安全与高效——雷神山医院的快速建造

李文滔 张颂民 LI Wentao,ZHANG Songmin

中南建筑设计院股份有限公司

面对不断变化的疫情，为保障新冠肺炎患者收治能力，2020年1月25日下午，武汉市决定除江北的火神山医院之外，半个月之内在江南再建一所规模更大的雷神山医院。项目规模经过三次调整增加，最后总建筑面积确定为约7.9万m2，病床总床位数1 500床，可容纳医护人员约2 300人。2月8日晚8时，武汉雷神山医院正式建成移交，并迎来首批新冠肺炎患者。

雷神山医院总体规模相当于两个火神山医院，但工期却与火神山相当，面对异常紧张的工期，除了参建人员争分夺秒、不分昼夜的忘我工作和科学合理的施工组织之外，这里试图从另一个侧面梳理项目高效率、高质量完成的四个重要因素：科学合理的场地选择；标准化、模块化的规划理念；工业化、装配式的建造方式；确保环境卫生安全的机电设计。

1 科学合理的场地选择

雷神山医院选址于武汉市江夏区军运村以北地块，位于武汉市三环与四环之间，与位于蔡甸区的火神山医院分居长江两侧，直线距离约22.6km，可以更好地辐射整个武汉市东南区域（图1）。

基地呈长方形，东西长约810m、南北宽376m，由军体路分成东西两个地块，主要的隔离医疗区位于东侧地块，用地面积约12.37万m2。隔离医疗区场地平整，基础条件较好，除满足国家相关规范对传染病医院建设选址的要求外，场地具有多方面优势（图2）。

（1）地块周边无人员居住场所，利于卫生隔离，能够最大程度减少对周边环境的影响。场地南侧为原军运村，军运会结束后进行了市场化销售，但居民尚未入住；东侧为城市空地，北侧为城市绿地；隔离医疗区与西侧医护工作、后勤辅助区之间则留有近百米距离，最大程度上管控污染隐患。此外，隔离医疗区距西侧黄家湖600m，确保不影响湖泊环境。

（2）场地东侧有三栋大型公共建筑，即原武汉军运村万人食堂两栋、附属库房一栋。三栋建筑主体均为单层大跨建筑，内部空间较大，便于空间灵活改造，可利用作为医护人员用房及后勤辅助用房。

（3）场地交通便利。东侧主干道黄家湖大道为双向10车道城市主干道，基地经黄家湖大道距三环仅3.5km，距四环仅3km，距离武昌站11km，有利于人员和物资的快速转运。

（4）场地的市政条件较成熟，由于原为军运会配套项目所在地，场地周边水电暖等市政管网齐全。此外，军运会欢迎中心布放大容量光缆，可直接从这里布放光缆至医院，工地现场5G信号良好，网速最高达40G/s，可以充分满足“疫情阻击战”中远程指挥、远程会诊、远程手术和数据传输的需求。

（5）场地东区为原军运会配套大型停车场，已有300mm厚的混凝土硬化地面，可作为隔离医疗区的基础整浇层，大大减少了场地平整工作量，加快了雷神山医院的建设速度。

1 雷神山医院选址区位示意图

2 建设场地情况

业主：武汉地产集团（代建）

建设地点：武汉市江夏区黄家湖大道

建筑设计：中南建筑设计院股份有限公司

项目负责人：张颂民

设计团队：张颂民、谢琥、仇争艳、李文滔、周里、刘丰祺（建筑）侯国求、袁理明（结构）张银安、刘华斌、马有才、吕中一（暖通）洪瑛、秦晓梅、周其源、胡颖慧（给排水）冯星明、曾诚、李亮、王伟（电气）

总建筑面积：79 975.4m2

设计/建造时间：2020.01.25/2020.02.08

图片版权：中南建筑设计院股份有限公司（除特别标注外）

（6）地块东北角有一个现状消防站，可作为消防应急使用，使项目在消防安全上得到充分保障。

作为一所收治新冠肺炎患者的传染病医院，选址首先考虑了环境安全与应急交通需要。同时，合适的场地选择也可减少项目工程量，特别是早期的地基处理工程量，为项目顺利建设奠定了良好的基础。

