李尚

中國中元國際工程有限公司

1 平面設計

1.1 結構布置

在常規(guī)的醫(yī)療建筑柱網設計中，建筑師習慣將二層及以上各層的外圈結構梁貼近柱外側邊界布置，同時將梁外邊界作為樓板的邊界，這樣形成的室內空間完整性較好，結構邏輯清晰。但這種梁、柱、板的結構關系約束了采用組合式幕墻的立面設計，即外側結構柱會在外窗中明顯地體現出來。在實際案例中，通常將立面中柱子投影的部分設計為不透明幕墻遮罩，或者采用窗后設置灰色背襯板的方式形成“假窗”等手法，削弱因柱子在立面外窗中透出的通高形象而形成的對比。而采用出挑板的結構形式則能夠相對容易地削弱結構柱對于立面設計的約束，通過將結構樓板出挑900mm以上增大結構柱距離幕墻的距離，改變在室外人視點中柱子與幕墻的相對位置，加上玻璃的折射、反射等因素影響，柱子在外窗中呈現出的輪廓明顯弱化。

另外，采用出挑板的結構形式可以為醫(yī)療建筑室內公共空間創(chuàng)造橫向連續(xù)通透的落地窗；對于護理單元內標準病房、附屬用房等有隔墻的房間，可以利用幕墻立柱與隔墻結合的方式分隔空間，因此采用此種結構布置形式可使立面設計更加靈活。

1.2 幕墻立柱布置原則確定

病房、居室等房間的平面通常采用等分一柱跨的方式對稱布置，跨中點的位置為隔墻的位置，通過采用偶數份窗洞等分柱跨的原則，使幕墻立柱居于中點，以便與室內隔墻結合。醫(yī)療建筑幕墻窗以懸窗開啟的方式居多，幕墻窗的常用經濟寬度為600～1 400mm，在《建筑設計防火規(guī)范》中要求設置的消防救援窗的凈寬度大于1m。寧夏寶豐醫(yī)院及養(yǎng)護院工程（圖1）外窗采用隱框玻璃上懸窗，幕墻立柱加外掛鋁板截面寬度為300mm×300mm，以組合幕墻立柱軸線間距為跨內等分模數，模數應大于1 000+300=1 300mm，這是窗扇不開啟時的最小模數；當窗扇為可開啟時應較固定扇額外考慮開啟扇窗后窗框的寬度（圖2）。本方案柱網尺寸為8 400mm×8 400mm，當跨內四等分時，8 400/4-300=1 800mm，玻璃窗過寬不符合經濟性要求；當采用跨內八等分時，8 400/8-300=750mm，玻璃窗寬不滿足設消防救援窗的要求；當采用跨內六等分時，8 400/6-300=1 100mm，既滿足玻璃窗經濟性寬度的要求，又滿足設置消防救援窗凈寬度的要求（圖3）。由于方案平面多為弧形，上述等分原則及模數的確定也有利于減少幕墻單元模數尺寸種類，提高現場構件施工的精確性。

1.3 功能約束

在平面設計中合理量化了組合幕墻的跨內等分份數及立柱間距模數后，可以得到立面中的窗洞部分。在實際工程設計中，有大量的設備機房對建筑立面提出了開百葉窗以得到有效的通風面積的需求。當建筑中防火分區(qū)的防火墻位于轉角處時，內轉角兩側墻上的門、窗、洞口之間最近邊緣的水平距離不應小于4m，如建筑表皮仍需帶窗洞的組合幕墻覆蓋，則需考慮采用在規(guī)定范圍之內設置乙級防火窗，或者在窗洞后用實墻密封等防火措施。雖然在設計初期，無法準確設置通風百葉窗、防火分區(qū)分界處限制開窗的位置，但建筑專業(yè)立面設計人員應當從設計初期開始對此保持清楚的認知，從而在后續(xù)的立面深化過程中同各專業(yè)人員進行優(yōu)化布置。

2 立面設計

2.1 立面系統(tǒng)劃分

在商業(yè)、辦公、酒店等常以單體形式存在的建筑類型中，外立面設計常采用一種表皮類型使建筑顯得簡潔大氣。當代醫(yī)療建筑發(fā)展愈發(fā)呈現出組群式形體布置的趨勢，單一表皮容易造成整個院區(qū)視覺效果缺乏細部層次。因而醫(yī)療建筑立面設計過程中常采用劃分立面系統(tǒng)的方式：高層病房樓與底部裙房交接層次立面系統(tǒng)、高層病房樓山墻立面系統(tǒng)、門診大廳外立面系統(tǒng)、裙房天井外立面系統(tǒng)等。

2.2 立面系統(tǒng)深化

在立面系統(tǒng)劃分完成后，可從以下幾個方面深化立面設計：細分組合式幕墻各模塊單元的材質比例及模塊在立面中所形成的二維圖形韻律；優(yōu)化落實外立面開設通風百葉窗的位置，保證其位置不出現在立面的明顯位置或玻璃幕墻處，宜將其納入到組合幕墻的整體模塊排布設計中，相得益彰（圖4）；檢查與消防相關的立面細節(jié)，從實際消防經驗出發(fā)，病房走道兩側的窗扇宜為消防救援窗。

