筑醫臺資訊特邀香港華藝設計顧問有限公司副總建筑師余海燕分享《中外醫療建筑設計的差異分析》,以下內容節選自筑醫臺微課。
余海燕/香港華藝設計顧問有限公司副總建筑師
在美國工作學習10年,其中5年在全球排名第一的醫療設計公司專門做醫院設計,回國后繼續從事醫療建筑設計。在工作中發現中美醫療建筑存在很大差異,相對而言,國內醫療設施就目前來說不能充分滿足人們需求,但是相信未來會有大量醫療建設發展的空間。
《中外醫療建筑設計的差異分析》

設計體系:工程設計和營建為一體

整體化施工:環境污染和霧霾已成為中國日益突出的問題,如何有效地減輕施工產生的粉塵、噪音等污染,實現建筑的產業化和裝配式施工,將是設計方、施工方和業主方對城市建設所肩負的使命,也是對社會負責的回應。
目前一些大城市已經要求在住宅的設計施工中采用裝配式施工,整個建筑行業的工業化也會逐步推進,特別是大城市在市區的工程。要推進建筑工業化特別是醫院建筑的工業化,首先需要建筑設計和施工營建能形成一個有機的整體。
通過一個智能化的操作平臺,把從設計到施工所有相關的步驟都進行有效的整合,從廣義的角度把環境,投資,功能等通過模擬達到最完美的效果,從細節上,把建筑部件的設計,制造和裝配統一考慮。
由于醫院的單體設計很復雜,有很多不同的功能需求,但門診和住院單元是完全可以采用模塊式設計和裝配式施工。結構樓板,防火隔墻,設備通用組架等一系列產品可通過生產并裝配為半成品,加快現場裝配速度,縮短施工周期及更低廉的價格。
設計系統:模板式醫院(TEMPLATE HOSPITAL)
國外城市建設多按方格網規劃(LOT),場地平整且尺寸較有規律性, 經過長期對醫療功能流線和布局的研究分析, 在比較總結的基礎上, 一些大型的醫療產業業主如Kaiser Permanent, 積累了豐富的醫院設計經驗, 提煉了一套設計模板, 也就是示范性醫院或模板式醫院(Template hospital)。
模板式醫院對整個醫院的平面功能流線設計采用固定的模式, 這些模式經過專業醫療機構(OSHPD: office of State Hospital Planning and Development)的設計審核, 且在長期地實踐過程中在平面的高效性、合理性和使用的方便性等方面都得到了驗證。
在每個項目開發時,只需要結合新建醫院的實際情況, 制定新的任務書, 對門診醫技單元內部功能進行適當的調整, 然后修改立面的設計,整個醫院的設計就基本定稿了。
當然大多數醫院的設計存在很大差異,很多項目是改擴建工程。但對于同一個業主,連續開發多個醫院,采取這種方式是可以節省大量的人力,物力,而且是可以在較短的時間內做出高質量的精品。

設計手段:自主軟件開發
由于美國計算機技術的高度發展和運用,許多美國公司特別是靠近硅谷的一些建筑設計公司已不滿足使用已有的設計軟件,而是根據自己設計的需要來雇傭程序員開發合適的軟件以提高工作效率,為業主提供更高標準的新技術服務和為項目設計增加附加值。
在建立了完善的房間數據庫后,設計公司開始通過軟件編程使數據庫和平面靈活互動,房間模塊可以在限定條件下做適當的調整。因而在設計的時候,房間模塊的所有細節設計可以根據平面布局調整而自動縮放,在方案平面完成的時候,施工圖的大樣平面也就完成了。實現了一體化設計,極大的縮短了設計時間,減少了工作量。
設計方法:三維精細化設計
國外早在2008年已經開始廣泛運用REVIT來對整個建筑設計經行三維模擬。 同時由于國外整個建筑行業, 包括開發商,施工單位都有較強的技術管理能力和執行力,因而BIM的設計推行的力度很強。
到目前國外醫療建筑的精細化設計已經到了一個很成熟的階段。對于室內主要的醫療房間,都完全可以按照實際的建造情況經行三維模擬。既方便在設計階段和醫院單位溝通時有一個直觀的媒介,也使使用者對將要完成的空間有一個清晰的了解,使溝通更加便捷。這樣精細化的設計也為施工單位提供了良好的操作平臺,減少出錯的機會,減少反復和變更,保證從設計到施工的一致性,提高效率。

設計內容:廣泛深入的數據庫

上圖是用房設施資料數據表(Room data sheet) ,表里對每個房間的門窗,墻體,空調,水電,智能化系統都有詳細的統計資料,而且這些數據和模型庫是完全對應的,這樣就提供了一個詳細的核對清單,保證設計模型和管理文件的一致性,減少設計和施工漏項或出錯的幾率。
1)內墻體和地板的安全和保安,隔音和抗靜電抬高地板系統的要求。
2)門窗的不同寬度,和是否設置可視玻璃,隔音條等。
3)窗。
4)器具和家具,潔具的要求和尺寸。
5)結構和空間上如荷載和層高等的特定要求。
6)機電設備的用途:
· 空調的溫度,濕度,使用人數,排風,房間壓力,電氣電訊,網路等的特殊要求。
· 特殊和應急電源供應的電流量,安裝高度;電視電話和傳真門鐘的端口等。
· 電腦網絡端口,接地線要求。
· 燈光照明設備個特殊照明的照度等。
· 電子顯示系統,公共廣播和報警系統,員工呼叫和緊急呼叫系統,內部對講和入侵警報系統,門禁系統和不間斷電源。
· 氣體滅火,燃氣系統和其他冷凍系統等。
設計系統:房間模板( ROOM TEMPLATE)
同時模板式醫院包括房間的模塊設計。房間的模塊設計在國外很早之前就是施工圖大樣一個不可缺少的部分,每一個房間的放大平面, 包括設備和一些醫療器械的具體位置和擺放,以及對應的水電設施, 天花吊頂平面都系統地考慮并布置出來, 并和使用者確認, 這樣可以大大縮短設計的時間,減少施工時的誤差, 還可以避免使用方對一些細節不滿意而產生的在施工時的反復和修改。
這樣精細化的設計需要耗費大量的時間,同時需要和各個醫療專項單位, 設備供應商等密切地配合才可以達到。因而需要建筑師有較高的統籌管理協調能力,并對細節有執著地追求。


