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讨论分析装配式传染病应急医院建筑设计特点

2020-07-07 243 上传者：管理员

摘要：新冠肺炎疫情爆发后，装配式医院建筑成为热议话题。采用大空间布局、模块化组合、标准化设计的装配式医院建筑，易于医疗功能的转变，同时工厂批量生产，不仅可以降低造价，而且现场施工的周期短、噪声小、污染少，对应急医院的建设十分适用。

关键词：
传染病应急
医院建筑
标准设计
特点
装配式
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一、装配式建筑的特征与评定

装配式建筑是指主体结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用工厂化生产的部品部件进行集成的建筑，通过四大系统的集成，实现建筑的功能完整和性能优良。装配式建筑强调标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用。

1、装配式建筑的特征

第一，设计：标准化、模块化、通用化、大空间设计，少规格多组合；

第二，生产：通用化、规模化生产，质量好，部品部件接口标准化；

第三，施工：现场装配、干法施工，施工周期短、干扰小、污染小；

第四，管线：主体结构与设备管线分离，便于快速维修更换；

第五，工程管理：EPC一体化管理，合理控制质量、安全、进度、造价；

第六，智能化：应用互联网、物联网技术，提升管理、服务品质。

2、装配式建筑的评定

住建部发布自2018年2月1日起实施的《装配式建筑评价标准》（GB/T 51129-2017）对装配式建筑的评定有详细规定，如表1所示。

确定了装配式建筑的认定标准后，须要对其装配化程度进行评级。参照《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019），将装配式建筑分为A级、AA级、AAA级三个等级：装配率在60%～75%时，评价为A级；装配率在76%～90%时，评价为AA级；装配率在91%以上时，评价为AAA级。从表中可以看出，主体结构占分，围护墙、

❶装配式医院建筑模块化组合

❷装配式建筑的四大系统

❸门诊单元模块化组合

表1装配式建筑评分计算表

注：表中带*项的分值采用“内插法”计算，计算结果取小数点后1位。认定为装配式建筑，至少要满足60分、A级的标准。装配式钢结构建筑的主体结构竖向构件评价得分为30分。

从表1中可以看出，主体结构占50分，围护墙、内隔墙、设备管线及全装修合计占50分，说明装配式建筑除了对主体结构有预制要求外，对其他系统也有相应的要求。

装配式医院建筑的设计要点

3、结构系统

装配式医院建筑中常见的是钢框架结构形式。纯钢结构体系一般情况下难以满足设计要求内的位移比，因此需要在钢框架内添加支撑，增加结构抗侧力体系的能力。在多层医院建筑中可采用钢框架结构，高层病房楼可采用钢框架-支撑结构体系。

采用钢结构的建筑，其平面设计除了要满足建筑使用功能的要求外，还应采用标准化的设计方法，应采用合理的钢结构体系排布，尽量统一轴网和标准层高，为钢梁、钢柱等钢结构构件的标准化提供条件。

平面几何形状宜规则，其凹凸变化及长宽比例应满足结构对质量、刚度均匀的要求，平面刚度中心与质量中心宜接近或重合；空间布局应有利于结构抗侧力体系的设置及优化；应充分兼顾钢框架结构的特点，房间分隔应有利于柱网设置。

4、外围护系统

外围护系统是由建筑外墙、屋面、外门窗及其他部品部件等组合而成，用于分隔建筑室内外环境的部品部件的整体。

外围护系统强调集成设计，倡导装饰与保温隔热材料一体化，系统化解决建筑需求，使质量更加可控，以保证建筑性能、提升建筑耐久性。

应根据不同的建筑类型及结构形式选择适宜的外墙系统：可选用预制外墙、现场组装骨架外墙、建筑幕墙等类型；外墙系统中的外墙板可采用内嵌式、外挂式、嵌挂结合等形式，并宜分层悬挂或承托。

应根据建筑所在地区的气候条件、使用功能等要素综合确定外围护系统的抗风性能、抗震性能、耐撞击性能、防火性能、水密性能、气密性能、隔声性能、热工性能和耐久性能要求；屋面系统还应满足结构性能要求。

5、设备与管线系统

设备与管线系统宜采用集成技术，采用标准化、模块化设计部品，通过综合设计及管线集成，提高设备与管线系统的集成度，以实现与建筑、结构、机电设计之间的协调。

应将设备管线进行集中布置，减少与医疗功能区的交叉冲突。在对设备管线进行检修时，可减少对医疗活动和患者休息的干扰，并且功能空间更加完整独立，为今后医院的功能改造提供可能性。

设备、管线与主体结构应该分离，方便维修更换，且在维修更换时不影响主体结构安全。优先选用绿色环保的设备、材料制品等，选用耐腐蚀、使用寿命长、降噪性能好、便于安装及更换的管材、管件等。

6、内装系统

装配式医院建筑采用的内装系统包括：轻质隔墙、集成吊顶、架空地面、集成卫生间、集成家具、整体收纳、集成管线等。工厂生产的部品质量有保障，可以有效降低施工误差；工业化生产的内装部品具有一定的互换性和通用性，易于维护管理和检修更换。

医院的隔墙应采用装配式轻质隔墙，既可利用轻质隔墙的空腔敷设管线，也有利于后期对空间进行灵活改造和使用维护。

❹外围护系统一体化设计

❺外围护系统解析图

表2多层、高层装配式钢结构建筑适用最大高度

❻谷城医院平面示意图（设备管井均布置在外侧，便于检修更换）

❽轻质隔墙

❾架空地面

集成吊顶具有功能空间划分和装饰作用，可根据室内功能及装修整体风格进行设计和选用材料。吊顶内宜设置可敷设管线的吊顶空间，吊顶宜设检修口。

关于地面，建议采用架空地面，架空空间主要用于敷设各类管线，实现主体结构与管线分离，减少对主体结构的破坏。由于其施工中无湿作业、灵活性较强，因此在装配式建筑中应用比较广泛。

