率低、质量差的问题，实现墙板精确预制加工，现场无焊接、零碳高效安装，提高医院手术室的洁净质量。
4.本发明目的通过下述技术方案来实现：
5.一种基于bim的装配式手术室，包括均为水平布置的底槽、主梁和吊槽结构，底槽、主梁和吊槽结构由下至上依次布置，底槽与主梁之间可拆连接有竖直的外槽，相邻的外槽之间可拆连接有形成环形围挡结构的墙板，吊槽结构固定在顶面上，吊槽结构上可拆连接有天花填充板，天花填充板与墙板之间可拆连接有斜天花板，天花填充板和斜天花板共同形成顶部围挡结构。
6.进一步的，所述的墙板形成长方体结构四侧面的围挡结构，天花填充板和斜天花板共同形成长方体结构顶面的围挡结构。
7.进一步的，所述的吊槽结构包括斜天花吊槽和填充板吊槽，填充板吊槽位于斜天花吊槽内部，斜天花吊槽的外侧以及斜天花吊槽与填充板吊槽之间均可拆连接有天花填充板。
8.进一步的，所述的外槽上设有挂钩座，墙板上设有挂钩，挂钩挂设在挂钩座上。
9.进一步的，所述的墙板为拼装结构，相邻两外槽之间的墙板拼装形成完整的围挡结构单元，或相邻两外槽之间的墙板拼装形成预留门洞或预留孔洞。
10.进一步的，所述的底槽通过射钉固定在地面上，底槽与外槽之间、外槽与主梁之间均通过连槽螺钉连接。
11.进一步的，所述的吊槽结构上设有挂码，吊槽结构直接通过丝杠固定在顶面上，或吊槽结构上的挂码通过丝杠固定在顶面上。
12.进一步的，所述的墙板包括位于过渡角处的角部墙板和位于侧面的周边墙板，斜天花板包括位于过渡角处的角部斜天花和位于侧面的周边斜天花。
13.进一步的，所述的天花填充板和斜天花板均为拼装结构，吊槽结构上的天花填充板拼装形成完整的围挡结构单元，或吊槽结构上的天花填充板拼装形成预留天窗。
14.一种基于bim的装配式手术室的安装方法，针对上述的装配式手术室，包括如下步骤：
15.步骤1，基于bim分别对手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系进行设计；
16.步骤2，基于bim分别创建手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系的模型，进行合模并出具图纸；
17.步骤3，根据图纸进行构件制造，然后将构件运输至施工现场；
18.步骤4，检查放线；
19.步骤5，安装水平的底槽，将底槽固定在地面上；
20.步骤6，安装竖直的外槽，在底槽上固定外槽的底部，底槽与外槽之间的连接不完全锁紧；
21.步骤7，安装水平的主梁，在外槽的顶部固定主梁，将外槽的竖直度以及主梁的水平度调正好，将底槽与外槽之间、外槽与主梁之间的连接完全锁紧；
22.步骤8，吊装吊槽结构，将吊槽结构固定在顶面上；
23.步骤9，基于三维扫描技术对现场安装数据进行采集，通过计算机将现场安装数据与bim模型进行对比，分析现场安装误差并进行调整；
24.步骤10，在外槽上安装墙板，墙板形成环形围挡结构；
25.步骤11，在主梁、墙板上安装斜天花板，然后在吊槽结构上、斜天花板上安装天花填充板；
26.步骤12，基于三维扫描技术对现场安装数据进行采集，通过计算机将现场安装数据与bim模型进行对比，分析现场安装误差并进行调整。
27.本发明的有益效果：
28.1、利用bim技术创建手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系模型并进行可视化预拼装，提前确定手术室尺寸、设备位置大小以及所有构件、墙板尺寸大小及固定位置，避免后期现场拼装出现较大误差以及返工或二次加工现象，节约工期与成本。
29.2、结合bim和装配式技术，所有构件均在制造厂内加工制作完成，并进行构件跟踪管理，施工现场无焊接、零碳高效安装，保证医院手术室洁净质量。
30.3、采用bim放样机器人进行现场精确定位放线，相比于传统放线作业，更加精准，也更加快速。
31.4、结合bim和三维扫描技术，精简高效地完成施工现场的数据准确采集，将bim模型与所对应的3d扫描模型进行对比、转化和协调，进行现场实际结构洞口尺寸复核及结构误差分析，达到辅助工程质量检查、快速建模、减少返工的目的，提高了作业人员的作业效率及工程精细化管理水平。
