醫(yī)療建筑的彈性設(shè)計和可持續(xù)更新

黃 瓊，王 峙

(1．天津大學(xué)建筑學(xué)院，天津 300072;2．天津市房地產(chǎn)發(fā)展集團股份有限公司，天津 300650)

醫(yī)療建筑的彈性設(shè)計和可持續(xù)更新

黃 瓊1，王 峙2

(1．天津大學(xué)建筑學(xué)院，天津 300072;2．天津市房地產(chǎn)發(fā)展集團股份有限公司，天津 300650)

受人類社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步的影響，醫(yī)療建筑常常處于一種動態(tài)更新的過程中。在分析醫(yī)療建筑更新理論的基礎(chǔ)上，以進化論的觀點客觀地闡述醫(yī)療建筑的發(fā)展更新規(guī)律，提出醫(yī)療建筑設(shè)計應(yīng)提供靈活、適應(yīng)性強的建筑形式和空間結(jié)構(gòu)，提高醫(yī)療建筑自身的可利用程度和可調(diào)適能力，減少由建筑因素的限制而產(chǎn)生的資源浪費。

醫(yī)療建筑;更新模式;進化理論;彈性設(shè)計;可持續(xù)更新

時間總是以各種不同的方式對建筑產(chǎn)生影響，特別是對醫(yī)療建筑這樣不斷生長和變化的建筑。任何一個醫(yī)療建筑都不可能避免人類社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步與原有醫(yī)療建筑不相適應(yīng)的矛盾，相對于日新月異的醫(yī)療需求和科學(xué)發(fā)展而言，醫(yī)療建筑的滯后是無法避免的，沒有人可以確切地預(yù)測到將來的科學(xué)技術(shù)，應(yīng)變力成為現(xiàn)代化醫(yī)療建筑設(shè)計的關(guān)鍵。

一、醫(yī)療建筑發(fā)展更新的需求

醫(yī)療建筑的新建和改擴建設(shè)計都應(yīng)該反映出醫(yī)療設(shè)施在未來發(fā)展的考慮，在設(shè)計前期階段，需要預(yù)測醫(yī)療設(shè)施的發(fā)展趨勢和可能出現(xiàn)的特殊變異，以便為將來的新設(shè)施建造和拓展變化留出足夠的空間，盡可能避免在未來的發(fā)展中因現(xiàn)有醫(yī)療設(shè)施難以滿足新的需求而不得不增加昂貴的改造費用。醫(yī)療建筑的發(fā)展更新主要受下列因素的影響。

(1)醫(yī)療需求及醫(yī)療模式的變化。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，醫(yī)療需求不斷發(fā)生變化，醫(yī)療模式也相應(yīng)地由原來單一的醫(yī)療型向“醫(yī)療、預(yù)防、保健、康復(fù)”復(fù)合型轉(zhuǎn)化，由單純地提供醫(yī)療服務(wù)向提高醫(yī)療服務(wù)水平，改善整體醫(yī)療服務(wù)環(huán)境轉(zhuǎn)化。

(2)醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展。隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展，先進醫(yī)療設(shè)備的引進、原有醫(yī)療儀器設(shè)備的小型化、數(shù)字化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，使整個醫(yī)療功能布局發(fā)生了根本性的變化。這要求醫(yī)療建筑能夠適應(yīng)醫(yī)療技術(shù)發(fā)展的需求，在建筑面積和空間分配上適當?shù)亓粲邪l(fā)展余地，增強建筑彈性應(yīng)變的能力。

(3)醫(yī)療體制的變革。隨著我國市場經(jīng)濟體制的不斷發(fā)展，醫(yī)療體制改革的實施也不斷深化。在過去十幾年中，我國城市大中型醫(yī)療設(shè)施的建設(shè)進入了高峰期。很多醫(yī)院通過新建或改擴建擴大規(guī)模、提高標準，而很多社區(qū)醫(yī)院、鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院等基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)施的建設(shè)則無法滿足醫(yī)療需求。我國自2005年開始了對醫(yī)療體制改革的新一輪調(diào)整，提出了我國醫(yī)療衛(wèi)生資源配置不合理和公立醫(yī)療機構(gòu)市場化傾向嚴重等問題，國家和地方政府開始加大投入進行基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)施的建設(shè)和改造?；A(chǔ)醫(yī)療設(shè)施條件的提高，將會逐漸分流城市大中型醫(yī)院的就醫(yī)壓力，同時還有可能產(chǎn)生城市大中型綜合醫(yī)院資源過甚的趨勢。由此可見，醫(yī)療建筑不僅需要適應(yīng)規(guī)模擴大、使用功能改變，還需應(yīng)對就診容量過甚所帶來的資源浪費和建筑空置問題。

