医疗建筑的弹性设计和可持续更新

黄 琼，王 峙

(1．天津大学建筑学院，天津 300072;2．天津市房地产发展集团股份有限公司，天津 300650)

医疗建筑的弹性设计和可持续更新

黄 琼1，王 峙2

(1．天津大学建筑学院，天津 300072;2．天津市房地产发展集团股份有限公司，天津 300650)

受人类社会发展和科学技术进步的影响，医疗建筑常常处于一种动态更新的过程中。在分析医疗建筑更新理论的基础上，以进化论的观点客观地阐述医疗建筑的发展更新规律，提出医疗建筑设计应提供灵活、适应性强的建筑形式和空间结构，提高医疗建筑自身的可利用程度和可调适能力，减少由建筑因素的限制而产生的资源浪费。

医疗建筑;更新模式;进化理论;弹性设计;可持续更新

时间总是以各种不同的方式对建筑产生影响，特别是对医疗建筑这样不断生长和变化的建筑。任何一个医疗建筑都不可能避免人类社会发展和科学技术进步与原有医疗建筑不相适应的矛盾，相对于日新月异的医疗需求和科学发展而言，医疗建筑的滞后是无法避免的，没有人可以确切地预测到将来的科学技术，应变力成为现代化医疗建筑设计的关键。

一、医疗建筑发展更新的需求

医疗建筑的新建和改扩建设计都应该反映出医疗设施在未来发展的考虑，在设计前期阶段，需要预测医疗设施的发展趋势和可能出现的特殊变异，以便为将来的新设施建造和拓展变化留出足够的空间，尽可能避免在未来的发展中因现有医疗设施难以满足新的需求而不得不增加昂贵的改造费用。医疗建筑的发展更新主要受下列因素的影响。

(1)医疗需求及医疗模式的变化。随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，医疗需求不断发生变化，医疗模式也相应地由原来单一的医疗型向“医疗、预防、保健、康复”复合型转化，由单纯地提供医疗服务向提高医疗服务水平，改善整体医疗服务环境转化。

(2)医疗技术的发展。随着医学科学的发展，先进医疗设备的引进、原有医疗仪器设备的小型化、数字化以及系统的网络化，使整个医疗功能布局发生了根本性的变化。这要求医疗建筑能够适应医疗技术发展的需求，在建筑面积和空间分配上适当地留有发展余地，增强建筑弹性应变的能力。

(3)医疗体制的变革。随着我国市场经济体制的不断发展，医疗体制改革的实施也不断深化。在过去十几年中，我国城市大中型医疗设施的建设进入了高峰期。很多医院通过新建或改扩建扩大规模、提高标准，而很多社区医院、乡镇医院等基础医疗设施的建设则无法满足医疗需求。我国自2005年开始了对医疗体制改革的新一轮调整，提出了我国医疗卫生资源配置不合理和公立医疗机构市场化倾向严重等问题，国家和地方政府开始加大投入进行基础医疗设施的建设和改造。基础医疗设施条件的提高，将会逐渐分流城市大中型医院的就医压力，同时还有可能产生城市大中型综合医院资源过甚的趋势。由此可见，医疗建筑不仅需要适应规模扩大、使用功能改变，还需应对就诊容量过甚所带来的资源浪费和建筑空置问题。

(4)突发性疾病或灾害等不可预见因素。非典、甲型H1N1流感等突发性疾病的爆发、蔓延和地震等自然灾害及次生灾害的发生，对医疗设施的接诊容量和效率、技术诊断措施以及预防交叉感染等方面有一个全面的应变需求。医疗建筑如何快速高效地应对各种突发性疾病或灾后急救工作，提高建筑自身的快速应变能力，是医疗建筑设计质量评判标准的重要因素之一。

