从历史角度来看，建筑的发展过程可以被视作由“重”向“轻”的进化过程。建筑轻型化设计是当代一种新的设计思路，较早提出该理念的人是美国建筑师巴克敏斯特 ? 富勒。该建筑师在探寻建筑的“重”和“轻”等基本问题的过程中，提出“少费多用”“轻质高效”等建筑创作理念，为建筑设计行业带来了新的启迪。 建筑轻型化与建筑工业化有着密切联系。建筑工业化强调设计标准化、部品工厂化、施工装配化、装修一体化及管理信息化。建筑工业化是实现建筑轻型化的一种手段，建筑工业化水平越高，建筑实现轻型化的条件就越优越。国务院于 2016 年初在《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出“适应、经济、绿色、美观”的建筑方针，突出了建筑使用功能以及节能、节水、节地、节材和环保方面的具体要求，也体现了建筑轻型化的设计思路。面对这种要求，永久性的医疗建筑如何实现轻型化、工业化、模数化，从而达到低能耗、低污染、高效率，是医疗建筑师要考虑的重要问题。
从历史角度来看，建筑的发展过程可以被视作由“重”向“轻”的进化过程。建筑轻型化设计是当代一种新的设计思路，较早提出该理念的人是美国建筑师巴克敏斯特 ? 富勒。该建筑师在探寻建筑的“重”和“轻”等基本问题的过程中，提出“少费多用”“轻质高效”等建筑创作理念，为建筑设计行业带来了新的启迪。
建筑轻型化与建筑工业化有着密切联系。建筑工业化强调设计标准化、部品工厂化、施工装配化、装修一体化及管理信息化。建筑工业化是实现建筑轻型化的一种手段，建筑工业化水平越高，建筑实现轻型化的条件就越优越。国务院于 2016 年初在《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出“适应、经济、绿色、美观”的建筑方针，突出了建筑使用功能以及节能、节水、节地、节材和环保方面的具体要求，也体现了建筑轻型化的设计思路。面对这种要求，永久性的医疗建筑如何实现轻型化、工业化、模数化，从而达到低能耗、低污染、高效率，是医疗建筑师要考虑的重要问题。
在目前的医疗建筑中，应用最广泛的建材仍然是砖、混凝土等材料。很多医疗建筑师认为，由于装配式结构的整体性、适应性和灵活性均不如现浇结构，会给使用过程中的局部调整、流程优化、科室发展、技术改造带来一些困难和限制。
首先，预制构件一旦生产完成，很难在施工现场变更或修改，因此要求构件上的孔洞要事先预留，而且必须准确无误。但是，医疗建筑功能多样、设备管线复杂，在有限的设计周期内很难完全准确地预留各类管线的孔洞，现场开洞难以避免。另外，医疗建筑在全生命周期中将会面临多次改造，使用过程中也会遇到须要开洞的情况。因此，使用单位容易认为整浇混凝土结构技术更成熟、更容易应对各种情况，从而优先选择传统的整浇混凝土结构。
其次，在目前的市场条件下，达到规范要求的装配式主体结构的造价要比整浇混凝土高出10%~20%。很多医院项目前期的投资估算较低，影响了装配式工艺在医疗建筑中的推广。
本文通过工程设计实践，尝试将轻型化设计理念应用到永久性医疗建筑的设计实践当中，并总结经验和问题。
嘉兴市公共卫生临床中心工程位于嘉兴市南湖区。一期工程包括病房楼、门诊医技楼、行政后勤楼等建设内容，建筑面积约为 20 420
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。该工程设置了负压病房、负压手术室、负压产房等抗疫必需的医疗功能，将在抗击疫情的过程中起到不可或缺的作用。相关主管部门对该工程提出了严格的工期要求。项目于 2022 年 1 月完成设计招标。病房楼、门诊医技楼、行政后勤楼均为多层建筑，最高的建筑为 5 层。病房楼主要设置负压病房；门诊医技楼设置检验科、负压手术室、负压产房等；行政后勤楼设置物资存放处、动力机房等。一期工程在场地内为二期预留了充足的发展用地，并做好与二期工程衔接的准备。为满足工期要求，设计方案采用了模数化、钢结构、装配式等手段，目前正在施工中。
模数化设计是建筑工业化设计的前提。建筑的个性化定制特征和工业化、标准化生产之间的矛盾，是装配式工艺难以在医疗建筑中大范围应用的原因之一。医疗建筑功能复杂、需求多样、房间尺度大小不一，造成了医疗建筑模数较多的现状。
