二级注册建筑师|装配式技术运用到医院建筑的设计要点
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装配式技术在医疗建筑中的实践
上海市宝山区精神卫生中心迁建项目
医院建筑虽然功能复杂，但谨遵模数，同时单元重复率高，精度要求高，若为特殊用途医院还会对工期要求严格。而装配式建筑大部分构件为工厂预制、现场拼装，具有精度高、速度快的特点，尤其适用于单元重复率高的构件和单元模块。二者尤为投契，可谓一拍即合。以下为以上海市宝山区精神卫生中心迁建项目为例，介绍我院装配式技术在医疗建筑中的应用和设计过程。
一、项目概况
图2.1鸟瞰图
建设地点：上海宝山区顾村镇
建筑规模：建设用地面积20096㎡(约30亩)，拟建建筑面积约60254.6㎡，其中地上44349.4㎡、地下15905.2㎡。共设床位700张。
建筑高度：45.3m
结构类型：装配整体式混凝土框架—装配整体式框架剪力墙结构
预制构件类型：预制柱、预制梁、预制叠合板、预制楼梯。
预制率：40%以上
二、建筑概念
在立面设计时更加注重医患的精神需求，希望能用物理空间疗愈心灵空间。旨在打造一个亲切温暖，宾至如归，高效合理的如美丽家园般的医院。因而在做立面设计时借鉴白色丝绸的意向，形成流线型的横向立面线条。
图2.2 立面概念
图2.3立面效果图
三、装配式技术难点与突破
基于设计理念与空间限定，本项目存在如下技术难点：
(1)调整立面开洞，外墙拆分多方案对比，打造非线性预制外墙。建筑立面造型丰富且灵动，建筑墙身有不规则线脚。流线型元素对施工精度要求极高，若采用传统建造方式将花费高昂的人力物力。为解决这一问题，同时满足预制率，南、北住院楼需做预制外挂墙板。为满足建筑立面效果，同时减少墙板的模具类型，预制范围避开转角弧形等不规则区域，其余建筑立面设计时考虑外墙拆分，并对比不同外墙板拆分方案，建筑调整窗户尺寸及布置，最终得到较满意的方案。不同楼层之间墙身线脚建筑通过GRC等二次施工方式来实现，保证了不同楼层之间外墙板共模。
图2.5 立面方案调整过程
(2)内装机电一体化设计，减少预制构件开槽预留。建筑使用功能复杂，仪器设备种类较多，布置不规则，导致电气点位且无规律。医用设备、消防设备等强弱电点位纷繁错杂，为保证装配式构件生产效率，现场施工的准确性及速度，设计时电气管线均走在建筑吊顶内(地插等铺设在建筑面层中)，预制构件不预埋电气线盒，大大归并了预制构件的类型，同时方便后期检修更换。
图2.6 内装吊顶与灯槽，与主体结构脱离，方便维护更换
图2.7 机电管线在吊顶内敷设，与主体结构分离，方便检修维护，减少构件开槽
(3)归并集中降板区域，减少预制构件种类。建筑使用功能要求，各楼层处有不规则降板区域，楼板有较多不规则洞口。若预制降板处楼盖，导致预制梁、板均为非标准构件，增加预制构件模具数量，且现场需在降板处二次支模，增加施工难度。为解决这一问题，建筑专业尽量将降板区集中于某一跨柱网内，若有大量房间需降板，则要保证降板形式与范围均标准，装配式设计时预制楼盖范围首先避开降板区域，复核预制率不满足时从标准化的降板房间选择预制。传统结构设计时楼板洞口边加封边次梁，装配式建议结构设计时洞口加构造暗梁，保证预制梁种类较少。
图2.8 南北楼预制构件对比
(4)地块内平衡，协调建筑功能与预制率。南、北住院楼建筑功能相对简单，房间布置重复率较高;裙房仅二层，后勤楼为四层，建筑柱网与结构楼盖布置均不标准。因此在装配式设计时，预制率计算采用整个项目计算，提高南、北住院楼预制率，而裙房及后勤楼及预制楼板及楼梯，这样既保证预制率满足要求，提高了预制构件的重复率，降低了装配式设计及生产的难度。
图2.9 南北楼预制构件对比
装配式医疗建筑设计要点
装配式技术在医院建筑中的应用已具备一定技术条件，且由于医院建筑自身特点，尤其适合装配式设计，工业化施工。但在设计与施工过程中仍需注意以下几点：
01、内装设计一体化
医院的建筑设计与室内设计并没有明确的界限。无障碍设计、防撞设计、圆弧倒角乃至镶嵌医疗设备后的预留缓冲空间等都需要建筑与室内通力配合。谨遵设计规范，增加安全系数，将室内设计落实到每个建筑细部大样中。
02、公共区域开敞化
医院为公共建筑，为解决交通和采光问题往往会设置中庭及医疗街。二者均跨度较大，建筑师在设计方案时需要考虑到二者相对位置，避免造成结构不对称，触发超限条件，影响预制率。
03、设备设计智能化
在现代医疗体系中，大量用到智能化电子设备，因而设备点位和预留预埋数量庞大且精度要求高，造成设计工作量巨大，因而需要借助BIM等三维设计工具。同时也要考虑避免在固定结构部件开槽预留，而将设备管线与内装墙体结合，既可提高构件重复率，也为设备维修和更换提供便利。
04、空间分隔灵活化
随着社会科技与医疗技术的进步，医疗器械与空间分隔更新周期越来越短。因而内隔墙应采用方便拆卸再组装的材料。基于这一考虑，在合适区域可采用经过符合标准的轻质隔墙、轻钢龙骨隔墙等装配式内隔墙。选用新技术、新材料为医院降低能耗。
05、节点设计标准化
选用标准图集，使细部设计高效精准。原国家建设部2008年已出版《国家医院装饰标准图集》，它是根据国家各个地区的经济差异、使用差异统一归纳作出的各部位的标准设计，作为对国内医院建筑室内设计的指导参考。图集中每个部位有不同的选择，利于医院在室内环境建设中相互接轨，甚至与国际的接轨，消除在环境、设施上的巨大差别。
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