基于老旧房屋加固的SPF 级实验动物房洁净围护系统施工研究

王春龙

SPF 级实验动物房用于饲育清洁实验动物及无特定病原体（Specific Pathogen Free，SPF）实验动物，保障医学及生命科学研究。此类空间通过洁净围护系统满足动物生存要求，并控制人员、物品和空气的进出[1]。而在加固后的老旧房屋有限的空间内搭建洁净围护系统，对施工提出了新的要求。

1 工程概况

中国医学科学院药用植物研究所实验动物房总建筑面积1252 m2，为单层砖混结构，预制板屋面，室内净高3.6 m，屏障系统内有饲养室7 间，实验室6 间，另有洁净走廊、污物走廊、检疫室、缓冲室、更衣室、洁物间等；屏障系统外有接收室、仪器室、办公室、库房、设备间、洗衣间、淋浴间等，饲养动物类型以大鼠、小鼠、豚鼠、兔为主。

该动物房建于1987 年，被鉴定为局部危房后由于政策原因无法拆除重建，只能采取加固方式，拆除旧洁净围护系统后进行了喷射混凝土板墙加固，每面墙增加了12 cm 厚度的钢筋混凝土加固层，导致本就相对狭小的砖混结构内部空间更加局促，尤其是走廊部位，结构层宽度仅有1.25 m，若按常规工艺找平后安装洁净板，走廊宽度会低于1.10 m，将严重影响使用（图1）。

图1 墙体加固平面图（来源：作者自绘/自摄）

因此需要选用合适的材料，合理的施工方案，保证密闭洁净的同时，尽可能减小洁净围护系统的厚度，争取使用空间最大化。

2 洁净围护系统优化的总体思路

洁净围护系统是以墙板、吊顶、地坪为基本构成，它们通过螺丝固定、吊杆拉结、胶粘等方式依附在建筑物主体结构上[2]。

设法减小墙板安装厚度可以增加室内活动空间，墙板的优化应放在首要位置考虑；减小地坪厚度，提高吊顶高度，能增加室内纵向空间；风口、管线等部位可以通过优化布局，间接地产生效果。

结合施工流程（图2），从施工工艺、材料选择及方案以及管线方案3 个方面着手优化。施工流程中直角方框标记的工序参与优化。

图2 施工流程中参与优化的阶段（来源：作者自绘）

3 施工工艺优化

3.1 墙面抹灰找平改为剔凿找平

墙面找平通常作法是抹灰找平，本工程为节省空间，采用剔凿、打磨的方式找平。墙面加固层为人工喷射混凝土，其表面凹凸不平，高差较大，因此剔凿突出部位并不会影响保护层厚度。用激光水平仪打出铅垂线，先对明显突出处进行切割网格、剔凿处理，在保证混凝土墙厚度及保护层厚度符合要求的前提下，剔凿掉多余部分，再用激光水平仪配合靠尺检查平整度，局部打磨找平，同时少量抹灰修复局部凹陷、麻面，至符合要求为止[2]。相对于常规抹灰找平做法，剔凿找平使墙面厚度减少约4 cm，为走廊及房间争取了相应宽度。

3.2 地面抹灰找平改为剔凿找平

人工喷射混凝土地坪垫层，虽然大致符合平整度要求，但受工艺限制局部起伏较大，整体麻面较多。在保证混凝土垫层设计厚度的前提下，对其凸出部位进行切割、剔凿、打磨，争取不使用找平层，达到直接做自流平的标准。

具体施工流程包括以下4个步骤：第1，水准仪检测，测点间距1 m，找出标高较高区域；第2，在标高较高区域切割网格，密度10 cm ×10 cm，剔凿打磨；第3，复测全部场地，测点间距为0.5 m，局部精细打磨，满足高差4 mm/2 m；第4，进行水泥自流平施工。相对于常规抹灰找平做法，剔凿找平节省了2～3 cm找平层厚度，为室内争取了相应净高。

