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1、研究背景

我國現(xiàn)在正處于社會和經(jīng)濟高速發(fā)展的時期，社會保障制度趨于完善，在城市快速發(fā)展、人民群眾的健康意識不斷增強、公共醫(yī)療資源亟須更新等因素的影響下，醫(yī)療建筑新建和改造的需求量巨大。據(jù)統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，我國醫(yī)院數(shù)量增長迅速（見圖1）。2010年全國醫(yī)院數(shù)量為2.09萬個，2017年醫(yī)院數(shù)量突破3萬個，到2018年底全國醫(yī)院數(shù)量達3.4萬個，比2010年增加了近3萬個，國內(nèi)醫(yī)院建筑正處于快速發(fā)展期。

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件，運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配而成的建筑。2016年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，其中指出按照適用、經(jīng)濟、安全、綠色、美觀的要求，推動建造方式創(chuàng)新，大力發(fā)展裝配式混凝土建筑和鋼結(jié)構(gòu)建筑，在具備條件的地方倡導(dǎo)發(fā)展現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑，不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例等諸多實施辦法。

醫(yī)院建筑不同于其他建筑類型，醫(yī)院建筑對空間的功能和規(guī)模要求特殊性較高，現(xiàn)階段國內(nèi)裝配式醫(yī)院建筑的設(shè)計理論和實踐經(jīng)驗仍處于起步階段，急需總結(jié)出一套完整的裝配式醫(yī)院建筑設(shè)計方法。

2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 裝配式建筑研究現(xiàn)狀

自20世紀50年代以來，裝配式建筑在歐洲國家開始發(fā)展，并建立了相關(guān)的制度。最初裝配式建筑大部分應(yīng)用在住宅建筑中，經(jīng)過幾十年的工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，裝配式建筑在發(fā)達國家中已不僅僅是固定地在住宅建筑中使用，而是拓展到商業(yè)建筑、文化建筑、醫(yī)院建筑等多種類型的公共建筑中。伴隨大量的實際項目的實踐，這些國家擁有先進的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)計理念。日本和美國在工業(yè)化、裝配式建筑方向的發(fā)展都一直領(lǐng)先于世界。

我國裝配式建筑起步較晚，國內(nèi)裝配式建筑的概念始于20世紀70年代。從20世紀80年代開始在全國推廣應(yīng)用預(yù)制混凝土施工，很多地方已經(jīng)開始形成一種設(shè)計生產(chǎn)和安裝工業(yè)裝配式混凝土施工生產(chǎn)模式。從20世紀90年代開始，拼裝式混凝土的施工已經(jīng)逐漸取代了現(xiàn)澆混凝土?，F(xiàn)階段我國的裝配式建筑大部分還是應(yīng)用在住宅建筑上，少部分應(yīng)用在辦公、酒店等公共建筑上。由于我國裝配式建筑起步較晚、發(fā)展較慢，目前還存在著如缺乏統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準、施工管理水平有限、投資高、成本大等基本的現(xiàn)實問題。

2.2 國內(nèi)裝配式醫(yī)院建筑研究現(xiàn)狀我國醫(yī)院建筑模塊化設(shè)計從20世紀50年代就開始發(fā)展，早期國內(nèi)的醫(yī)院建筑為條狀模塊單元，單走廊建筑，空間單一，層數(shù)為3~5層。改革開放后，醫(yī)院建筑開始向水平和豎直方向發(fā)展，門診部為版塊式，住院部為高層的高低雙向模式。

國內(nèi)現(xiàn)階段的裝配式醫(yī)院建筑普遍采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，由于生產(chǎn)能力和設(shè)計需求的沖突，在綜合考慮醫(yī)院規(guī)模和空間需求的情況下，以通用空間來滿足醫(yī)院建筑的各種不同功能需求，降低由于空間細分帶來的構(gòu)件預(yù)制與裝配建設(shè)難度。

