重大疫情下应急装配式模块化医院的设计与思考★

刘书伶，黄春华，王奕文，杨颖琳

(南华大学,湖南 衡阳 421000)

1 概述

2020年初，在湖北武汉爆发新型冠状病毒疫情，面对感染人数的增长，解决医疗资源不足、医院床位短缺的问题刻不容缓。为了更加及时的医治患者，防止轻微病例和疑似病例隔离不到位造成的大规模感染，武汉市政府采取了措施，加快对应急医院的建设[1]。武汉防疫指挥部集合设计、工程和施工的全面力量，分别建设了火神山、雷神山两座应急医院，共计床位2 300张，为重症和危重症患者提供治疗。

两所定点医院的建造都借鉴了北京小汤山医院的施工模式，采用了装配式模块化的施工方案，由一个个集装箱在工厂生产加工后拖到现场迅速拼装，这样可以节约建造时间、为患者提供及时高效的救治支援。

2 装配式模块化的基本概念和特征

装配式建筑是指建筑的主要构件在工厂生产加工、到施工工地装配而成的新型建筑形式。在我国，装配式建筑主要分为三类：装配式预制混凝土结构、装配式钢结构和装配式木结构，其中前两类比较常见，可以工业化生产。建筑工业化是建立在标准化之上的，需要对建筑单元进行模数化设计，这样有利于装配式预制构件的拆分、构件尺寸的选取和节点的设计。装配式建筑和传统的现浇混凝土式建筑相比具有几项明显优势：

1)缩短建筑工期，提高生产效率，易于质量管理和项目进度的控制。

2)减少污染和噪声，减少建筑垃圾，施工现场整洁，减少对技能型劳动的需求。

3)对场地的要求相对简单，只要清理出足够大的平坦场地就可以进行现场组装。

4)造价相对较低，并且由于建筑工期短，综合性价比较高。

在以前的紧急医疗临建中大多使用的是帐篷。但帐篷的安全系数较低，环境开敞，人员流线比较混乱，且只能在平面铺设，不能有效利用纵向空间。相比之下板房式结构更便于严格的空间划分，而且可以叠加建造二至三层，对空间的利用率更高，建筑的舒适性和安全性也更胜一筹。我国装配式建筑在不断发展，且是钢铁和集装箱产量的大国，具有大规模建造集装箱式板房的优势，因此集装箱式箱体活动板房这种临建的新型产品——装配式打包箱房开始应用于北京新机场工地等的临建中。

3 应急传染病医院的设计要点

作为应对公共卫生突发事件的前沿阵地，应急传染病医院肩负着救治患者的使命，它的设计布局是否科学合理事关重大。在应急医院的设计上既要考虑对周边环境的影响，又要满足医院使用的基本功能需求，还要特别注意医护人员和病人活动空间、交通路线的分区分流,“按照诊断流程进行医院布置，减少交叉，最大限度地降低感染风险”。

3.1 医院选址及布局

从病毒的传染途径上看，医院的选址非常重要。为了避免病毒的扩散传播，在医院的选址上除了满足普通传染病医院注意事项的基础上，还应当注意以下几点：

1)考虑交通方便、尽量靠近主医院，并且远离污染源和水源地、远离居住区及人员密集场所。

2)保证医院各区域和建筑间距，限制区与隔离区间距应在30 m以上，隔离区内各排病房间距应在20 m以上。

3)在场地的出入口设置救护车冲洗消毒的场地，并对医院的废弃用水进行统一的集中处理。

4)对传染病医院的用地进行风向分析，尤其对于烈性呼吸道诊疗区和污染区需布置在常年主导风向的下风向区域，并设置独立的出入口，避免病毒在空气中传播。

5)污水处理站、焚烧炉等污染性建筑物也设置在基地的下风向处，尽可能的减少对病区以及周边的影响。

3.2 医院功能分区

在紧急传染病医院的设计中最基本的要求就是满足安全，避免发生交叉感染，从而控制住疫情的发展。因此清晰的洁污功能分区、明确的人员分流是最为核心的设计原则。功能的布置要满足医-患、洁-污、人-物、隔离-观察的明确分区。

