重大疫情下應(yīng)急裝配式模塊化醫(yī)院的設(shè)計與思考★

劉書伶，黃春華，王奕文，楊穎琳

(南華大學(xué),湖南 衡陽 421000)

1 概述

2020年初，在湖北武漢爆發(fā)新型冠狀病毒疫情，面對感染人數(shù)的增長，解決醫(yī)療資源不足、醫(yī)院床位短缺的問題刻不容緩。為了更加及時的醫(yī)治患者，防止輕微病例和疑似病例隔離不到位造成的大規(guī)模感染，武漢市政府采取了措施，加快對應(yīng)急醫(yī)院的建設(shè)[1]。武漢防疫指揮部集合設(shè)計、工程和施工的全面力量，分別建設(shè)了火神山、雷神山兩座應(yīng)急醫(yī)院，共計床位2 300張，為重癥和危重癥患者提供治療。

兩所定點醫(yī)院的建造都借鑒了北京小湯山醫(yī)院的施工模式，采用了裝配式模塊化的施工方案，由一個個集裝箱在工廠生產(chǎn)加工后拖到現(xiàn)場迅速拼裝，這樣可以節(jié)約建造時間、為患者提供及時高效的救治支援。

2 裝配式模塊化的基本概念和特征

裝配式建筑是指建筑的主要構(gòu)件在工廠生產(chǎn)加工、到施工工地裝配而成的新型建筑形式。在我國，裝配式建筑主要分為三類：裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式鋼結(jié)構(gòu)和裝配式木結(jié)構(gòu)，其中前兩類比較常見，可以工業(yè)化生產(chǎn)。建筑工業(yè)化是建立在標(biāo)準(zhǔn)化之上的，需要對建筑單元進(jìn)行模數(shù)化設(shè)計，這樣有利于裝配式預(yù)制構(gòu)件的拆分、構(gòu)件尺寸的選取和節(jié)點的設(shè)計。裝配式建筑和傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土式建筑相比具有幾項明顯優(yōu)勢：

1)縮短建筑工期，提高生產(chǎn)效率，易于質(zhì)量管理和項目進(jìn)度的控制。

2)減少污染和噪聲，減少建筑垃圾，施工現(xiàn)場整潔，減少對技能型勞動的需求。

3)對場地的要求相對簡單，只要清理出足夠大的平坦場地就可以進(jìn)行現(xiàn)場組裝。

4)造價相對較低，并且由于建筑工期短，綜合性價比較高。

在以前的緊急醫(yī)療臨建中大多使用的是帳篷。但帳篷的安全系數(shù)較低，環(huán)境開敞，人員流線比較混亂，且只能在平面鋪設(shè)，不能有效利用縱向空間。相比之下板房式結(jié)構(gòu)更便于嚴(yán)格的空間劃分，而且可以疊加建造二至三層，對空間的利用率更高，建筑的舒適性和安全性也更勝一籌。我國裝配式建筑在不斷發(fā)展，且是鋼鐵和集裝箱產(chǎn)量的大國，具有大規(guī)模建造集裝箱式板房的優(yōu)勢，因此集裝箱式箱體活動板房這種臨建的新型產(chǎn)品——裝配式打包箱房開始應(yīng)用于北京新機場工地等的臨建中。

3 應(yīng)急傳染病醫(yī)院的設(shè)計要點

作為應(yīng)對公共衛(wèi)生突發(fā)事件的前沿陣地，應(yīng)急傳染病醫(yī)院肩負(fù)著救治患者的使命，它的設(shè)計布局是否科學(xué)合理事關(guān)重大。在應(yīng)急醫(yī)院的設(shè)計上既要考慮對周邊環(huán)境的影響，又要滿足醫(yī)院使用的基本功能需求，還要特別注意醫(yī)護(hù)人員和病人活動空間、交通路線的分區(qū)分流,“按照診斷流程進(jìn)行醫(yī)院布置，減少交叉，最大限度地降低感染風(fēng)險”。

3.1 醫(yī)院選址及布局

從病毒的傳染途徑上看，醫(yī)院的選址非常重要。為了避免病毒的擴散傳播，在醫(yī)院的選址上除了滿足普通傳染病醫(yī)院注意事項的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：

