一、项目简介
项目位于珠海横琴新区中部地区，北邻彩虹路，南邻横琴大道，西邻伯牙南道。项目总用地面积约为 60000m2，个中医院部分用地面积为 50000m2，医院配套用房部分用地面积为 10000m2，按三甲综合医院标准培植，方案总床位 500 张，日门急诊量为 2700 人次。项目总建筑面积为 191594.85m2，个中地上建筑面积为 121597.42m2，地下建筑面积为69997.43m2，总计容建筑面积为118541.81m。
医院裙房共 5 层，建筑高度为 23.8m，北侧为医技用房，东侧为门诊，南侧为体检中央与科研楼。北楼紧张功能为病房，共 17 层（含裙房层数），建筑高度为 70.9m（屋顶构架高度为72.75m）；南楼紧张功能为科研用房，共 9 层（含裙房），建筑高度为 39.7m（屋顶女儿墙高度为 41.80m）。共设置两层地下室，地下室预留出口，未来与专科医院连接。
配套用房部分共 3 栋建筑， 1# 宿舍地上 7 层，建筑高度为 23.8m ；2#、 3# 宿舍地上 12 层，建筑高度为 38.8m。地下一层为汽车库和设备用房，地下二层为汽车库和人防区域。
二、装置式设计方案
1
政策哀求
根据《珠海市住房和城乡方案培植局关于印发珠海市装置式建筑单体预制率装置率打算细则（试行）的关照》（珠规建质 [2017]134 号）哀求，居住建筑应全装修成品交房，单体建筑预制率不低于20% 且装置率不低于 40% ；公共建筑包括酒店、学校、办公建筑、医疗卫生建筑、研发用房等，单体建筑预制率不低于 10% 且单体装置率不低于 50%。
2
装置方案
由于全体项目分为综合医院和配套宿舍两部分，且分别对应不同“两率”打算，因此，分别针对两部分采纳了不同的策略。1. 综合医院部分由于医院在后期的功能变动较多，因此，可不考虑任何墙梁板柱等混凝土主体受力构件的装置化。除了从方案阶段开始就已经考虑预制的一体化外墙之外，依次考虑部分内隔墙、整体卫浴、一体化妆修，如末了仍无法知足哀求，则考虑部分楼梯采取装置式。末了的打算结果比较空想，仅外墙即可知足当地规范条文中关于“两率”的哀求。
2. 配套宿舍部分宿舍外周圈的装饰与功能一体的预制飘带也是通过模块化思维和参数化手段设计出来的，不过由于材料缘故原由无法计入。因此，为了知足“两率”哀求，宿舍还要在局部外挂墙板、轻质内隔墙、叠合楼板、预制阳台、预制楼梯、整体卫浴、一体化妆修等子项上采纳装置技能。
除了采纳以上方法外，项目按二星绿色建筑考虑，并在设计全过程采取 BIM 技能，作为建筑单体装置率打算时的附加工业化技能加分项。
三、外立面设计
横琴医院的外立面设计可以说是项目中最繁芜也是最具前辈理念的部分。中南大学湘雅五医院也采取了类似的方法，但横琴医院由于体型的缘故原由，这部分设计事情更加繁芜。
1
设计思路与方法
我们团队与美方团队（Payette 公司）的思路一贯环绕着数据剖析、模块化与预制化。在整体体量剖析、考虑成型后，大致的剖析与设计步骤如下：第一，基于 Grasshopper 的 Ladybug 等工具对体量进行日照剖析。第二，根据剖析结果来分区确定大致模块数量。
第三，天生各种外立面形式，根据都雅度、调度的便捷性、可深化程度等，选择几种待深化的形式。第四，通过进一步详细剖析比拟，确定水平遮阳与竖向遮阳构件的大致尺寸与组合形式。先对原始立面标准单元在无任何遮阳的情形下进行打算，得出能耗数据，再逐步增加水平遮阳与竖向遮阳构件的尺寸，并进行一定的组合，综合考虑后得出标准单元适宜的遮阳构件。可以看出，对应能耗剖析云图中位数的标准病房，当同时将水平与竖向遮阳构件取值 900mm 时，能耗水平比较于根本立面降落了 41%。由于珠海地区基本常年阳光充足、气温较高，这无疑可以省下很大一笔空调用度。由此引起的培植本钱的变革与节省的能耗本钱的比例，项目暂时没有数据，希望往后能有更深入的研究。第五，将第三步选择的几种待深化立面形式按剖析好的尺寸进行天生，然后进行视线剖析，并考虑整体效果及模块化预制等成分，选择最适宜的方案。