32.5、利用bim技术深化设计手术室结构及板件，其中板件与结构通过挂钩及螺栓连接，结构稳固，板件轻便，整体手术室均在现场人工直接组装，现场无需切割，施工快速、高效。
33.前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
34.图1是本发明框架结构体系的结构示意图。
35.图2是本发明外槽的结构示意图。
36.图3是本发明围挡板件体系的结构示意图。
37.图4是本发明墙板的结构示意图。
38.图5是本发明外槽与墙板连接的结构示意图。
39.图6是本发明底槽安装施工示意图。
40.图7是本发明外槽安装施工示意图。
41.图8是本发明主梁安装施工示意图。
42.图9是本发明吊槽结构组装示意图。
43.图10是本发明吊槽结构吊装施工示意图。
44.图11是本发明围挡板件体系安装施工示意图。
45.图中：1-底槽，2-外槽，3-主梁，4-斜天花吊槽，5-填充板吊槽，6-挂钩座，7-墙板，8-预留门洞，9-预留孔洞，10-挂钩，11-钩件螺钉，12-底槽放线，13-射钉，14-挂钩孔，15-连槽螺钉，16-挂码，17-丝杠，18-角部墙板，19-周边墙板，20-角部斜天花，21-周边斜天花，22-天花填充板，23-预留天窗。
具体实施方式
46.下列非限制性实施例用于说明本发明。
47.实施例1：
48.参考图1～图5所示，一种基于bim的装配式手术室，包括底槽1、外槽2、主梁3、吊槽结构(包括斜天花吊槽4和填充板吊槽5)、挂钩座6、墙板7(包括角部墙板18和周边墙板19)、预留门洞8、预留孔洞9、挂钩10、钩件螺钉11、底槽放线12、射钉13、挂钩孔14、连槽螺钉15、挂码16、丝杠17、斜天花板(包括角部斜天花20和周边斜天花21)、天花填充板22和预留天窗23。
49.基于bim技术，对装配式手术室整体结构体系进行优化设计。
50.基于bim技术，对手术室框架结构体系进行优化设计，其构造主要由主梁3、底槽1、外槽2、斜天花吊槽4、填充板吊槽5及挂钩座6构成，其中挂钩,6螺栓连接于外槽2上，最下方挂钩座6离地150mm，相邻2个挂钩座之间距离为500mm。
51.基于bim技术，对手术室围挡板件体系进行优化设计，其构造主要由墙板7(电解钢板)、预留门洞8、预留孔洞9及挂钩10构成。其中墙板7主要为矩形的周边墙板19和弧形的角部墙板18，预留门(孔)洞形状尺寸根据相关设备具体情况设定，挂钩螺栓连接于墙板7两侧边框上，其位置与龙骨挂钩座保持一致。
52.底槽1采用c型钢，包括两根前后横向布置的和两根左右纵向布置的，底槽1开口朝上水平布置在地面上，具体底槽1通过射钉13固定在地面上，利用底槽1为四边侧的外槽2竖立提供基础。
53.外槽2采用矩形钢管，外槽2的顶部和底部均焊接连接有l形的连接件，以分别实现与底槽1、主梁3之间的固定连接。外槽2位于手术室内的侧面上通过钩件螺钉11固定有若干个挂钩座6，利用挂钩座6实现墙板7的安装。外槽2的底部通过连槽螺钉15竖立固定在底槽1
上，从而在四边侧均竖立若干根的外槽2。
54.主梁3采用c型钢，也包括两根前后横向的和两根左右纵向布置的，并且主梁3的位置与底槽1的上下位置相对，主梁3开口朝下水平布置，主梁3通过连槽螺钉15固定在外槽2的顶部上，并且四根主梁3围成完整的矩形结构。底槽1、外槽2和主梁3连接形成一体的框架，在侧面具有良好的支撑围挡效果。
55.吊槽结构包括斜天花吊槽4和填充板吊槽5，填充板吊槽5位于斜天花吊槽4内部。斜天花吊槽4采用工字钢，包括两根前后横向的和两根左右纵向的，并且横向布置的工字钢连接在左右纵向布置的工字钢之间，从而形成ii形结构。填充板吊槽5采用c型钢，其结构与斜天花吊槽4相同，但是其c型钢的开口朝向外侧，并且纵向布置的c型钢连接在前后横向布置的工字钢之间。
56.吊槽结构水平固定在顶面上，斜天花吊槽4上设有挂码16，挂码16为c型结构并通过两端对斜天花吊槽4进行卡设，斜天花吊槽4的挂码16通过丝杠17固定在顶面上，填充板吊槽5直接通过丝杠17固定在顶面上，丝杠17提前安装在顶面内，保证吊槽结构能够可靠的固定在顶面上。
