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装配式医院设计策略分析

 论文栏目:设计理论论文     更新时间:2021/4/8 11:36:57   

摘要:介绍了装配式医院的应用背景和优势,结合福州市晋安区医院实例,从功能置换、院区环境、建设周期、相关政策四个方面出发,详细阐述了医院装配式设计的原因,并论述了不同的设计阶段应使用有针对性的装配式策略,以期为装配式医院设计提供借鉴。

关键词:医院;装配式设计;弹性空间

一、装配式医院概述

(一)装配式医院应用背景

医院建设周期长与医疗技术及信息化水平的快速更新迭代这一对矛盾造成了建成即落后的局面。医疗技术、人工智能与5G互联网、智能物流等技术的发展让医疗流程的更迭速度远超医院建筑设计、建成速度,医院空间须要适应医疗需求和医学技术的发展要求,否则将面临被拆除重建的风险。在医院建筑设计、建造过程中合理采用装配式建筑的方法论,有助于扭转粗放式建造的局面,促进医院建筑向绿色持续、人性关怀的方向进一步转变。

(二)装配式医院优势

合理应用装配式技术,对医院建筑而言具有如下显著优势:第一,装配式医院在设计阶段注重一体化设计,并与信息化技术协同设计,大量专项设计前置,大大提升了设计的系统性、全面性。第二,考虑到工厂流水线生产特征,装配式医院尤其注重标准化设计,与当代模块化医疗功能的设计观有着最大程度的契合。在进一步加强模块化设计的同时,为设计阶段以及运营阶段的功能转换都提供了最大程度的适应性,让医院建筑的改造变得尤为直接、高效。第三,构建生产工厂化、现场施工装配化,避免了传统以现场湿作业、手工操作为主的施工方式,减少其带来的不精确成果以及不可控程度。取而代之的是精细化、高品质的施工成果,有助于提升医院建筑的品质。第四,大量施工程序被转移至工厂中,促使现场施工量进一步下降。对于医院建筑的改扩建而言,能够最大程度实现施工过程中医疗功能不间断的目标,这一点对于医院建筑而言尤为重要。

二、装配式应用原因

(一)功能置换的需要

福州市晋安区医院项目是一个典型的改扩建项目。在现有院区东部开辟一块新的用地,新建一栋200床的门急诊医技住院综合大楼,建成后将现有院区的功能全部搬入新楼中。同时院区完成拆除工作,在现有用地上新建一栋390床的门急诊医技住院综合楼,完成后将一期大楼的主要医疗功能搬至二期大楼中,同时对一期大楼进行改造,以植入新的功能。从一期新建、旧楼拆除、二期新建再到一期改造,整个改扩建流程预计在3~5年内完成。这意味着大量的功能转换,也意味着建成即面临改造的局面。在装配式医院设计体系的大框架下,将医疗功能进行模块化设计,并用一个标准化的建筑空间进行承载,形成医疗建筑模块并组合形成一期及二期的综合大楼,功能置换将由传统的大拆大改、不同医疗功能区相互干扰转变为对医疗建筑模块的整体更新替换,从设计以及施工层面都极大地方便了功能置换,以满足医院发展需求。从功能转换的角度出发,在该项目中应用装配式医院的设计思维及技术体系十分必要。

(二)建设用地的限制

在服务人口的巨大压力下,600床的规模让福州市晋安区医院项目的用地尤为紧张。根据《综合医院建设标准》(建标110-2008)要求,600床医院的用地规模至少须达到68000m2,远远超出本项目15800m2的可用地规模。一期建设用地仅为7300m2,须承载近18000m2的地上建设规模以及近8000m2的地下建设规模。二期8500m2的建设用地则更为紧张,近27000m2的地上建设规模以及11000m2的地下建设规模,使得整体容积率接近3.0。紧张的用地条件对一、二期施工场地都提出了极为苛刻的要求。同时,一、二期用地贴邻,两栋大楼仅满足13m的最小消防间距,减小二期建筑兴建过程中对一期建筑医疗功能的干扰甚至阻断,削弱二期建筑投入使用后一期建筑的拆改对二期建筑医疗功能的影响,是整个项目在场地问题上面临的第二个困难。采用装配式建造技术,将在很大程度上缓解上述两个难题。首先,采用预制构件,提升施工流程在工厂内进行的比例,将大大减少现场施工量,减少对于施工场地的需求,一定程度上缓解了施工场地紧张的问题。其次,工厂化生产及装配化施工,大规模地削减了湿作业等传统工法产生的扬尘、噪声,避免对正在运营的医疗建筑产生更大的干扰,甚至在一期建筑改造过程中,不影响一期建筑里其它部分医疗活动的正常开展。因此,从减少施工场地需求、削弱施工对现有医疗功能干扰的角度出发,在该项目中应采用装配式医院的设计思维及技术体系。

(三)建设周期的要求

该项目作为一个典型的改扩建项目,现有院区的功能腾退迫在眉睫。一、二期建筑的迅速落成、调试并投入使用对建设周期的安排提出了比较高的要求。从设计阶段到施工阶段如何合理地缩短相应的工作周期是亟待统筹解决的问题。在设计阶段采用一体化设计,将各专项设计作为前置条件输入,有助于少后期设计变更及施工拆改的出现,缩短设计周期及施工周期。同时,以工业化的思维,应用少规格、多组合的平立面构成原则,有助于在保证空间实用性及外部美观性的同时,大幅度缩短设计时间。在施工层面上,采用工厂化生产、装配化施工的方式同样有助于缩短工期。从缩短设计、施工周期,减少变更拆改的角度出发,在该项目中应采用装配式医院的设计思维及技术体系。

