装配式建造技术在医院建设中的应用与思考

□ 陈戎 CHEN Rong 项海青* 张权 ZHANG Quan

装配式建造(Prefabricated Construction)是英法资产阶级革命后，工业化社会的一种生产建造形式，英国伦敦建筑师马克·罗森(Mark Lawson)给出定义为：“使用工厂预制构件加工，建造并且大部分在现场组装完成”[1]。世界上已知最早的装配式建造的工程车道出现在大约公元前3800 年的英国，使用预制的部分木材，运到现场后进行现场组装[2]，被称为Koerner[3]。历经几个世纪的发展，现在欧美、日本等发达国家的装配式建造体系已经发展得相当完善，其主要特征是：建造的全过程采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工和全过程的信息化管理，形成了完整的一体化产业链，实现了建筑工业化大生产。

我国传统建造方式的高能耗、高污染、低效率在建筑活动中仍较为普遍，建造技术的落后、劳动力供给不足、高素质产业工人短缺、建造的质量和效益不高，使得传统的建造方式越来越难以为继。国家“十三五”规划纲要中明确要求加速推进新型城镇化战略，建筑工业化是建筑行业转型发展的必然之路。建筑工业化就是采用先进、适用的技术、工艺和装备科学合理地组织施工，发展施工专业化，提高机械化水平，减少繁重复杂的手工劳动和湿作业；发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营，为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品；制定统一的建筑模数和重要的基础标准，合理解决标准化和多样化的关系，建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等，不断提高建筑标准化水平；采用现代管理方法和手段，优化资源配置，实行科学的组织和管理，培育和发展技术市场和信息管理系统，以适应发展社会主义市场经济的需要。建筑工业化是一整套生产方式的变革，装配式建筑是建筑工业化的一种成果，装配式建造技术是实现装配式建筑的方法与手段。但不是说运用了装配式建造技术的建筑就是装配式建筑，只有当装配式建造技术应用到相当程度时，才可定义该建筑为装配式建筑。

医院建筑作为大型公共建筑中最为复杂的建筑形式，在政府力推建筑工业化之前，已有装配式建造技术的诸多应用，取得了非常好的经验积累，推动了部分供应商上下产业链的逐步整合。本文依照马克·罗森定义的装配式建造概念，结合笔者医院建设的实践，列举装配式建造技术在医院建设中的成功应用实例，探讨目前施行《工业化建筑评价标准》在医院建筑上的适用性问题并提出相应建议，最后拓展装配式建造技术对未来医疗的发展新思路。

装配式建造技术在医院建设中的应用

1.装配式手术室的应用。目前，医院洁净手术室建设传统的方法是由轻钢龙骨外加表面装饰材料，现场焊接喷涂而成。由于施工现场环境比较复杂恶劣，材料在现场进行二次加工时，施工比较困难，积尘多，效率低，手术室的整体质量水平难以得到保证，还存在甲醛污染，涂层易脱落的使用问题。针对上述问题，已有企业研发出装配式手术室产品，其各部件均为洁净手术室整体结构，工厂流水线生产、装配式安装，使得整体装配式洁净手术室全部产品进行工厂化、标准化、数字化、自动化流水线生产，产品质量可控，整体工艺水平高。各功能单元与围护结构、机电设备高效集成，把传统繁杂的手术室建设工程变成可根据需求而定制的产品。在现场施工时，只需按模板化进行安装，如同搭积木的方式进行装配式拼装，大大简化了洁净手术室的施工工艺，降低了对环境的污染，缩短了施工周期。手术室的空间可变性也大大提高，后期维护与改造也更加便捷。见图1。

图1 装配式手术室

2.综合MEP (Mechanical， Electrical & Plumbing)，即机械、电气、管道三个专业的应用。综合MEP 一体化就是模块化的机电管道，有龙骨框架再配上水、电、暖各专业的管线排布所组成模块化预制件，该技术不但有助于空间的塑造，而且可以避免各安装管线的撞车，在美国医院建筑中应用较广[2]。在我国医院建设中，已经应用比较广泛的联合桥架就是综合MEP 系统中的MEP 龙骨模块(MEP rocks)，随着管线装配化的推进，综合MEP 应用将更为广泛。