1)考慮交通方便、盡量靠近主醫(yī)院，并且遠(yuǎn)離污染源和水源地、遠(yuǎn)離居住區(qū)及人員密集場所。

2)保證醫(yī)院各區(qū)域和建筑間距，限制區(qū)與隔離區(qū)間距應(yīng)在30 m以上，隔離區(qū)內(nèi)各排病房間距應(yīng)在20 m以上。

3)在場地的出入口設(shè)置救護(hù)車沖洗消毒的場地，并對醫(yī)院的廢棄用水進(jìn)行統(tǒng)一的集中處理。

4)對傳染病醫(yī)院的用地進(jìn)行風(fēng)向分析，尤其對于烈性呼吸道診療區(qū)和污染區(qū)需布置在常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向區(qū)域，并設(shè)置獨立的出入口，避免病毒在空氣中傳播。

5)污水處理站、焚燒爐等污染性建筑物也設(shè)置在基地的下風(fēng)向處，盡可能的減少對病區(qū)以及周邊的影響。

3.2 醫(yī)院功能分區(qū)

在緊急傳染病醫(yī)院的設(shè)計中最基本的要求就是滿足安全，避免發(fā)生交叉感染，從而控制住疫情的發(fā)展。因此清晰的潔污功能分區(qū)、明確的人員分流是最為核心的設(shè)計原則。功能的布置要滿足醫(yī)-患、潔-污、人-物、隔離-觀察的明確分區(qū)。

醫(yī)護(hù)和工作人員在污染區(qū)和潔凈區(qū)之間流動時，要采取嚴(yán)格的消毒措施，一般藥物及三餐的配送均可通過傳遞窗完成。若需要醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入病房對患者進(jìn)行治療，醫(yī)護(hù)人員需要經(jīng)由緩沖間進(jìn)入。兩種措施均為保證在物品傳遞或者人員進(jìn)出時病房與醫(yī)護(hù)走廊之間不直接連通，避免發(fā)生氣流交換。例如為保證醫(yī)護(hù)人員的安全，小湯山醫(yī)院就實施嚴(yán)格分區(qū)，病房為污染區(qū)、醫(yī)護(hù)工作區(qū)為半污染區(qū)、醫(yī)護(hù)辦公區(qū)為半清潔區(qū)，醫(yī)護(hù)人員值班休息區(qū)域為清潔區(qū)，醫(yī)護(hù)工作實行單向通過式流程。醫(yī)護(hù)人員進(jìn)出污染區(qū)需經(jīng)過兩次衛(wèi)生通過，即消毒兩次。并且醫(yī)護(hù)人員通道和患者通道分開布置，避免流線交叉。這樣的功能模式非常有效地將危險感染源控制在最小范圍。

4 應(yīng)急醫(yī)院的建設(shè)經(jīng)驗

4.1 埃博拉診療中心設(shè)計

2014年4月，為支援西非爆發(fā)的埃博拉病毒疫情，中國人民解放軍援利醫(yī)療隊在利比亞建立了一百張床位的埃博拉診療中心(Ebola Treatment Unit，ETU)。ETU是我國在境外建立的第一所傳染病醫(yī)院，在學(xué)習(xí)了SARS時期小湯山醫(yī)院建設(shè)的基礎(chǔ)上通過研究和摸索，并且根據(jù)埃博拉病毒的傳染特點和生物學(xué)特征，合理科學(xué)地布置了ETU的整個流程，實現(xiàn)了醫(yī)院零感染的偉大目標(biāo)，取得了中國在境外建立烈性傳染病醫(yī)院的成功實踐[2]。

不同于埃博拉絕大多數(shù)帳篷結(jié)構(gòu)的ETU，中國的ETU借鑒了中國小湯山醫(yī)院的施工和設(shè)計，采用了輕質(zhì)、隔熱的板房，采用“三區(qū)兩帶兩線”的布局，在清潔區(qū)和污染區(qū)之間設(shè)置緩沖區(qū)，提高防控能力，降低感染風(fēng)險[3]。埃博拉病毒和SARS病毒的傳染方式不同，目前認(rèn)為主要是接觸性傳播。因此STU在對醫(yī)務(wù)人員的安全防護(hù)設(shè)計上也根據(jù)病毒的傳播途徑予以完善和調(diào)整。醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入病房內(nèi)走廊，從第一間病房依次看病人。保證床間距2 m以上，使病人之間有充足的安全距離，并且將確診病例和疑似病例分開安置。醫(yī)護(hù)人員在病房內(nèi)只能單向行走，不能退回，避免人員流線的交叉。