中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司原副總建筑師張遠平表示，裝配式建筑會逐步在醫(yī)療建筑中的區(qū)域使用，但大型綜合醫(yī)院的復(fù)雜性和不確定性并不適合全域采用裝配式建造，模塊化程度高的功能區(qū)如標(biāo)準護理單元、標(biāo)準診療單元等會有裝配式應(yīng)對優(yōu)勢，在短期內(nèi)不會對醫(yī)院設(shè)計產(chǎn)生根本性影響，局部的裝配式建造需要設(shè)計單位具有裝配式工業(yè)化設(shè)計能力和經(jīng)驗。目前許多設(shè)計機構(gòu)都有專業(yè)化部門應(yīng)對這種技術(shù)發(fā)展。

3、裝配式醫(yī)院建筑的主要特征

3.1 標(biāo)準化、模塊化

標(biāo)準化、模塊化是裝配式建筑的主要特點與優(yōu)勢。由于裝配式建筑構(gòu)件的標(biāo)準化生產(chǎn)和醫(yī)院建筑病房、診室等功能區(qū)對重復(fù)性的標(biāo)準化、模塊化空間的需求，使得裝配式醫(yī)院建筑在設(shè)計時需要重點考慮建筑的標(biāo)準化、模塊化設(shè)計。

3.2工業(yè)化、裝配化

工業(yè)化的生產(chǎn)模式可以規(guī)?；厣a(chǎn)建筑構(gòu)件，在保證構(gòu)件生產(chǎn)效率的同時最大限度地控制構(gòu)件的尺寸統(tǒng)一，保證構(gòu)件的質(zhì)量，控制總體的建筑構(gòu)件的生產(chǎn)成本。建筑構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)在某種層面上說是將傳統(tǒng)的在工地的分散生產(chǎn)集中到工廠進行標(biāo)準化的統(tǒng)一生產(chǎn)，可以在縮短工期的同時減少環(huán)境污染和生產(chǎn)力浪費。

在傳統(tǒng)建筑的施工過程中，土建、電氣、設(shè)備等施工過程往往需要分步進行，而這種施工方式大幅降低了建筑的整體施工效率。裝配式醫(yī)院建筑采取裝配式的施工方式，將加工好的建筑構(gòu)件在現(xiàn)場進行調(diào)配安裝，且除了地坪、基礎(chǔ)等為濕作業(yè)外，管線安裝、門窗安裝、設(shè)備安裝等均為干法施工，各種施工隊伍可以交叉作業(yè)，使整體施工效率成倍提高。

3.3 主體結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線相分離

醫(yī)院建筑中往往有許多設(shè)備和管線，且隨著相關(guān)科技的進步，醫(yī)院會面臨大規(guī)模的更換設(shè)備的情況。通常醫(yī)療設(shè)備的更新年限/頻次如下：電子儀器及光學(xué)儀器類為8年，機械類醫(yī)用電器為10年，放射性設(shè)備及其他耐用設(shè)備為15年，纖維內(nèi)窺鏡為5000人次。不同的設(shè)備對空間的需求不同，對管線的布置需求也不同，因此醫(yī)院建筑對內(nèi)部設(shè)備與管線的布置靈活性有較高的需求。

傳統(tǒng)建筑的土建設(shè)計和管線綜合設(shè)計是統(tǒng)籌進行的，在建筑建成之后很難再作改變，特別是建筑的內(nèi)埋管線，很難在施工完成后再重新布置。對于醫(yī)院建筑，傳統(tǒng)建筑很難滿足醫(yī)院對設(shè)備、管線二次布置的需求，因此醫(yī)院建筑中往往存在現(xiàn)有空間與設(shè)備管線需求不匹配的情況。裝配式建筑的主體結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線是分離開的，使用者能夠輕易地對結(jié)構(gòu)構(gòu)件和管線進行更換，根據(jù)自己的需求對建筑內(nèi)部空間進行調(diào)整。

