張建斌 陳沫

中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司

1 綠色是醫(yī)院建設(shè)的發(fā)展方向

中國(guó)醫(yī)院建設(shè)在近三十年間處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，普遍出現(xiàn)了建筑品質(zhì)低、改造難度大、運(yùn)營(yíng)能耗高、維護(hù)成本高等問(wèn)題，粗放的建設(shè)模式與可持續(xù)發(fā)展理念相悖，為社會(huì)資源帶來(lái)了巨大浪費(fèi)。隨著全球低碳潮流和我國(guó)政府提出建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求，高品質(zhì)綠色發(fā)展成為未來(lái)醫(yī)院建設(shè)的重要趨勢(shì)。

在二十多年的醫(yī)院工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)準(zhǔn)院”）一直著力于富有特色的綠色醫(yī)院設(shè)計(jì)探索。在其提出的“H+醫(yī)療健康建筑設(shè)計(jì)服務(wù)體系”[1]中將“醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)”和“綠色建筑”結(jié)合為“H+G”?！癏+G”將綠色設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，致力于建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的新時(shí)代高品質(zhì)綠色醫(yī)院。一方面注重可持續(xù)的設(shè)計(jì)觀，而不是簡(jiǎn)單的綠色技術(shù)堆砌，更不是以“評(píng)星”“評(píng)級(jí)”為目的的偽綠色設(shè)計(jì)；另一方面強(qiáng)調(diào)因地制宜地選擇設(shè)計(jì)方法和綠色技術(shù)，以適應(yīng)醫(yī)院工程的多樣性和個(gè)性化需求。

2 本土化視角下的綠色低碳設(shè)計(jì)

崔愷院士提出“設(shè)計(jì)應(yīng)立足土地，建筑要接地氣”[2]。新時(shí)代高品質(zhì)綠色醫(yī)院設(shè)計(jì)也更加需要發(fā)揮建筑師的作用，將建筑設(shè)計(jì)與地域氣候環(huán)境以及醫(yī)院文化相結(jié)合，使醫(yī)院形成植根于地域文化的綠色基因（圖1）。

在地處嶺南地區(qū)的梅州谷城醫(yī)院的設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)亞熱帶季風(fēng)氣候特征進(jìn)行了研究，以“被動(dòng)式設(shè)計(jì)優(yōu)先、主動(dòng)式設(shè)計(jì)優(yōu)化”為原則，力求打造本土化的綠色醫(yī)院建筑。設(shè)計(jì)開始之前，首先對(duì)風(fēng)速、濕度、溫度、降水以及太陽(yáng)輻射等當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行分析，分析結(jié)果直接影響了建筑設(shè)計(jì)（圖2）：1）通過(guò)焓濕圖研究可知，自然通風(fēng)是梅州地區(qū)在夏秋季節(jié)效果最為明顯的被動(dòng)式技術(shù)手段，同時(shí)結(jié)合節(jié)約建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本的考慮，在建筑內(nèi)部劃分出空調(diào)室內(nèi)區(qū)與非空調(diào)室內(nèi)區(qū)，非空調(diào)室內(nèi)區(qū)設(shè)置完全開敞的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)建筑室內(nèi)外空氣的自然流通（圖3）；2）將自然采光和通風(fēng)引入建筑中庭，提出“會(huì)呼吸的生態(tài)中庭”，在潮濕多雨的氣候條件下，實(shí)現(xiàn)低能耗且自然舒適的室內(nèi)環(huán)境效果（圖4）；3）通過(guò)開敞外廊、底層局部架空、內(nèi)設(shè)天井/中庭等建筑處理手法，為建筑設(shè)置了大量半室外灰空間，打造了既遮陽(yáng)避雨又少人工干預(yù)的建筑熱工環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了富有本土特征的建筑設(shè)計(jì)（圖5）[3]。