3.钢质成品隔墙的应用。医院内装修阶段，钢质成品隔墙是一种作为内墙体的新材料，其不但可以有效减少建筑自重(减少主体结构用钢量)，而且抗菌、抗腐、防污、0 甲醛、耐火等特点也非常适用于医院环境，整体外形美观不亚于传统木制墙板或墙塑的效果。同时，具有强大的承载力，可整合内置各种医疗设备、收纳家具等。其易拆卸、重复使用、灵活变化的特点也为日后的维护与改造提供了便利。在施工过程中，完全干法作业，可不受现场条件限制，能够有效缩短工期[4]。

4.整体式卫生间的应用。工业化的整体浴室，是采用一体化防水底盘、墙板、天花顶板构成框架，搭配多功能洁具及其他附件组合而成的独立卫生单元，具有洗漱、淋浴、盆浴、便溺四大功能或实现这些功能任意组合。具有以下特点：(1)采用复合材料，既环保又安全；(2)模块化组织，干式施工，组装标准化，缩短工期；(3)防水可靠，抑菌防霉；(4)预制化生产安装做到管线分离，实现墙体、楼板与管线的分离。整体卫浴无论从材料还是施工过程，在绿色环保、节材、节水、节能、节时等方面都具有显著优势[5]。

5.模块化定制式家具的应用。医院中固定的家具，如病房储物柜、标准护士站、处置治疗室边柜、检验试验台等，在医院各功能使用区内重复使用量大，且均有各自功能明确、样式单一的子模块，非常适合采用模块化定制。在产品研发上，模块化定制式家具实行系列化、模块化、标准化，可以有效缩短产品的开发和制造周期，也可降低医用家具后期运维成本；在产品灵活性上，模块化定制式家具实现积木式组合，增加了产品的可变性，可满足医护人员个性化需要。

6.屏蔽防护用房的应用。在医院的功能区域中，有一类对声学技术要求非常高的测听室，要求做到完全屏蔽外界噪音，而且环保通风。该类屏蔽室由专业厂家根据空间大小选择合适的产品款型，工厂生产完成后到现场装配，最后由专业机构依据设计与规范要求进行检测并通过验收[6]。该类用房全装修与机电管线集成化程度高，但与主体结构联系不是很紧密。

在医院功能区域中，还有一类需要采取屏蔽防护设施的放射诊疗用房，需要在墙体与顶面的土建结构层做相应的屏蔽防护，且管线的埋设与门窗均要考虑屏蔽防护措施，主体结构、机电管线与全装修的一体化要求非常高。但是，由于目前传统建造模式的限制，专业的屏蔽防护厂家仅在二次装修阶段进行防辐射施工，建造效率低、屏蔽整体性差。装配式建造技术如能在该领域取得突破，可极大提升建造效率，提高屏蔽效果。

7.装配式建筑主体结构的应用。根据装配式建筑评价标准，主体结构装配比例评价分值占比达到50%以上。因此，一幢单体建筑要被认定为装配式建筑，其大部分主体结构构件(梁、板、柱、承重墙等)均应实现装配式建造。医院建筑根据医院功能特点，一般可分为门诊、住院、医技三大功能区及其他附属功能区，住院区通常在医院的面积占比最大(一般占39%)[7]且重复率也最高。因此，在纯住院病房功能的建筑单体应用装配式主体结构建造是最合适、最经济的。

装配式医院建筑中，所用的结构材料不同，又可分为预制混凝土结构、钢结构、混合结构等。根据目前国内建筑工业化水平，采用钢结构或混合结构的建筑，装配率高；采用预制装配式混凝土结构(Precast Concrete)的建筑，装配率低。具体选用哪一种装配结构形式，应根据建设项目性质、建设场地情况、建筑功能特点、周边环境、建筑高度、概算水平等多因素综合考量。

随着各地政府相继出台关于装配式建筑的政策，大力促进建筑工业化的全面发展，政策均明确要求由政府主导的公共建筑(医院、学校、保障性住房等)应率先采用装配式建筑形式[8]，目前已有越来越多的医院建设采用装配式建筑结构。如表1。