至此，方案阶段的立面设计过程基本完成。末了选择的立面形成的整体一共存在 12 种不同宽度的竖向遮阳构件，并且按种别区分利用了一组渐变色，可以从立面很明显地看出建筑随光芒律动。在初步设计阶段，根据甲方建议，实际选择的颜色更浅。
2
基于预制模块化的深化
方案阶段的模型分为水平遮阳、竖向遮阳、墙体、玻璃窗等几大块，虽然竖向遮阳的尺寸和颜色仅 12 种，但实际上由于立面与平面都存在弧线，且没有考虑分缝构造的问题，组合后的模块种别非常多，模型整理和优化的难度非常大。1. 确定标准模块布局首先，确定主体材料为玻璃纤维增强水泥（GRC），构件之间的缝隙为 20mm 宽，通过多处锚栓固定在梁板上。为了担保立面上的效果，在开启窗的下方固定一块磨砂玻璃。与图 4 不同，考虑莅临盆、运输与吊装的便捷，外墙模块没有采纳方案初期的 4.2m 双扇窗形式，而且采取了 2.1m 的宽度。
竖向遮阳部分为了减少自重与造价，做了部分中空，采取更轻质的材料进行添补，其它部位设置告终构钢筋。模块划分的紧张依据仍旧是竖向遮阳部分，宽度为 100mm~1200mm，掌握为 12 种。2. 统计和优化外墙模块的几大构成部分分别在工厂开模生产，再组装、运输、吊装。统计的时候既要考虑到整体模块的分类，又要考虑到构成部分的分类，比如同一个尺寸的竖向遮阳，有可能组合到不同的水平遮阳构件，又或者竖向遮阳构件在立面上被局部切割。既要考虑参数化模型持续深化的便捷性，又要考虑数据统计的科学性，加上分缝、弧形等引起的大量尺寸要归并，给初设和施工图阶段的模型事情带来了很大难题。优化的过程实际上已经使设计达到了深化设计的深度，这让后续的落地性得到充足的保障。3. 深化及“两率”打算由于每个模块都不是规则形状，打算“两率”时要注明标准层每个模块的表面积、体积、空腔、每层对应数量及位置等信息。如果采取传统方法，事情量非常大；而借助参数化手段，以较快地输出模块的平面位置及统计出相应数据。
经由打算，北塔楼标准层的预制率为 21.91%，装 配 率 为 58.07% ；南 塔 楼 标 准 层 的 预 制 率 为21.40%，装置率为 54.90%。预制率和装置率均符合珠海市的哀求。4. 有限元受力剖析珠海台风频繁，且采取一体化 GRC 外墙的项目较少，因此，必要对装置式外墙模块进行详细的各种工况的受力剖析，考虑生产、运输、吊装、正常利用、台风等多种情境，确保安全可靠。5. 实体样板生产在设计过程中，团队出于对未来工程质量卖力的态度，委托工厂生产了 1:5 的实体模型，并验证设计的都雅性与布局的技能可行性。
3
医院裙楼与宿舍外飘带
医院裙楼与宿舍的水平飘带采取米白色玻璃纤维加强水泥板材料，采取参数化设计和预制方法，以求达到快速和高品质。但由于所处位置、布局及材料等几方面缘故原由，均没有计入“两率”打算。飘带剖面为三角形、中空，仅在表面有很薄一层 GRC 材料。它不仅是立面造型的主要组成部分，也是绿化景不雅观设计的一部分。
四、其他装置式设计内容
其他装置式设计内容紧张集中于宿舍部分，目的是知足当地“两率”哀求，包括叠合楼板、预制楼梯、预制阳台及预制条板。这一部分的预制方法及施工方法相对来说比较常规，在此不再赘述。
五、结束语
当前很多地方积极出台政策逼迫哀求部分建筑采取装置式设计。不过一些项目仍旧勾留在为了装置而装置的阶段，并没有起到为项目提质增效的浸染，反而使得本钱有较大幅度的提升，这种征象须引起我们的反思。
结合横琴医院设计的履历，总结如下：
第一，综合医院利用功能繁芜，后期布局不可控成分多，对付构造主体受力构件（包括墙梁板柱等），均不建议采取预制。第二，可积极参考风环境、日照等仿照剖析的结果，进行外立面的模块化设计，采取预制一体化外墙，来知足政策中关于“两率”的哀求。第三，如果外墙无法知足哀求，可以增加预制内隔墙、预制楼梯等子项来提高预制率、装置率。第四，积极采取整体卫浴、一体化妆修、 BIM设计等方法，不仅是为了计分需求，更是为了医院整体质量与完成度。第五，从方案创作角度，推进新方法和新材料，切实为项目品质着想，避免为了拼凑“两率”而捐躯设计理念的情形涌现。
来源于本刊2021年4期：《装置式医院建筑设计探析——以横琴医院为例》
孙昱 杨瑛 毛健宇 谢雨晴 周伟杰湖南省建筑设计院有限公司
