医疗建筑门诊楼与病房楼内外空间的设计对于患者,来访者以及医护人员的活动会产生很大程度的影响,创造舒适、便利的医院环境,对患者的就医与康复会产生积极的影响。如何在设计中力求为医者与患者提供良好的内部与外部环境,创造出宜养,舒适,亲切的空间环境,是本设计的首要任务。

建筑效果实景图

建筑鸟瞰图

项目概况

项目选址位于牟平新区,用地西邻城市主干道牟山路,南邻金埠大街,北邻崔山大街,东临规划路,是一座集医疗、保健、教学、科研于一体的综合性三级甲等医院,承担本地区及周边地区人民的医疗、保健和突发性事件的处理、120急救及教学实习任务(图1),项目获得二星级绿色建筑标识。  

图1  总平面图

总体规划

1、总体规划布局

门诊医技楼与病房楼两个建筑体量通过一条医疗街串联。规划总建筑面积242189㎡,开设病床数共计1600余张,其中门诊医技楼总建筑面积50967㎡,主体地上4层,局部5层,地下1层,建筑高度23.7m,病房楼总建筑面积116926㎡,地上23层,地下1层,建筑高度93.9m。

设计从园区规划入手,总体布局中遵循分区合理、洁污分区、避免或减少交叉感染、平面布局紧凑、便于管理、交通便捷、人车分流的原则,对基地内车流、人流进行梳理,门诊、急诊车行流线,病房车行流线,行政后勤车行流线分别由南侧金埠大街,西侧牟山路,北侧崔山大街进入。各功能车行流线尽量相互独立,互不干扰。车行流线主要通过建筑群外部道路系统解决,内部主要以步行流线相联系,充分满足人车分流。

停车方式采用集中停车与分散停车相结合的形式,以就近停车为主。同时考虑医院不断发展的停车需求,在中心景观带下设置地下停车库,地上景观广场,地下停车库的布局使地块的使用率最大化,同时兼顾了园区的景观环境(图2)。

图2  交通流线分析图

2、建筑布局

医疗建筑是民用建筑中最复杂,最特殊的建筑类型之一,建筑中不同的部门,科室以及各功能要素之间错综交叉的关系网络等共同构成了医疗建筑使用功能的复杂性。

设计中将整个院区划分为5个功能分区,包括医疗区、发展医技区、后勤综合区、集中绿化区、传染病区。其中门急诊位于基地南侧,主入口位于金埠大街上;病房楼的出入口设置在西侧的牟山路上;后勤区位于基地北侧;传染病区位于基地的东北角,独立成区并设置单独的污物出口(图3)。

图3  功能分区图

3、形体策略

建筑形式采用中轴对称的形式,医疗区主入口朝南,与就诊的主要人流方向相吻合。门诊医技等位于南侧裙房,病房设置在高层,建筑形体简洁美观,视野开阔,通风、采光的效果较好。

街区式的建筑布局形式:在医院的中心穿过一条医疗主街,将医院的多个子系统连接起来,形成一个有机的整体。建筑单体采用统一的风格,强化建筑群的整体性(图4)。

  

图4  建筑实景图

设计策略

1、人性化设计策略

1、优化空间布局与交通组织

医院的运作是由许多功能各异,长短不同的流线构成。其交通流线,交通距离,空间组织,步行舒适度等方面都会对患者产生不同程度的影响。布局合理的公共空间以及导向性的交通组织是人性化设计的重点。本设计优化公共空间的布局主要考虑以下几个方面:

空间的单元构架

将分区理念引入诊查空间单元的构架中。空间主要组成为大厅、门诊等公共空间、候诊空间、诊室空间、医用空间、医用辅助空间等,根据各自的主要服务对象,空间性质及其关系不同,将各功能块进行有效组织与连接。医疗街通过候诊过渡空间与各诊室单元相连通,医生区域及通道独立设置并与诊室想通,医患最终交汇于诊室空间。