表1 采用装配式建筑结构医院

装配式建筑评价标准在医院建筑上的适用性及建议

在大力推广装配式建筑的政策背景下，国家及各省均结合产业特点出台了装配式建筑评价标准，但标准设置的指标多面向居住建筑，缺乏针对医院建筑特点的内容，如：医院建筑主楼梯宽度要求高于其他民用建筑，预制主楼梯构件的自重远高于其他主体结构的预制构件，为了一个楼梯加大吊装设备载重是不经济的。因此，在医院装配式建筑中强调预制楼梯的应用比例不太合理；病房区域的处置室、治疗室等区域有评价标准中类似“集成厨房”的功能，并且也有装配式建造技术的应用基础，可按照“集成厨房”予以评价；防辐射屏蔽用房及手术用房的功能要求主体结构、非承重墙体、全装修和设备管线的一体化集成，这正与评价标准所提倡的建筑系统大集成方向是一致的，但评价标准没有此方面的评价项。

在我国，建筑工业化还在发展的初期，装配式建筑在医院建设中的个别应用仍存在较多问题，多数是因为政策的要求而采用装配式。因此，在建筑工业化产业链不完善的背景下，政府层面应给予更有力的政策支持。笔者所在的浙江省早在2016 年就出台了《关于推进绿色建筑和建筑工业化发展的实施意见》，但多是对房产住宅项目的优惠政策，针对推广装配式医院建筑的优惠政策几乎没有。

装配式建造技术在医院建设中有很好的应用基础，如何提高装配式建造技术的应用深度，激发医院建设者加大推广，以期达到装配式建筑的标准，笔者提出以下建议：

1.大力推行医院设计的标准化、模块化，并利用大数据完善医院建筑的标准化模块库。借鉴美国、日本等发达国家模块化医院装配式设计与建造经验，“少规格，多组合”是其设计基本原则，“少规格”就是模块的平面空间具有简单、规则的特征；“多组合”就是标准模块的接口具备通用性，以便模块单元对接，这些标准化模块可以是医院单元功能重复性最强的空间，如手术室、病房、诊室。同时，利用大数据建立符合中国医院建设标准的模块库，并为建筑设计师配备相关使用手册。目前，中国建筑设计研究院装配式建筑设计部已经研发了关于住宅建筑的标准单元模块库，同样的经验可以推广到医院建筑中[2]。

2.供给侧加快培育完善建筑工业化产业链，降低装配式建筑的建造成本。推行工程总承包模式，建立全产业链垂直化布局，培育出具备设计、研究、规模生产、物流运输、装配建造能力的大型总承包企业。一方面，通过标准化、模块化设计以及规模化生产降低构件成本。另一方面，通过全产业链整合提效降成本。

3.进一步提高采用装配式医院建筑的概算指标。目前建筑工业化起步阶段，装配式建筑的建造成本远高于传统建造方式，各地政府为加快推广装配式建筑的应用，均将政府投资的新建医院项目列入年度建筑工业化项目实施计划，但项目的估算或概算指标却没有相匹配地提高。如《杭州市政府投资项目审核控制标准》(杭建审改〔2018〕3 号)中对三级甲、乙医院项目估算控制指标增加了“装配式结构预制率按20%考虑，若预制率不同，按每增加10%综合指标增加300 元/m2进行调整”的内容，但调整指标与目前市场成本仍有相当差距。

4.针对医院建筑的特点，进一步细化推广装配式建筑的政策支持。从医院装配式建造技术所应用的领域以及医院建筑的特点可以看出，医院建筑在装配式建筑评价子项的“管线分离”“隔墙与管线、装修一体化”中的得分较高、应用较广，但这些指标的取得多是以牺牲建筑面积为代价，所以可以看到很多医院的设备层层高都低于2.2 米，以换取更多的实用面积，但这样的层高对日后设备的维护与更新非常不利。因此，建议在采用装配式建筑的医院建筑中，设备层无论层高多少均可不计入建筑面积，给予建筑面积方面的政策优惠。

装配式建造技术对未来医疗发展的展望

从目前应用成效来看，采用装配式建设方式，可明显压缩施工时间，且对施工场地要求较低，在既有医院建筑的改扩建工程、市中心容积率要求高的医院建设项目中适用性好。今后，随着医疗技术的进步与变革，对医院空间的可变性提出了更高的要求，装配式建造技术正好提供了这方面很好的技术选项。未来，随着装配式建造技术的完善、建筑工业化走向成熟，医疗设施设备实现轻量化、物联化、便携化，以及医生自由执业的普及化，医院可能不再是医疗服务提供的集中场所，在家里实现符合医疗标准的空间、享受移动式个性化的医疗服务将成为一种可能。