新冠肺炎疫情给人民生活和社会经济带来了较大的影响。医院,集中收治新冠肺炎患者,可有效缓解医疗资源不足、阻止疫情蔓延。在抗击疫情的关键时刻,医院的建设为我国多次成功控制新冠肺炎疫情发挥了不可替代的作用。

一、医院的起源及功能

“方舱”一词寓意诺亚方舟,而医院则起源于20世纪60年代美国军用移动医疗平台。我国从20世纪90年代开始研制第一代医院,至今已发展到第三代。最新一代医院在年被提出并实施,已发展成为具有中国特色的新型公共卫医院,具备集中隔离、患者分诊、提供基本医疗、密切监测及快速转诊、保证必要生活和社会活动五大主要功能,不仅在抗击新冠肺炎疫情中发挥了极其重要的作用,而且可被用于应对其他突发的公共卫生事件。

二、医院建设的难点

医院往往是在疫情不断出现、确诊患者数量急剧增加、医疗资源严重不足、城市处于封控或静止状态时开始建设的,并要求以尽可能短的时间、最低的成本完成大量、大规模医院的建造,为控制疫情争取更多的时间。这使医院建设面临巨大的挑战,例如：用于设计、采购和施工的时间极短,材料用量大、设备需求多,封控状态下的人力、材料和设备紧缺,传统的设计和施工方法已不能满足大规模、快速建造的需求；同时,医院相比,医院在感染控制及环保方面的要求更高,这对设计、施工和运维提出了更高的要求。

三、医院的建设模式

医院的建设模式有两种：第一种是新建模式,即新建一种符合呼吸道传染病患医院；第二种是改造模式,即将会展中心、体育场馆和商业综合体等大型公共场医院。在医院的建设中,采用改造模式的比例较高。

两种建设模式具有各自的优缺点：在适用范围方面,新建的医院适用于集中收治轻型、普通型、重型及危重型患者,改造而成的医院适用于集中收治轻型、普通型、无症状患者；在建造时机方面,新建的医院适用于患者数量接近或可能超过当地医疗系统救治能力的情况,改造的医院适用于疫情日益肆虐、患者数量超过当地医疗系统救治能力的情况；在建设时间方面,相同条件下,改造项目所需的时间比新建项目短；在感染控制方面,新建医院的感染控制标准比改造而成的医院高,其防感染、防污染、防扩散能力更强；在建设成本方面,新建医院的单位面积成本比改造而成的医院高；在床位数量方面,改造项目的总床位数通常比新建的医院多；在可持续性方面,疫情结束后,改建而成的医院可快速恢复原状并继续利用,新建的医院若继续运营,费用较高,若拆除则浪费更多资源。

四、模块化设计

01、设计宗旨及防疫设计

在设计宗旨方面,医院医院建筑设计的要求之外,要特别重视感染防控,以确保医务人员及患者安全和环境安全,同时结构设计应满足快速安全建设的要求,且优先选择模块化、装配化、轻量化结构。

在防疫设计方面,除医院医疗流程的要求之外,更加重视“控制传染源、切断传染链、隔离易感人群”,防止院内交叉感染、污染环境,即通过防疫设计,阻止医院内可引起感染的病毒进入空气、水体和土壤中。

防疫设计涉及的内容主要包括：采用三区两通道的平面布局设计、交通组织及流线设计、空气压力梯度设计、采暖通风及空调系统设计、给水排水系统设计、电气及智能化系统设计、医用气体系统设计、污物处理系统设计等。其中：三区两通道、交通及流线、空气压力梯度是防疫设计的核心,主要用于划分不同的功能空间以实现医院的五大功能；采暖通风及空调系统设计的目标是确保室内空气的清洁度,避免产生交叉感染,使排出的空气不污染环境；给水排水系统设计的目标是确保室内给水安全且排到室外的污水和废水不污染环境；电气及智能化系统设计的目标是确保供电安全可靠、运维高效；医用气体系统设计的目标是确保医用气体的安全且排放的废气不污染周围环境；污物处理系统设计的目标是确保室内污物安全和处理后不污染环境。

