医疗技术革新引领下的新型医疗建筑设计初探——以武汉大学重离子医学中心项目为例

吕 勇

郑宗毅

路莹莹

张 丛

杜 婷

1 医用重离子技术引发全球肿瘤治疗升级

医用重离子技术项目的设置十分必要。全球每年新发癌症1800多万例，每年全球有820万人死于癌症，已然成为对人类健康的最大威胁。2019年3月，《政府工作报告》指出：“要实施癌症防治行动，布局建设国家癌症中心，着力缓解民生的痛点。”

重离子束是目前世界上最理想的肿瘤治疗射线，重离子放疗已经成为了目前副作用最小、精准度最高、复发率最低、普适性最强的治疗癌症手段，成为了癌症治疗上的希望，被誉为21世纪最佳的放疗用射线，发展重离子治癌技术是未来中国肿瘤治疗的发展方向，更是人民健康的迫切需要。

中国是世界上第四个开展重离子肿瘤治疗临床试验研究的国家，目前已处于国际先进水平。2012年5月2日，国家大科学工程——中科院近代物理所“重离子治癌”从基础研究向民生应用迈出了实质性的一步，重离子肿瘤治疗中心在武威市荣华生化工业园区开工建设，至今已全面投入使用。近年来，我国也更加致力于重离子治疗技术的发展，并在国内各主要城市进行全面布局。

2 重离子治疗中心落户江城

武汉市处于国家经济地理中心，是十分重要的综合交通枢纽，承东启西、接南转北、吸引四面、辐射八方的区位优势独一无二。在武汉市建设国家医疗卫生服务中心，已成为卫生部科学布局国家级区域医疗中心的优先选择和重点发展战略之一。在武汉致力于建设“中部医都”、打造国家“区域医疗中心”的大背景下，武汉大学人民医院与中科院近代物理研究所合作，引进国际最先进的重离子肿瘤治疗系统，致力于将具有完全自主知识产权“国之重器——重离子治癌大科学装置”转化为临床应用，建设华中地区首家重离子医疗中心，也是全国第一家完全产业化建设的国产重离子医疗中心。

武汉市历史悠久，从明末清初的宅院到民国时期的殖民建筑，从建国后20世纪80～90年代的砖瓦房到现代化建筑，多维度展现了其城市形态，蕴含着厚重的历史感与人文感。如何在这样一座富有底蕴的城市打造出一座具有特殊意义的医疗建筑，是需要建筑设计者们思考的一个重要元素。

武汉大学重离子医学中心项目用地位于武汉市汉南区纱帽正街与兴城大道交叉口，由一条南北向的市政道路划分为两个地块，其中东地块为汉南区人民医院老院区，设计中将与重离子医学中心统一考虑，进行全面的升级改造；西地块则作为扩建院区。新老院区用地共160亩，总建筑面积约为16.9万m2，建成后将成为配备1000床的综合性三级医院。建筑基于老院区门诊、住院的基本功能上，改造感染病楼，将营养食堂改造为医学影像中心，并新于西侧地建设医疗综合楼，置入重离子治疗中心与数字同步交流中心，以建设支撑医疗技术革新的综合性医院。

3 医疗技术革新中新型医疗建筑设计面临的挑战与思考

3.1 新型医疗建筑与城市形象的挑战——建筑特殊性与城市协调性的思考

医疗建筑作为民用建筑中的一个特殊类型，其总体规划、建筑形象等方方面面的演变均与现代医学的发展密不可分。作为现代化的综合性三级医院，其功能的复杂性决定了其建筑体量大而单调，而对使用效率的高标准要求也使得其功能布局往往简单而直白。对于本项目而言，医用重离子功能的加入不可避免地加重了这一特质。而当代的医疗建筑不应仅仅是一个单一功能的集合，更应该是展现城市科技力量、宜人环境、人文情怀的城市名片。医疗建筑应与城市其他公共空间交相辉映形成有机共体，一同树立城市的对外形象。

3.2 功能升级与空间重塑的挑战——功能复杂性与传统院区空间组合的思考

随着时代与技术的不断进步，现代医疗建筑的总体规划已不再是传统的模块化组合，医院往往不再是单一医疗与教学功能的基础载体，面对更多诸如展示、培训、研究等功能的介入，形成医疗建筑发展的多元推动力，而如何组织并串联复杂的使用功能，打破传统医疗园区的布局模式，形成更具开放视野与功能完备的新时代医疗建筑，全面提升医院单一功能性并改善病患的就医感受，是设计的关键所在。

图1 总平面布置图（①医疗综合楼；②重离子治疗大厅；③重离子治疗中心；④数字交流中心；⑤感染楼；⑥现状门诊与住院楼）

图2 鸟瞰效果图

图3 沿街效果图

图4 城市天际线

图5 数字交流中心

图6 数字交流中心首层大堂

3.3 建筑性格与人文环境的挑战——空间的理性秩序与情感关怀的思考

现代医疗建筑的功能布局通常以门诊部、医技部、住院部为核心，由一条贯通的医疗主街相互连通，并连接后勤以保障各功能共同组成理性秩序的医疗建筑群。除了医生与治疗设备，良好的就诊环境也会对疾病的治疗和患者的精神健康起到积极的作用。由于重离子治疗中心功能的置入，肿瘤患者的比例较大，病患的脆弱和敏感需要建筑空间中的每一处细节来共同保护，从建筑空间营造以及墙壁材质、天花高度、光线通路等精细化设计，再到景观环境的设计，处处体现了情感关怀。

