何熹 深圳市建筑工務署工程設計管理中心
隨著城市用地越來越緊張,醫(yī)院建筑立面越來越復雜。集約程度也在提高,其正在形成城市綜合體建筑形態(tài),將門診、醫(yī)技、住院及后勤行政等多重功能模塊整合在一個復雜建筑綜合體中。這個復雜的醫(yī)療綜合體功能復雜,且往往在設計過程中及建成使用后,涉及功能布局的反復調(diào)整,建筑功能布局需具備一定靈活性,以適應需求的變化。建筑外部形象與功能密切相關(guān),醫(yī)院項目外立面設計同樣需適應內(nèi)部功能的復雜性與靈活多變。外立面形態(tài)適應功能需求的同時,又能體現(xiàn)其作為建筑綜合體的整體性,是其重要設計難點。
醫(yī)院建筑外立面設計不僅僅是形象的設計,還應綜合安全防護、節(jié)能、裝配式設計等要求。
按照中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部〔2015〕38號文,新建醫(yī)院門診急診樓和病房樓不得在二層及以上采用玻璃幕墻。按照深圳市住房和建設局“關(guān)于加強建筑幕墻安全管理的通知”要求,醫(yī)院門診急診樓和病房樓不得在二層以上采用玻璃或石材幕墻。
應盡量避免采用高大玻璃形式,確保安全。然而在實際設計過程中,為了實現(xiàn)立面通透的效果,尤其在醫(yī)院的公共空間,往往設計成通透高大玻璃形式,采用窗墻體系的一些做法來實現(xiàn)高大幕墻效果,為了支撐大塊玻璃,窗框用料已與幕墻相近,不僅增加了構(gòu)造措施,也帶來投資的增加。
深圳市要求限制石材幕墻,主要考慮脆性材料墜落風險,在設計中如采用其他脆性材料(如陶板),需要特別注意安全論證,加強防護措施。
醫(yī)院面向患者群體使用,其安全防護需求極其重要,主要體現(xiàn)在陽臺防護、外窗的防護及防墜落等方面的安全防護。
按照《綜合醫(yī)院建設標準》(建標110—2021),住院部不宜設置陽臺,因功能需要而設置陽臺的應設有相應的防護設施。如設置陽臺、室外露臺、屋頂花園,需適當增加防護欄板的高度至1.3m以上,設置防護金屬網(wǎng),或結(jié)合立面造型元素,控制開敞區(qū)域的尺度滿足安全要求。
對于可開啟外窗,需進行嚴格的限位處理,或結(jié)合外立面形式在可開啟部位設置安全防護造型,盡可能防止病患墜落危險。
在主要出入口、通道等密集人流區(qū)域等上方存在玻璃等墜落風險的,需特別注意應采用防沖擊雨篷或設置綠化帶等防護或隔離設施。
(1)對透明圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能及遮陽措施要求
按照GB 55015—2021《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》要求,對建筑節(jié)能提出了更高的要求,醫(yī)院建筑為能耗大戶,其外圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設計顯得尤為重要。對透明圍護結(jié)構(gòu),要求考察太陽得熱系數(shù)(原規(guī)考核綜合太陽得熱系數(shù),可綜合借助建筑造型、幕墻凸出的豎挺等環(huán)境因素,加權(quán)降低太陽得熱系數(shù),并不對傳熱系數(shù)做要求),玻璃性能在不采取遮陽措施的情況下需達到要求。要求公共建筑南、東、西向透明圍護結(jié)構(gòu)增加遮陽措施。
外立面設計需要特別關(guān)注窗墻比指標,如某項目窗墻比控制達到0.61,采用常規(guī)雙銀Low-E玻璃無法滿足節(jié)能要求,需提升配置三銀Low-E玻璃,相應投資約增加50元/m2。
(2)對外窗開啟比例的要求
GB 50189—2005《公共建筑節(jié)能設計標準》中,“4.2.8外窗的可開啟面積不應小于窗面積的30%;透明幕墻應具有可開啟部分或通風換氣裝置?!贬t(yī)院建筑采用窗墻體系,需要按照外窗要求進行開窗設計。相比較辦公等采用幕墻體系的公建項目,其開窗比例要求高,在外立面設計時需把開啟扇的設置整體考慮,并注意平面對位關(guān)系及開啟方式,如采用內(nèi)開,需要特別注意不應影響室內(nèi)臺柜布置。
關(guān)于裝配式要求,各地有所不同。按照深圳市有關(guān)規(guī)定要求——《深圳市住房和建設局關(guān)于進一步明確裝配式建筑實施范圍和相關(guān)工作要求的通知》(深建設〔2020〕1號)“除住院部以外的醫(yī)療衛(wèi)生類建筑可自行選擇合適的裝配式建筑技術(shù),不做評分要求”,對于醫(yī)院中模塊化程度高的住院部,需要滿足裝配式評分要求,結(jié)合過往項目案例,按照此項要求至少需做到5%以上豎向構(gòu)件,非預制構(gòu)件部分應采用裝配式模板工藝,也就是需要采用部分預制外墻。外墻裝配式對外立面設計有一定影響,如采用病房樓山墻面結(jié)合裝配式設計立面裝飾效果,或部分窗間墻采取預制構(gòu)件實現(xiàn),窗戶可在工廠預制安裝,防水性能好。