同處于亞熱帶季風(fēng)性氣候的福州市晉安區(qū)醫(yī)院設(shè)計(jì)同樣力求根植于本土，但是采用了不同的被動(dòng)式生態(tài)策略：1）地處城市中心區(qū)的院區(qū)用地極其狹窄，設(shè)計(jì)利用屋頂平面作為綠化空間，改善局部小氣候和建筑熱工環(huán)境，也為患者和醫(yī)護(hù)人員提供了人性化的休憩空間；2）半開放的醫(yī)療主街考慮濕熱多雨的氣候特征，醫(yī)療主街的外窗通常情況下可開啟，采用自然通風(fēng)方式，而在極熱、寒冷時(shí)則可關(guān)上采用局部制冷和采暖，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適度（圖6～8）；3）外立面設(shè)計(jì)采用橫向遮陽(yáng)板和可開啟外窗相結(jié)合的雙層幕墻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)通風(fēng)的功能效果的同時(shí)，也豐富了建筑立面效果（圖9）。在晉安區(qū)醫(yī)院的設(shè)計(jì)中，還采用了包括雨水收集回用系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備智能控制系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、節(jié)能照明等主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)手段進(jìn)行綠色優(yōu)化。

1 本土化綠色醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)體系

2 谷城醫(yī)院項(xiàng)目當(dāng)?shù)貧夂驐l件分析

3 谷城醫(yī)院空調(diào)區(qū)與非空調(diào)區(qū)分析、自然通風(fēng)示意

4 谷城醫(yī)院“呼吸中庭”示意

5 谷城醫(yī)院適應(yīng)地域特征的建筑處理方式

6，7 晉安區(qū)醫(yī)院半開敞的醫(yī)療街

8 晉安區(qū)醫(yī)院裝配式內(nèi)裝完成的門診單元

9 晉安區(qū)醫(yī)院的綠色建筑策略

10 霍林郭勒市中蒙醫(yī)院

11 北川縣人民醫(yī)院自遮陽(yáng)構(gòu)件和地域文化特征結(jié)合

12 北川縣人民醫(yī)院自遮陽(yáng)構(gòu)件立面處理

在嚴(yán)寒地區(qū)的霍林郭勒市中蒙醫(yī)院立面設(shè)計(jì)中，充分考慮到北方建筑的特點(diǎn)，大量采用小窗，嚴(yán)格控制建筑體形系數(shù)和窗墻比，減少熱量流失，從而有效降低冬季供暖負(fù)荷（圖10）。北川縣人民醫(yī)院是汶川地震震后重建的重點(diǎn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)為體現(xiàn)北川新城風(fēng)貌要求，以羌族建筑文化傳統(tǒng)為基礎(chǔ)，立足城市整體，突出城市設(shè)計(jì)[4]，以實(shí)墻結(jié)合方窗的建筑立面語(yǔ)言，既是契合當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯淖哉陉?yáng)建筑構(gòu)件，也賦予了建筑地方文脈特色（圖11，12）。

3 彈性化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑長(zhǎng)壽命

現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展需要建筑設(shè)計(jì)能夠采用具有預(yù)見性、能動(dòng)性的可持續(xù)設(shè)計(jì)模式來(lái)滿足建筑空間擴(kuò)容與功能變化[5]。居民可支配收入快速增長(zhǎng)與人口持續(xù)老齡化帶來(lái)了巨大的醫(yī)療需求，而納米技術(shù)、人工智能、智能物流等現(xiàn)代科技也帶來(lái)了醫(yī)療功能布局的不斷變化。醫(yī)院空間需要適應(yīng)醫(yī)療需求和醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，否則將面臨被拆除重建的風(fēng)險(xiǎn)。壽命過(guò)短的醫(yī)院建筑無(wú)疑為社會(huì)資源帶來(lái)了巨大浪費(fèi)，造成這種情況的原因并非結(jié)構(gòu)耐久性的問(wèn)題，而是建筑設(shè)計(jì)缺乏彈性[6]。

彈性化設(shè)計(jì)就是指建筑能夠根據(jù)使用者的需求變化而相應(yīng)調(diào)整功能布局，使建筑能夠彈性地適應(yīng)需求。醫(yī)院建筑的彈性化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在規(guī)劃和空間兩個(gè)方面。