(4)突發(fā)性疾病或災(zāi)害等不可預(yù)見因素。非典、甲型H1N1流感等突發(fā)性疾病的爆發(fā)、蔓延和地震等自然災(zāi)害及次生災(zāi)害的發(fā)生，對醫(yī)療設(shè)施的接診容量和效率、技術(shù)診斷措施以及預(yù)防交叉感染等方面有一個全面的應(yīng)變需求。醫(yī)療建筑如何快速高效地應(yīng)對各種突發(fā)性疾病或災(zāi)后急救工作，提高建筑自身的快速應(yīng)變能力，是醫(yī)療建筑設(shè)計質(zhì)量評判標準的重要因素之一。

二、醫(yī)療建筑發(fā)展更新模式和有機更新理論

醫(yī)療建筑的發(fā)展更新模式主要有新建、擴建和改建，或者這幾種方式的組合。醫(yī)療建筑不同的規(guī)劃布局形式必然導(dǎo)致其整體發(fā)展更新模式有所不同。分散式布局的醫(yī)療建筑在發(fā)展過程中，可以相對靈活地通過改擴建的方式對整體醫(yī)療設(shè)施進行功能布局上的調(diào)整;而對于位于城市中心，采用集中布局的醫(yī)療建筑，改擴建的可能性就相對較小。但是，對于集中式和混合式的布局方式，只要在規(guī)劃設(shè)計之初能充分考慮到發(fā)展需求，在用地規(guī)劃上預(yù)留一定的擴展空間，也能獲得進一步改擴建的可能。

有機更新模式是醫(yī)療建筑更新發(fā)展的一種較為理想的模式，它通過在醫(yī)療機構(gòu)原有基地上利用空地及預(yù)留用地，或者拆除部分次要建筑和老舊建筑，建造新建筑，將一部分建筑功能轉(zhuǎn)入新建建筑，然后拆除另外一部分老舊建筑作為擴建建設(shè)用地，通過不斷地循環(huán)上述環(huán)節(jié)，達到醫(yī)療設(shè)施整體全面的更新發(fā)展(見圖 1)［1］。

圖1 日本富山縣立中央醫(yī)院有機更新示意

這一有機更新理論在羅運湖著的《現(xiàn)代醫(yī)院建筑設(shè)計》一書中表述為“新陳代謝的漸次更新模式”，是指通過不斷地拆舊建新而達到全面更新的目的。同時還提到了隨機應(yīng)變的機變模式、以不變應(yīng)萬變的“通用空間模式”等發(fā)展模式。通過對于這些更新模式的分析不難看出，其中任何一種模式都有一定的局限性，也很難說哪種模式更為先進。因為每一個醫(yī)療設(shè)施都有著自身不同的建設(shè)和發(fā)展背景，很難單純地用一種機械的理論模式去套用醫(yī)療建筑變幻莫測的發(fā)展和更新，或者通過這些理論的研究來得出理想化的發(fā)展規(guī)律和設(shè)計方法。

一棟單體醫(yī)療建筑的整體壽命一般為50～60年，而一個醫(yī)療設(shè)施存在的時間可能會有上百年甚至幾百年，從醫(yī)療設(shè)施整體的生命周期來看，任何一個建筑部分都會有改造、擴建、拆除重建的可能，這種更新變化有時是可以預(yù)測的，有時卻是突如其來，難以預(yù)測的。

三、醫(yī)療建筑進化論

進化論是生物學(xué)的基礎(chǔ)理論，但是人們將這一理論延伸到其它學(xué)科領(lǐng)域，甚至已經(jīng)成為一種哲學(xué)而非單純生物學(xué)科。把進化論的觀點引入到醫(yī)療設(shè)施的發(fā)展研究，可以從一個有機生命體的角度來研究醫(yī)療設(shè)施的新陳代謝。醫(yī)療設(shè)施的發(fā)展變化過程，具有一定的生物學(xué)特征，表現(xiàn)在醫(yī)療設(shè)施各組成部分的有機生長、醫(yī)療建筑裝備的新陳代謝以及某些醫(yī)療功能逐漸老化的生命過程。用進化論的觀點來研究醫(yī)療建筑的更新，其主要的發(fā)展更新規(guī)律包括以下內(nèi)容。