2 标准化、模块化的规划理念

雷神山医院隔离医疗区采取标准化、模块化规划理念，整个隔离医疗区呈鱼骨状分布，病房分为南北两区，各设15个病区，且病区间距12m，在场地内尽可能多地设置床位（图3，4）。

每个病区均按统一标准设置，遵从传染病房最主要的“三区两通道”平面布局与气流组织原则，生成最理性的规划结构，这一经“小汤山”医院验证的鱼骨状布局模式再一次延续与发展（图5）。

隔离医疗区的整体规划布局建构在多个基本功能单元“标准化、模块化”基础上，以减少基本单元的类型，减少施工差异，提高施工效率。雷神山医院病房区95%的区域主要由三种基本单元组成，分别为：1）由两间病房及其合用缓冲前室组成的病房基本模块，即污染区负压病房的主要功能单元；2）由医护男女卫生通道、护士站、配药室、医生办公室、传递间组成的各病区医护工作区，即半污染区功能单元；3）由值班室、医护卫生间、药品库、仪器库、耗材库、配电间组成的医护辅助区，即清洁区功能单元。

三种基本功能单元内部采取标准化、模块化的统一布局模式，相互拼合成30个病房护理区。同时，这三种基本功能单元分别对应了传染病医疗流程中最重要的三个基本分区——污染区、半污染区、清洁区。通过对三个基本功能单元的精细化设计，使每个基本单元的医疗流程、建造方法、机电管线既满足传染病医院的高标准流程要求，也能做到施工建造、机电安装简便快捷。做好了最底层的基础模块，才能保证规模巨大的雷神山医院在快速的建造过程中始终保持较高的整体品质，满足传染病医院医疗流程的高标准要求（图6）。

3 鱼骨状布局总平面图

4 功能分区图

5 病区模块及其医疗流程

6 三种基本功能单元

7 北区病房两种集装箱式板房模块尺寸与分布图

通过进一步模数化和精准设计，整个隔离医疗病房区（含药房药库和集中卫生通道）被分解为A、B两种集装箱式板房骨架模块，其中：A模块尺寸为3m（宽）×6m（长）×2.9m（高），总数量为1 918个（其中北区970个，南区948个）；B模块尺寸为2m（宽）×6m（长）×2.9m（高），总数量为990个（其中北区495个，南区495个）（图7）。所有模块采用工厂预制生产，运输到场地周边道路先行场外组装，再吊装到位，病房模块内部小型管线同步预留预埋。部分特殊功能房间（如药房药库）以箱体为基本单元，通过水平及竖直方向的不同组合形成宽敞的使用空间。

3 工业化、装配式的建造方式

雷神山医院建设最大的挑战就是时间紧、任务重，作为一所1 500床、总建筑面积达7.9万m2的传染病医院，需要在十多天基本完工交付，相当于要把二至三年的建设任务压缩在十多天内完成。因此，工业化、装配式的建造方式是项目建设的必然选择，本项目针对隔离医疗区住院部、隔离医疗区医技部、医护生活区不同的建筑功能和空间高度要求，对应采取了三种不同的装配式结构形式。

3.1 住院部装配式建造

隔离医疗区住院部是整个项目中占比最大的功能用房，约占总体工程量的70%。根据当时全国货源情况，决定全部采用较成熟的钢结构箱式模块化房屋（集装箱式板房）作为基本建造单元。相对于传统彩钢板房，集装箱式板房的防火、抗震、隔音、密封、保温性能更加优良。

“白居易”是云监工网友们对白色集装箱式板房的亲切称呼，是以钢结构为箱体结构，由围护材料与框架组合而成的箱式建筑。所有模块构件均在工厂进行标准化设计及制作，房屋构件通过标准化连接件在现场进行快速安装，完成房屋整体的建造。这种模块化组合房屋的设计与建造，符合通用化、模块化、工业化和优化集成的原则（图8～10）。

钢结构箱式模块化房屋构件均为标准化设计，产品为板式包装，方便运输，并节约存储空间。此外，钢结构箱式模块化房屋可循环利用，可随意拆卸重新组装，节能环保。

基础部分，原停车场区域的结构刚性地坪可以利用，没有硬化的场地则先做一层硬化钢筋混凝土内置双层双向12@250钢筋网；整体整浇层形成后，满场铺设HDPE防渗膜（高密度聚乙烯膜），随后现浇200mm厚钢筋混凝土地坪。在地坪上对应集装箱式板房四角位置布置梅花形预制钢结构支墩，沿外墙四周则设置连续砌体矮墙，既作为外墙基础，也分隔底部架空层内外，防止雨水进入架空层（给排水管道夹层）（图11）。