4 新型医疗建筑在传统设计中的探索与革新

4.1 基于医疗技术革新下新医疗工艺与建筑功能的探索

①由于重离子技术的引入，在新医疗工艺方面，重离子治疗中心依据其工艺流程以及设备进行专项建筑设计，并与门诊部、住院部分别平行布置于重离子大厅的南北两侧，由重离子大厅将各自独立的两部分联系与整合。医疗综合楼平面形式呈“U”型布局，重离子治疗空间主要布置于南侧地下，患者通过通透的首层重离子大厅进入负一层治疗空间，大厅西侧呈半围合的下沉庭院多维度地渗透于患者视野，巧妙地在建筑平面满足医疗工艺的同时，提升了就诊流程的建筑空间品质，人性化地实现了新的医疗功能的置入。

②在整体院区的功能布局上，主要提炼现状问题与场地形式，进行总图设计。武汉大学重离子医学中心依托汉南区人民医院而建，现状汉南区人民医院的建筑设施老旧，无法满足医院发展和人群对医疗康养环境日益提升的需求和期待。其次，西侧新建用地与东侧现状园区形成狭长而割裂的地块，为实现建筑群落统一性和紧密度增加了难度。院区整体功能复杂，在以门诊、住院为基本功能的基础上，还需考虑感染病楼、以展示与交流为主的数字交流中心以及重离子治疗中心的多功能布局，传统的医院功能布局难以高效地串联复杂多样的医疗功能。

图7 首层重离子大厅

图8 地下一层重离子大厅

图9 住院大厅

总平面图设计在保留园区内既有建筑的同时，新建建筑突破传统的轴线对称布局，追求建筑单体间高效的联系，项目采用灵动错落的布局并统筹考虑使用功能、交通流线、城市空间、景观环境、气候回应和建筑意向各种要素，总体规划依托城市园林的理念，使园区环境和周边城市公园地块有机结合，形成自然绿地并向城市延伸（图1）。吸收中国传统园林中“廊、亭、楼”等传统建筑元素，并通过现代设计手法进行演绎，既考虑外部公共空间连结，也强调建筑功能的有机串连。内向型院落空间与外向型公共空间自然过渡与渗透，并实现屋顶绿化、地面景观、下沉庭院的多维建筑外部空间营造，对中国传统园林内空间与景观的理解最终都回归到朴素直白的人文关怀中。

4.2 基于项目功能复杂化的建筑城市形象探索

①在院区整体的建筑空间组织上，以满足多样化的建筑功能为空间组织基本原则，整体空间组织收放自如，建筑体量与形态多变而不失韵律，开放的空间组合形态与城市空间相互渗透。在迭代需求上，社会对医疗设施的追求和期待为我们的设计提供了新的概念可能。医院综合的发展方向使医院不仅仅是一个封闭的群落，更是与城市有机结合的公众场所（图2）。

对于建筑的城市界面而言，因用地范围而决定的展示面在东西向较为狭长，但机遇并存，利于呈现一个连续且完整的城市界面形象。由于城市界面可能过长，需要在构成立面韵律的同时避免建筑界面过强的重复性（图3）。要实现主次分明，将数字交流中心作为设计亮点，为整个建筑群落画龙点睛，沿街建筑群界面整体由一串几何图形的排列组合构成城市画卷。新天际线需保留对原场地的尊重并强调这座城市应有的人文气息，呼应文脉。使城市界面构成灵动的天际线，也增添了街道的辨识度，丰富城市形象（图4）。

②建筑的立面形式是构成界面形象的设计主线。首先按使用功能分为住院、门诊、医技、重离子、数字交流中心等不同建筑体量并兼顾现状立面改造。因此如何将新老建筑融合为一个有机的整体，并通过不同的立面处理手法来反映使用功能的变化、融入周边的城市环境，成为了本项目立面设计的重中之重。同时由于其建成后将会成为目前汉南区唯一的三级医院和中部地区第一个重离子治疗中心，需具有其标志意义与该机构相匹配的表现力；同时，不能由于立面设计而对建筑的使用产生负面影响。因此，方案的体形设计较为规整，以提高平面使用效率并使其外观大方有力。

北侧纱帽正街为建筑群的主要展示面，以简洁有力的几何图形穿插形成城市界面构图，以体现其“标志性”，竖向的开窗则在保证整体大方的前提下，使立面具有更丰富的表现力，也体现了建筑的文化特色。通过外廊等与当地气候特点相结合的构成元素来营造立面的视觉变化，使建筑群稳重又不失活泼。建筑以石材墙面作为主要元素，以体现建筑的文化内涵。开窗除满足室内采光外，还照顾到了立面的虚实对比，以形成优美的构图。外立面用色力求简洁，以明快大气的色调和简洁的形体为主，适当结合使用功能设置少量的建筑体块穿插，以增加视觉的变化。

