結構設計的經濟性是建設方永恒的要求,對于醫療建筑也是如此。不同的投資主體,對結構經濟性的要求也不同。商業住宅建筑的投資主體以開發商居多,商業開發商造好樓盤就賣掉,每省下一分錢都會進自己的口袋,因此特別關注眼前對工程的投入。醫療建筑的投資主體以國有資金居多,對造價的關注度沒有私企開發商高;民營醫院的開發商對經濟性的要求也高,但和商業開發商不同,民營醫院造好后是自己使用,自己維護,這與商業住宅開發商有本質區別。就跟看歷史事件要放在幾百年的時間跨度去看一樣,醫療建筑投資的經濟性要放在整個使用周期中去看。
醫療建筑結構設計與住宅建筑、商業建筑相比有自己的特點,其建筑使用功能具有不確定性,建筑結構布置也需考慮它的復雜的使用功能,其結構優化設計需要注意的問題相比其他建筑也較多。
醫療建筑使用具有不確定性
由于社會需求和技術進步等原因,對醫療空間的需求是在不斷變化的。有個醫院的基建科長說過一句話:“醫院建成開始使用的那一天就是改造開始的那一天”,這個醫院目前的實際情況是,結構造好還沒等到開始使用,因為裝修設計的修改,已經在加固改造。這些修改是因為功能分區的的調整、醫療流線的調整、設備用房的增減與移位等導致使用荷載的變化造成。例如門診區門診用房數量區域的調整、中心供應流程調整、手術室間數的調整、凈化機房增加孔洞或修改面積、增加了核醫學區域、風機房面積調整、柴油發電機房面積調整、水箱大小調整、重型醫療設備位置調整等等。相比而言住宅、商業建筑的使用功能非常確定,不會改變。
結構布置需考慮使用功能
1)豎向構件:因醫療建筑每層的使用功能都不同,不像住宅商業建筑能每層平面一致,豎向構件在從上到下穿越每層時會影響建筑的平面布置,導致能布置剪力墻位置很少或根本找不到。
2)水平構件:由于醫院里水暖電的管線交錯復雜且截面較大、不同區域和樓層對凈高的控制不同,在不同位置對梁的截面要求不同,常會出現寬扁梁、特高梁等,這些截面形式都不是經濟的結構截面。
3)因防輻射或局部壓應力等原因需要額外加大樓板厚度和配筋量,也會額外增加造價。
醫療建筑的結構優化設計
1、結構的優化設需考慮設計使用全過程。考慮后期改造的可能性,結構的優化設計不能僅局限于設計階段,一根梁施工好后增加一根鋼筋的費用是施工前設計階段加一根鋼筋的幾倍。但也不能盲目的增加鋼筋,而是分區域有目的的、合理的增加,這種增加從結構使用全過程來看也是一種造價優化。
2、根據醫療功能分區域優化設計。病房樓的性質和商業住宅類似,建成后使用功能、隔墻分隔、荷載大小、水平垂直交通不會改變,可以使用一般建筑結構優化設計方法精細化設計、精細化配筋;門診樓部分交通區域改變的可能性很小,分區內的門診用房布置改變可能性較大,交通區域和門診區域采用不同設計方式,交通區域按實際設計、分區門診區域按靈活隔墻設計;醫技樓的重醫療設備區域應進行安全保守設計,此區域醫療設備價值重大但區域面積小,小區域提高安全儲備代價不高卻能保全大價值,實為優化設計。
3、合理利用樓板承擔填充墻荷載,減少梁的數量,減少用鋼量。此種方式為醫療建筑減少含鋼量較有效、較有空間的方式。某些位置減少梁后,樓板跨度增加但配筋不變,這時減少了梁就是純粹減少含鋼量。有些位置樓板鋼筋會稍許增加,但仍少于梁的用鋼。由于門診醫技樓內隔墻眾多,間距很近,此種方式常用。
4、由醫療建筑裝修過程中或使用后大量論證改變醫療流程或布局可知,結構設計階段無法改變局部平面來布置剪力墻的說法是值得商榷的,合理的剪力墻布置能構建一個合理的結構受力體系,大量減少剪力墻內總體含鋼量。
5、設計的好壞建設方最有發言權,不同的建設方對好壞的標準不一樣,結構設計在追求一個健康合理的結構時,也需兼顧建設方的不同標準。
醫院建筑的土建投資占總投資的比例與一般商業、住宅建筑不同,一般商業、住宅建筑的主要投資是土建部分,機電設備、裝修投資很少或沒有。醫療建筑需要購置大量機電設備、醫療設備,有的裝修標準要達到五星級酒店。對一棟樓的結構進行抽筋扒皮式的優化,省下來的錢買不來一臺設備,后期因使用而進行局部加固的花費能買幾臺設備。醫療建筑應從結構體系、結構選型、結構布置等大的方面進行合理化設計,充分了解醫療建筑環境和醫療建筑需求,從全過程角度出發,從而優化設計,確立最合理、最科學的設計方案。
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