57.相邻的外槽2之间可拆连接有形成环形围挡结构的墙板7，墙板7形成长方体结构四侧面的围挡结构。墙板7为拼装结构，相邻两外槽2之间的墙板7拼装形成完整的围挡结构单元，或相邻两外槽2之间的墙板7拼装形成预留门洞8或预留孔洞9。
58.外槽2上固定有挂钩座6，墙板7上通过钩件螺钉11固定有挂钩10，挂钩10向下的钩部挂设在挂钩座6向上的钩槽内，则实现墙板7的两侧挂设在外槽2上，实现了墙板7的可拆安装。墙板7包括位于过渡角处的角部墙板18和位于侧面的周边墙板19，角部墙板18为弧形以进行拐角的平滑过渡，周边墙板19为矩形以进行侧面的直接围挡。
59.吊槽结构上通过螺钉可拆连接有天花填充板22，具体为斜天花吊槽4的外侧以及斜天花吊槽4与填充板吊槽5之间均可拆连接有天花填充板22，天花填充板22与墙板7之间通过螺钉可拆连接有斜天花板，天花填充板22和斜天花板共同形成长方体结构顶面的围挡结构。
60.天花填充板22和斜天花板均为拼装结构，吊槽结构上的天花填充板22拼装形成完整的围挡结构单元，或吊槽结构上的天花填充板22拼装形成预留天窗23。斜天花板包括位于过渡角处的角部斜天花20和位于侧面的周边斜天花21。
61.底槽1、外槽2、主梁3和吊槽结构由下至上依次布置，并底槽1与外槽2之间、外槽2与主梁3之间的连接方式均为通过螺钉实现的可拆连接，墙板7、斜天花板和天花填充板均为可拆安装的形式，则通过可拆连接实现了现场的装配施工，并且连接强度高，整体结构稳定。
62.实施例1：
63.参考图6～图11所示，一种基于bim的装配式手术室的安装方法，针对实施例1的装配式手术室，包括如下步骤：步骤1，基于bim分别对手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系进行设计。
64.步骤2，基于bim分别创建手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系的模型，进行合模，提前对手术室尺寸、设备位置及大小进行bim三维排版，所有构件、墙板尺寸大小及固定位置根据排版提前明确，出具bim模型深化排布图及构件图。
65.步骤3，将图纸发给制造厂家，根据图纸提前生产预制，然后将厂家预制加工好的构件运输至施工现场，待进行人工拼接安装。
66.步骤4，做安装前的准备、检查流程。bim放样机器人测量放线，在手术室bim模型中直接设置放样点，再直接将模型拷贝到放样机器人设备中，将放样机器人带到现场直接使用模型进行放线作业。
67.步骤5，安装水平的底槽1，根据底槽放线12将底槽1固定在地面的对应位置上，每条底槽1两端30-50mm间有射钉固定，中间每400mm一射钉固定，底槽1固定必须牢固。下料后，底槽1端口及时做防腐防锈处理。
68.步骤6，安装竖直的外槽2，在底槽1上固定外槽2的底部，保证外槽2上的挂钩座6位于手术室内侧。底槽1与外槽2之间连接的连槽螺钉15不完全锁紧，便于后续调整。安装时要进行水平调校，靠连槽螺钉15的垫片来调整，水平度＜3mm为宜。外槽2端部连接件的焊接位置在预制厂及时做好防腐防锈处理。
69.步骤7，安装水平的主梁3，将主梁3抬到外槽2上，再进行组装，其步骤类似于底槽1与外槽2的安装。在外槽2的顶部固定主梁3，角部位置对应准确，主梁3要与外部可固定点进行有效固定，每根主梁不超过4个点。将外槽2的竖直度以及主梁3的水平度调正好，外槽的垂直误差小于1mm/m，将底槽1与外槽2之间、外槽2与主梁3之间连接的连槽螺钉15完全锁紧。
70.步骤8，组装斜天花吊槽4和填充板吊槽5，按地面放线对应摆放吊槽构件，填充板吊槽的槽口背向手术室中心，将吊槽结构连接固定为一个整体。吊槽构件端口及焊点在预制厂及时做防腐防锈处理。
71.用吊线在天花板顶面标记对应于吊槽上的孔(在每支吊槽对应的孔距不大于1400mm)，并在天花板顶面打入平爆为吊装做好准备。在顶面上用冲击钻钻孔，必须与平爆匹配且深度必须能将平爆全部打入进去并再深0-5mm，打入平爆后，必须用冲针将平爆打开，再将丝杆旋入平爆中。在天花板顶面找对应点时，要避开风管、送风口位置。