3.1 規(guī)劃有彈性

規(guī)劃布局的彈性化，即充分考慮醫(yī)院未來(lái)發(fā)展，統(tǒng)一進(jìn)行總體規(guī)劃、預(yù)留發(fā)展、統(tǒng)籌遠(yuǎn)近期建設(shè)，通過(guò)模塊化組合布局的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)（圖13）。醫(yī)院中的門診、醫(yī)技、住院等醫(yī)療功能單元都可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，模塊單元的空間尺寸統(tǒng)一，功能可靈活更替，以應(yīng)對(duì)未來(lái)功能更新的需求。同時(shí)通過(guò)醫(yī)療主街可將不同類型的模塊單元串聯(lián)組合，形成“可生長(zhǎng)、可更新”的醫(yī)院建筑形式[6]。這樣的設(shè)計(jì)符合現(xiàn)代醫(yī)療功能發(fā)展的需求，可以減少醫(yī)院建筑由于功能更新引起的拆改，從而實(shí)現(xiàn)建筑的長(zhǎng)壽命和醫(yī)院建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

大同市第五人民醫(yī)院的規(guī)劃設(shè)計(jì)就貫徹了“枝狀生長(zhǎng)式”的彈性規(guī)劃設(shè)計(jì)理念（圖14，15）。將醫(yī)療功能梳理并簡(jiǎn)化，明確功能分區(qū)，依次布置門診區(qū)、醫(yī)技區(qū)、住院區(qū)。各功能區(qū)內(nèi)的功能單元模塊緊湊布置，模塊之間既相互獨(dú)立又密切聯(lián)系。在擬建規(guī)模的基礎(chǔ)上進(jìn)行彈性化規(guī)劃，充分預(yù)留病房、醫(yī)技等用房的發(fā)展空間，有利于醫(yī)院的分期建設(shè)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展[7]。

13 醫(yī)院規(guī)劃彈性示意圖

14 大同第五醫(yī)院模塊化規(guī)劃布局

15 大同第五醫(yī)院模塊化的護(hù)理單元

16 某醫(yī)院工藝策劃的模塊組合示意

17 剛性區(qū)域與彈性區(qū)域關(guān)系示意

18 谷城醫(yī)院剛性區(qū)域與彈性區(qū)域布置示意

19 北京軍區(qū)總醫(yī)院功能調(diào)整示意

又如在某大型醫(yī)院工藝策劃中，強(qiáng)調(diào)醫(yī)技資源實(shí)現(xiàn)全院共享，將超大型的中心手術(shù)部、中心供應(yīng)等醫(yī)技部門進(jìn)行模塊化處理，并且通過(guò)模塊組合實(shí)現(xiàn)功能可分可合，達(dá)到分期建設(shè)靈活和整體功能完整的彈性化處理要求（圖16）。

3.2 空間有彈性

空間有彈性則可以簡(jiǎn)單理解為建筑空間需要適應(yīng)功能的變化。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們將建筑功能空間梳理為彈性區(qū)域（使用功能空間）和剛性區(qū)域（豎向交通空間、設(shè)備機(jī)房、管井空間等）。傳統(tǒng)建筑空間彈性區(qū)域和剛性區(qū)域界限模糊，空間組織松散自由，導(dǎo)致建筑功能彈性降低。醫(yī)院建筑空間彈性化可以概括為集中布置剛性區(qū)域，創(chuàng)造靈活可變的大空間，贏得彈性區(qū)域（醫(yī)療功能空間）的完整化、最大化，從而實(shí)現(xiàn)彈性化空間設(shè)計(jì)（圖17）。

梅州谷城醫(yī)院就是運(yùn)用了這一設(shè)計(jì)理念，將交通核、設(shè)備機(jī)房等剛性區(qū)域盡量集中布置于建筑外側(cè)，減少與醫(yī)療功能區(qū)等彈性區(qū)域的流線交織和空間沖突。這樣的設(shè)計(jì)使得彈性區(qū)域空間完整，為未來(lái)的醫(yī)療功能更新提供了更多可能性；而剛性區(qū)域的設(shè)備管線維護(hù)檢修工作也對(duì)正常醫(yī)療活動(dòng)的影響較小，使醫(yī)療空間更加人性化（圖18）。

