重大疫情下應急裝配式模塊化醫院的設計與思考★

劉書伶，黃春華，王奕文，楊穎琳

(南華大學,湖南 衡陽 421000)

1 概述

2020年初，在湖北武漢爆發新型冠狀病毒疫情，面對感染人數的增長，解決醫療資源不足、醫院床位短缺的問題刻不容緩。為了更加及時的醫治患者，防止輕微病例和疑似病例隔離不到位造成的大規模感染，武漢市政府采取了措施，加快對應急醫院的建設[1]。武漢防疫指揮部集合設計、工程和施工的全面力量，分別建設了火神山、雷神山兩座應急醫院，共計床位2 300張，為重癥和危重癥患者提供治療。

兩所定點醫院的建造都借鑒了北京小湯山醫院的施工模式，采用了裝配式模塊化的施工方案，由一個個集裝箱在工廠生產加工后拖到現場迅速拼裝，這樣可以節約建造時間、為患者提供及時高效的救治支援。

2 裝配式模塊化的基本概念和特征

裝配式建筑是指建筑的主要構件在工廠生產加工、到施工工地裝配而成的新型建筑形式。在我國，裝配式建筑主要分為三類：裝配式預制混凝土結構、裝配式鋼結構和裝配式木結構，其中前兩類比較常見，可以工業化生產。建筑工業化是建立在標準化之上的，需要對建筑單元進行模數化設計，這樣有利于裝配式預制構件的拆分、構件尺寸的選取和節點的設計。裝配式建筑和傳統的現澆混凝土式建筑相比具有幾項明顯優勢：

1)縮短建筑工期，提高生產效率，易于質量管理和項目進度的控制。

2)減少污染和噪聲，減少建筑垃圾，施工現場整潔，減少對技能型勞動的需求。

3)對場地的要求相對簡單，只要清理出足夠大的平坦場地就可以進行現場組裝。

4)造價相對較低，并且由于建筑工期短，綜合性價比較高。

在以前的緊急醫療臨建中大多使用的是帳篷。但帳篷的安全系數較低，環境開敞，人員流線比較混亂，且只能在平面鋪設，不能有效利用縱向空間。相比之下板房式結構更便于嚴格的空間劃分，而且可以疊加建造二至三層，對空間的利用率更高，建筑的舒適性和安全性也更勝一籌。我國裝配式建筑在不斷發展，且是鋼鐵和集裝箱產量的大國，具有大規模建造集裝箱式板房的優勢，因此集裝箱式箱體活動板房這種臨建的新型產品——裝配式打包箱房開始應用于北京新機場工地等的臨建中。

3 應急傳染病醫院的設計要點

作為應對公共衛生突發事件的前沿陣地，應急傳染病醫院肩負著救治患者的使命，它的設計布局是否科學合理事關重大。在應急醫院的設計上既要考慮對周邊環境的影響，又要滿足醫院使用的基本功能需求，還要特別注意醫護人員和病人活動空間、交通路線的分區分流,“按照診斷流程進行醫院布置，減少交叉，最大限度地降低感染風險”。

3.1 醫院選址及布局

從病毒的傳染途徑上看，醫院的選址非常重要。為了避免病毒的擴散傳播，在醫院的選址上除了滿足普通傳染病醫院注意事項的基礎上，還應當注意以下幾點：

1)考慮交通方便、盡量靠近主醫院，并且遠離污染源和水源地、遠離居住區及人員密集場所。

2)保證醫院各區域和建筑間距，限制區與隔離區間距應在30 m以上，隔離區內各排病房間距應在20 m以上。

3)在場地的出入口設置救護車沖洗消毒的場地，并對醫院的廢棄用水進行統一的集中處理。

4)對傳染病醫院的用地進行風向分析，尤其對于烈性呼吸道診療區和污染區需布置在常年主導風向的下風向區域，并設置獨立的出入口，避免病毒在空氣中傳播。

5)污水處理站、焚燒爐等污染性建筑物也設置在基地的下風向處，盡可能的減少對病區以及周邊的影響。

3.2 醫院功能分區

在緊急傳染病醫院的設計中最基本的要求就是滿足安全，避免發生交叉感染，從而控制住疫情的發展。因此清晰的潔污功能分區、明確的人員分流是最為核心的設計原則。功能的布置要滿足醫-患、潔-污、人-物、隔離-觀察的明確分區。

