装配式老年公寓及室内设计研究
2020-11-12宫婉莹郭小玲邹佳旻
宫婉莹 郭小玲 邹佳旻
(1.井冈山大学艺术学院,江西吉安 343000;2.井冈山大学建筑工程学院 江西吉安 343000;3.同济大学建筑与城市规划学院,上海 200092)
我国自1999年进入老龄化社会,截至2019年底,65周岁及以上的老年人口已占我国总人口的12.6%[1],并且预计到2051年,我国将进入到一个重度老龄化的阶段,中国老年人口将达到4.37亿,约占比34.9%[2],但目前我国在养老健康保障服务体系方面的发展仍远滞后于发达国家,滞后于老龄化的速度。居家养老、机构养老是我国城市老年人最主要的养老方式,社区养老也是目前政府所倡导的方式之一,但是就目前城市中已建成的社区的占地面积和适老化设施配置来看,即使在供给资金充裕的情况下,也难以为城中老人提供舒适、便利、功能完善的医养服务。因此,若要满足城市老人在生活、健康、安全、娱乐等各方面的需求,解决我国养老设施供给与服务需求脱节,除在今后的社区建设中考虑到适老化设施、空间、服务之外,我们需要考虑用何施工技术快速建造、如何设计满足老年人及其家庭各种需求的养老方式的养老建筑。
1 老年公寓与装配式施工技术
1.1 老年公寓的界定及其趋势
网络对于老年公寓的定义是:“专供老年人集中居住,符合老年体能心态特征的公寓式老年住宅,具备餐饮、清洁卫生、文化娱乐、医疗保健服务体系,是综合管理的住宅类型”。从现有的老年公寓来看,有个人营运、政府营运,以及政府出资,个人运营等几种类型,且规模大小、设施设备等大相径庭。
在城市适老化设计与服务方面均值得我们借鉴的日本,如今在高度城市化的地区倡导的是“在地养老”制度理念,即嵌入型养老。在设施配置规划上,从原有设施体系中独立出小规模的社区嵌入型设施体系,两个体系并存互补,灵活应对老年人的多样化需求,在年老人熟悉的社区中实现高质量养老服务的精准配送。通过推动小型化设施的普及配置,实现了设施在既有社区内的渗透发展[3]。但这对于我国城市现有社区来说,要做到如日本那般设备完善、空间合理、医护兼具,不论从资金、冗余面积、医护人员配置等各方面来看,这是一项在若干年内难以企及的工程。从具有养老需求的老年人行为能力来看,分为自理型、介助型(半介护)、介护型(重度失能老人);从家庭需求情况来看,分为日间照料与全天照料;从养老居住空间需求情况来看,分为夫妻共居一房、夫妻共居套房、朋友共居套房、单人居,以及多人居;从老人的活动、社交等各方面需求来看,不论是医疗、康复、运动、社交,抑或抒发人文情怀的各类空间都是宜居型养老空间所必备的。以往传统的能够满足各方面需求的养老院,多以低矮且分散的建筑为主,占地面积大,位置偏远于城市。综上,根据我国城市实际境况、城市老年人及其家庭的实际需求,结合我国推行的社区养老(图1)、日本社区嵌入型养老概念,临近城中几个社区建造宜居的新型共居型、多元化、垂直护理模式的老年公寓是当今最迫切的养老建筑类型之一。
1.2 装配式钢结构老年公寓及其施工技术
利用装配式技术快速建立城市垂直护理模式、医养结合、宜居的新型共居养老公寓是解决我国养老设施供给与服务需求脱节的重要方式。
图1 社区养老建筑及平面图
图2 内墙、外墙与钢梁连接处图示
图3 装配式钢结构老年公寓的装配式内装基础内容
图4 轻钢龙骨墙体施工流程