二、医疗建筑发展更新模式和有机更新理论

医疗建筑的发展更新模式主要有新建、扩建和改建，或者这几种方式的组合。医疗建筑不同的规划布局形式必然导致其整体发展更新模式有所不同。分散式布局的医疗建筑在发展过程中，可以相对灵活地通过改扩建的方式对整体医疗设施进行功能布局上的调整;而对于位于城市中心，采用集中布局的医疗建筑，改扩建的可能性就相对较小。但是，对于集中式和混合式的布局方式，只要在规划设计之初能充分考虑到发展需求，在用地规划上预留一定的扩展空间，也能获得进一步改扩建的可能。

有机更新模式是医疗建筑更新发展的一种较为理想的模式，它通过在医疗机构原有基地上利用空地及预留用地，或者拆除部分次要建筑和老旧建筑，建造新建筑，将一部分建筑功能转入新建建筑，然后拆除另外一部分老旧建筑作为扩建建设用地，通过不断地循环上述环节，达到医疗设施整体全面的更新发展(见图 1)［1］。

图1 日本富山县立中央医院有机更新示意

这一有机更新理论在罗运湖著的《现代医院建筑设计》一书中表述为“新陈代谢的渐次更新模式”，是指通过不断地拆旧建新而达到全面更新的目的。同时还提到了随机应变的机变模式、以不变应万变的“通用空间模式”等发展模式。通过对于这些更新模式的分析不难看出，其中任何一种模式都有一定的局限性，也很难说哪种模式更为先进。因为每一个医疗设施都有着自身不同的建设和发展背景，很难单纯地用一种机械的理论模式去套用医疗建筑变幻莫测的发展和更新，或者通过这些理论的研究来得出理想化的发展规律和设计方法。

一栋单体医疗建筑的整体寿命一般为50～60年，而一个医疗设施存在的时间可能会有上百年甚至几百年，从医疗设施整体的生命周期来看，任何一个建筑部分都会有改造、扩建、拆除重建的可能，这种更新变化有时是可以预测的，有时却是突如其来，难以预测的。

三、医疗建筑进化论

进化论是生物学的基础理论，但是人们将这一理论延伸到其它学科领域，甚至已经成为一种哲学而非单纯生物学科。把进化论的观点引入到医疗设施的发展研究，可以从一个有机生命体的角度来研究医疗设施的新陈代谢。医疗设施的发展变化过程，具有一定的生物学特征，表现在医疗设施各组成部分的有机生长、医疗建筑装备的新陈代谢以及某些医疗功能逐渐老化的生命过程。用进化论的观点来研究医疗建筑的更新，其主要的发展更新规律包括以下内容。

(1)自然进化与突变论。医疗建筑的发展，是伴随着人类疾病谱的变化、医疗技术的发展、医疗模式的变更和建造技术的进步自然进化而形成的。在不同历史阶段和社会时期，医疗建筑的形式和更新模式也会有所不同。而对于某一个医疗设施来说，其生命周期中同样存在着进化的过程，这种进化也体现出渐进的过程，生命机体功能不断完善，或者随着需求的变化而变化;也会出现突变的可能，但是这种变化的发生都是对外部环境因素的一种反映。这种变化体现在建筑上就是不同程度的新建和改扩建，医疗建筑各部门的面积和比例会由于种种原因发生变化。

(2)个体进化差异性。前文所述的发展趋势体现的是一种医疗行业内的总体发展趋势，由于医疗设施的个体之间有着很大的差异，特别是发达国家和发展中国家相比较，或者城市新型医疗设施和乡镇医疗设施相比较，医疗体系发展各自所处的阶段和水平是完全不同的，当发展中国家的医疗设施的床位数和住院部还在不断扩张的同时，一些发达国家的医疗设施的床位数和住院部由于门诊手术的增加和非手术治疗技术的发展，已经开始缩小规模;当一部分医疗设施在扩大规模的同时进一步扩大后勤供给部门的时候，有些医疗设施已经走上后勤供给专业化和联合运营的道路，使后勤供给部门的面积因对外委托和联合营运而逐渐减少。由此可以看出，由于总体医疗发展水平和医疗卫生资源配置的不均衡性，任何医疗设施个体都有着自身的进化过程，在医疗建筑更新的研究中，不可忽视这种医疗设施之间存在的个体差异。

