一种基于拓扑优化的3D打印负压医疗舱的建造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于拓扑优化的3D打印负压医疗舱的建造方法：根据医疗要求和使用工况，使用计算机拓扑优化技术进行空间优化设计，确定最优空间外型；根据治疗设备和治疗常规方法设计预留仪器舱窗口和医疗舱窗口；根据医疗设备储备和运输标准、使用周期和工作条件选取打印建筑材料；设计打印路径和加工步骤；确定建筑材料的厚度、吊装点；采用3D打印技术根据预设结构空间造型分层打印，一体化打印或者分段打印担任负压医疗舱。该建造方法可以形成空间受力合理，结构造型异型的连续密闭医疗空间，具有建造速度快，使用性能好，机械化程度高，便于运输，可拼装可组合，满足传染性呼吸道疫情下的防疫治疗需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑优化的3D打印负压医疗舱的建造方法
本专利技术属于建筑材料、建筑结构、建筑施工和建筑设计等
，特别涉及一种基于拓扑优化的3D打印负压医疗舱的建造方法。
技术介绍
流感病毒、冠状病毒在自然界普遍存在，与人类社会长期共存，具有变异性强，季节性强，传染性快，传播范围广等特点，随着经济发展，近年来该类病毒诱发大规模呼吸性传染疫情导致全球事件频繁发生。呼吸疫情中危重病人的治疗环境和医疗资源快速配置成为此类疫情最为关键的技术环节，全方位对现代医疗科学，建造技术和管理效率提出了高度挑战。传染医疗建筑根据传染源种类不同分设不同病区，相对独立。传播系数高的气源性传染病的防御要求标准最高，必须具有气/水独立循环的负压医疗病房(Negativepressureisolationward)，才能有效治疗并控制传播。首先，高传播呼吸道传染病大范围爆发呈现时间不连续性和空间随机分布特征，给有效战略防御和物资储备带来技术难度。此外，同此疫情对负压医疗舱的需求也随着疫情发展呈现时变特征。在爆发期和快速传播期，负压医疗舱的数量和质量直接关系着救治效率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拓扑优化的3D打印负压医疗舱的建造方法，其特征在于，所述3D打印负压医疗舱通过计算机拓扑优化完成空间造型，包括负压病房本体、舱门，负压病房本体上设有仪器舱窗口和医疗舱窗口，负压病房本体内安装医疗设施和生活设施，所述负压医疗舱的建造方法包括以下步骤：/n(1)根据传染疫情医疗要求，考虑医学治疗和负压环境要求进行空间体型拓扑优化，完成整体式单人病舱建筑设计，保障功能分区；/n(2)根据治疗设备和治疗常规方法确认使用工况和具体荷载，设计预留仪器舱窗口和医疗舱窗口；/n(3)根据传染疫情的战略储备标准和运输、使用周期和使用条件选取打印建筑材料；或/和根据保温隔热隔声要求选用打印过程中的组分...

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑优化的3D打印负压医疗舱的建造方法，其特征在于，所述3D打印负压医疗舱通过计算机拓扑优化完成空间造型，包括负压病房本体、舱门，负压病房本体上设有仪器舱窗口和医疗舱窗口，负压病房本体内安装医疗设施和生活设施，所述负压医疗舱的建造方法包括以下步骤：
(1)根据传染疫情医疗要求，考虑医学治疗和负压环境要求进行空间体型拓扑优化，完成整体式单人病舱建筑设计，保障功能分区；
(2)根据治疗设备和治疗常规方法确认使用工况和具体荷载，设计预留仪器舱窗口和医疗舱窗口；
(3)根据传染疫情的战略储备标准和运输、使用周期和使用条件选取打印建筑材料；或/和根据保温隔热隔声要求选用打印过程中的组分增强材料；
(4)针对3D打印工艺和负压舱密闭性要求设计打印路径和加工步骤；
(5)对使用阶段结构受力分析，根据结构构件承载力极限状态下应力分布和大小确定建筑材料的厚度、吊装点和是否打印同时局部编/置入增强材料；
(6)一体化打印或者分段打印后采用层叠成型，或/和编入增强材料的方式一体化打印，得到负压病房本体；
(7)安装医疗设施和生活设施，得到负压医疗舱。


2.根据权利要求1所述的基于拓扑优化的3D打印负压医疗舱的建造方法，其特征在于，在步骤(1)中，具体为：
(1-1)根据具体医疗需求确定负压取值，依据人体工学进行空间尺寸布局，利用数值模拟考虑医疗荷载，病人荷载和设备荷载与工作负压荷载组合工况下的空间受力；
(1-2)通过应力分布、应力集度和平均应力确定舍弃阈值进行空间结构拓扑优化，选...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓燕，张涛，王海龙，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33