空间路径的简明性

有针对性的空间布局减少了不必要的流线交叉,本项目设计中采取的具体措施是:门诊医技楼采用“枝叶生长状”的平面布局。医疗街为主干,各科室为树枝,诊室为树叶,各科室自成尽端,减少流线交叉和交叉感染。同时在时间与距离上缩短病患的门诊流程,患者入院挂号,门诊,缴费,检查,领药的流程中享受一站式服务,使病患等候的时间降到最少,为患者创造便捷的就医环境(图5)。

图5   门诊楼“枝叶生长状”布局

病房楼护理单元采用复廊式的布局,将患者公共走廊与医护人员内走廊分开设置,做到医生工作、护士工作、护工污洗、病房区域分区明确,避免医患干扰。其中护士站居中设置,护理路径短捷(图6)。

图6  病房楼“复廊式”布局

空间布局符合人的行为习惯

由于人们习惯性在主要道路两旁寻找目标,平面设计时在医疗街两旁设置科室,方向性明确,方便患者寻找目标(图7)。

图7  医疗街实景

空间的可识别性

医疗建筑中各部门的功能、流线极其复杂,令患者难以辨别方位。除了采用简明易懂的图文标识,采取一定的室内装修手法使医疗单元具有一定的可识别性(图8)。

图8   儿童诊区实景

2、创造高品质的空间环境

视线通达

患者住院期间,大部分时间都离不开病床,可以通过与室外自然景观和公共空间保持视线联系得到身心的放松。同时良好的视线设计有利于医护人员的管理(图9)。

图9  护士站实景

利用中庭创造活动场所的共享空间

1)利用中庭营造多层次的共享空间;2)中庭景观设计成为室内设计的亮点;3)中庭使得室外空间与室内空间得到自然的过渡;4)中庭增加了复杂的室内空间的标识性,能够使人们快速的辨别方位;5)实现了视线的可达性,人们的视线可以从一个空间延伸到另一个空间。

装饰陈设设计

设计中通过材质,色彩设计满足不同使用者的需求。例如儿童对于趣味性的要求高,私密性要求较低,借鉴儿童室内活动场所的设计,增加空间趣味性。病房楼护理单元内的陈设考虑病患的心理需求,采用暖色调的装饰,给人以温暖舒适的感受(图10)。公共空间更通过灯光,陈设,景观小品等元素设计,能够起到柔化医院空间的氛围,带来亲切舒适的感觉。

图10 普通病房室内实景

采光照明优化设计

光环境会对人的心理产生很大的影响,因此设计中充分考虑光环境的设计。

自然光线符合人眼对光线的适应性要求,自然光中的紫外线可以杀死部分病菌,为患者营造健康的康复环境。合理利用自然光,是本设计中充分考虑的因素,在规划设计中将病房楼布置在朝向和自然环境位置较好的位置,尽可能多的接受自然光。

自然光不充足的情况下需结合人工照明。人工照明的照度满足人眼的最佳舒适度要求,为满足不同人群的照明需求,采用分层次照明的方式,包括白天医护人员的护理工作、医院人群的学习、夜间值班不干扰患者休息等,不同的使用功能采取不同照度,满足不同使用者的光感舒适度的要求,同时医院的公共空间采取间接照明的方式,减少直射光线对人眼的损害。

自然通风策略

充分考虑门诊楼和病房楼的自然通风问题,同时避免交叉感染。设计中门诊楼利用庭院通风,不仅打破了横向长线条带来的视觉疲劳性,而且美化医疗环境,对各横向单元的通风起到积极的作用。病房楼两端部设置污物电梯厅,防止交叉感染,创造干净的风环境(图11,图12)。

图11  门诊楼采光通风分析

图12  病房楼采光通风设计

2、可持续发展策略

1、医疗街的布局形式

医疗建筑是一种不断生长变化的建筑体,设计中需要符合可持续发展的策略。在它的整个运营过程中不断发展,不断适应,不断调整。医疗街的串联开放式规划,为科室发展提供了“可生长性”,使医院建筑整体上发展成为不断适应发展变化的综合体。