钢结构住宅,即主要承重结构为钢结构的住宅建筑,包括由钢结构或钢-混凝土混合结构两种结构体系组成的住宅建筑,结构、外围护、内装、设备管线这四部分构成钢结构住宅。我国提出应在住宅建设领域中合理推广应用钢结构,且在设计中宜满足住宅产业化需求——机械化生产标准化部件,集成采购、配送部件与材料,现场专业化组织装配化、机械化施工[4]。装配式钢结构建筑应遵循建筑全寿命期的可持续性原则,并应标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用[5]。装配式建筑相对于传统现场湿作业施工建筑,其优势主要表现在施工速度、施工品质、施工安全、工程环保度方面,现主要运用于模块及功能单一的建筑,如公寓类建筑[6]。
装配式建筑的前期参数化设计尤为重要,使用BIM系统可建立关于建筑、结构和水电暖通的标准构件库[7]。在钢结构建筑基础方案设计之后,采用BIM将墙、窗户、门、连接、阳台、走廊组模型生成,基于内墙将平面划分为模块,生成地面元素和升级的BIM,生成详细的车间图纸。运用BIM平台,各专业人员可全视角可视化协同完成建筑钢梁柱、墙、楼板、水暖电等一体化设计,同时通过智能化识别,自动协同调整,最后完成全建筑的协同工作。BIM贯穿设计及构件生产阶段,避免了误差,不仅高质量,且保证装配速度。
使用装配式钢结构技术建造老年公寓,柱网尺寸,结构件防腐防火、外露,隔墙构件与结构件连接方式,管道设置等是最需关注的问题。考虑到“多元化”,要为各种功能空间灵活设计分配和更新提供可能,还要考虑内装时容纳整体厨卫模块,则居住及公共区域位置应使用稍大尺寸柱网,一般以7.8m为佳。钢材料耐火及防腐能力差,最直接的解决方法是在钢构件表层喷涂防火涂料。但这种方式出现两个问题,一是成本高,二是需现场喷涂,则装配化程度和速度降低,而且在施工过程中,难免造成涂料缺损。使用防火板材将钢构件完全包覆也是一种防火措施,实施方法是使用无机胶粘剂贴上防火板材,也可使用由水泥砂等无机材料构成的加气板材。构件连接方式的不同,导致施工速度和建筑耐久性各异。目前钢结构建筑内外墙与钢梁施工以焊接为主(图2),由人工操作,效率低,难以达到装配式建筑的精度要求,难以改装,且焊接点极易受地震影响而造成建筑损坏。因此以焊接为主的连接方式有待改善。螺栓连接,因技术成熟、效率高、抗震性能好等因素,是较好的替代焊接的施工方式,除此之外,或许能够从木构技术中探索出更好的连接方式。传统施工方式的建筑,竖向管道贯穿楼板,常出现防水问题,竖向管道多、杂、乱,且限制了厨卫空间位置。户内横向管道,户外集中竖向管道的设置方式增加空间灵活性,且更易检修管道。老年公寓每层有若干厨卫空间,单面走廊式可两户共用一管道竖井。
1.3 老年公寓装配式内装及其施工技术
从装配式钢结构老年公寓的特点出发,总结出装配式内装基础内容(图3)。
图5 架空地板敷设方式——先立墙式
图6 架空式干式地暖技术体系
图7 公寓所需基础空间分析图
图8“顶棚滑轨升降机”使用图示
装配式内装隔墙亦同于传统施工方式采用轻钢龙骨施工,但将传统施工法使用的表面板材石膏板更替为集成板材,铺设普通石膏板需要裱糊湿作业,采用集成化板材安装提高了施工效率,亦安全环保(图4)。现有集成化板材如铝合金墙面板材、木塑符合类墙面板材、复合装饰层石膏板、纤维增强硅酸钙板、水泥木丝板等集成板材。已有外墙的室内施工,可使用树脂螺栓架空墙面,这样处理不需湿作业找平、裱糊,仅粘贴贴面板材即可。使用轻钢龙骨隔墙或使用树脂螺栓架空墙面,其内部均有足够空间安装管线,且内隔墙中可加敷吸音材料,外墙架空层中可使用保温材料,形成保温体系,使老年公寓内部较为舒适。
装配式内装吊顶亦使用轻钢龙骨结合集成板材的方式施工。使用较多的吊顶材料如铝合金、PVC、木塑复合、纤维增强硅酸钙板等。当前多使用三级龙骨的吊顶方式,但考虑到房间层高、施工速度和成本,老年公寓的吊顶可选用二级龙骨或一级龙骨的施工方式。