(四)相关政策的导向要求

福州市晋安区医院改扩建项目作为省会地区国有资产投资的新开工医疗项目,根据福建省人民政府办公厅印发的《关于大力发展装配式建筑的实施意见》(闽政办〔2017〕59号)的相关要求,必须采用装配式建造。

三、装配式技术策略

基于上述四点原因,在制定该项目前期设计策略时,明确采用装配式技术指导设计工作的开展。在不同的设计阶段,分别采用具有针对性的装配式策略。

(一)结合学科发展制定功能置换计划

采用前瞻性的设计策略,在设计的初期阶段做好功能腾挪的计划,有助于在后期运营过程中减少拆改量,同时缩短改造设计周期及改造施工周期。基于院方在科室建设等方面的实际需求,详细制定一、二期新建建筑及改造建筑的任务书。针对一期建筑所布置的科室,以医疗房间的特殊性需求为评价基准点进行降序排列,将空间通用性强的科室作为潜在改造点。同时分析二期建成后新引入科室,选定空间通用性强的若干科室,将其植入到一期的潜在改造点上。一期建筑功能以基本医疗功能为主。其中门急诊功能、医技中的功能检查、药房等几项内容的空间通用性强,且移入更靠近城市出入口的二期大楼的可能性更强,可作为日后改造的潜在点。待二期建成后,新引入的血透科、康复科、感染科、行政办公区、会议区等,对空间适应性高且并不须要布置在外区的功能,可移入一期大楼中。

(二)结合政策与经济适用性选定结构模式

相较于其它建筑,医院建筑有其特殊性,根据其工艺流程、净空需求、抗震要求、地方政策要求等,须要尽早制定适用的装配式结构体系。考虑医院对于结构造价以及空间灵活性的要求,装配式钢筋混凝土框架结构是适用的方向。同时考虑政策对于此项目的预制率要求不高(20%)且项目成本控制相对严格,应用楼梯、叠合板能够达到约15%的预制率,因而考虑同步应用预制梁,在实现加工安装方便的同时,尽可能地降低结构的成本。

(三)结合医疗流程需求设计医疗模块

针对医院建筑的门诊、医技、住院的不同要求,梳理出模块化的标准单元。结合当前功能分区需求及后期腾挪需求,规划出可替换性高的医疗模块,以医疗主街串接各个标准化模块。一期裙房为门诊医技区域,自南向北分为一个医技模块、两个门诊模块。每个门诊模块的空间规格完全一致,采用10.5m进深、33.9m面宽格局,医技模块采用34.1m进深、33.9m面宽格局,模块间以室外庭院进行分隔。二期裙房则采用一样的布置原则。病房层的护理单元遵循标准化设计的原则,病区与医护区同样采用模块化设计,统一规格。相同的模块采用模数化的柱网与标准的层高,进一步提升模块的标准化程度,为节约成本、提升施工效率、方便后期功能置换奠定了坚实的基础。

(四)结合强空间适应性梳理弹性空间

医院建筑的管井、卫生间、楼电梯数量远高于常规建筑。它们的使用性质相对确定,可定义为刚性空间,其位置对具体医疗功能布局有影响。对此类刚性功能区域在设计阶段采用归并外置的策略,使得剩余空间呈现出大空间的弹性特征,为复杂医疗功能的排布提供自由的空间基础,也为后期的拆改腾挪预留更多的灵活性。同时,刚性空间的归并也使得非标化空间进一步减少,有利于提升医疗模块空间的标准化,便于后续装配式建造的逐步开展。

(五)结合造型美观要求设计立面单元

在立面设计中,以外挂金属幕墙单元为基本体系,同样采用标准化的设计方式,结合南方医院建筑病房卫生间外置的特征,归纳出卫生间外墙模块、阳台门窗模块、遮阳格栅模块、窗间墙模块以及立面种植箱模块等五种模块,通过不同的模块色彩、材料质地在同一立面控制线下的不同组合,形成少规格、多组合的生动效果,契合医疗建筑的外观需求。同时,标准化立面单元的设计对于降低幕墙生产造价、提升施工过程中的安装效率、节约工期也有着不容忽视的作用。

(六)结合快速更新特点选用内装部品

考虑到未来功能腾挪的可能性以及易改装程度,在改造潜在点范围内的空间区域统一采用“快速更新”的室内设计策略。根据具体医疗功能的不同,分别应用轻钢龙骨隔墙及轻质的蒸压加气混凝土条板墙。在吊顶、楼地面系统的选用上,同样采用集成系统,墙、顶、地都能够实现整体拆装和重新安装利用,为后期拆改提供了最大的便利性。值得注意的是,这种拆装方式基本采用干式工法施工,施工现场整洁且扬尘、噪音污染小,有利于减少施工期间对于正在运行的医疗功能的干扰。

四、结束语

福州市晋安区医院以改扩建的功能置换频繁性为切入点,结合医疗功能以及外观呈现的切实需求,在结构选型、空间模块、立面模块、内装技术上有的放矢地提出了装配式技术的应用策略,为整个改扩建项目的顺利推进提供了系统性的设计方案。

参考文献

[1]杜志杰,张建斌.装配式传染病应急医院建筑设计[J].中国医院建筑与装备,2020,21(6):25-28.

[2]项海青.杭州医院建筑的装配式智慧建造[J].中国医院建筑与装备,2020,21(7):114-117.

[3]张建斌,杜志杰.装配式建筑设计助力医院建筑人性化发展[J].建筑技艺,2018(6):90-93.

作者:周晖 郭雅琴

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