医护和工作人员在污染区和洁净区之间流动时，要采取严格的消毒措施，一般药物及三餐的配送均可通过传递窗完成。若需要医护人员进入病房对患者进行治疗，医护人员需要经由缓冲间进入。两种措施均为保证在物品传递或者人员进出时病房与医护走廊之间不直接连通，避免发生气流交换。例如为保证医护人员的安全，小汤山医院就实施严格分区，病房为污染区、医护工作区为半污染区、医护办公区为半清洁区，医护人员值班休息区域为清洁区，医护工作实行单向通过式流程。医护人员进出污染区需经过两次卫生通过，即消毒两次。并且医护人员通道和患者通道分开布置，避免流线交叉。这样的功能模式非常有效地将危险感染源控制在最小范围。

4 应急医院的建设经验

4.1 埃博拉诊疗中心设计

2014年4月，为支援西非爆发的埃博拉病毒疫情，中国人民解放军援利医疗队在利比亚建立了一百张床位的埃博拉诊疗中心(Ebola Treatment Unit，ETU)。ETU是我国在境外建立的第一所传染病医院，在学习了SARS时期小汤山医院建设的基础上通过研究和摸索，并且根据埃博拉病毒的传染特点和生物学特征，合理科学地布置了ETU的整个流程，实现了医院零感染的伟大目标，取得了中国在境外建立烈性传染病医院的成功实践[2]。

不同于埃博拉绝大多数帐篷结构的ETU，中国的ETU借鉴了中国小汤山医院的施工和设计，采用了轻质、隔热的板房，采用“三区两带两线”的布局，在清洁区和污染区之间设置缓冲区，提高防控能力，降低感染风险[3]。埃博拉病毒和SARS病毒的传染方式不同，目前认为主要是接触性传播。因此STU在对医务人员的安全防护设计上也根据病毒的传播途径予以完善和调整。医护人员进入病房内走廊，从第一间病房依次看病人。保证床间距2 m以上，使病人之间有充足的安全距离，并且将确诊病例和疑似病例分开安置。医护人员在病房内只能单向行走，不能退回，避免人员流线的交叉。

4.2 武汉火神山、雷神山医院

在SARS之后，新冠疫情当前，建筑师应当更深入了解传染病医院设计的核心和要点，从医学管理等各个方面不断改进应急医院的设计。目前火神山应急医院设计图纸公布，由中信建筑设计研究总院完成紧急设计任务。设计团队在接到任务5 h内完成场地平整设计，24 h完成方案设计图，于1月26日凌晨交付全部施工图[4]。

小汤山医院与火神山、雷神山医院的对比见表1。

武汉的两座医院的建造与小汤山非典医院一样都使用了共同的建造方式：装配式建造，只不过当年采用了混凝土和钢结构装配式的混搭，而此次建设的工业化程度和装配化程度更高[5]。单元模块设计采取了3 000 mm×6 000 mm的矩形模块，这样落地时就可以用3 000 mm×6 000 mm的标准集装箱式板房装配。火神山还运用了另一种施工方法：半装配式建造方法。将两种施工方法混用。因为疫情爆发突然，工厂无法提供足量已加工好的“集装箱”模块，则医院的施工选择了半装配式的板房建造方式；搭建板房的同时，工厂加工集装箱，完成的集装箱被陆续运到现场，再由吊车搬运至正确位置安装。如此半装配式+装配式的混合作业方式也是保证工程进度的关键点。

武汉的两所应急医院采用小汤山的设计思路——中轴对称的鱼骨状布局，标准化、模块化，根据需要可以不断延伸是这种布局的主要特点。根据选址地形和现场已有设施，模块排列数量和每个护理单元的长度都可以进行调整[6-7]。并且每个护理单元都是独立的标准模块，有利于同时施工，各单位可以独立建好自己的模块后集中拼接，尽量减少交叉作业，也可以在疫情恶化等紧急情况时，将该单元彻底封闭，保全医院其他单元(如图1，图2所示)[8]。