醫護和工作人員在污染區和潔凈區之間流動時，要采取嚴格的消毒措施，一般藥物及三餐的配送均可通過傳遞窗完成。若需要醫護人員進入病房對患者進行治療，醫護人員需要經由緩沖間進入。兩種措施均為保證在物品傳遞或者人員進出時病房與醫護走廊之間不直接連通，避免發生氣流交換。例如為保證醫護人員的安全，小湯山醫院就實施嚴格分區，病房為污染區、醫護工作區為半污染區、醫護辦公區為半清潔區，醫護人員值班休息區域為清潔區，醫護工作實行單向通過式流程。醫護人員進出污染區需經過兩次衛生通過，即消毒兩次。并且醫護人員通道和患者通道分開布置，避免流線交叉。這樣的功能模式非常有效地將危險感染源控制在最小范圍。

4 應急醫院的建設經驗

4.1 埃博拉診療中心設計

2014年4月，為支援西非爆發的埃博拉病毒疫情，中國人民解放軍援利醫療隊在利比亞建立了一百張床位的埃博拉診療中心(Ebola Treatment Unit，ETU)。ETU是我國在境外建立的第一所傳染病醫院，在學習了SARS時期小湯山醫院建設的基礎上通過研究和摸索，并且根據埃博拉病毒的傳染特點和生物學特征，合理科學地布置了ETU的整個流程，實現了醫院零感染的偉大目標，取得了中國在境外建立烈性傳染病醫院的成功實踐[2]。

不同于埃博拉絕大多數帳篷結構的ETU，中國的ETU借鑒了中國小湯山醫院的施工和設計，采用了輕質、隔熱的板房，采用“三區兩帶兩線”的布局，在清潔區和污染區之間設置緩沖區，提高防控能力，降低感染風險[3]。埃博拉病毒和SARS病毒的傳染方式不同，目前認為主要是接觸性傳播。因此STU在對醫務人員的安全防護設計上也根據病毒的傳播途徑予以完善和調整。醫護人員進入病房內走廊，從第一間病房依次看病人。保證床間距2 m以上，使病人之間有充足的安全距離，并且將確診病例和疑似病例分開安置。醫護人員在病房內只能單向行走，不能退回，避免人員流線的交叉。

4.2 武漢火神山、雷神山醫院

在SARS之后，新冠疫情當前，建筑師應當更深入了解傳染病醫院設計的核心和要點，從醫學管理等各個方面不斷改進應急醫院的設計。目前火神山應急醫院設計圖紙公布，由中信建筑設計研究總院完成緊急設計任務。設計團隊在接到任務5 h內完成場地平整設計，24 h完成方案設計圖，于1月26日凌晨交付全部施工圖[4]。

小湯山醫院與火神山、雷神山醫院的對比見表1。

武漢的兩座醫院的建造與小湯山非典醫院一樣都使用了共同的建造方式：裝配式建造，只不過當年采用了混凝土和鋼結構裝配式的混搭，而此次建設的工業化程度和裝配化程度更高[5]。單元模塊設計采取了3 000 mm×6 000 mm的矩形模塊，這樣落地時就可以用3 000 mm×6 000 mm的標準集裝箱式板房裝配。火神山還運用了另一種施工方法：半裝配式建造方法。將兩種施工方法混用。因為疫情爆發突然，工廠無法提供足量已加工好的“集裝箱”模塊，則醫院的施工選擇了半裝配式的板房建造方式；搭建板房的同時，工廠加工集裝箱，完成的集裝箱被陸續運到現場，再由吊車搬運至正確位置安裝。如此半裝配式+裝配式的混合作業方式也是保證工程進度的關鍵點。

武漢的兩所應急醫院采用小湯山的設計思路——中軸對稱的魚骨狀布局，標準化、模塊化，根據需要可以不斷延伸是這種布局的主要特點。根據選址地形和現場已有設施，模塊排列數量和每個護理單元的長度都可以進行調整[6-7]。并且每個護理單元都是獨立的標準模塊，有利于同時施工，各單位可以獨立建好自己的模塊后集中拼接，盡量減少交叉作業，也可以在疫情惡化等緊急情況時，將該單元徹底封閉，保全醫院其他單元(如圖1，圖2所示)[8]。

