新冠疫情爆發后，裝配式醫院建筑成了業內熱議的話題，應對突發重大傳染病疫情，裝配方式可滿足快速建造臨時性應急感染醫院的需求，多地應急醫院采用了裝配式建筑技術。
為此，筑醫臺資訊特別邀請了中國建筑標準設計研究院裝配式建筑院副院長、醫療建筑設計研發中心主任杜志杰，總建筑師張建斌為大家全面介紹裝配式建筑，并著重介紹了裝配式醫院建筑的五大設計要點。
裝配式建筑的特征
裝配式建筑是指結構系統、外圍護系統、設備與管線系統、內裝系統的主要部分采用工廠化生產的部品部件集成的建筑，通過四大系統的集成，以實現建筑的功能完整和性能優良。
裝配式建筑強調標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理和智能化應用。
醫院建筑需要大空間布局形式，以適應正常運行情況下的改擴建、醫療流程的實時更新、設備管線的維修更換，裝配式建筑可以滿足醫院建筑的要求，在工廠生產部品部件，現場進行干法施工，現場的施工周期短，噪聲小、污染少，可以將對正常醫療工作的影響降到最小。
裝配式醫院建筑一般采用大空間布局、模塊化組合、標準化設計，易于醫療功能的轉變，同時工廠批量生產，可以降低造價。
裝配式建筑采用設備管線與主體結構分離的形式，管井集中布置，干式工法施工，便于檢修和維護。
裝配式醫院建筑相對與傳統的現澆醫院建筑，具有以下特征：
裝配式建筑的結構類型
裝配式建筑按結構體系分類，主要有裝配式鋼筋混凝土建筑、裝配式鋼結構建筑、裝配式木結構建筑等。
裝配式混凝土建筑的主要結構體系包括剪力墻結構、框架結構、框架-剪力墻結構、框架-核心筒結構等。現階段主要應用的裝配式混凝土結構為裝配整體式混凝土結構，其主要的預制構件連接節點均采用和現澆結構性能接近的連接方式，此時可參照現澆混凝土結構的力學模型對其進行結構分析。
承重預制構件采用干式連接等非等同現澆連接節點的裝配式混凝土結構，安裝簡單方便，但對其在地震區，特別是在高烈度地震區的高層建筑中進行應用，還有待進一步開展研究工作。
鋼結構建筑廣泛應用于工業建筑、公共建筑、商業建筑、住宅建筑等領域。鋼結構具有輕質、高強、抗震性好、布局靈活、構件截面尺寸小、易裝配、施工期短、使用面積高等優點，且有利于工業化生產、標準化制作，與之配套的墻體可以采用節能、環保的新型材料，因此成為我國建筑工業化和產業化的重點發展對象。
裝配式鋼結構可分為如下幾種結構體系：鋼框架結構、鋼框架-支撐結構（包括鋼框架-中心支撐、鋼框架-偏心支撐和鋼框架-屈曲約束支撐結構）、鋼框架-延性墻板結構、筒體結構、巨型結構、交錯桁架結構、門式剛架結構、低層冷彎薄壁型鋼結構、集成模塊建筑等。
木結構建筑主要應用在傳統民居、住宅建筑、綜合建筑、旅游休閑建筑、文體建筑、寺廟建筑等，主要為三層及三層以下的建筑。按結構形式劃分，國內裝配式木結構可分為：榫卯結構、井干式木結構、輕型木結構、膠合木結構、方木原木結構以及木混合結構、木組合結構等。
在上述三種結構形式中，比較適合醫院建筑的是裝配式鋼結構。鋼結構跨度大、可改性強，能夠提供可變大空間。鋼材強度高，豎向構件截面小，可提高空間使用率。鋼材延性好，耗能能力強，抗震性能好。鋼構件的工業化程度高，運輸距離約束小，施工現場環境影響小。鋼材可循環利用，材料回收率高，符合可持續發展要求，因此成為我國建筑工業化和產業化的重點發展對象。