2、模块化的平面布局

模块化也是应对变化的一种方式,对医院建筑来说,其工作方式并不是一成不变的,如果现阶段的设计是合理的,过一段时间以后可能会发生变化,那么空间需求也会发生变化。本设计中采用的是“科室单元模块化”设计,将每个尽端式的科室设计为相同的独立模块,分层挂号、集中候诊、二次候诊、划价收费等均设计成相同的模块,应对变化会很快作出调整,及时的更新以适应新的使用要求,增加建筑的生命周期。

3、内部装修可变性

建筑内隔墙采用加气混凝土砌块轻质隔墙,为建筑内部的功能置换创造条件。在门诊、医技、病房三大功能块的布局上,为各自的功能扩展留有发展的余地。

3、绿色节能策略

1、总体规划方面

合理的建筑朝向

建筑单体采用较为规则的长方形体型,南北向的建筑布局,大量房间布置朝向南向,满足冬季充足的光照。

良好的自然通风

设计中主立面和开口均朝向夏季主导风向,整个园区自然通风顺畅。

绿化系统

合理组织园区内绿化设计,采取地面绿化措施,提高园区内绿化率,同时合理的绿化还可以起到降温,遮阳和导风的作用(图13)。

图13  外窗遮阳

2、单体设计方面

控制体形系数

根据寒冷地区的气候条件,建筑物的体形系数在0.3的基础上每增加0.01,能耗就会相应增加约2.4%—2.8%;体形系数每减少0.01,能耗相应减少2%—3%。因此适当的控制体形系数,有利于降低建筑能耗,本设计中门诊楼体形系数0.15,病房楼体形系数0.09,符合山东地区体形系数≤0.40的规定。

良好的自然通风与采光

病房综合楼裙房部分通常由于进深较大,造成自然采光和通风的效果不佳。在本方案中,裙房沿医疗街采用多栋,小进深,串联设置,自然形成天井,将自然光引入到建筑中,解决主街和部分科室内部的采光问题,减少白天对人工照明的依赖,优化建筑内部空间环境,降低运行成本和建筑能耗;尽量减少西向房间,病房楼西侧房间布置为洗衣晾衣房,有效避免西晒对病房的影响。

建筑的病房楼护理单元部分采用了复廊式的布局形式,设计中尽可能地引入自然光。走廊尽端采光,走廊中部也采用可开敞的电梯厅间接通风和采光。大大改善了内走廊的环境条件,尽可能降低运营成本,减少能耗(图14)。

图14 单体平面布局

在建筑中庭部位设置优质的采光天窗,在隔热防水的同时,为室内提供充足的自然光,减少室内照明系统的开启时间,降低室内照明能耗(图15)。

图15 中庭采光天窗实景

合理利用地下空间

门诊楼,病房楼以及南广场均设置地下室,布置停车设备用房、超市等功能,通过直达地下一层的内庭院和光导纤维,增加地下一层自然通风采光(图16)。

图16 地下室内庭院空间

3、围护结构保温隔热措施

外墙

外墙主体部位采用200厚加气混凝土砌块墙和20厚STP超薄绝热板,采用外保温技术,平均传热系数门诊楼0.33W/( m2.K),病房楼0.34 W/( m2.K),满足山东地区标准K≤0.60 KW/( m2.K)的要求,具有良好的热工性能;外墙大多采用浅色饰面层,可以有效地减少能量损失,提高隔热性能以及节能效率。

屋顶

屋顶主体部位采用55厚挤塑聚苯板保温上人屋面,屋顶传热系数0.52W/( m2.K),满足山东地区标准K≤0.55 KW/( m2.K)的要求;建筑部分屋顶采用绿化屋顶,选用当地植物,提高隔热效果以及热蒸发热效应以降低建筑外部的热负荷,大大提高了建筑的保温隔热性能;屋顶绿化,不仅节能降耗同时美化环境。