为了顺应建筑工业化的模数要求，设计团队在设计过程中始终注意对平面模数的控制，在满足功能要求的条件下，尽量精简了建筑平面模数。同时，通过驻场设计、深入调研，把使用单位的需求调查清楚，并采用装修设计和主体设计同步进行、同步出图的方式，把后期可能发生的各种改动提前确定，尽量减少后期改动。另外，设计方案采用了整齐划一的外立面，缩减了一些造型变化，尽可能顺应装配式建筑的要求。
与混凝土结构相比，钢结构重量轻、施工快、节能环保，缺点是造价相对较高。作为限价工程，该项目采用钢结构似乎不太合适。为了满足工期上的要求，设计团队决定对钢结构与混凝土结构进行比较。
按当地相关规定，该工程必须采用装配式建筑。为了达到装配式建筑要求，混凝土结构须采用混凝土预制板、预制楼梯等一系列措施，与传统整浇混凝土结构相比造价有所提高。另一方面，钢结构的自身条件优越，达到装配式建筑要求非常容易，且近期钢材价格比较平稳。同时，由于工程本身的特殊性，患者数量较少，室内装修标准可以适当降低一些。设计团队对各个设计子项的造价进行了平衡，最终钢结构方案的单方造价可以控制在投资估算的范围之内。在造价允许的条件下，钢结构具有自重轻、节能环保、吊装方便、施工快速等明显优势，更容易满足工期上的要求。
最终的比较结果是：在同样达到装配式建筑要求的前提下，钢结构的造价仍然要高一些，但与装配式混凝土结构的价格差距已经明显缩小，各方均可以接受。
按当地政府对绿色建筑的专项规划要求，建设区域内政府投资或以政府投资为主的医疗建筑必须达到绿色建筑二星级标准和装配式建筑标准。
该工程的装配式建筑评价执行浙江省地方标准——《 装 配 式 建 筑 评 价 标 准 》（DB/33T 1165-2019）。装配式建筑的评分内容包括主体结构、外围护墙和内隔墙、装修和设备管线等三方面内容。该项目的竖向构件、横向构件、楼板、楼梯等都采用了装配式钢结构。另外，外墙采用了装配式 ALC（蒸压轻质混凝土）墙板，立面外部装修采用了保温隔热一体化板。在内部装修方面，采用了装修和土建一体化设计。最终，该项目的建筑装配率自评为84.57%，达到 AA 级装配式建筑的标准。
同时，装配式钢结构的应用给绿色建筑评价带来了一些有利因素。按《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019），最终设计成果的自评得分为 80.2 分，高于二星级绿色建筑必需的 70 分。这为建筑通过绿色施工、绿色运维等措施拿到加分项的得分，从而达到三星级绿色建筑必需的 85 分打下了良好的基础。
建筑工业化强调设计标准化、部品工厂化、施工装配化、装修一体化及管理信息化。BIM 技术作为装配式建筑的辅助手段和重要支持，可以在设计阶段实现各专业碰撞检查、在建设过程中有效消除参建各方的信息孤岛，从而大大提升建筑工程质量。该工程在设计阶段运用 BIM 进行了三维可视化碰撞检查，及时发现了设计中的一些问题并进行了修改。BIM 技术在工厂生产阶段、施工阶段中的应用，有效提高了预制构件的精确度、施工现场的管理水平和工作效率。
本文中的轻型化设计不是指采用膜结构、大出挑等手段营造轻盈、飞动的建筑效果，而是指在达到同样建设目标的前提下，降低建筑自重，力求节约材料。在国内城市化进程中出现了一些奇奇怪怪的建筑，这些建筑为了迎合现代消费文化，过度追求夸张的形式。个别医疗建筑在追求标志性的过程中，或多或少会受到这种思路的影响，出现了迎合世俗消费心理、过度装饰、造型夸张的建筑形象，造成了结构、维护、环境等资源的浪费，违背了“坚固、实用、美观”的建筑设计初衷。
与医疗建筑相比，办公、住宅等类型的建筑容易统一模数，其功能相对简单，便于进行大规模的工业化生产，因此装配式、钢结构等轻型化设计措施应用得愈加广泛。
采用轻钢结构、充气结构、装配式集装箱等结构的临时医疗建筑在此次疫情防控中发挥了重要作用，但在新建的永久性医疗建筑中，仍然以传统混凝土结构为主。
我国在建筑工业化的方向上仍然有巨大发展空间。医疗建筑师在设计过程中，在满足医院功能需求的前提下，应引入轻型化、工业化设计理念，为推动医疗建筑的工业化进程发挥一些作用。
郭海明
浙江省建筑设计研究院
来源：《中国医院建筑与装备》杂志2022年第7期
知识点：如何进行医疗建筑轻型化设计