裝配式建筑的評定
根據住建部2018年2月實施的《裝配式建筑評價標準》GB/T51129-2017，對裝配式建筑的評定有詳細的規定：
確定了裝配式建筑的認定標準后，需要對裝配式建筑的裝配化程度進行評級，參照《綠色建筑評價標準》，將裝配式建筑等級評價為A級、AA級、AAA級等三個等級。
裝配率在60%~75%時，評價為A級；裝配率在76%~90%時，評價為AA級；裝配率在91%以上時，評價為AAA級；
從表中可以看出，主體結構最高是50分，對圍護墻、內隔墻、設備管線及全裝修的要求占50分，說明裝配式建筑除了主體結構的預制要求外，其他系統也有相應的要求。
裝配式醫院建筑的設計要點
01 結構系統
鋼結構是非常適合醫院建筑的結構形式，因此本文主要論述的是適合醫院建筑的鋼結構技術要點。
應根據建筑功能、建筑高度及抗震設防烈度選取結構體系。醫院一般常見的是鋼框架結構形式。純鋼結構體系一般情況下難以滿足設計要求內的位移比，因此需要在鋼框架內添加支撐，增加結構抗側力體系的能力。在多層醫院建筑中可采用鋼框架結構，高層的病房樓可采用鋼框架-支撐結構體系。
多高層裝配式鋼結構建筑適用最大高度（m）
采用鋼結構的建筑，其平面設計除了要滿足建筑使用功能的要求外，還應采用標準化的設計方法，平面設計應采用合理的鋼結構體系排布，盡量統一軸網和標準層高，為鋼梁、鋼柱等鋼結構構件的標準化提供條件。
平面幾何形狀宜規則，其凹凸變化及長寬比例應滿足結構對質量、剛度均勻的要求，平面剛度中心與質心宜接近或重合；空間布局應有利于結構抗側力體系的設置及優化；應充分兼顧鋼框架結構的特點，房間分隔應有利于柱網設置。
02 外圍護系統
外圍護系統是由建筑外墻、屋面、外門窗及其他部品部件等組合而成，用于分隔建筑室內外環境的部品部件的整體。
外圍護系統強調集成設計，倡導裝飾與保溫隔熱材料一體化。系統化解決建筑需求，質量更加可控，保證建筑性能，提升建筑耐久性。
外墻系統應根據不同的建筑類型及結構形式選擇適宜的系統類型；外墻系統中外墻板可采用內嵌式、外掛式、嵌掛結合等形式，并宜分層懸掛或承托。外墻系統可選用預制外墻、現場組裝骨架外墻、建筑幕墻等類型。
外圍護系統應根據建筑所在地區的氣候條件、使用功能等綜合確定抗風性能、抗震性能、耐撞擊性能、防火性能、水密性能、氣密性能、隔聲性能、熱工性能和耐久性能要求，屋面系統尚應滿足結構性能要求。
03 設備與管線系統
設備與管線系統宜采用集成技術，采用標準化模塊化設計的部品，通過綜合設計及管線集成，提高設備與管線系統的集成度，以實現與建筑、結構、機電設計之間的協調。
應將設備管線進行集中布置，減少與醫療功能區的交叉沖突。在設備管線檢修時，減少對醫療活動和患者休息的干擾，并且功能空間更加完整獨立，為今后的功能改造提供可能性。
設備與管線與主體結構應該進行分離，方便維修更換，且在維修更換時不影響主體結構安全。優先選用綠色環保的設備、材料制品等，選用耐腐蝕、使用壽命長、降噪性能好、便于安裝及更換的管材、管件等。
04 內裝系統