图17  屋顶绿化

底面接触室外空气的架空或外挑楼板

采用120厚钢筋混凝土楼板和50厚挤塑聚苯板保温层,传热系数0.56,满足山东地区标准K≤0.60KW/(m2.K)的要求;

非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙 

采用200厚加气混凝土砌块自保温设计,传热系数1.01,满足山东地区标准K≤1.50KW/( m2.K)的要求;

非采暖空调房间与采暖空调房间的楼板 

采用120 厚钢筋混凝土楼板15厚挤塑聚苯板和20厚胶粉聚苯颗粒保温层设计,传热系数1.02,满足山东地区标准K≤1.50KW/( m2.K)的要求;

变形缝两侧墙体    

采用200厚加气混凝土砌块自保温设计,传热系数1.08,满足山东地区标准K≤1.50KW/( m2.K)的要求;

外窗

外窗采用PA断桥铝合金辐射率≤0.25Low-E中空玻璃(空气12mm),传热系数2.30,遮阳系数0.37,符合标准要求;

天窗

天窗采用PA断桥铝合金辐射率≤0.25Low-E中空玻璃(空气12mm),传热系数2.30,遮阳系数0.37,符合标准要求;建筑的围护结构不仅满足强度、防火、防潮、防水等基本要求,同时满足建筑保温、防寒、节能的要求。

4、绿色建筑技术措施

太阳能热水系统

门诊楼屋顶采用集中式太阳能集热板系统,选用2个50吨的不锈钢内胆水箱,一个集热水箱和一个恒温水箱。辅助能源使用蒸汽换热器,采用变频恒压供水及恒温供水原则(图18)。

图18   太阳能集热板

水资源利用

排水采用雨污分流系统,雨水收集后经雨水回收系统处理后,可用于医院道路内道路浇洒和绿化灌溉;采用节水型卫生器具,节约水资源;

机械排风系统

对于特殊病房区,人员密集的公共空间,设置机械排风系统,排风量按维持室内相对负压的空气平衡计算确定,排风经立管接至屋顶经集中处理符合环保及卫生防疫标准后高空排放,防止交叉感染;

高效直流变频多联机空调系统

根据运行时间,经济性能,调节性能等合理划分空调系统,空调系统采用冬夏冷热两用多联式空调(热泵)系统,系统控制灵活,计费及管理方便,采用智能化控制系统,并加强空调风管,供回水管等的保温,减少能量的损失(图19)。

图19   空调系统

节能照明系统

照明灯具选用高效节能的T5荧光灯管和电子镇流器,应急照明灯具及疏散指示灯均采用LED灯具。且房间内灯具采用多联开关分别控制,公共大厅、电梯厅、各护理单元的照明采用自动控制系统控制(图20)。

图20 节能照明系统

5、节能判断

本工程设计中,对照国家《绿色建筑设计标准》,对节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、运营管理等方面分别进行了优化设计。

项目中采用了屋顶绿化、透水地面、LED灯具、Low-E中空玻璃、自然通风采光、太阳能热水、雨水收集、光导照明等技术措施,方案设计,技术运用,以及材料选择都得到了较高的评价。经过评审,设计项目控制项指标全部达标,一般项与优选项数均达到或超过了二星级标准(图21)。

图21  绿色技术汇总图示

同时设计完全符合《山东省公共建筑节能设计标准》(DBJ14-036-2006) 的相应要求,不需要进行热工权衡判断计算。

写在最后:

医院建筑的设计除了建筑设计以外,还需要融合医学,以及管理学等专业的思维模式,才能进行整体的规划设计,每一个医疗项目的设计都是一个从土地,运营,管理,医疗技术等方面的整合和全新的设计。对于建筑师来说医疗建筑的设计是挑战更是突破,我们期待未来医疗建筑设计会在更多层面得到整合和提升,创造出更多优质的医疗空间环境。