結構體系:鋼骨架隔墻和混凝土墻
國外的醫院設計中通常采用鋼結構和鋼骨架隔墻,具有較好的靈活性,不僅方便骨架間的管道電纜安裝,而且在改擴建時拆卸比較省力,同時對環境的污染較小。 鋼骨架隔墻在考慮墻體的力學、防火性能、隔聲、隔熱保溫性能、占地面積及墻體的重量等六方面更具有超前性和代表性。
我國目前由于原材料價格成本,勞動力成本和施工隊伍素質等原因,多采用混凝土框架結構體系。采用鋼結構體系每平方米造價要增加500-600元。同時需要設計和施工人員對鋼結構有比較清晰的概念。
同時由于很多墻板生產廠家規模小,技術不成熟,管理水平低,造成了有些產品質量不盡如人意及安裝后不能正常使用。同時施工方案和養護條件不得當,也會造成使用后出現種種問題。這些都是我們在實現建筑產業化和裝配制前需要解決的問題。

設計程序:由內到外
美國醫院設計程序是由內到外,注重建筑之間的功能關系和本身的實用性。
先利用標準塊來做功能組合分析。召開使用者會議確定space program房間功能關系表。和使用者確認建筑內部的流線,各部門之間關系的合理性。提供合理的blocking diagram(平面功能布置圖) 和 stacking diagram(豎向功能布置圖)。
在整個建筑的醫療規劃medical planning 完全確定后才開始外立面的設計。外立面的設計尊重原有的建筑形體,但會在造型上做適當的調整以創造更豐富活潑的形式,由內到外,由里到表。
最后建筑的功能和形式完美的結合,形成高效,美觀新穎的建筑組合。完善內部空間和細節的設計,保證建筑內部平面的高效性。
大多數美國醫院都是按這個由內到外的流程進行設計的,而且最后都能保證有良好的社會反響。我國目前的醫院設計由于大多數都是公開招標,主要看大的視覺效果來定方案,對醫院內部流線,功能的合理性往往缺乏深入分析。
在正式進入方案設計后,由于時間短,工期短和各方面缺乏經驗等原因,在方案深化和細部推敲方便的時間和深度不夠,導致一些建筑建成后沒多久就要從新設計或改造。
設計系統:模板式醫院 IN CHINA
在中國推行模板式醫院,存在那些挑戰?
由于中國的國情比較復雜,每個地域的特色也是不同的。特別是對于一些山地區域和一些用地比較緊張的大城市,新的醫院建設用地場地條件比較復雜, 不僅有很多狹長難處理的地塊,而且很多醫院用地是在有很大高差的山地上,這樣會給設計帶來了很多挑戰。
雖然說這些挑戰有時也會帶來建筑的一些新形式,但使得整個醫院的模塊化設計和整個流線交通的組織帶來了極大的反復和工作量。設計有一半以上的時間花在如何解決場地的問題。
因而在討論實際使用功能和細節深化上的時間反而不夠了。但在復雜的設計條件下,也可以通過確定主要模塊單元,如門診單元和住院的基本形式,采用合理的組合方式,盡量化繁為簡,既創造了新的建筑形象,又使設計便于使用和建造。

模板式醫院-模塊單元
目前我們在國內醫院的模塊化設計方面取得也總結和積累了一定的經驗,創造了有中國特色的庭院式、綠色生態的新型綜合醫院。從建筑的整體布局,各主要部分的組織形式,到門診單元,住院單元和醫技單元各自內部的構成都有了相對成熟的模式。
同時由于我國一般綜合性醫院都按照國家的七項建設指標進行面積規劃,對于同一床位和規模的醫院設計,相對而言,在建筑的體量,單元面積的設定和平面布置上也都有了一套標準化的設計模式。

模板式醫院-功能構成
在通過和醫護人員多次交流和長期對病人流線的觀察和總結,以及結合醫院主要配套設備整體規劃的基礎上,對整個醫院的豎向規劃也總結出了一個相對成熟的系統。國外一般的醫院規模為200-300床,很少有高層醫院。
這對整個醫院的流線組織,病人和醫療物資的輸送,以及急救流線的快捷方面是非常有利的。而我國近年由于用地成本和規模不斷增大等原因,產生了很多高層醫院。有些還是建造在山地上的,使整個醫院在交通組織、消防撲救、物資輸送和后勤輔助設施等方面的設計上帶來極大挑戰。

模板式醫院-挑戰
每個醫院的具體情況不同,因而設計也是千變萬化、錯綜復雜的。在設計中往往讓設計師困惑的是在基本的模式確定后,如何因地制宜,化繁為簡,解決好新環境中引起的矛盾,梳理流線和結構關系并且靈活應變,創造新的建筑形象。
隨著人們對醫療需求的不斷提高,和家庭陪護理念的深入,未來大型的綜合醫院將會逐步形成醫療綜合體,不僅有為病人提供亞健康診斷治療的康復服務,而且有為病人家屬提高配宿的酒店公寓,可采購醫療或康復所需器材的醫療mall等。因而針對每一部分做深入研究,再統籌考慮系統地解決方案,這些都需要我們在未來的發展中不斷探索。