3.4應(yīng)急狀態(tài)下的快速建造裝配式建筑具有施工速度快、現(xiàn)場作業(yè)量少、精確度高等主要優(yōu)勢，在應(yīng)急狀態(tài)下，能最快地滿足醫(yī)院建筑的主要需求。傳統(tǒng)醫(yī)院建筑大多數(shù)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在建設(shè)過程中，僅僅是等待混凝土凝固和達到設(shè)計結(jié)構(gòu)強度就需要28d，根本無法滿足突發(fā)事件下的建設(shè)效率要求。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生后或在行軍過程中，為了快速搶救傷員，許多臨時醫(yī)院采用帳篷作為病房。但在具有傳染性的突發(fā)衛(wèi)生事件中，帳篷等簡易設(shè)施無法滿足醫(yī)院對衛(wèi)生條件和隔離效果的需求。裝配式醫(yī)院既能在短時間內(nèi)完成建設(shè)，又能根據(jù)醫(yī)院需求滿足其對衛(wèi)生、通風(fēng)和隔離的要求。

考慮成本、現(xiàn)場施工量、建設(shè)速度、構(gòu)件運輸?shù)纫蛩?，突發(fā)公共衛(wèi)生事件下的裝配式醫(yī)院多采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)集成模塊建筑。裝配式鋼結(jié)構(gòu)集成模塊建筑是指采用工廠的預(yù)制集成模塊，在施工現(xiàn)場組合安裝而成的裝配式建筑，以每個“集裝箱”為基本單元。每個“集裝箱”都是在工廠預(yù)制完成，包括主體結(jié)構(gòu)、墻板、樓板、內(nèi)部管線等部分，能夠很好地滿足建筑性能和運輸?shù)跹b的要求?；灸K的尺寸一般是3m×6m，根據(jù)建設(shè)需求，通過不同模塊的拼接組合，形成不同的空間平面組合，滿足使用需求。

4、裝配式醫(yī)院建筑的設(shè)計要點

4.1 合理的選址及總平面設(shè)計裝配式醫(yī)院建筑在選址時，在考慮醫(yī)院區(qū)位要求的同時應(yīng)考慮建筑構(gòu)件的生產(chǎn)與運輸條件，使建筑構(gòu)件能夠順利地被運送至工地且盡量降低構(gòu)件的運輸成本。

不同于傳統(tǒng)建筑形式，裝配式建筑在建設(shè)時，需要將大面積的構(gòu)件堆放場地和預(yù)制組裝場地。設(shè)計者在進行醫(yī)院總平面設(shè)計時，應(yīng)該綜合考慮預(yù)制構(gòu)件的安裝與堆放場地，在保證場地基本功能的前提下，為建筑構(gòu)件的堆放、組裝、吊裝預(yù)留合適的場地。在特殊情況下，當(dāng)醫(yī)院需要快速投入使用時，設(shè)計者還應(yīng)考慮前期工程和后期工程互不干擾，保證已建成場地的正常醫(yī)患流線。構(gòu)件的堆放場地還要滿足建成后進行二次改造的需求，其他場地也需要滿足醫(yī)院的改擴建需要。

4.2 標(biāo)準化、模塊化設(shè)計

醫(yī)院建筑相對于其他建筑類型而言，功能分區(qū)更為明顯，還需要大量重復(fù)的如病房、診室等空間，因此需要空間的模塊化組合和標(biāo)準化設(shè)計。另外，標(biāo)準化、模塊化設(shè)計有助于醫(yī)院功能的轉(zhuǎn)變，同時滿足工廠批量化生產(chǎn)的要求，降低裝配式醫(yī)院建筑的建設(shè)成本。在裝配式醫(yī)院的標(biāo)準化設(shè)計過程中，需要考慮醫(yī)院建筑的復(fù)雜性，完成整體布局模塊化組合、門診單元模塊化組合、醫(yī)技單元模塊化組合、住院部模塊化組合等基本設(shè)計要求。