3.3 墙板不使用横龙骨，采用两端固定方式

常规做法中，洁净板是通过横龙骨固定与墙体[3]，横龙骨占用约3 cm的空间。本项目采用的方案为：墙板底部通过地轨固定，顶部使用角铁固定，节省龙骨的空间。

关于洁净墙板固定方式，在《洁净室施工及验收规范》（GB 50591―2010）和《实验动物设施建筑技术规范》（GB 50447―2008）中均未做要求。从实际情况来看，高度2.4 m 的墙板采用两端固定方式，稳定可靠。

4 材料选择及方案优化

4.1 洁净板独立隔断墙

原设计砌筑200 mm 厚度的加气块隔墙，隔墙两侧再分别安装厚度为50 mm 洁净板，总体厚度达300 mm。协调设计取消原有的加气块砌筑墙体，改为75 mm 双面石膏岩棉芯洁净板，节省空间225 mm。

4.2 内置风道板

传统做法是在房间一角设置回风柱，方形，凸出于墙体，要占用室内空间。经广泛考察，发现某厂商研发的新型墙板可内置风道，风道呈扁平状纵向集成在洁净墙板内，顶部通过变径管连接吊顶内的回风管，底部留进气口。安装后墙面平整不突出，不占用室内空间，特别适合本项目采用。

4.3 洁净板的最优组合方式

洁净板为复合板，由面材、基材、芯材、框架、表面喷涂构成（图3）：第1，面材可为彩涂钢板、不锈钢板、铝合金板等材质。由于表面喷涂工艺的不同，又可分为抗菌、耐消毒、防静电、耐湿热等不同类型。第2，基材通常可有纸面石膏板、玻镁板这2种选择。第3，芯材常见的有岩棉、铝蜂窝、硫氧镁、玻镁网格、硅岩板等。第4，框架是单体板材的围护支撑结构，框架的不同形式对应不同的拼装方式，主要有中字式、企口式、凹凸式。

图3 洁净板的不同组合方案（来源：作者自绘）

4.4 不同拼装方式分析

拼装方式可以分为中字式、企口式、凹凸式这3 种方式（图4）：

图4 洁净板的拼装方式（来源：作者自绘）

1）中字式：第1，四边预埋弓字形镀锌钢龙骨封边，增加板材强度和密封性。第2，中字式洁净板需要借助中字铝进行连接，可做墙板使用，也可以做吊顶使用。第3，墙板用中字形铝型材连接，安装便捷，能遮盖缝隙，但连接处有盖板，增加墙面厚度。

2）企口式：第1，采用子母口插接方式，不借助铝型材，接缝密闭性更好。第2，插接口内部预留空腔，可以用作穿线管道。第3，起线处90°压制成形，接缝间距更小且更美观。第3，这种接口形式只适合作为墙板连续拼装，因无法与吊梁连接故不能作为吊顶。

3）凹凸式：第1，采用的是插入式连接方式，不需要借助铝型材，依靠板材结构本身即可拼接。第2，做墙板使用，不会额外增加墙面厚度，施工效率高，也可以做吊顶使用。第3，板间连接处缝隙较大，需要打胶填缝。

综上，本项目出于空间占用、安装便捷度考虑，选用50 mm 厚凹凸式洁净板，耐消毒表面涂层，0.5 mm 钢板面材，双面石膏板基材，岩棉芯材的方案。该方案下安装步骤相对简洁，施工进度快，拼缝较小打胶后整体性好，表面耐久度较好（图5）[4]。

图5 洁净板凹凸式拼装大样（来源：作者自绘）

4.5 走廊使用无机预涂板

无机预涂板是一种无机轻质饰面板，以硅质-钙质为主体胶结材料，无机矿物纤维增强，经压蒸而成。经表面处理，氟碳涂装等加工，可直接安装使用不需要现场表面处理。无机预涂板具有环保、轻质、不燃、易施工、防水耐腐、不起尘等特点[5]。本工程采用的无机预涂板厚度仅有6 mm，背部粘结剂厚度约10 mm，相比于厚度50 mm 的洁净板，采用胶粘法施工的无机预涂板，可以有效节省空间。