針對山墻面結(jié)合裝配式設計做法,可以選擇清水做法、反打做法、外掛鋁板做法。清水做法可以利用混凝土和涂料的可塑性,使構(gòu)件表面具有相應的圖案、紋理、質(zhì)感等,但其對施工工藝要求高,存在安裝易出現(xiàn)不平整,混凝土類型基層具有顏色不均勻的缺陷。
住院部主要由病房(陽臺、晾曬、衛(wèi)生間)、醫(yī)護區(qū)、公共活動空間組成??客鈧?cè)以標準病房為主,外立面設計需考慮開窗采光通風、陽臺、晾曬及安全防護等功能需求,如功能需要將衛(wèi)生間外置于陽臺一側(cè)的病房設計,外立面還需考慮衛(wèi)生間開窗的形象及隱私需求。
有研究表明,陽光、采光通風有利于病人康復。在新加坡一些花園式醫(yī)院中,特地設置“面向花園”的“專屬”窗戶,開啟“一床一窗且一花臺”的模式讓病人參與到種植花草的過程中來,形成了健康的、陽光的活動氛圍。
住院部標準柱網(wǎng)多為8.4m開間,設兩間病房,在立面設計上,可以適當考慮模塊尺度,如1.4m×3=4.2m,按尺度模塊設定立面分格??紤]到住院部具有很強的重復單元形式,可以設計成一定錯動的韻律形式,簡潔而不失變化。深圳市第二兒童醫(yī)院項目(圖1)在處理通風、晾曬及防護要求與外立面形式的結(jié)合方面,參考寫字樓的通風窗設計手法,按照需要的尺寸設計成通風晾曬箱的形式,形成有趣的韻律,同時也實現(xiàn)遮陽的節(jié)能要求。
對于門診大廳、醫(yī)療街、等候區(qū)域及各個門診單元,其層高4m~6m,多采用通透的玻璃圍護形式,需要特別注意玻璃分格的經(jīng)濟性、開窗通風的功能性要求。外立面結(jié)合功能布局主要有以下幾個特點。
(1)門診一般采取單元模塊形式,對立面限制不大,靠外側(cè)的門診醫(yī)輔區(qū)域主要以辦公等小空間為主,在立面劃分上需要考慮與平面隔墻適當對位關(guān)系。
(2)門診單元之間多設置采光庭院,靠庭院一側(cè)取得自然采光通風。
(3)門診大廳、醫(yī)療街等公共空間需盡可能寬敞明亮,外立面設計以通透玻璃分格為主。
醫(yī)技為醫(yī)院最復雜的功能區(qū)域,其部分室內(nèi)功能空間存在特殊環(huán)境要求,如潔凈要求、輻射屏蔽要求、溫濕度要求等,在外立面設計上需要特別注意適應室內(nèi)功能環(huán)境需求。
(1)潔凈功能空間。如手術(shù)室靠外側(cè)的潔凈走廊,應采用雙層玻璃固定窗,并應有良好的氣密性。
(2)避光功能空間。如影像科設備房間如靠外側(cè)布置,需盡量避免采用通透玻璃立面造型。
(3)特殊設備要求。如核磁共振設備需連接一根失超管,用于事故時排放低溫氦氣。失超管需聯(lián)通至室外無人處排放,如在外墻排放,要求排放口周邊不能開窗,并做一定保護措施。
醫(yī)院內(nèi)部涉及多種人流、車流進出,其主要患者到達入口需要特別注意,如門診入口設計需要醒目,便于到達,如通過色彩、形式或開敞的集散空間提示等方式進行設計引導;急診入口需要考慮救護車的??考巴拼驳恼陉栒谟暌?,對雨蓬的高度、寬度均需要進行復核。
受限窗墻體系要求,以及內(nèi)部功能靈活多變的需求,醫(yī)院建筑尤其適合橫向線條形式。以統(tǒng)一的橫向?qū)娱g線條,強化建筑的整體形象,橫向線條可以結(jié)合效果形成變化;而豎向分格適當弱化,以適應內(nèi)部復雜多變的功能房間劃分。深圳市大鵬人民醫(yī)院項目(圖2)塔樓結(jié)合住院陽臺功能,將橫向線條變化成波浪形態(tài),呼應項目海洋主題,裙樓采取簡潔橫向線條形式,符合功能特點。
醫(yī)院住院功能、門診及醫(yī)技功能往往為標準模塊設置,統(tǒng)一的模塊化單元式立面,可以為未來改造帶來無限可能。內(nèi)部功能與表皮形式均有統(tǒng)一的柱網(wǎng)結(jié)構(gòu),標準模塊的生產(chǎn)與安裝帶來巨大經(jīng)濟成本的降低及建設周期的縮減。深圳市第二兒童醫(yī)院項目(圖3)外立面,采用模塊化單元錯動的韻律形式,與其平面極強的單元模塊形式形成呼應。
結(jié)合前述分析,受選材及外墻體系的限制,考慮醫(yī)院人流量大,維護困難,目前醫(yī)院建筑多采用“鋁板材料+窗系統(tǒng)”,少量或局部采用真石漆涂料。如投資與工藝論證可控,也可以采用陶板、陶棍等材料,其獨特的色彩可以消解醫(yī)院建筑冰冷感覺。經(jīng)濟指標重點關(guān)注窗墻比、玻璃及鋁板分格尺寸等,醫(yī)院建筑的選材分檔建議見表1。
表1 醫(yī)院建筑的選材分檔建議
建筑外立面設計不僅僅是簡單的形象及裝飾堆砌,還應適應其內(nèi)部功能以及節(jié)能、防護、裝配式等有關(guān)要求。醫(yī)院建筑功能復雜,其不同功能區(qū)域、功能房間對圍護結(jié)構(gòu)的要求有所不同,平面靈活性要求高,需適應未來醫(yī)療技術(shù)不斷更新帶來的平面布局調(diào)整改造,在外立面形式選擇時,需重視與功能的匹配,達到“形式服從功能”的要求。