在北京軍區(qū)總醫(yī)院（現(xiàn)為陸軍總醫(yī)院）的外科樓建設(shè)過(guò)程中，業(yè)主對(duì)部分醫(yī)療功能做出了調(diào)整，而此時(shí)結(jié)構(gòu)主體和外立面已經(jīng)基本完工。得益于前期設(shè)計(jì)的彈性化空間設(shè)計(jì)的考慮，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)保持剛性區(qū)域不變，利用彈性區(qū)域完成了功能布局的調(diào)整，滿足了業(yè)主醫(yī)療功能更替的建設(shè)需求（圖19～25）。

從百年甚至更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看，減少建筑的頻繁建造、拆除，延長(zhǎng)資源的利用時(shí)間，可有效減少資源需求，降低環(huán)境影響，因此可以說(shuō)“長(zhǎng)壽命”正是醫(yī)院建設(shè)中最主要的“綠色”要素。而彈性化設(shè)計(jì)正是實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑長(zhǎng)壽命，從而節(jié)約資源能源、降低環(huán)境負(fù)荷的最有效手段。

20，21 北京軍區(qū)總醫(yī)院功能調(diào)整后實(shí)景

22 北京軍區(qū)總醫(yī)院總體外觀

23 北京軍區(qū)總醫(yī)院裝配式內(nèi)裝完成的護(hù)理單元

24 北京軍區(qū)總醫(yī)院裝配式內(nèi)裝完成的ICU 單元

25 北京軍區(qū)總醫(yī)院立面風(fēng)貌

26 晉安區(qū)醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)布置示意

27 梅州醫(yī)院設(shè)備管線系統(tǒng)集中布置

28，29 某醫(yī)院利用輕鋼龍骨隔墻進(jìn)行預(yù)留管線布置圖

4 綠色建造方式保證品質(zhì)優(yōu)良

除了設(shè)計(jì)階段以外，打造綠色醫(yī)院更需要關(guān)注包括建造、運(yùn)營(yíng)、改造、拆除在內(nèi)的建筑全生命周期的資源環(huán)境負(fù)荷。

雖然中國(guó)醫(yī)院建筑高速發(fā)展并取得了巨大進(jìn)步，但是當(dāng)前大多數(shù)醫(yī)院仍采用以手工作業(yè)為主的傳統(tǒng)建造方式，工業(yè)化程度較低，造成高能耗高污染，建筑質(zhì)量難以控制，往往運(yùn)營(yíng)不久就出現(xiàn)“跑冒滴漏”的現(xiàn)象。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，為患者創(chuàng)造更好的醫(yī)療環(huán)境還需要更加綠色的建造方式，選用健康適老、通用易維護(hù)的建筑部品部件，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑品質(zhì)的全面提升[8]。

4.1 工業(yè)化的裝配式建筑

如同其他工業(yè)產(chǎn)品一樣，裝配式建造使醫(yī)院建筑具有整體性和可持續(xù)性，強(qiáng)調(diào)建筑的系統(tǒng)綠色化和綠色集成。批量工業(yè)生產(chǎn)的建筑部品在降低造價(jià)的同時(shí)，也帶來(lái)現(xiàn)代工業(yè)制造的品質(zhì)保障。裝配化的現(xiàn)場(chǎng)安裝方式，施工周期短、環(huán)境影響小，可以將對(duì)醫(yī)療活動(dòng)的影響降到最小[8]。

晉安區(qū)醫(yī)院是一個(gè)改擴(kuò)建項(xiàng)目，采用裝配式鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。開敞的框架結(jié)構(gòu)使得空間靈活，利于醫(yī)療設(shè)備布置（圖26）。該項(xiàng)目在建筑的適宜部位采用預(yù)制混凝土疊合樓板和預(yù)制混凝土疊合梁，并采用標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件，提高構(gòu)件模具重復(fù)率，合理控制建造成本。高品質(zhì)預(yù)制構(gòu)件的使用，實(shí)現(xiàn)了高效率建造，節(jié)約了整體工期，減少了醫(yī)院改擴(kuò)建過(guò)程中對(duì)維持醫(yī)療運(yùn)營(yíng)的影響，充分體現(xiàn)了裝配式建筑的綠色優(yōu)勢(shì)。