4.6 走廊不使用圆弧踢脚

墙壁与地面阴角处理，目前主流做法是嵌入R50 型材圆弧踢脚（图6a），使PVC 卷材能平滑过渡收边。但是对于空间狭小的建筑，这个方案缺点也很明显⸺圆弧踢脚占用了地面通行空间。尤其是对于动物房走廊，经常需要推车通行，并且此类实验室推车的车轮往往在车体最外侧，如有圆弧踢脚，将限制推车的通行空间。

图6 墙板-地面节点大样（来源：作者自绘）

经查阅《洁净室施工及验收规范》（GB 50591―2010），可采用半径不小于30 mm 的整体墙角圆弧做法[6]。具体实施是先用水泥砂浆嵌入阴角抹成弧形，再铺贴PVC 卷材并在边缘厚涂胶液，最后用Φ60 钢管滚压。由于厚涂胶液有一定的塑性，在Φ60 钢管滚压下，可将阴角压成近似R30 圆角（图6b）。该方法施工简单，避免了R50 型材踢脚对通行空间的占用，尤其是对于走廊部位，争取了至少4 cm通行宽度。

4.7 吊顶板使用单面玻镁或者单面石膏板

单面板具有平整、轻质、不易变形特点，有利于在抗弯抗挠保证平整度的前提下尽量减轻自重以及减小厚度[7]。对于走廊部位，由于墙板是粘贴硅酸钙预涂板，可上人吊顶要完全依靠自身体系承重，不能依赖侧边墙板的支撑，吊杆应严格按规范布置，间距不大于1 m。洁净板凹凸式拼装大样如图7 所示。

图7 洁净板凹凸式拼装大样（来源：作者自绘）

5 管线方案优化

5.1 加强二次设计，管线内置预留

对于洁净板墙体，目前各厂商已经普遍实现工厂预埋穿线管，板顶预留穿线口，采取先预制后安装方法进行。充分利用这项优势，避免在板后墙体上布管布线，也能达到节省空间的目的[8]。这就对二次设计提出了很高的要求。洁净板施工前依据设计图，结合现场测量放线复核数据进行二次设计。二次设计的主要目标是整合装饰、照明、暖通、电气、智能化、柜体等模块，合理布局，避免相互冲突。同时认真复核吊顶内设备接口方位、规格、尺寸，确保吊顶内预留接头的位置、规格与定制洁净板预埋穿线管位置、规格一致[9-11]。

5.2 吊顶高效送风口不使用软连接

常规做法中，为了弥补安装误差，在风口与风管之间设置帆布软连接。本项目取消了软连接，通过精准放线、精准对接的方式，使风管开口直接连接风量调节阀，风量调节阀连接高效风口。这样就能抬高吊顶，增加室内净高。最终吊顶在设计范围内可适当抬高5 cm，增加了室内净高5 cm[12]。

6 结语

在老旧房屋加固后的有限空间内搭设洁净围护系统，要尽量节省安装空间，争取使用空间。应注意2 个方面：第1，要做好人工成本上升的准备。墙壁、地面的打磨找平，风口与风管的精确对接，要投入较多的工时，牺牲容错空间，拉慢项目进度，导致人工成本上升。第2，要发掘最有利的技术方案。当下，洁净围护系统产品更新迭代迅速，涌现出很多新技术、新材料、新构件，使得施工方案灵活多变，不同厂商的产品技术方案各有特色。组织施工前，应尽量多考察供货商，全面了解行业内最新技术动态及主流技术方案，作为材料选择及施工方案设计的依据。先进的材料和科学合理的施工方案，能够有效帮助项目提质增效。