(3)适者生存理论。医疗建筑的发展更新体现的是对于医疗需求、医疗技术和其它环境因素的逐渐适应和协调的一种表现。同时，医疗建筑的发展和更新犹如生命体，会逐步向着更加适应自然环境和社会环境的方向发展;医疗建筑的规划设计会日益接近使用者的需求，符合社会医疗资源整体配置的平衡发展;能源消耗大、对环境影响严重的医疗建筑必然会被淘汰，生态节能的医疗建筑会日益占据主流地位。而对于个体医疗建筑来说也是如此，医疗建筑的总体规划和单体设计会向着更利于自身发展和社会总体医疗系统进步的方向逐渐地更新发展，这种趋向性是客观存在的规律，不会因为地区和发展水平的差异而有所不同。

了解医疗建筑发展更新的规律，可以帮助我们客观地、具有针对性地对医疗建筑的总体建设及其发展作出分析，避免随意借鉴“先进发展模式”的“拿来主义”，也对所谓“一步到位”不考虑发展的高度现代化建设模式有一个清醒的认识。

四、弹性、可持续发展的医疗建筑设计策略和实践探索

多年来，医疗建筑设计师一直在探索各种能够积极应对医疗建筑发展变化的设计策略。这样的探索主要围绕着医疗建筑的弹性设计和可持续发展这两个方面，强调医疗建筑的动态适应能力以满足未来的发展变化需求，建立一个适宜环境与需求变化的，可调节反馈的体系。

1．设备间层和伺服系统——加拿大马克马斯特健康科学中心

现代建筑中不可避免地有许许多多设备、管道、电梯等，而医疗建筑的管网、设备则更为复杂，既要求有一定的空间灵活性，又有很多固定的设施，这就构成了较为尖锐的矛盾，采用主辅空间的组合方式，就是解决这一矛盾的一个途径。蔡德勒·格林内尔建筑师事务所设计的马克马斯特健康科学中心的建成，标志着一个重大的突破。在该项目中首次运用设备间层和设备伺服系统，使得在未来的大规模改造时，第一次投资的65%可以继续使用，而且改建过程中，医院整体的正常使用不受影响。在水平方向、每层之间的设备间层是利用椼架的结构空间，使设备和管道可以自由布置和灵活改变，适应使用层的任何空间组合，竖向的伺服空间系统将设备的竖向管道和交通与结构结合，与使用面积分开(见图 2、3)［2］。

图2 马克马斯特健康科学中心伺服系统

图3 马克马斯特健康科学中心剖面

2．动态系统设计方法——比利时安特卫普克里拉医院

英国医疗部及地区委员会曾经探索名为Harness的动态系统设计方法，他们把15 m的柱距作为基础模数，把主水平交通网络中的走廊和管道插入其中，因灵活连接易于变化，以此来适应医疗需求和医疗技术的发展，这种方式类似于“通用空间”的设计方法。在1975年，根据医疗建筑可分阶段设计施工的思想，英国医疗部的主建筑师古德曼与他的工作小组在Harness的设计基础上作了进一步的研究，他们提出了Nucleus概念。此设计方法的一个特点是平面采用“十”形式，每层大约1 000 m2，柱距15 m，单元形式可满足3个主要部门不同功能的需求，可灵活调整内部空间，且可水平延伸适应扩展要求。这种低层“十字单元拼接”体系利用单元之间形成庭院空间，采取自然采光和通风，能耗较低。在此基础上，比利时鲁汶大学德路教授提出了Meditex动态系统化设计方法，它也属于低层花园式的单元组合系统，通常采用“H”或“T”平面形式，具有Nucleus系统全部优点的同时，也克服了Nucleus系统由于采用“十”形而带来的交叉点处的死角，因此，比Nucleus系统有更好的采光和通风。比利时安特卫普克里拉医院平面图是采用“H”形单元拼联的范例(见图 4)［1］。