③如上，综合空间组织与建筑界面设计，为激活园区理性的空间秩序，项目力图营造功能与形象的“双重焦点”。

医用重离子设备是院区建设及运营的技术重点。数字交流中心（图5）是武汉市向全国乃至全世界展示“国之重器”的主要窗口，是世界级医用重离子技术交流的重要平台，是园区的“功能焦点”。

为打破沿街立面的单调感，将圆形的数字交流中心落位于建筑群的中间位置即新老院区之间，建筑群的“视觉焦点”。由多重圆环组成的主体建筑灵感来自于重离子加速环这一核心技术构件的形象，金属铝板的立面通过穿孔处理来模仿粒子束流的运动轨迹，为建筑带来未来感、科技感的同时，实现外遮阳的节能目的，也暗含重离子加速器作为医院先进技术力量的科技隐喻。运用参数化设计将建筑形制与内部空间完美融合，室内多采用弧形墙面，营造出颇具科幻色彩的内部空间，也为数字医疗、智慧医院提供更为连续的展示界面。通过采用自然的木饰面拉近与人的距离，在触感和视觉上增加建筑的亲和度（图6）。

4.3 项目在人文关怀以及文化继承方面的尝试

①在建筑空间氛围的营造中，室内公共空间引入多首层概念，利用多层主街结合首层大堂、下沉庭院、屋顶花园等层次丰富的室外空间，组织简洁便利的就诊流线。将医疗主街引入地下停车库，患者下车后可通过主街快速到达各楼层，同时开挖下沉庭院，为地下主街引入自然光，弱化地下空间的闭塞感，提升通行和候诊的舒适性。在重离子大厅的设计中（图7～8），为弱化其医疗空间的功能特征，自地下一层起的四层通高玻璃肋幕墙将下沉庭院及内院景观引入室内。结合可开启条形天窗对气流进行有序引导，日光散落、微风拂面，给予患者无声的关怀。不同楼层的休憩区在大厅两侧穿插，并由富有雕塑感的楼梯进行串联，为静默的空间增添流动感。大厅内丰富和谐的形体组合，绿意盎然的景观氛围、贴合当地气候的构成形态和清新明快的建筑语言，打造出充分体现人文关怀、界面友好、技术先进的就诊环境。

②室内精细化设计作为另一切入点，即充分考虑使用需求，以人为本，打造尺度亲切、色彩温馨的空间环境。以住院大厅为例，其使用对象较门诊部更为固定，因此仅设置了两层通高，在满足基本功能要求的基础上，关怀和尊重使用者的精神层面，采用温暖色彩和灯光创造温馨轻松的心理环境。并将商店、饮水区等非医疗功能与大厅有机结合，通过更多的精致化细部处理来缓解人们的紧张情绪（图9）。

③在院区的景观设计中，考虑“江城”武汉的江河文化，以自由的弧线为母题，体现当地江河文化元素的同时，实现了园区景观的统一性。

人文关怀上，发挥疗愈作用，营造具有自然美学的空间气氛与精神场所，不同的人群在环境里放松身心、亲近自然、感受空间的生命力；基于重离子医院的功能性以及诊疗人群特殊，医院景观以满足医院综合功能为前提，不影响其本身的动线功能需求，在设计中重视对医院典型使用情境化的研究；院中多设座椅，为行动不便和需要休憩的人提供便利，轻松舒适的景观设计便于照抚肿瘤患者的情感与心灵。院区西南侧与东侧老院区分布两处集中绿地花园，绿洲环绕的氛围打破传统医院的空间形式，将更多的绿色空间引入其中。集中绿地、下沉庭院、以及无处不在的人性化景观节点在物质层面和精神角度上探索着新型医疗建筑景观设计与空间营造的可能性。

结语

国之重器，重离子治癌核心技术的发展给予患者重获新生的机会。武汉大学重离子医学中心项目承载着医技发展和以人为本对医疗建筑设计的历史性推进。该项建筑设计在医疗技术的革新中引入重离子技术，思考新型医疗建筑设计面临的问题与新的挑战，力图在综合性医院功能升级中，从布局重组方面解决其功能多样性与扩建项目的综合复杂性等问题；从形象重塑方面解决设计中如何做到“重离子医院”的标志性、与城市形象的协调性；从文化继承与人文关怀层面分析建筑的个性与情感，探索新型医疗建筑设计的可能性，缓解传统医院环境对病患、家属以及医护人员的压抑与恐慌感，使身心脆弱的患者能在温馨与舒适的场所获得高效、有尊严的救治。

也愿每个医疗建筑都能够成为一个充分承载医疗技术的灯塔，消灭疾病带给人们的黑暗和彷徨。愿所有人在微光之时能秉烛前行。

资料来源：

文中图片均来源于设计团队。