以美國為例，美國已經(jīng)形成了一套成熟的裝配式醫(yī)院建筑模塊化設(shè)計方法。美國裝配式醫(yī)院設(shè)計是通過一種標(biāo)準單元組合的設(shè)計方法進行，在設(shè)計前，建立一系列基本的功能模塊（如住院模塊、門診模塊等），以30ft為基準模數(shù)，建立醫(yī)院建筑功能模塊庫（見圖2）。模塊庫內(nèi)一個功能模塊的組成包括3個部分——固定端、活動端和接口。固定端是指構(gòu)成該功能模塊的基本空間，是模塊的核心；活動端是指輔助使用功能的配套空間；接口是指連接其他功能模塊的功能空間，如交通廳、樓梯、衛(wèi)生間等。在建立標(biāo)準化的模塊庫后，設(shè)計者根據(jù)使用者需求，對各功能模塊及其內(nèi)部進行組合和優(yōu)化，得到基本的建筑空間組合方案，再完成方案的節(jié)點和細節(jié)設(shè)計。

4.3 結(jié)構(gòu)體系

裝配式建筑主要包括預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等。裝配式混凝土建筑的主要結(jié)構(gòu)體系包括剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)等。鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑、公共建筑、商業(yè)建筑、住宅建筑等領(lǐng)域。鋼結(jié)構(gòu)體系具有輕質(zhì)、高強、抗震性好、布局靈活、構(gòu)件截面尺寸小、易裝配、施工期短、使用面積高等優(yōu)點，且有利于工業(yè)化生產(chǎn)、標(biāo)準化制作，是我國建筑工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的重點發(fā)展對象。其較適合醫(yī)院建筑，且國際上裝配式醫(yī)院建筑采用較多的是鋼結(jié)構(gòu)體系。

鋼結(jié)構(gòu)體系又分為鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼框架-中心支撐結(jié)構(gòu)、鋼框架-偏心支撐結(jié)構(gòu)和偏心結(jié)構(gòu)等，不同的結(jié)構(gòu)體系對應(yīng)著不同的力學(xué)特征和造價，適用于不同的建筑類型。設(shè)計者應(yīng)綜合考慮建筑的功能、高度及設(shè)防烈度，選取合適的結(jié)構(gòu)體系（見表1）。通常情況下多層醫(yī)院建筑采用鋼框架結(jié)構(gòu)，高層醫(yī)院建筑采用鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系。

4.4 圍護結(jié)構(gòu)

裝配式醫(yī)院建筑外墻和門窗的設(shè)計與生產(chǎn)應(yīng)符合建筑模數(shù)和模塊化設(shè)計原則，盡量減少尺寸上的變化，避免異形墻體和飄窗的出現(xiàn)，以降低生產(chǎn)、安裝的成本和難度。外墻和門窗的熱工設(shè)計也應(yīng)該滿足現(xiàn)行的醫(yī)院建筑的相關(guān)標(biāo)準，增強外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力，降低建筑能耗。

醫(yī)院的內(nèi)墻會起到分隔空間、隔音、密閉、防輻射等多種作用，因此在選擇醫(yī)院隔墻和內(nèi)部門窗時，應(yīng)綜合考慮空間的功能和空間之間的關(guān)系，選擇合適材料和做法的隔墻和門窗。在裝配式建筑中，應(yīng)該盡量選擇輕質(zhì)的建筑圍護結(jié)構(gòu)，從而減少建筑荷載，降低運輸、安裝的難度。

4.5 設(shè)備與管線

醫(yī)院建筑功能分區(qū)復(fù)雜，動靜分區(qū)明顯。為防止設(shè)備噪聲和輻射對醫(yī)療活動和患者造成不良影響，應(yīng)將設(shè)備和管線系統(tǒng)集中布置，使設(shè)備空間相對獨立，減少對其他空間的干擾和降低維修難度。