3.2 医技部装配式建造

隔离医疗区医技部主要包括重症ICU、CT室、手术室、检验室等，医技楼作为检查、诊断和治疗的综合性大楼，是雷神山医院的“大脑”。由于功能用房较复杂，需要的跨度和层高较大且平面柱网不统一，结构跨度通常需要7m以上，局部跨度达到18m，层高为4.2m以上。因箱式房、板式房等体系难以满足要求，故选择采用钢框架结构体系。同时，进行钢结构结构设计和节点深化设计，钢结构构件经工厂预制生产后，运输到现场拼接组装（图12）。

在医技区域，基础部分采用钢框架结构体系，柱跨较大导致柱底反力较大，仅靠刚性地坪难以满足局部受力要求。故在刚性地坪上整浇300mm厚钢筋混凝土叠合层，形成叠合筏板基础。

8 钢结构箱式模块化房屋（集装箱式板房）现场吊装

9 钢结构箱式模块化房屋（集装箱式板房）现场吊装

10 钢结构箱式模块化房屋（集装箱式板房）现场吊装

3.3 医护生活区装配式建造

医护生活区为两层，根据建筑平面和空间要求采用了不同于病房区的轻钢活动板房体系。建筑平面布置以墙板宽度1 820mm为模数，标准房间单元平面尺寸为3 640mm×5 460mm。

轻钢活动板房主体结构为轻型钢框架，框架间设有交叉拉索以保证结构刚度和稳定；楼面支承体系采用轻型钢桁架，其上铺设木地板；屋盖及墙体围护采用夹心彩钢板。活动板房技术体系成熟，采用标准化、模数化生产，安装和拆卸非常方便，平面布局较灵活，作为室内临时建筑具有明显优势（图13）。

4 确保环境卫生安全的的机电设计

在雷神山医院快速建设的同时，另一个基本要求是确保医护人员的防护安全和医院环境卫生安全，除了上文所述的医疗流程和洁污分区设计外，科学合理的机电设计对确保医院环境卫生安全非常重要，特别是病房区的气流组织和有传染风险的污水处理两个方面。

4.1 病房区的暖通气流组织

病房区主要由负压隔离病房及其卫生间、缓冲间、医护人员通行的走廊等部分组成。

负压隔离病房区域采取压差控制措施，保证气流从半污染区→污染区方向流动，病房气压维持在-10～-15Pa，相邻房间气压则维持不小于5Pa的压力梯度。病房与医护走廊的墙面上装有显示不同区域压力差值的微压差计，便于医护和维护人员实时观察房间压力梯度与送排风系统运行是否正常。

污染区、半污染区分别设置独立的送/排风系统，风机采用低噪音高效离心风机箱且一用一备，排风口距地4.5m以上。设计将5～6间病房及其卫生间合用一套送/排风系统，极大方便了系统调试，有效保证了压力梯度（图14）。风机风量的合理控制，也避免了风机运行噪音和振动对病房人员的影响。

11 集装箱式板房预制钢结构支墩与砌体基础

12 医技部钢框架结构体系

13 医护生活区轻钢活动板房体系

14 病房区送排风系统及气流组织示意图

4.2 污水处理工艺

预消毒工艺段位于污水管网末端、化粪池前，采用液氯对医院污水进行预消毒后进入化粪池；化粪池对医院废水中的悬浮物进行预沉淀，同时进行脱氯处理，保证后面的生化处理不受到影响；二级处理采用MBBR生化处理工艺，深度处理工艺采用混凝沉淀器进行泥水分离，同时进一步降低悬浮物浓度；消毒采用液氯对深度处理出水消毒（图15）。本医院为非永久性传染病医院，污水处理过程中产生的污泥排入污泥贮存池，经消毒后脱水至80%以下，由有资质的危废处理单位集中清运处理；污水处理站臭气经收集后由活性炭+紫外光催化消毒处理后排放。污水处理站污水出口设置在线检测，确保处理设施正常运行，污水达标后再排放。