5 对突发疫情下医院建设的建议

回顾这次抗疫历程，我们从建筑师的角度对此次新冠病毒疫情做出经验总结。我国在突发公共事件的应急医院设计上已经积累了很多的经验，应急医院的快速设计与施工过程也体现了我国建造技术的里程碑式进步，标志着我国在应急医院建设方面有了突破性的进展。但这些医院都是在灾害爆发后进行的快速建造，我国应急医疗体系仍然存在着不系统、不全面的局限性，未考虑区域地理条件的特殊性。

5.1 “平战转换”实施的困难

从爆发非典疫情后，“平战结合”的医院管理模式一直是我们所提倡的。这种模式在平时不影响医院的正常运作，当疫情突发时又可以快速地转化医院管理模式，提升医院的承载力。然而这种模式多数情况仅仅处于理论阶段，由于传染病医院对于病房的要求非常高，需要负压装置防止空气交叉形成感染等特殊的设施及设计要求，很多医院由于其不同的实际情况并没有做好平战转换的准备[9]。这些情况需要我们采取更高适宜性的方式对医院进行规划和改造。

5.2 应急医院建材的使用年限和回收

抗击SARS的北京的小汤山医院作为应急的传染病医院，在7 d之内不计成本的快速建成并投入使用，使用时间为50 d，如今建造的火神山和雷神山医院，使用期限也仅是几个月的时间，疫情结束后很可能被拆除。这种快速基建的方式确是最为高效合理的，但大规模的推广使用明显存在弊端，疫情之后对于紧急医院废弃建材和场地的处理方式也还需要改进。在建设资源节约型社会的今天，我们可以探寻一种新的危机处理模式，在为突发疫情做好准备的同时，避免资源浪费的情况出现。

5.3 应急医疗救援需要系统化建设

雷神山和火神山这种紧急医院模式虽然能起到短期救治疫情爆发人群的作用，但并不能作为模板大规模的应用。因为这次新冠疫情的重点防疫区在湖北武汉，我国可以发挥制度的优越性集中力量办大事，但如果疫情在多个点爆发时，我们依然缺乏有效的方式进行救援。因此我们还应探求一种长效的运营管理机制。

在今后我国可以成立防疫建设小组，分城市等级、分地域性的探求适用于当地紧急传染病医院建设的设计施工方案，计算好最为经济适用的施工模数、最快的施工速度、最易获取的施工材料，预算好一旦疫情爆发城市医院的承载能力，并且根据城市的发展不断进行数据调整，做到心中有数、防患于未然。这样在疫情爆发时国家可有条不紊的对各大医院进行防疫部署，再根据实际情况微调即可，可大大提高城市抵御疫情的能力[10-11]。

6 结语

居安思危,思则有备,有备无患。——《左传·襄公十一年》。

我国的突发灾害频发，即使在科技发达的今天，很多自然灾害及突发公共卫生事件的发生依然无法预见、不可避免。因此在面临未来的突发灾害时，公共卫生的管理体系、城市规划的宏观把控以及建筑设计的前瞻预设应当如何汲取经验教训来建设好我国的灾害防控体系，是减轻灾情危害、守护广大人民群众生命健康安全的重要保障，对我国社会稳健进步、人民生命财产安全、医疗体系构建都有着重大意义。

这次应急医院的快速设计与施工过程体现了装配式建造在临时救灾建筑和可模块化建筑的巨大潜力，标志着我国在装配式建设方面有了突破性的进展。装配式模块化的施工在紧急施工中体现出的中国速度和新型建筑工业化的“中国制造、中国创造、中国建造”，是装配式建筑发展的里程碑。虽然灾祸是不可避免的，但我们在经历每一次灾难之后会及时地总结经验，不断完善城市的功能、增强城市韧性，建设具有更强抵御灾害的能力的城市。