鋼結(jié)構(gòu)則是更加適合醫(yī)院建設(shè)的裝配式結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)跨度大，能夠緩解功能更新帶來(lái)的挑戰(zhàn)，更好地適應(yīng)醫(yī)院的遠(yuǎn)期發(fā)展需要；構(gòu)件截面尺寸小，空間利用率更高；鋼材抗震性能好，可以適應(yīng)醫(yī)院安全性需要；鋼構(gòu)件工業(yè)化程度高，運(yùn)輸距離約束較??；鋼材可循環(huán)利用，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響小。邯鄲第四醫(yī)院就是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系，并且采用屈曲約束支撐減震措施，表現(xiàn)出優(yōu)良的抗震耗能能力，大大提高了醫(yī)院的安全性能。

此外，主體結(jié)構(gòu)之外的裝修、部品等也將在建筑全生命周期中經(jīng)歷多次更替，其資源、能源累計(jì)消耗量不容小覷。裝配式內(nèi)裝采用集成吊頂、集成地面、集成墻面，進(jìn)行干式工法施工，能夠大大降低能耗；內(nèi)裝部品現(xiàn)場(chǎng)快速裝配組裝，可縮短工期；工業(yè)化的內(nèi)裝部品，更能夠滿足醫(yī)療潔凈衛(wèi)生的要求；同時(shí)利用輕質(zhì)隔墻、整體衛(wèi)浴等系統(tǒng)可進(jìn)行便捷拆改和功能更新，便于實(shí)現(xiàn)醫(yī)療空間的彈性化。邯鄲四院項(xiàng)目除了鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用外，更是采用了全面的裝配式內(nèi)裝技術(shù)，為醫(yī)院建設(shè)提供了高品質(zhì)保障。

4.2 SI與管線分離技術(shù)

醫(yī)院的設(shè)備管線較其他建筑更復(fù)雜，并且24h不間斷的運(yùn)行方式，要求設(shè)備管線的維修工作要盡可能地避免對(duì)醫(yī)生、患者造成干擾，因此需要更加便捷的檢修和更換方式。缺乏綠色設(shè)計(jì)考慮的設(shè)備管線系統(tǒng)會(huì)給醫(yī)院運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來(lái)難度，同時(shí)不合理的拆改維護(hù)也會(huì)破壞結(jié)構(gòu)、降低結(jié)構(gòu)耐久性，大大縮短建筑的使用壽命。采用支撐體（結(jié)構(gòu)系統(tǒng)）和填充體（外圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)和內(nèi)裝系統(tǒng)）分離的SI體系[8]，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑全生命周期內(nèi)的功能可變和便利的設(shè)備管線檢修更換（圖27～29）。隔墻系統(tǒng)和設(shè)備管線可以集成布置，以提高空間效率、便于檢修維護(hù)；更加便捷的檢修更換方式可減少對(duì)正常醫(yī)療工作的影響；支撐體的獨(dú)立完整性更好地延長(zhǎng)了建筑使用壽命，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑最大的“綠色”[6]。

4.3 基于BIM的智慧化建造

以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)為支撐，建立基于BIM的醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)平臺(tái)，提高建筑智能化，實(shí)現(xiàn)建設(shè)過(guò)程的精細(xì)化管理，更好地滿足使用者需求，為優(yōu)良的醫(yī)療服務(wù)提供支撐。

5 結(jié)語(yǔ)

綠色醫(yī)院不僅是追求先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用，更重要的是將綠色思想融入到建筑設(shè)計(jì)中，建立可持續(xù)的設(shè)計(jì)觀。標(biāo)準(zhǔn)院以人性化、本土化、低碳化、長(zhǎng)壽化、智慧化的“五化”理念為核心，將其貫穿于醫(yī)院建筑全生命周期的各階段設(shè)計(jì)中，以全面提升醫(yī)院建筑品質(zhì)、降低資源環(huán)境負(fù)荷為目標(biāo)，推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)院邁向可持續(xù)發(fā)展之路，使其真正成為新時(shí)代高品質(zhì)的綠色醫(yī)院。