装配式内装地面铺设也是使用架空地板的方式,施工十分方便快速。通过在结构楼板上,采用树脂螺栓支撑架架空,再敷设衬板及地板面层形成集成地面部品体系。给排水管道和线路铺设于架空层,实现管线与主体结构分离,使后期整改快速又经济,架空层中铺设管道分水器的上方地板可加设检修口。架空地板有一定弹性,可对容易跌倒的老人起到一定的保护作用。地面铺装和墙面安装先后顺序可按实际需求安排,对于后期空间整改方便程度来说,宜选择先铺地的安装方式,但对于老年公寓两房之间的内装,建议先立墙后铺地(图5),以便保持更加相互独立的安静环境。
老年公寓中除套房设立单独厨房空间,其余房间可设开放式厨房,部分重度失能老人的住房及日间看护住房不设置厨房。开放式厨房除管线和电器之外,依据洗涤、切配、烹饪、储物的功能需求按照整体收纳方式设计安装。独立厨房空间一体化设计、生产、装配。装配式钢结构老年公寓采用整体卫浴部品,在工厂进行部件生产,包括结构、SMC防水底盘和防水墙板、顶板、电器和给排水设备、管线、洁具以及智能化控制装置。整体厨、卫可在施工现场吊装整体成品。
装配式养老公寓每户采用高性能可弯曲管道制成的集水分水器,地面架空层以下的管道均为单独无连接点的管道,出水量均衡,易检修或更换管道。户内排水管道均从架空层集中排出于管井排水竖管中。装配式施工铺设的地面若采用燃气壁挂炉供暖方式,则采用干式地暖模块,即在已开设管槽的保温板上铺设地暖水管(图6)。作为老年人栖息的室内空间,安装新风换气系统改善室内空气质量是十分必要的,有单向流、双向流、全热交换式系统三种选择。一般使用单向流即可,室内一侧送风,另一侧引风,在室内会形成“新风流动场”[8]。
2 装配式老年公寓室内设计要素
2.1 空间设计
创建新型垂直护理型老年公寓不仅为缓解社会压力,更是为不同生活和体能状态下的老年人提供满足居住、安全、医、养、护、娱乐等心理和生理多元需求的养老服务。通过分析,总结出公寓所需基础空间(图7)。其中公寓住房是依据社区需求和老年人行为能力进行划分,住房层要保证每层都设有高使用率的公共社交休闲空间。室外公共活动区域包括楼顶绿化休闲空间和公寓楼外休闲空间。自理型老人住房通过研究老人需求,划分单人间、双人间、两房套间。每户房都应设有:睡眠、起居、厨卫、储藏、晾晒等功能空间,一般情况,单人间的睡眠和起居空间之间不设隔墙,厨房空间也是敞开式。作为城市几个社区共有垂直护理型老年公寓,地下停车场是必要的。
在老年公寓的各功能空间设计中要注重空间安全性、舒适性、便捷性以及交互性。既要考虑老年人生活的隐私性,又要增强老年人之间、老年人与环境、老年人与社会之间的交互性[9]。城市中,多数老人退休之后,因社交缺少导致与社会脱节以及自我价值感缺失的现象,再加上被需求度、被认同感下降,此时老年人的休闲娱乐需求随之加强[10]。因此,在新型老年公寓室内空间设计中,设备设施及设计完善的公共休闲空间能够满足老人精神心理、休闲娱乐和社交需求,其重要性不言而喻。亦可根据实际需求,在掌控安保等情况下将最上方两层作为青年公寓使用,将图书馆、室内运动、餐饮等公共空间设置于老年住房和青年住房之间,并且共用。保持共享空间场所一定的开放性,通过场所的互融性,引导老人与其他代际人群互动、交流。
通过此次世界范围的突发公共卫生事件,对老年公寓设计进行再思考,得出:空间规划设计时,需要考虑到可能出现隔离区/污染区,相应的将会有半污染区、缓冲区、清洁区;需要考虑有利于疫情的隔离、能有效规避交叉感染等空间设计方式。
2.2 内装部品标准化与适老化设计
装配式新型老年公寓中,几乎所有能用到的部件与部品都应当标准化设计,以实现模数化设计、生产及装配化安装。同时也要充分考虑老年人的需求,注重产品适老化设计。