72.吊装吊槽结构，将吊槽结构固定在顶面上，根据天花板顶面及手术室高度备好相应长度的丝杆、螺母、垫片，在吊槽结构四周顶部平爆端先装入四支丝杆，然后将吊槽结构人工抬至合适高度，用螺母连接四周四支丝杆，吊槽吊在空中后，再装其它丝杆。为了保证两端协调，螺母不要拧紧，按规定的高度校核吊槽结构水平度后，再同时拧紧螺母。固定吊槽结构后，可以用角钢将其支撑定位。校核后的吊槽最大水平之差不大于8mm，丝杆伸入槽内的长度在30-50mm间。连接吊槽端的丝杆要预先装入一个螺母和垫片，螺杆吊装高度以吊槽底为准。
73.步骤9，基于三维扫描技术检测手术室结构，利用三维激光扫描设备对现场安装数据进行采集，通过计算机软件平台将三维扫描现场点云真实数据模型与bim模型整合，运用相关手段协同对比，分析得出施工误差。通过三维扫描所得数据，进行手术室现场实际结构洞口尺寸复核及整体结构误差分析并及时做出调整。
74.步骤10，在外槽2上安装墙板7，先安装角部墙板18再安装周边墙板19，墙板7形成环形围挡结构。将墙板的挂钩10安装在墙板两侧凹位处，在中间支撑槽靠手术室侧打上结构胶，平均涂点间距为300mm，对应外槽挂钩座钩槽将墙板挂钩插入，在墙板顶部垫上木方，并向下敲击木方，使墙板挂钩完全挂入外槽。挂完后，检查上平面、内侧竖直面是否平整，保
证板件间隙在0-2.0mm间，整个墙面在一个平面上，平整度控制在3mm/m内，墙板挂稳后，底部离地超过10mm的间隙属正常。安装挂钩时要注意墙板上下，不可装反，挂钩口朝下。
75.步骤11，在主梁3上安装斜天花板，先安装角部斜天花20，再安装周边斜天花21。斜天花板一端放置在墙板7及主梁3上方，另一端用夹码与天花填充板、斜天花吊槽连接起来，板间采用m6x16螺丝连接。调整斜天花板保证间隙均匀(板件间隙在0-2.0mm间)、内侧面平整(板内侧平面度控制在3mm/m内)，同时拧紧螺丝。斜天花板底部与墙板顶部连接，需在墙板顶部配钻孔，用拉铆钉固定。斜天花板调平校正固定后，在后序工序施工时，严禁踩踏斜天花板背面，以免板件变形。
76.然后在吊槽结构上、斜天花板上安装天花填充板22，先安装角部填充板，再安装周边填充板。把对应的填充板两端用夹码固定在斜天花吊槽与填充板吊槽上，用m6x25螺栓、螺母将相邻填充板连接，摆挂完后，将每块填充板调校平整。要求板件间隙均匀在0-2.5mm间，填充板安装夹码固定间距不大于250mm。填充板调平固定后，后续工序(空调、电气、设备等)安装时严禁直接踩踏填充版背面，以免板件变形。
77.步骤12，对现场安装好的手术室整体结构进行数据采集，形成点云数据模型，并与创建好的bim模型整合，运用相关手段协同对比分析校核，保证安装精度达到要求。
78.前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。
79.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于bim的装配式手术室，包括均为水平布置的底槽(1)、主梁(3)和吊槽结构，其特征在于：所述的底槽(1)、主梁(3)和吊槽结构由下至上依次布置，底槽(1)与主梁(3)之间可拆连接有竖直的外槽(2)，相邻的外槽(2)之间可拆连接有形成环形围挡结构的墙板(7)，吊槽结构固定在顶面上，吊槽结构上可拆连接有天花填充板(22)，天花填充板(22)与墙板(7)之间可拆连接有斜天花板，天花填充板(22)和斜天花板共同形成顶部围挡结构。2.根据权利要求1所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的墙板(7)形成长方体结构四侧面的围挡结构，天花填充板(22)和斜天花板共同形成长方体结构顶面的围挡结构。3.根据权利要求1所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的吊槽结构包括斜天花吊槽(4)和填充板吊槽(5)，填充板吊槽(5)位于斜天花吊槽(4)内部，斜天花吊槽(4)的外侧以及斜天花吊槽(4)与填充板吊槽(5)之间均可拆连接有天花填充板(22)。4.根据权利要求1所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的外槽(2)上设有挂钩座(6)，墙板(7)上设有挂钩(10)，挂钩(10)挂设在挂钩座(6)上。