(1)自然進化與突變論。醫(yī)療建筑的發(fā)展，是伴隨著人類疾病譜的變化、醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展、醫(yī)療模式的變更和建造技術(shù)的進步自然進化而形成的。在不同歷史階段和社會時期，醫(yī)療建筑的形式和更新模式也會有所不同。而對于某一個醫(yī)療設(shè)施來說，其生命周期中同樣存在著進化的過程，這種進化也體現(xiàn)出漸進的過程，生命機體功能不斷完善，或者隨著需求的變化而變化;也會出現(xiàn)突變的可能，但是這種變化的發(fā)生都是對外部環(huán)境因素的一種反映。這種變化體現(xiàn)在建筑上就是不同程度的新建和改擴建，醫(yī)療建筑各部門的面積和比例會由于種種原因發(fā)生變化。

(2)個體進化差異性。前文所述的發(fā)展趨勢體現(xiàn)的是一種醫(yī)療行業(yè)內(nèi)的總體發(fā)展趨勢，由于醫(yī)療設(shè)施的個體之間有著很大的差異，特別是發(fā)達國家和發(fā)展中國家相比較，或者城市新型醫(yī)療設(shè)施和鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)療設(shè)施相比較，醫(yī)療體系發(fā)展各自所處的階段和水平是完全不同的，當發(fā)展中國家的醫(yī)療設(shè)施的床位數(shù)和住院部還在不斷擴張的同時，一些發(fā)達國家的醫(yī)療設(shè)施的床位數(shù)和住院部由于門診手術(shù)的增加和非手術(shù)治療技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)開始縮小規(guī)模;當一部分醫(yī)療設(shè)施在擴大規(guī)模的同時進一步擴大后勤供給部門的時候，有些醫(yī)療設(shè)施已經(jīng)走上后勤供給專業(yè)化和聯(lián)合運營的道路，使后勤供給部門的面積因?qū)ν馕泻吐?lián)合營運而逐漸減少。由此可以看出，由于總體醫(yī)療發(fā)展水平和醫(yī)療衛(wèi)生資源配置的不均衡性，任何醫(yī)療設(shè)施個體都有著自身的進化過程，在醫(yī)療建筑更新的研究中，不可忽視這種醫(yī)療設(shè)施之間存在的個體差異。

(3)適者生存理論。醫(yī)療建筑的發(fā)展更新體現(xiàn)的是對于醫(yī)療需求、醫(yī)療技術(shù)和其它環(huán)境因素的逐漸適應(yīng)和協(xié)調(diào)的一種表現(xiàn)。同時，醫(yī)療建筑的發(fā)展和更新猶如生命體，會逐步向著更加適應(yīng)自然環(huán)境和社會環(huán)境的方向發(fā)展;醫(yī)療建筑的規(guī)劃設(shè)計會日益接近使用者的需求，符合社會醫(yī)療資源整體配置的平衡發(fā)展;能源消耗大、對環(huán)境影響嚴重的醫(yī)療建筑必然會被淘汰，生態(tài)節(jié)能的醫(yī)療建筑會日益占據(jù)主流地位。而對于個體醫(yī)療建筑來說也是如此，醫(yī)療建筑的總體規(guī)劃和單體設(shè)計會向著更利于自身發(fā)展和社會總體醫(yī)療系統(tǒng)進步的方向逐漸地更新發(fā)展，這種趨向性是客觀存在的規(guī)律，不會因為地區(qū)和發(fā)展水平的差異而有所不同。

了解醫(yī)療建筑發(fā)展更新的規(guī)律，可以幫助我們客觀地、具有針對性地對醫(yī)療建筑的總體建設(shè)及其發(fā)展作出分析，避免隨意借鑒“先進發(fā)展模式”的“拿來主義”，也對所謂“一步到位”不考慮發(fā)展的高度現(xiàn)代化建設(shè)模式有一個清醒的認識。

四、彈性、可持續(xù)發(fā)展的醫(yī)療建筑設(shè)計策略和實踐探索

多年來，醫(yī)療建筑設(shè)計師一直在探索各種能夠積極應(yīng)對醫(yī)療建筑發(fā)展變化的設(shè)計策略。這樣的探索主要圍繞著醫(yī)療建筑的彈性設(shè)計和可持續(xù)發(fā)展這兩個方面，強調(diào)醫(yī)療建筑的動態(tài)適應(yīng)能力以滿足未來的發(fā)展變化需求，建立一個適宜環(huán)境與需求變化的，可調(diào)節(jié)反饋的體系。