1 寧夏寶豐醫(yī)院及養(yǎng)護院工程效果圖

2 開啟扇與固定扇凈寬度對比

3 8 400mm 軸網六等分幕墻立柱布置

4 通風百葉的設置同立面設計相結合

5 陽光廳頂部曲面造型

6 健康中心頂部曲面造型

7 三種類型弧形幕墻節(jié)點

8 各段弧長長度相差小于10mm 示意

9 起居室內通過設置Z 形輕質隔斷適應幕墻立柱

10 特殊房間幕墻與室內隔墻的結合

2.3 立面造型與平面輪廓定位

立面中的曲線在平面圖中的表達是切片式的，單純通過平面圖紙無法為結構、幕墻專業(yè)提供準確、全面的結構板邊定位尺寸，因而需要繪制局部立面大樣圖，亦可輔以軸測示意圖，從而為結構專業(yè)提供準確的板邊界定位，為幕墻專業(yè)提供準確的埋件可埋置范圍。

3 幕墻設計

3.1 特殊節(jié)點設計

本項目結構形式為現澆鋼筋混凝土框架—剪力墻結構，而在平面、立面、剖面上都體現出大量的曲線形態(tài)，許多凹凸、弧線的造型無法僅靠幕墻與幕墻輕型龍骨實現，需要在鋼筋混凝土結構上預埋鋼結構埋件、設計鋼結構從而為幕墻提供結構支撐，幕墻專業(yè)通過在鋼結構上設置小埋件設計龍骨體系，從而完成表皮敷設。例如，養(yǎng)護區(qū)裙房中的二層陽光廳頂部弧形鋁板節(jié)點（圖5），經結構專業(yè)柱、梁、板設計與鋼結構專業(yè)弧梁設計結合后，為幕墻設計提供了基本骨架，從而形成清晰的“由直變曲”的結構層次。又如高層健康中心屋面頂部弧形穿孔鋁板節(jié)點（圖6），根據其投影下方功能、結構位置的不同分為三種類型（圖7）：1）當其下部為室外空間時，結構專業(yè)設置混凝土柱墩、女兒墻，分別為鋼柱、鋼弧梁提供支撐，弧梁為幕墻提供支撐；2）當其下部為功能房間且屋面結構板邊未設于梁邊時，需在結構梁上部澆筑與幕墻為同心圓的混凝土圍護墻分隔室內外空間，同時需在板邊結構女兒墻上設鋼弧梁為幕墻提供支撐；3）當其下部為功能房間且屋面結構板邊位于梁邊時，可直接利用板邊結構女兒墻升高并使其與幕墻呈同心圓，直接為幕墻提供結構支撐。此項工作宜在幕墻深化工作開始前介入討論，以便為在鋼筋混凝土中預留埋件提供足夠時間。

3.2 幕墻深化

當建筑外輪廓為圓弧形且與之相交的軸線通過該圓弧的圓心并與輪廓垂直時，輪廓被均分為若干弧長相等且圓心角相等的圓弧，此時采用跨內幕墻立柱均分的原則即可；當與圓弧輪廓相交的軸線相互平行且與輪廓不平行時，被軸線切割的輪廓弧長不相等，因軸線間距8 400mm，各段弧長差別不超過±10mm，亦可采用跨內立柱定數等分原則并采用同一立柱間距模數（圖8），誤差在實際的現場構件安裝中可以忽略。

3.3 內部平面調整

在立面形式確定后，內部空間的平面細節(jié)會根據幕墻立柱的位置進行適應性調整。本項目中養(yǎng)護樓的柱網為6 600mm×6 600mm，每一跨即為一間養(yǎng)護居室，不需要采取對稱等分一個柱網的方式布置幕墻立柱。當幕墻立柱采用跨內五等分時，窗洞尺寸為6 600/5-300=1 020mm，不滿足窗扇開啟時凈寬大于1 000mm的消防救援窗設置要求。因此選用跨內四等分，窗洞尺寸為6 600/4-300=1 350mm，滿足經濟要求。由于養(yǎng)護居室的套型為起居室與臥室組合，兩個空間需由輕質隔斷分隔，同時需滿足衛(wèi)生間前留有能夠平推病床進入的空間，從而使得起居室與臥室的隔墻在外輪廓處無法與幕墻立柱結合。在本項目設計中考慮將隔墻在外墻處設Z形轉折，使隔墻與幕墻立柱交接，并在窗下設置儲物柜（圖9）。對于核心筒周邊或者端部等特殊平面類型的房間，當室內隔墻無法與幕墻立柱結合而導致房間無法完全實現物理隔離時，可采用在與隔墻相接的窗扇后設灰色背襯板并封堵的方式來實現與室內隔墻的結合（圖10）。

4 結語

通過采用組合式幕墻來創(chuàng)造模塊化的視覺效果，對功能復雜、體量龐大的醫(yī)療建筑的立面設計提供了新的可能。好的立面效果的實現離不開前期完善的平面組織、形體生成、立面系統(tǒng)劃分；而項目的高完成度離不開各專業(yè)設計人員的密切配合與在整個設計過程中的動態(tài)調整。在深入研究組合式幕墻應用于醫(yī)療建筑時的特點之后，可以在各階段的設計工作中進行充分準備，避免后續(xù)返工。