5 回顾与展望

经过一个半月的封城与严格管制，武汉市的疫情已经得到有效控制，新增确诊人数大幅减少，部分方舱医院已经休舱。回顾这段时间，随着抗疫形势的瞬息变化，武汉先后设置了四类医疗救治场所应对疫情。首先，是以金银潭医院、武汉肺科医院等为代表的传染病专科医院；其次，以火神山医院、雷神山医院为代表的新冠肺炎应急救治医院；第三类，以同济医院光谷院区、汉口医院、武昌医院等为代表的经临时改造而成的定点收治医院；第四类，以光谷日海方舱医院、江汉方舱医院为代表的收治轻症患者的临时收治场所。四类医疗救治场所形成了分级救治梯队，做到了因病人病情施策，使医疗资源得到科学配置，使病人能应收尽收，得到有效隔离。

作为本地主要建筑设计院，一直在参与以上四类医疗场所的设计和改造工作，在实践中也有所总结与反思，从规划及建筑设计角度归纳为如下几点：

（1）作为武汉市突发公共卫生事件救治基地的金银潭医院在疫情中发挥了中坚作用，达到了设置的初衷。金银潭医院作为武汉市突发公共卫生事件医疗救治定点医院，设置传染病床位近700床，在疫情中对急危重症病人的救治上一直发挥着非常重要的作用，但此类公共设施尚主要设置在中心城市和省会城市，未来可考虑在重要的地级市建立相应规模的公共卫生中心，辐射周边县市。

（2）应对新冠肺炎这类爆炸性传播疾病时，建设如火神山、雷神山医院此类临时性大规模野战医院十分必要，针对新冠肺炎症状建设的雷神山医院配备了齐全和高标准的医技科室，如CT检查室、负压重症ICU、负压检验室、负压手术室等，设施完备的传染病应急医院能够保证在疫情爆发时重症病人的收治能力，成为战胜疫情的重要保障（图16，17）。

同时，雷神山医院建设对于如何更好更快建设应急医院，给予了我们如下两点启示：

第一，城市规划中可结合郊野公园等公共活动设施，预留此类战备医院的场地条件和基础设施条件。例如，在备选的大型停车场等开阔场地预先硬化加厚地面，在建设时预铺设HDPE防渗膜（高密度聚乙烯膜），预留市政管网接口，增加电力容量，好的场地基础条件可大大加快建设速度。

15 污水处理工艺流程

16 雷神山医院内部

17 雷神山医院建设实景图

第二，可对负压病房单元、传染病污水处理单元等关键功能模块进行标准化生产和研发。虽然本次建设的工业化和装配化已达相当高的水平，但建筑和机电之间的集成仍然靠现场安装，工作量较大，如病房中密闭传递窗的安装、穿墙管洞的密封，医疗设备带的现场安装也非常繁琐。因此，可编制此类功能单元工业化生产标准与图集，储备相关生产厂家和产能，在突发疫情时可快速生产标准化功能模块，更加快速地拼建符合传染病收治标准的战备医院，疫情结束后标准化构件可拆卸组装，循环利用，节能环保。

（3）本次疫情中，方舱医院对轻症患者起到很好的留观和医疗救治作用，专业的医疗团队集中照护，密切观察病人病情发展情况，及时转诊。从设计角度而言，应重点加强大型公共设施场馆应急改造预案，如预留场地内用电回路，增加临时送排风风机接口，室外预留临时卫生间场地及污水排放条件。

（4）应特别加强基层社区医院的传染病救治能力，有条件的大型社区医院可设置感染性疾病诊室（发热门诊），满足洁污分区、污水排放处理要求，配备卫生通过、通风消毒等基本设施，发热门诊最好靠近室外空旷场地，紧急时可布置移动CT机、移动检验室等影像与检验设施。社区医院能起到早期筛查确诊的作用，减缓对二三级医院的压力，避免大型医院聚集性交叉感染。

新冠肺炎疫情是对武汉整体医疗体系的一次极限考验，在中央指导组的指导下，在全国医护人员的帮助下，通过快速建造火神山、雷神山医院，大规模设置方舱医院，对各种医疗机构分级分类，保证了武汉整个医疗体系的有效运转，做到了应收尽收、应治尽治，成为打好武汉保卫战的关键，也给我国公共卫生医疗体系的建设提供了宝贵的经验。

图片来源

图9，10，17 来源于网络；其余为作者提供。