1．設(shè)備間層和伺服系統(tǒng)——加拿大馬克馬斯特健康科學(xué)中心

現(xiàn)代建筑中不可避免地有許許多多設(shè)備、管道、電梯等，而醫(yī)療建筑的管網(wǎng)、設(shè)備則更為復(fù)雜，既要求有一定的空間靈活性，又有很多固定的設(shè)施，這就構(gòu)成了較為尖銳的矛盾，采用主輔空間的組合方式，就是解決這一矛盾的一個途徑。蔡德勒·格林內(nèi)爾建筑師事務(wù)所設(shè)計的馬克馬斯特健康科學(xué)中心的建成，標志著一個重大的突破。在該項目中首次運用設(shè)備間層和設(shè)備伺服系統(tǒng)，使得在未來的大規(guī)模改造時，第一次投資的65%可以繼續(xù)使用，而且改建過程中，醫(yī)院整體的正常使用不受影響。在水平方向、每層之間的設(shè)備間層是利用椼架的結(jié)構(gòu)空間，使設(shè)備和管道可以自由布置和靈活改變，適應(yīng)使用層的任何空間組合，豎向的伺服空間系統(tǒng)將設(shè)備的豎向管道和交通與結(jié)構(gòu)結(jié)合，與使用面積分開(見圖 2、3)［2］。

圖2 馬克馬斯特健康科學(xué)中心伺服系統(tǒng)

圖3 馬克馬斯特健康科學(xué)中心剖面

2．動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計方法——比利時安特衛(wèi)普克里拉醫(yī)院

英國醫(yī)療部及地區(qū)委員會曾經(jīng)探索名為Harness的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計方法，他們把15 m的柱距作為基礎(chǔ)模數(shù)，把主水平交通網(wǎng)絡(luò)中的走廊和管道插入其中，因靈活連接易于變化，以此來適應(yīng)醫(yī)療需求和醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，這種方式類似于“通用空間”的設(shè)計方法。在1975年，根據(jù)醫(yī)療建筑可分階段設(shè)計施工的思想，英國醫(yī)療部的主建筑師古德曼與他的工作小組在Harness的設(shè)計基礎(chǔ)上作了進一步的研究，他們提出了Nucleus概念。此設(shè)計方法的一個特點是平面采用“十”形式，每層大約1 000 m2，柱距15 m，單元形式可滿足3個主要部門不同功能的需求，可靈活調(diào)整內(nèi)部空間，且可水平延伸適應(yīng)擴展要求。這種低層“十字單元拼接”體系利用單元之間形成庭院空間，采取自然采光和通風，能耗較低。在此基礎(chǔ)上，比利時魯汶大學(xué)德路教授提出了Meditex動態(tài)系統(tǒng)化設(shè)計方法，它也屬于低層花園式的單元組合系統(tǒng)，通常采用“H”或“T”平面形式，具有Nucleus系統(tǒng)全部優(yōu)點的同時，也克服了Nucleus系統(tǒng)由于采用“十”形而帶來的交叉點處的死角，因此，比Nucleus系統(tǒng)有更好的采光和通風。比利時安特衛(wèi)普克里拉醫(yī)院平面圖是采用“H”形單元拼聯(lián)的范例(見圖 4)［1］。

圖4 安特衛(wèi)普克里拉醫(yī)院平面圖

3．IFD建筑體系——挪威馬迪尼醫(yī)院

IFD(industrial，flexible and demountable)最初在荷蘭住房改革項目中提出，并逐漸廣泛應(yīng)用于歐洲建筑產(chǎn)業(yè)。IFD的理論要點為工業(yè)化建造、彈性設(shè)計和可拆改。工業(yè)化建造的主要目的是提高建造效率，彈性設(shè)計旨在滿足使用者目前和今后一段時間的使用需求，而可拆改的目的是減小對環(huán)境的壓力。IFD建筑理論則是基于傳統(tǒng)工業(yè)化建造的理念，從建筑全壽命周期的角度，更為全面地闡釋了工業(yè)化建造對于建筑的可持續(xù)更新和節(jié)約資源、保護環(huán)境等方面的重大意義和技術(shù)解決方案。

2007年竣工的挪威馬迪尼醫(yī)院擴建是基于IFD理論基礎(chǔ)之上的成功案例。馬迪尼醫(yī)院在原有建筑的基礎(chǔ)上擴建了60 000 m2的醫(yī)療綜合樓，采用預(yù)制裝配式的設(shè)計和施工。新建部分采用雙鏈狀平面造型，以增加各部門之間的聯(lián)系，連接處為樓電梯、衛(wèi)生間等附屬設(shè)施。在基地分析的基礎(chǔ)上，雙鏈狀平面造型不僅考慮了與既有建筑的關(guān)系，還考慮今后40年的該醫(yī)院發(fā)展可能性(見圖 5)［3］。