集成式卫生间是将工厂生产的楼地面、墙面（板）、吊顶和洁具设备及管线等进行集成设计，并主要采用干式工法装配而成的卫生间。其架空地板、吊顶及侧墙均与结构板和侧墙隔有空间，在架空地板内铺设排水管道，吊顶和隔墙空间内安装电气管线、设备及风道等。

二、传染病应急医院设计

1、传染病医院设计的特殊性

传染病医院的设计与一般的综合性医院建筑设计有所不同，传染病医院设计的原则是在病原、宿主、环境这三个方面切断传染链，控制传染源。

❼装配式医院建筑内装系统

传染病医院要明确功能分区、各部门洁污分区与分流。平面布局上，医疗区要明确划分出三区⸺清洁区、半清洁区或半污染区、污染区；流线上要明确划分出三种流线⸺清洁路线、半污染路线、污染路线。要特别重视医疗区内患者活动区域与医务人员工作区域的相对划分，减少感染机率。以武汉火神山医院病房流线为例，患者流线和医生流线没有交叉。

传染病医院的设计既要防止院区外污染源对院内医疗区的污染，更要加强院内污染源的管理和控制，避免造成二次污染。对患者使用过的一次性用品、食物残渣、患者排泄物以及检验用血样、体液标本、病理组织标本等均应根据不同传染病种采用有效的处理方法，定点定人收集，采取可靠的无菌消毒处理措施。各种人流物流要有明确的科学规划，采取严密的措施。

传染病医院设计主要存在以下几个难点：一是局限污染区，就地消毒；二是控制中间区，少受污染；三是保护清洁区，不受污染。此外，设计上要考虑患者就诊的医疗环境，同时也要考虑长期在此工作的医护人员的环境空间，尽量创造人性化的、绿色生态的室内外环境。

2、模块化建筑的应用

这次新冠肺炎疫情爆发，武汉、郑州及其他城市单独选址，集中建造了临时传染病医院，须在数天内建成20000～80000m2的医院建筑。装配式建筑具有快速建造的优势，应急传染病医院采用工厂生产的模块化建筑，可满足现场快速组装的建造要求。武汉火神山医院、雷神山医院因建造时间短、任务重，均采用了模块化建筑。

应急传染病医院的模块钢结构的框架加工、围护制作、管线安装甚至于精装修，均已在工厂完成，将制作好的单元运输至现场进行拼装即可，大大缩短了工期。

模块化建筑的结构由若干个稳定且自承重的空间子结构组成，其基本模块一般为3m×6m。根据建设规模及场地，通过适当方式沿竖向和水平方向对模块进行拼接组合，形成不同的空间组合，满足医疗功能的需求。

应急传染病医院的医疗区宜采用E字形、王字形布局，可以利用工作人员通道作为中轴，进行模块组合。病房、办公等规格统一，数量较多的房间应采用标准模块进行组合，特殊功能区域及连接部位可采用轻质板材进行现场拼接。病房卫生间可以选用整体卫浴，尺寸一般为1200cm×2000cm、1500cm×2000cm等。建造过程中应根据需要采取相应措施，满足结构主体的防渗、防漏及密闭的要求，并符合卫生安全控制要求。机电设备与管线宜选用集成度高、安装快捷、便于检修的产品。

武汉火神山医院、雷神山医院的建设充分发挥了模块化建筑的优势：

一是标准化：标准化是模块化建造的基础。模块的几何尺寸、连接方式、组合形式、内部的部品部件、设备设施等的标准化，是实现快速高质量建造的基础保障。

二是模块化：所有的功能空间均由标准化程度极高的模块组合而成，充分体现了标准化、集成化带来的速度优势，满足了应急医疗设施建设的需求。

三是工业化：设计师充分利用现有的模块产品尺寸，可在极短时间内完成设计。在施工现场处理地坪的同时，模块在工厂内同步生产，工厂的环境及生产条件可确保模块质量得到控制，减少缺陷，同时还有较高的生产效率。

四是装配化：现场的施工周期非常短，除了地块平整、基础处理等湿作业外，现场其他的部分，如设备管线安装、门窗安装、室内设施安装等等完全是干法施工，各工种交叉作业，与传统建造方式相比，在节约时间的同时，还能减少施工和装修垃圾约70%。

目前，模块化医院建筑的部品集成化程度还不高，须进一步通过相应的标准将模块化建筑的特点与医院建筑的特殊功能要求相结合，以实现医院建筑的最终功能、性能，并最大程度发挥模块化建筑在快速建造应急医院过程中的优势，更好地满足医院建成后投入防治新冠肺炎等应急工作的需要。

❿集成式卫生间

⓫武汉火神山医院局部病房流线图

⓬标准模块示意图

三、结语

面对新冠肺炎疫情，各地纷纷改扩建应急传染病医院。在较短时间内建成一座满足医疗需求、同时品质较高的传染病医院，需要装配式建筑全产业链的共同努力才能够实现。应研发一些标准化的部品部件，由工厂大批量生产，同时强调产品要有统一的接口，让不同工厂生产的产品可以适用于同一建筑，以便适应快速建设的需要。

另外，针对可能出现的各种高传播性疾病，可以考虑制定与城市规模、人口数量等相适应的《应急医疗建筑建设标准》，以便各地储备一定规模的场地及建材，以及预留一些水、电等设施，便于快速建设。同时，还可以编制《应急医疗建筑系列标准图集》或《应急医疗建筑快速建设指南》，用于指导各地的应急工程建设。