在裝配式建筑中，采用集成技術(shù)的設(shè)備與管線系統(tǒng)得到了大量的應(yīng)用。大多數(shù)裝配式建筑采用標(biāo)準化設(shè)計的部品，通過綜合設(shè)計及管線集成，提高設(shè)備與管線的集成度，以實現(xiàn)建筑和機電設(shè)計之間的協(xié)調(diào)。上文提到設(shè)備和管線與建筑主體結(jié)構(gòu)相分離是裝配式建筑的一個重要特點，它使得在更換設(shè)備和管線時能夠快速地完成且不影響主體結(jié)構(gòu)的完整。在對設(shè)備和管線進行安裝和更換時，也應(yīng)盡量選擇耐腐蝕、耐久度高、易維修和更換的構(gòu)件。

4.6 裝配式醫(yī)院建筑的細部設(shè)計

（1）由于醫(yī)院建筑中行動不便的人員較多，因此在醫(yī)院建筑的設(shè)計中應(yīng)該特別注意建筑的無障礙設(shè)計，必須設(shè)置無障礙坡道、無障礙電梯和無障礙衛(wèi)生間等無障礙設(shè)施，具體應(yīng)參考《無障礙設(shè)計規(guī)范》（GB50763—2012）的相關(guān)規(guī)定。

（2）病房是住院部用房的核心，《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》（GB51039—2014）規(guī)定，病床的排列應(yīng)平行于采光窗墻面。單排不宜超過3床，雙排不宜超過6床；平行的兩床凈距不應(yīng)小于0.80m，靠墻病床床沿與墻面的凈距不應(yīng)小于0.60m；單排病床通道凈寬不應(yīng)小于1.10m，雙排病床（床端）通道凈寬不應(yīng)小于1.40m；病房門應(yīng)直接開向走道；搶救室宜靠近護士站；病房門凈寬不應(yīng)小于1.10m，門扇宜設(shè)觀察窗；病房走道兩側(cè)墻面應(yīng)設(shè)置靠墻扶手及防撞設(shè)施。

（3）在醫(yī)院建筑中，可以使用平開門、推拉門等類型的門。在公共空間和病房部分，應(yīng)避免使用力度過大的彈簧門，其會影響患者的出行，影響突發(fā)情況下醫(yī)護人員對患者的救治。病房衛(wèi)生間的門應(yīng)盡量外開，以防止患者在使用衛(wèi)生間時發(fā)生意外而把門堵住，導(dǎo)致醫(yī)護人員不能順利進入。病房的門宜設(shè)置觀察窗，方便醫(yī)護人員對患者進行觀察。

（4）醫(yī)院建筑的樓地面宜保持平整，避免出現(xiàn)高差。如遇到不可避免的高差，應(yīng)盡量使用緩坡進行處理，并且使用明顯的標(biāo)志。在對地面材料進行選擇時，應(yīng)選擇摩擦力大、安全系數(shù)高的材料，避免使用地毯等不易清潔的地面材料。

（5）裝配式醫(yī)院建筑的樓梯應(yīng)采用具有休息平臺的樓梯，控制踏面與踢面的比例，踏面不宜太過光滑，避免出現(xiàn)有突出線條的踏步，讓使用者盡量舒適和安全。

（6）照明設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準《建筑照明設(shè)計標(biāo)準》（GB50034—2013）的有關(guān)規(guī)定，且應(yīng)滿足綠色照明要求。因為目前的醫(yī)療建筑照明光源主要是熒光燈，應(yīng)特別注意熒光燈帶來的諧波問題對醫(yī)療環(huán)境的影響。

5、總結(jié)

裝配式建筑是未來建筑的發(fā)展方向，裝配式醫(yī)院建筑的發(fā)展，不僅是對裝配式建筑在醫(yī)院建筑領(lǐng)域的積極發(fā)展，還把醫(yī)院建筑向可持續(xù)發(fā)展的方向推動。希望在未來，國內(nèi)裝配式醫(yī)院建筑能夠繼續(xù)完善發(fā)展，形成一套完整適用于我國的裝配式醫(yī)院建筑設(shè)計理論。

來源：《裝配式建筑在醫(yī)院建筑設(shè)計中的應(yīng)用》