圖5 馬迪尼醫(yī)院擴建鳥瞰

在馬迪尼醫(yī)院新建綜合樓中，建筑主體結(jié)構(gòu)和維護結(jié)構(gòu)完全是預(yù)制裝配式的。除某些醫(yī)技部門，如X光室和外科手術(shù)室外，門診部的各房間都有統(tǒng)一的標準尺寸，以適應(yīng)各專業(yè)科室的需求，管道系統(tǒng)也是標準化的設(shè)計。馬迪尼醫(yī)院新建綜合樓的設(shè)計在各個方面都充分體現(xiàn)了彈性設(shè)計的原則，例如，在建筑的外立面上可以以懸挑的方式加建2．4 m×7．2 m的“抽屜”空間(見圖6)，使建筑增加10%的使用面積，以滿足建筑對于未來空間擴大的使用需求。同時建筑的尺寸設(shè)計也考慮到在20年后可能被改建為非醫(yī)療功能的使用，如辦公、住宅等。在馬迪尼醫(yī)院新建綜合樓中，任何一個護理單元可以快速地改為一個門診部或辦公空間。輕質(zhì)隔墻、樓板、以及設(shè)備都是靈活可變的，以適應(yīng)使用功能的變化(見圖 7)［3］。

圖6 馬迪尼醫(yī)院可靈活擴展的“抽屜”空間

圖7 馬迪尼醫(yī)院可拆卸的墻體和設(shè)備

六、結(jié) 語

醫(yī)療建筑的發(fā)展是一種動態(tài)更新的過程，醫(yī)療設(shè)施的整體建筑形態(tài)往往不可避免地表現(xiàn)為新舊建筑的長期共存、相互交融、有機協(xié)調(diào)。從發(fā)展的角度看，醫(yī)療建筑的改造和擴建都是適應(yīng)醫(yī)療設(shè)施有機體生長發(fā)展的一種外在表現(xiàn)，那么如何使建筑的發(fā)展更新更好地與醫(yī)療活動的內(nèi)在規(guī)律性相適應(yīng)，就需要對醫(yī)療設(shè)施的運轉(zhuǎn)規(guī)律及其復(fù)雜的醫(yī)療功能活動有著全面的了解和認識。醫(yī)療建筑的設(shè)計應(yīng)提供靈活、適應(yīng)性強的建筑形式和空間結(jié)構(gòu)，提高醫(yī)療建筑自身的可利用程度和可調(diào)適能力，以減少由建筑因素的限制而產(chǎn)生的資源浪費。

［1］黃 瓊．醫(yī)療建筑改擴建策劃研究［J］．城市建筑，2010(7):22-24．

［2］ 羅運湖．現(xiàn)代醫(yī)院建筑設(shè)計［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002．

［3］約根·亨澤，張神樹．從蔡德勒·格林內(nèi)爾建筑師事務(wù)所(ZGPA)的作品看醫(yī)療建筑設(shè)計在過去50年的發(fā)展［J］．世界建筑，2002(4):33-34．

［4］ 吳冬梅，程宏志．現(xiàn)代化醫(yī)院的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計模式［J］．哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報，1999(2):78-82．

［5］Communications Bureau，Martini Teaching Hospital．Industrial，F(xiàn)lexible and Demountable［EB/OL］．http://www．martiniziekenhuis．nl/upload//ACF6AD4．pdf．2005-04-04．

Flexibility and Sustainability of Medical Architecture

HUANG Qiong1，WANG Zhi2
(1．School of Architecture，Tianjin University，Tianjin 300072，China;2．Tianjin Real Estate Development Group，Ltd．，Tianjin 300650，China)

Influenced by the development of human society，science and technology，medical architecture is usually in a state of dynamic renewal．This paper analyzes the theory of renewal modes，presents the development principles of medical architecture through the theory of evolution，and puts forward that medical architecture should be more flexible and adaptable in architectural form and structure to improve the future possibilities，avoiding unnecessary resources waste．

medical architecture;renewal modes;evolution theory;flexibility;sustainability

TU246．1

A

1008-4339(2011)04-0339-05

2009-11-13．

天津大學(xué)青年教師科研基金資助項目(TJU-YFF-08B41)．

黃 瓊(1977— )，女，博士，講師．

王 峙，hq5257@hotmail．com．