图4 安特卫普克里拉医院平面图

3．IFD建筑体系——挪威马迪尼医院

IFD(industrial，flexible and demountable)最初在荷兰住房改革项目中提出，并逐渐广泛应用于欧洲建筑产业。IFD的理论要点为工业化建造、弹性设计和可拆改。工业化建造的主要目的是提高建造效率，弹性设计旨在满足使用者目前和今后一段时间的使用需求，而可拆改的目的是减小对环境的压力。IFD建筑理论则是基于传统工业化建造的理念，从建筑全寿命周期的角度，更为全面地阐释了工业化建造对于建筑的可持续更新和节约资源、保护环境等方面的重大意义和技术解决方案。

2007年竣工的挪威马迪尼医院扩建是基于IFD理论基础之上的成功案例。马迪尼医院在原有建筑的基础上扩建了60 000 m2的医疗综合楼，采用预制装配式的设计和施工。新建部分采用双链状平面造型，以增加各部门之间的联系，连接处为楼电梯、卫生间等附属设施。在基地分析的基础上，双链状平面造型不仅考虑了与既有建筑的关系，还考虑今后40年的该医院发展可能性(见图 5)［3］。

图5 马迪尼医院扩建鸟瞰

在马迪尼医院新建综合楼中，建筑主体结构和维护结构完全是预制装配式的。除某些医技部门，如X光室和外科手术室外，门诊部的各房间都有统一的标准尺寸，以适应各专业科室的需求，管道系统也是标准化的设计。马迪尼医院新建综合楼的设计在各个方面都充分体现了弹性设计的原则，例如，在建筑的外立面上可以以悬挑的方式加建2．4 m×7．2 m的“抽屉”空间(见图6)，使建筑增加10%的使用面积，以满足建筑对于未来空间扩大的使用需求。同时建筑的尺寸设计也考虑到在20年后可能被改建为非医疗功能的使用，如办公、住宅等。在马迪尼医院新建综合楼中，任何一个护理单元可以快速地改为一个门诊部或办公空间。轻质隔墙、楼板、以及设备都是灵活可变的，以适应使用功能的变化(见图 7)［3］。

图6 马迪尼医院可灵活扩展的“抽屉”空间

图7 马迪尼医院可拆卸的墙体和设备

六、结 语

医疗建筑的发展是一种动态更新的过程，医疗设施的整体建筑形态往往不可避免地表现为新旧建筑的长期共存、相互交融、有机协调。从发展的角度看，医疗建筑的改造和扩建都是适应医疗设施有机体生长发展的一种外在表现，那么如何使建筑的发展更新更好地与医疗活动的内在规律性相适应，就需要对医疗设施的运转规律及其复杂的医疗功能活动有着全面的了解和认识。医疗建筑的设计应提供灵活、适应性强的建筑形式和空间结构，提高医疗建筑自身的可利用程度和可调适能力，以减少由建筑因素的限制而产生的资源浪费。

［1］黄 琼．医疗建筑改扩建策划研究［J］．城市建筑，2010(7):22-24．

［2］ 罗运湖．现代医院建筑设计［M］．北京:中国建筑工业出版社，2002．

［3］约根·亨泽，张神树．从蔡德勒·格林内尔建筑师事务所(ZGPA)的作品看医疗建筑设计在过去50年的发展［J］．世界建筑，2002(4):33-34．

［4］ 吴冬梅，程宏志．现代化医院的动态系统设计模式［J］．哈尔滨建筑大学学报，1999(2):78-82．

［5］Communications Bureau，Martini Teaching Hospital．Industrial，Flexible 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．

天津大学青年教师科研基金资助项目(TJU-YFF-08B41)．

黄 琼(1977— )，女，博士，讲师．

王 峙，hq5257@hotmail．com．