整体设计时,合理协调柱网、室内空间、内装部品、部件之间的尺寸关系。柱网尺寸不仅依据住宅空间设计来定夺,而是综合考虑空间功能、造价、建筑造型、施工技术等问题。如上文所示,考虑老年公寓功能多样性,柱网设置6.6m~7.8m为宜,大柱网7.8m为佳,如单廊式公寓,则走廊可设2.4m~3m柱网。以上尺寸均以300mm为基本模数。水平方向的室内空间、内装部件与部品的设计均基于300mm模数。内隔墙厚度尺寸一般为60mm、80mm、100m、150mm。内装中每个部件同样需要标准化设计,以尽量少的零部件种类组合成多样化的产品。内装部品要尽量处于相对独立的状态,以便更换。内装部品的标准化是促进综合性标准设计系统的构建[11]。
内装适老化设计要通过对老年人的行为研究和心理研究,做到无障碍设计、精细化设计。按照老年人行为能力分析,有以下几种情况:能够跑步、健康水平高;能完全自理,但行动较为缓慢;能自理,但需用拐杖;能自理,但需使用轮椅活动;半自理,需使用轮椅或健康水平较低;无自理能力,需长期卧床休养。适老化部品,如走廊两侧,及其它共享空间设置扶手;走廊和室内窗户落地,使室内空间更明亮,也让坐轮椅的老人能够完全看到户外景象,感觉更舒适;建筑内铺设防滑地砖或木地板;安装较长的大型门把手,以便坐轮椅的老人也能够轻松推拉;在房间内,不仅在行走的位置安装扶手,在床头、座便器和喷淋空间亦安装扶手;淋浴墙面安装可翻转坐浴板;灶台、洗切台、洗漱盆下方设计可移动柜,以便坐轮椅的老人能够将柜子移出,将腿部放置台面下方。内装空间需要尽量宽敞,以便轮椅或医疗设备的使用。
2.3 智能系统
在老年公寓使用智能系统,是让适老化设计更进一步,使老人生活更便捷、舒适。可以通过智能设备对睡眠、体脂、血压等进行实时监测,将数据发送至终端,达到健康管理的效果。运用智能化技术调控室内物理环境具有广阔的应用前景,如室内新风系统可以随需要自动调整[12]。在共享休闲空间和走廊,使用通过感应湿度、温度、亮度的智能系统,控制门窗、空调和灯光。陪伴型机器人是目前逐渐普及的人工智能设备,不仅有社交功能,还能使老人从中获取知识,且具备引路等多种功能。智能化门禁系统,也是目前日趋普遍的智能化应用,较新的是人脸识别功能,这一功能还可用于公寓超市和餐饮服务。应用智能日历,如电子纸日历,自动更新及变化日历中的日程信息,有备忘录作用,让老人不再因为记不住事而烦恼[13]。使用海尔智能电视机,老人可以通过电视与家人视频互动,享受亲情时光。对于腿部行动不便的老人,除了使用智能化轮椅之外,在房间内安装“顶棚滑轨升降机”(图8)也是很不错的选择,减少护理难度,让老人感觉生活中不再凡事依靠护工,让老人更有尊严和自信,同时也让老人有更多的私密空间。智能化可穿戴设备,能够全天候监控老人身体各项数据,及时警报,为医生及时进行效治疗提供帮助[14]。
如今人工智能产品涉及十分广泛,但真正适合老人使用的却不多。有些产品不仅不便,甚至会给老人带来很多烦恼。由于多数老年人出现口齿不清且耳背的情况,所以多数声控系统实际不便于高龄老人使用。可以使用只有打开和关闭按钮的简易遥控替代声控系统。自动感应外界情况智能控制门窗、空调、灯光、电视机的系统,若用于高龄老人的房间内部,只会让老人感觉不适,加重其心理负担。所以,智慧养老是趋势,但还需很长的研发之路。
3 结语
装配式建造是符合我国政策、建筑工业化的可持续型特征的建造方式。结合日本的“在地养老”、国内的“社区养老”,以建立宜居型、将多元化服务提供给城中老年人及其家庭为目标,在城市中建造装配式钢结构、垂直护理模式、医养结合的老年公寓,是解决我国城市养老问题的有效途径。只有注重空间设计,装配式内装部品标准化、适老化设计,结合智慧养老趋势,才能推动装配式养老公寓进一步发展、快速落地。