02、新建模式下的模块化设计

新建的医院设计的核心是满足地基、基础及上部主体建筑的快速施工和防疫要求。为了满足快速施工,优先采用新型工业化建造（标准化+轻量化+模块化+装配化+集成化）的设计理念,即在工厂工业化加工模块化建筑单元,将轻量化的模块运至现场,在现场快速进行装配化施工,以减少现场工程量、提高施工效率、减少施工周期。同时,模块化建筑单元的设计既充分考虑了自身功能的独立,又考虑了与整体布局的融合,即设计的建医院所需的功能,具备水、电、暖、通风和通信等设施,独立的模块化建筑单元满足装配化施工要求,由模块化建筑单元组装而成的建筑具有三区两通道且满足交通组织、流线设计等要求。这种设计理念与传统装配式建筑不同,不仅实现了具有独立功能的模块化建筑单元的工业化生产,而且可将独立的建筑单元快速组装成具有更大空间的建筑。此外,模块化建筑单元还可进一步缩短施工时间。

新建医院的基础常采用钢筋混凝土和钢结构,上部主体建筑常采用鱼骨形、长条形、H形平面布局,模块化建筑单元常选择集装箱式（或板式）钢结构或盒式预制钢筋混凝土结构。

03、改造模式下的模块化设计

改造模式下的医院设计无须考虑地基、基础和上部主体建筑的设计,只须在既有建筑的基础上进行改造设计,节约了建设时间。其设计的核心是满足快速施工和防疫要求,主要通过新增隔断的模块化设计和快速连接结构设计,实现三区二通道平面布局的快速施工,以及开展符合防疫要求的采暖通风及空调和给水排水的改造设计等。与新建模式相比,改造模式的设计理念侧重于模块化、装配化的设计理念（标准化+轻量化+模块化+装配化）,未考虑集成化设计。

04、数字化技术的应用

为了实现医院的设计理念,常采用建筑信息模型（BIM）、人工智能（AI）、数值模拟等数字化技术。借助BIM和AI技术,实现医院数字孪生模型的快速建立和参数化,对平面布局、交通组织、流线等进行可视化虚拟仿真和优化设计。借助数值模拟技术评估结构的安全性和优化防疫设计方案,例如,对含有带病毒的气溶胶颗粒的空气流场进行模拟分析,优化采暖通风及空调系统,降低空气传播病毒的风险。

五、装配化施工

01、施工模式及方法

为了实现医院的快速装配化施工、确保施工满足建筑和防疫要求：在施工管理模式方面,优先采用三阶段一体化的模式,即“边设计、边采购、边施工”,各建设单位紧密配合,三阶段高度融合、同步进行；在施工方法方面,建议采用分区、分段、分作业班组的方法进行多专业的平行施工；此外,应对施工现场人员进行闭环管理,确保防疫安全。

02、新建模式下的装配化施工

新建模式下主要开展地基及基础施工（含污水防渗膜施工）、模块化建筑单元预制及运输、建筑单元安装、室内管线（暖通、水、电等）安装、室内暖通机电及医疗设备安装、室外设施（污水处理设施等）施工等工作。除了地基、基础施工外,多数施工主要开展搭积木式的快速装配工作,降低了施工难度,减少了施工时间；为了加快基础施工,钢筋混凝土基础采用早强混凝土基础、筏板基础、条形基础等,钢结构基础采用H钢、方钢、贝雷梁等。

03、改造模式下的装配化施工

改造模式下的施工主要开展建筑内部拆改、隔断墙安装、床位安装、室内管线（暖通、水、电等）改造、室内暖通机电设备改造、医疗设备安装、室外设施改造等工作。改造施工总体是搭积木式的快速装配工作,安装简单、快捷,其中隔断墙和床位安装时间较长。

04、数字化施工技术

为了实现医院的装配化施工,常采用数字化技术,例如：借助BIM技术对加工、安装、施工过程进行模拟和可视化沟通,实现施工过程的协同管理,提高施工效率；借助无人机摄影技术对施工进度进行跟踪、管理和调控；借助物联网管理平台,对集装箱式模块化建筑单元或装配构件的采购、运输和安装进行全过程追踪和管理。

六、智能化运维

医院的运维过程主要医院进行全封闭管理,确保安全高效运行、零污染和零感染。运维系统主要包括：医院医疗流程要求的信息化系统硬件和软件,保证运维的基础设施及系统（IT基础设施,有线和无线通信、综合布线、信息显示、医护对讲、视频监视及探视等系统）,火灾报警及消防联动和安防系统,以及“人、机、料、法、环”管控系统。

为了解决医院运维过程中医疗资源短缺、交叉感染风险高的问题,优先考虑选用智能化、非接触、远程化设备及技术。

在人员管控方面：采用热成像仪等非接触设备测量医患人员的体温；采用

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