目前建筑裝修中大量使用水泥、鋁、陶瓷等高資源密度建材，每年約20％水泥被用作裝修中的找平層、粘結劑和掩飾管線。改造翻新時，只能和飾面一起砸掉，形成不可降解的建筑垃圾。這種手工濕作業模式，建筑品質也難以提高。并且，施工過程中，產生大量噪聲及灰塵，令人難以忍受。因此，應采用裝配式內裝、干法施工，以減少對環境資源的浪費。
裝配式醫院建筑采用的內裝系統包括：輕質隔墻、集成吊頂、架空地面、集成衛生間、集成家具、整體收納、集成管線等。工廠生產的部品質量有保障，可以有效降低施工誤差。工業化的內裝部品具有一定的互換性和通用性，易于維護管理和檢修更換。
醫院的隔墻應采用裝配式輕質隔墻，既可利用輕質隔墻的空腔敷設管線，也有利于后期空間的靈活改造和使用維護。
集成吊頂具有功能空間劃分和裝飾作用，可根據室內功能及裝修整體風格進行設計和選用材料。吊頂內宜設置可敷設管線的吊頂空間，吊頂宜設檢修口。
地面建議采用架空地面，架空空間主要是敷設各類管線，滿足主體結構與管線分離，減少對主體結構的破壞。由于其施工中無濕作業、靈活性較強，因此在裝配式建筑中應用的比較廣泛。
▲ 架空地面
▲ 輕質隔墻
集成式衛生間是由工廠生產的樓地面、墻面（板）吊頂和潔具設備及管線等進行集成設計，并主要采用干式工法裝配而成的衛生間。其架空地板、吊頂及側墻均與結構板和側墻隔有空間，在架空地板內鋪設排水管道，吊頂和隔墻空間內安裝電氣管線、設備及風道等。
▲ 集成衛生間
05 集成模塊建筑
為應對突發重大傳染病疫情，應該以裝配方式快速建造臨時性的應急感染醫院。應急感染醫院可采用工廠生產的集成模塊建筑，滿足現場快速組裝的建造要求。
應急感染醫院的設計要符合診療流程，重視醫療區內病患者診療活動區域與醫務工作人員工作區域的相對獨立。減少潔凈與污染人流、物流的相互交叉與相互感染機率。
快速建造的集成模塊建筑是指采用工廠預制的集成模塊，在施工現場組合而成的裝配式建筑，該建筑單元在工廠預制完成，是由主體結構、樓板、墻板、吊頂、設備管線、內裝部品組合而成的、具有集成功能的三維空間體，并滿足各項建筑性能要求和吊裝運輸的性能要求。
模塊建筑的基本模塊一般為3m*6m，以基本模塊為組合的標準化單元，根據建設規模及場地，通過不同模塊的拼接組合，形成不同的空間組合平面，滿足醫療功能的需求。
▲ 標準模塊示意圖
▲ 標準模塊軸側圖
▲ 標準模塊拆分示意圖
應急感染醫院的醫療區宜采用E字型、王字型布局，可以利用工作人員通道作為中軸，進行模塊組合。
▲ E字型總平面布局區示意
▲ 王字型總平面布局區示意
病房、辦公等規格統一、數量較多的房間應采用標準模塊進行組合，特殊功能區域及連接部位可采用輕質板材根據進行現場拼接。
病房衛生間可以選用整體衛浴，規程尺寸一般為1200*2000、1500*2000等。
▲ 整體衛浴布置圖
▲ 病房區示意圖
建造過程中應根據需要采取相應措施，滿足結構主體的防滲、防漏及密閉的要求，并符合衛生安全控制要求。機電設備與管線宜選用集成度高、安裝快捷、便于檢修的產品。
總結
裝配式建筑是建造方式的改變，更是設計理念的升級。建立符合工業化要求的建筑體系和部品部件體系，建造長壽命高品質的綠色醫院，是推動現代醫院建筑邁向可持續發展之路。希望未來的醫院建筑能夠像汽車或者智能手機一樣，成為一個完整的產品，品質優良、精準細致、綠色高效。
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