4.2 武漢火神山、雷神山醫(yī)院

在SARS之后，新冠疫情當(dāng)前，建筑師應(yīng)當(dāng)更深入了解傳染病醫(yī)院設(shè)計的核心和要點，從醫(yī)學(xué)管理等各個方面不斷改進(jìn)應(yīng)急醫(yī)院的設(shè)計。目前火神山應(yīng)急醫(yī)院設(shè)計圖紙公布，由中信建筑設(shè)計研究總院完成緊急設(shè)計任務(wù)。設(shè)計團隊在接到任務(wù)5 h內(nèi)完成場地平整設(shè)計，24 h完成方案設(shè)計圖，于1月26日凌晨交付全部施工圖[4]。

小湯山醫(yī)院與火神山、雷神山醫(yī)院的對比見表1。

武漢的兩座醫(yī)院的建造與小湯山非典醫(yī)院一樣都使用了共同的建造方式：裝配式建造，只不過當(dāng)年采用了混凝土和鋼結(jié)構(gòu)裝配式的混搭，而此次建設(shè)的工業(yè)化程度和裝配化程度更高[5]。單元模塊設(shè)計采取了3 000 mm×6 000 mm的矩形模塊，這樣落地時就可以用3 000 mm×6 000 mm的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱式板房裝配。火神山還運用了另一種施工方法：半裝配式建造方法。將兩種施工方法混用。因為疫情爆發(fā)突然，工廠無法提供足量已加工好的“集裝箱”模塊，則醫(yī)院的施工選擇了半裝配式的板房建造方式；搭建板房的同時，工廠加工集裝箱，完成的集裝箱被陸續(xù)運到現(xiàn)場，再由吊車搬運至正確位置安裝。如此半裝配式+裝配式的混合作業(yè)方式也是保證工程進(jìn)度的關(guān)鍵點。

武漢的兩所應(yīng)急醫(yī)院采用小湯山的設(shè)計思路——中軸對稱的魚骨狀布局，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，根據(jù)需要可以不斷延伸是這種布局的主要特點。根據(jù)選址地形和現(xiàn)場已有設(shè)施，模塊排列數(shù)量和每個護(hù)理單元的長度都可以進(jìn)行調(diào)整[6-7]。并且每個護(hù)理單元都是獨立的標(biāo)準(zhǔn)模塊，有利于同時施工，各單位可以獨立建好自己的模塊后集中拼接，盡量減少交叉作業(yè)，也可以在疫情惡化等緊急情況時，將該單元徹底封閉，保全醫(yī)院其他單元(如圖1，圖2所示)[8]。

5 對突發(fā)疫情下醫(yī)院建設(shè)的建議

回顧這次抗疫歷程，我們從建筑師的角度對此次新冠病毒疫情做出經(jīng)驗總結(jié)。我國在突發(fā)公共事件的應(yīng)急醫(yī)院設(shè)計上已經(jīng)積累了很多的經(jīng)驗，應(yīng)急醫(yī)院的快速設(shè)計與施工過程也體現(xiàn)了我國建造技術(shù)的里程碑式進(jìn)步，標(biāo)志著我國在應(yīng)急醫(yī)院建設(shè)方面有了突破性的進(jìn)展。但這些醫(yī)院都是在災(zāi)害爆發(fā)后進(jìn)行的快速建造，我國應(yīng)急醫(yī)療體系仍然存在著不系統(tǒng)、不全面的局限性，未考慮區(qū)域地理條件的特殊性。

5.1 “平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換”實施的困難

從爆發(fā)非典疫情后，“平戰(zhàn)結(jié)合”的醫(yī)院管理模式一直是我們所提倡的。這種模式在平時不影響醫(yī)院的正常運作，當(dāng)疫情突發(fā)時又可以快速地轉(zhuǎn)化醫(yī)院管理模式，提升醫(yī)院的承載力。然而這種模式多數(shù)情況僅僅處于理論階段，由于傳染病醫(yī)院對于病房的要求非常高，需要負(fù)壓裝置防止空氣交叉形成感染等特殊的設(shè)施及設(shè)計要求，很多醫(yī)院由于其不同的實際情況并沒有做好平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)備[9]。這些情況需要我們采取更高適宜性的方式對醫(yī)院進(jìn)行規(guī)劃和改造。

