二級注冊建筑師|裝配式技術運用到醫院建筑的設計要點
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裝配式技術在醫療建筑中的實踐
上海市寶山區精神衛生中心遷建項目
醫院建筑雖然功能復雜，但謹遵模數，同時單元重復率高，精度要求高，若為特殊用途醫院還會對工期要求嚴格。而裝配式建筑大部分構件為工廠預制、現場拼裝，具有精度高、速度快的特點，尤其適用于單元重復率高的構件和單元模塊。二者尤為投契，可謂一拍即合。以下為以上海市寶山區精神衛生中心遷建項目為例，介紹我院裝配式技術在醫療建筑中的應用和設計過程。
一、項目概況
圖2.1鳥瞰圖
建設地點：上海寶山區顧村鎮
建筑規模：建設用地面積20096㎡(約30畝)，擬建建筑面積約60254.6㎡，其中地上44349.4㎡、地下15905.2㎡。共設床位700張。
建筑高度：45.3m
結構類型：裝配整體式混凝土框架—裝配整體式框架剪力墻結構
預制構件類型：預制柱、預制梁、預制疊合板、預制樓梯。
預制率：40%以上
二、建筑概念
在立面設計時更加注重醫患的精神需求，希望能用物理空間療愈心靈空間。旨在打造一個親切溫暖，賓至如歸，高效合理的如美麗家園般的醫院。因而在做立面設計時借鑒白色絲綢的意向，形成流線型的橫向立面線條。
圖2.2 立面概念
圖2.3立面效果圖
三、裝配式技術難點與突破
基于設計理念與空間限定，本項目存在如下技術難點：
(1)調整立面開洞，外墻拆分多方案對比，打造非線性預制外墻。建筑立面造型豐富且靈動，建筑墻身有不規則線腳。流線型元素對施工精度要求極高，若采用傳統建造方式將花費高昂的人力物力。為解決這一問題，同時滿足預制率，南、北住院樓需做預制外掛墻板。為滿足建筑立面效果，同時減少墻板的模具類型，預制范圍避開轉角弧形等不規則區域，其余建筑立面設計時考慮外墻拆分，并對比不同外墻板拆分方案，建筑調整窗戶尺寸及布置，最終得到較滿意的方案。不同樓層之間墻身線腳建筑通過GRC等二次施工方式來實現，保證了不同樓層之間外墻板共模。
圖2.5 立面方案調整過程
(2)內裝機電一體化設計，減少預制構件開槽預留。建筑使用功能復雜，儀器設備種類較多，布置不規則，導致電氣點位且無規律。醫用設備、消防設備等強弱電點位紛繁錯雜，為保證裝配式構件生產效率，現場施工的準確性及速度，設計時電氣管線均走在建筑吊頂內(地插等鋪設在建筑面層中)，預制構件不預埋電氣線盒，大大歸并了預制構件的類型，同時方便后期檢修更換。
圖2.6 內裝吊頂與燈槽，與主體結構脫離，方便維護更換
圖2.7 機電管線在吊頂內敷設，與主體結構分離，方便檢修維護，減少構件開槽
(3)歸并集中降板區域，減少預制構件種類。建筑使用功能要求，各樓層處有不規則降板區域，樓板有較多不規則洞口。若預制降板處樓蓋，導致預制梁、板均為非標準構件，增加預制構件模具數量，且現場需在降板處二次支模，增加施工難度。為解決這一問題，建筑專業盡量將降板區集中于某一跨柱網內，若有大量房間需降板，則要保證降板形式與范圍均標準，裝配式設計時預制樓蓋范圍首先避開降板區域，復核預制率不滿足時從標準化的降板房間選擇預制。傳統結構設計時樓板洞口邊加封邊次梁，裝配式建議結構設計時洞口加構造暗梁，保證預制梁種類較少。
圖2.8 南北樓預制構件對比
(4)地塊內平衡，協調建筑功能與預制率。南、北住院樓建筑功能相對簡單，房間布置重復率較高;裙房僅二層，后勤樓為四層，建筑柱網與結構樓蓋布置均不標準。因此在裝配式設計時，預制率計算采用整個項目計算，提高南、北住院樓預制率，而裙房及后勤樓及預制樓板及樓梯，這樣既保證預制率滿足要求，提高了預制構件的重復率，降低了裝配式設計及生產的難度。
圖2.9 南北樓預制構件對比
裝配式醫療建筑設計要點
裝配式技術在醫院建筑中的應用已具備一定技術條件，且由于醫院建筑自身特點，尤其適合裝配式設計，工業化施工。但在設計與施工過程中仍需注意以下幾點：
01、內裝設計一體化
醫院的建筑設計與室內設計并沒有明確的界限。無障礙設計、防撞設計、圓弧倒角乃至鑲嵌醫療設備后的預留緩沖空間等都需要建筑與室內通力配合。謹遵設計規范，增加安全系數，將室內設計落實到每個建筑細部大樣中。
02、公共區域開敞化
醫院為公共建筑，為解決交通和采光問題往往會設置中庭及醫療街。二者均跨度較大，建筑師在設計方案時需要考慮到二者相對位置，避免造成結構不對稱，觸發超限條件，影響預制率。
03、設備設計智能化
在現代醫療體系中，大量用到智能化電子設備，因而設備點位和預留預埋數量龐大且精度要求高，造成設計工作量巨大，因而需要借助BIM等三維設計工具。同時也要考慮避免在固定結構部件開槽預留，而將設備管線與內裝墻體結合，既可提高構件重復率，也為設備維修和更換提供便利。
04、空間分隔靈活化
隨著社會科技與醫療技術的進步，醫療器械與空間分隔更新周期越來越短。因而內隔墻應采用方便拆卸再組裝的材料。基于這一考慮，在合適區域可采用經過符合標準的輕質隔墻、輕鋼龍骨隔墻等裝配式內隔墻。選用新技術、新材料為醫院降低能耗。
05、節點設計標準化
選用標準圖集，使細部設計高效精準。原國家建設部2008年已出版《國家醫院裝飾標準圖集》，它是根據國家各個地區的經濟差異、使用差異統一歸納作出的各部位的標準設計，作為對國內醫院建筑室內設計的指導參考。圖集中每個部位有不同的選擇，利于醫院在室內環境建設中相互接軌，甚至與國際的接軌，消除在環境、設施上的巨大差別。
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