5 對突發疫情下醫院建設的建議

回顧這次抗疫歷程，我們從建筑師的角度對此次新冠病毒疫情做出經驗總結。我國在突發公共事件的應急醫院設計上已經積累了很多的經驗，應急醫院的快速設計與施工過程也體現了我國建造技術的里程碑式進步，標志著我國在應急醫院建設方面有了突破性的進展。但這些醫院都是在災害爆發后進行的快速建造，我國應急醫療體系仍然存在著不系統、不全面的局限性，未考慮區域地理條件的特殊性。

5.1 “平戰轉換”實施的困難

從爆發非典疫情后，“平戰結合”的醫院管理模式一直是我們所提倡的。這種模式在平時不影響醫院的正常運作，當疫情突發時又可以快速地轉化醫院管理模式，提升醫院的承載力。然而這種模式多數情況僅僅處于理論階段，由于傳染病醫院對于病房的要求非常高，需要負壓裝置防止空氣交叉形成感染等特殊的設施及設計要求，很多醫院由于其不同的實際情況并沒有做好平戰轉換的準備[9]。這些情況需要我們采取更高適宜性的方式對醫院進行規劃和改造。

5.2 應急醫院建材的使用年限和回收

抗擊SARS的北京的小湯山醫院作為應急的傳染病醫院，在7 d之內不計成本的快速建成并投入使用，使用時間為50 d，如今建造的火神山和雷神山醫院，使用期限也僅是幾個月的時間，疫情結束后很可能被拆除。這種快速基建的方式確是最為高效合理的，但大規模的推廣使用明顯存在弊端，疫情之后對于緊急醫院廢棄建材和場地的處理方式也還需要改進。在建設資源節約型社會的今天，我們可以探尋一種新的危機處理模式，在為突發疫情做好準備的同時，避免資源浪費的情況出現。

5.3 應急醫療救援需要系統化建設

雷神山和火神山這種緊急醫院模式雖然能起到短期救治疫情爆發人群的作用，但并不能作為模板大規模的應用。因為這次新冠疫情的重點防疫區在湖北武漢，我國可以發揮制度的優越性集中力量辦大事，但如果疫情在多個點爆發時，我們依然缺乏有效的方式進行救援。因此我們還應探求一種長效的運營管理機制。

在今后我國可以成立防疫建設小組，分城市等級、分地域性的探求適用于當地緊急傳染病醫院建設的設計施工方案，計算好最為經濟適用的施工模數、最快的施工速度、最易獲取的施工材料，預算好一旦疫情爆發城市醫院的承載能力，并且根據城市的發展不斷進行數據調整，做到心中有數、防患于未然。這樣在疫情爆發時國家可有條不紊的對各大醫院進行防疫部署，再根據實際情況微調即可，可大大提高城市抵御疫情的能力[10-11]。

6 結語

居安思危,思則有備,有備無患。——《左傳·襄公十一年》。

我國的突發災害頻發，即使在科技發達的今天，很多自然災害及突發公共衛生事件的發生依然無法預見、不可避免。因此在面臨未來的突發災害時，公共衛生的管理體系、城市規劃的宏觀把控以及建筑設計的前瞻預設應當如何汲取經驗教訓來建設好我國的災害防控體系，是減輕災情危害、守護廣大人民群眾生命健康安全的重要保障，對我國社會穩健進步、人民生命財產安全、醫療體系構建都有著重大意義。

這次應急醫院的快速設計與施工過程體現了裝配式建造在臨時救災建筑和可模塊化建筑的巨大潛力，標志著我國在裝配式建設方面有了突破性的進展。裝配式模塊化的施工在緊急施工中體現出的中國速度和新型建筑工業化的“中國制造、中國創造、中國建造”，是裝配式建筑發展的里程碑。雖然災禍是不可避免的，但我們在經歷每一次災難之后會及時地總結經驗，不斷完善城市的功能、增強城市韌性，建設具有更強抵御災害的能力的城市。