5.2 應(yīng)急醫(yī)院建材的使用年限和回收

抗擊SARS的北京的小湯山醫(yī)院作為應(yīng)急的傳染病醫(yī)院，在7 d之內(nèi)不計成本的快速建成并投入使用，使用時間為50 d，如今建造的火神山和雷神山醫(yī)院，使用期限也僅是幾個月的時間，疫情結(jié)束后很可能被拆除。這種快速基建的方式確是最為高效合理的，但大規(guī)模的推廣使用明顯存在弊端，疫情之后對于緊急醫(yī)院廢棄建材和場地的處理方式也還需要改進(jìn)。在建設(shè)資源節(jié)約型社會的今天，我們可以探尋一種新的危機處理模式，在為突發(fā)疫情做好準(zhǔn)備的同時，避免資源浪費的情況出現(xiàn)。

5.3 應(yīng)急醫(yī)療救援需要系統(tǒng)化建設(shè)

雷神山和火神山這種緊急醫(yī)院模式雖然能起到短期救治疫情爆發(fā)人群的作用，但并不能作為模板大規(guī)模的應(yīng)用。因為這次新冠疫情的重點防疫區(qū)在湖北武漢，我國可以發(fā)揮制度的優(yōu)越性集中力量辦大事，但如果疫情在多個點爆發(fā)時，我們依然缺乏有效的方式進(jìn)行救援。因此我們還應(yīng)探求一種長效的運營管理機制。

在今后我國可以成立防疫建設(shè)小組，分城市等級、分地域性的探求適用于當(dāng)?shù)鼐o急傳染病醫(yī)院建設(shè)的設(shè)計施工方案，計算好最為經(jīng)濟適用的施工模數(shù)、最快的施工速度、最易獲取的施工材料，預(yù)算好一旦疫情爆發(fā)城市醫(yī)院的承載能力，并且根據(jù)城市的發(fā)展不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，做到心中有數(shù)、防患于未然。這樣在疫情爆發(fā)時國家可有條不紊的對各大醫(yī)院進(jìn)行防疫部署，再根據(jù)實際情況微調(diào)即可，可大大提高城市抵御疫情的能力[10-11]。

6 結(jié)語

居安思危,思則有備,有備無患?！蹲髠鳌は骞荒辍?。

我國的突發(fā)災(zāi)害頻發(fā)，即使在科技發(fā)達(dá)的今天，很多自然災(zāi)害及突發(fā)公共衛(wèi)生事件的發(fā)生依然無法預(yù)見、不可避免。因此在面臨未來的突發(fā)災(zāi)害時，公共衛(wèi)生的管理體系、城市規(guī)劃的宏觀把控以及建筑設(shè)計的前瞻預(yù)設(shè)應(yīng)當(dāng)如何汲取經(jīng)驗教訓(xùn)來建設(shè)好我國的災(zāi)害防控體系，是減輕災(zāi)情危害、守護(hù)廣大人民群眾生命健康安全的重要保障，對我國社會穩(wěn)健進(jìn)步、人民生命財產(chǎn)安全、醫(yī)療體系構(gòu)建都有著重大意義。

這次應(yīng)急醫(yī)院的快速設(shè)計與施工過程體現(xiàn)了裝配式建造在臨時救災(zāi)建筑和可模塊化建筑的巨大潛力，標(biāo)志著我國在裝配式建設(shè)方面有了突破性的進(jìn)展。裝配式模塊化的施工在緊急施工中體現(xiàn)出的中國速度和新型建筑工業(yè)化的“中國制造、中國創(chuàng)造、中國建造”，是裝配式建筑發(fā)展的里程碑。雖然災(zāi)禍?zhǔn)遣豢杀苊獾?，但我們在?jīng)歷每一次災(zāi)難之后會及時地總結(jié)經(jīng)驗，不斷完善城市的功能、增強城市韌性，建設(shè)具有更強抵御災(zāi)害的能力的城市。