5.根据权利要求1或4所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的墙板(7)为拼装结构，相邻两外槽(2)之间的墙板(7)拼装形成完整的围挡结构单元，或相邻两外槽(2)之间的墙板(7)拼装形成预留门洞(8)或预留孔洞(9)。6.根据权利要求1所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的底槽(1)通过射钉(13)固定在地面上，底槽(1)与外槽(2)之间、外槽(2)与主梁(3)之间均通过连槽螺钉(15)连接。7.根据权利要求1所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的吊槽结构上设有挂码(16)，吊槽结构直接通过丝杠(17)固定在顶面上，或吊槽结构上的挂码(16)通过丝杠(17)固定在顶面上。8.根据权利要求1所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的墙板(7)包括位于过渡角处的角部墙板(18)和位于侧面的周边墙板(19)，斜天花板包括位于过渡角处的角部斜天花(20)和位于侧面的周边斜天花(21)。9.根据权利要求1所述的基于bim的装配式手术室，其特征在于：所述的天花填充板(22)和斜天花板均为拼装结构，吊槽结构上的天花填充板(22)拼装形成完整的围挡结构单元，或吊槽结构上的天花填充板(22)拼装形成预留天窗(23)。10.一种基于bim的装配式手术室的安装方法，针对权利要求1～9任一所述的装配式手术室，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，基于bim分别对手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系进行设计；步骤2，基于bim分别创建手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系的模型，进行合模并出具图纸；步骤3，根据图纸进行构件制造，然后将构件运输至施工现场；步骤4，检查放线；步骤5，安装水平的底槽(1)，将底槽(1)固定在地面上；步骤6，安装竖直的外槽(2)，在底槽(1)上固定外槽(2)的底部，底槽(1)与外槽(2)之间的连接不完全锁紧；步骤7，安装水平的主梁(3)，在外槽(2)的顶部固定主梁(3)，将外槽(2)的竖直度以及
主梁(3)的水平度调正好，将底槽(1)与外槽(2)之间、外槽(2)与主梁(3)之间的连接完全锁紧；步骤8，吊装吊槽结构，将吊槽结构固定在顶面上；步骤9，基于三维扫描技术对现场安装数据进行采集，通过计算机将现场安装数据与bim模型进行对比，分析现场安装误差并进行调整；步骤10，在外槽(2)上安装墙板(7)，墙板(7)形成环形围挡结构；步骤11，在主梁(3)、墙板(7)上安装斜天花板，然后在吊槽结构上、斜天花板上安装天花填充板(22)；步骤12，基于三维扫描技术对现场安装数据进行采集，通过计算机将现场安装数据与bim模型进行对比，分析现场安装误差并进行调整。

技术总结
本发明公开了一种基于BIM的装配式手术室及其安装方法。该手术室包括底槽、主梁、吊槽结构、外槽、墙板、天花填充板和斜天花板。该安装方法包括如下步骤：安装底槽；安装外槽；安装主梁；吊装吊槽结构；基于三维扫描技术分析现场安装误差并进行调整；在外槽上安装墙板；在主梁、墙板上安装斜天花板；基于三维扫描技术分析现场安装误差并进行调整。本发明的有益效果：利用BIM技术创建手术室框架结构体系以及手术室围挡板件体系模型并进行可视化预拼装，提前确定手术室尺寸、设备位置大小以及所有构件、墙板尺寸大小及固定位置，避免后期现场拼装出现较大误差以及返工或二次加工现象，节约工期与成本。工期与成本。工期与成本。


技术研发人员：李沐林 邱茂乙 梁茂 谢锦鸿 文泉鸿 陈昌俊 杨懿 弋富国
受保护的技术使用者：中国五冶集团有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/19