高密度城市空间中大型医院改扩建实践与探索
——以山西医科大学第二医院西院区为例
Practice and Exploration of Reconstruction and Expansion of Large Hospitals in High-Density Urban Space: Taking the West Campus of the Second Hospital of Shanxi Medical University as an Example
刘玉龙 孙博怡 王灏霖 李杨
Liu Yulong Sun Boyi Wang Haolin Li Yang
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摘要本文以山西医科大学第二医院（以下简称“山医大二院”）西院区改扩建方案为例，通过总结、梳理高密度城市核心区大型医院设计的适宜策略，探讨了城市织补、空间退让等城市空间设计方法，以及复合功能、立体叠加等建筑空间组织模式在医疗建筑设计中的应用。从充分利用原有建筑、优化现有医疗动线、分期建设入手，规划、设计合理的医院改扩建方案，提升现有院区整体品质。本文从社会、市民、患者、医院员工等多重视角，探讨高密度城市中综合医院设计的可能性与适用性，以期补充和完善我国城市中心区的大型医院设计策略，并为后续研究提供思路。
关键词大型医院；高密度；城市空间；改扩建
AbstractThis paper takes the reconstruction and expansion plan of the Second Hospital Affiliated to Shanxi Medical University (hereinafter referred to as “Shanda Second Hospital”) as an example. Through summarizing, it sorts out the appropriate strategies for designing large hospitals in high-density urban core areas, and discusses urban darning and space concessions. Urban space design methods, as well as the application of building space organization modes such as composite functions and stereoscopic overlays in medical building design. From making full use of the original buildings, optimizing existing medical lines, and constructing phases, planning and designing a rational hospital expansion and expansion plan to improve the overall quality of the existing hospitals. This paper discusses the possibility and applicability of general hospital design in high-density cities from multiple perspectives such as society, citizens, patients, hospital staff, etc., in order to supplement and improve the design strategy of large hospitals in urban centers in China, and provide clues for follow-up research.
Keywordslarge hospitals; high density; urban space; renovation and expansion
01
引言
城市的蔓延与扩张引起城市空间的巨大变革，经济的飞速发展驱动城市环境不断更新。相比城市发展速度而言，作为城市重要公共基础设施的大型三甲医院的更新速度却相对滞后。其主要原因是公立医院的建设依赖政策扶持，无法对公众医疗需求快速做出响应。
实际上，我国医院的建设速度已经得到迅速提升，医疗体系也在逐步完善。“十二五”期间，我国公立医院掀起了新建、改扩建的新高潮。据统计，截至“十二五”末，全国公立医院数量达13 314家。许多地区的公立医院规模越建越大，甚至出现了“航空母舰式”医疗建筑群的综合医院[1]。
本文案例所在的太原市，其城市人口增速已连续5年居全省第一。城市核心区跨过汾河，沿迎泽大街向西发展（图1）。山西医科大学第二医院（以下简称“山医大二院”）西院区原位于城市西郊，现一跃成为城市主干路沿线的重要建筑，且其周边紧邻大型客运站和新兴大型商业综合体。医院的规模大幅提升，将使其成为太原市西端最重要的大型医院。
图1 山西医科大学第二医院项目位置（图片来源：自绘）
医疗建筑的更新在很大程度上是由城市发展而促使的。医院环境品质的提升，可以带动周边区域环境的改善，是城市居住条件评价中的重要一环——这一点，在我国城市更新过程中，正逐步被重视。医疗建筑的工艺较复杂，社会矛盾也往往比较集中，设计更须从多维视角考虑。本文以山医大二院西院区为例，希望从其存在的问题出发，有针对性地提出解决方案，理论结合实践，挖掘高密度城市空间中大型医院改扩建的设计方法。
02
提出问题
在设计之初，设计组对本项目所面临的难点进行了梳理，提出了本次设计需要重点解决的三大问题。这也成了项目设计理念的来源，在千头万绪的设计过程中，时刻引领方向。
2.1如何以存量带增量
2016年，国土资源部明确提出：“特大城市中心区不新增建设用地。”[2]我国大城市的发展现状是：高密度城市中心区用地紧张，土地资源稀缺。城市通过资源疏解的方式，逐步将能量释放到周边区域，这其中也包括医疗资源。因此，对于城市中心区的医院而言，虽然需要回应由于人口密度增加所带来的医疗需求激增的问题，但用地有限，往往需要在原址进行改扩建。
山医大二院西院区原本处在城市边缘，其地块现已成为城市核心区。设计要求在28 000m2用地条件下，将原336张床位的医院，改扩建为1500床的综合性三甲医院。在用地限制条件下，如何用有限的存量带动近乎4倍的增量，是项目需要解决的第一个问题。
2.2如何保障医院运营
一方面，现代城市中，虽然医疗资源基本均布，但医院的口碑却成了影响医院就医流量的关键因素。医院建筑更新周期长，从设计到新建筑落成至少为5年。为了保证医院的影响力得以持续，在此过程中，医院需要保持运营状态。
另一方面，医院运营成本高，能耗大。设计在考虑提高容量的同时，还应考虑运营成本的节约问题。英国政府于20世纪60年代开始，就对医院建设实行程序控制，因为医院运营成本的节约，可以有效提升其经济效益。[3]
山医大二院西院区的骨科是国家临床重点建设专科，也是山西省委、省政府“136”兴医工程建设项目，在省内具有领先的实力。院方希望在项目更新重建的过程中，集中优势，保障其重点科室——骨科的实力。
另外，医院需要通过持续运营，来保障院内各部门人员（医院现有员工500余人）的人才梯队发展和团队建设。
2.3如何提升医院空间
我国许多医院由于受早期建设观念影响，缺少总体规划；功能空间不完善，难以满足现代医疗技术的要求；就医流线复杂，流线间相互穿插；院内公共空间不足，缺乏疗愈空间应有的吸引力，有待二次激活。山医大二院西院区的建设周期长达40年，并且一直采用“见缝插针”的方式。我们在调研过程中发现：院区内各功能区分布在不同楼栋，布局零散，人流混杂；院区虽然小，但就医流线长，容易出现院内交叉感染，患者体验差。同时，我们也看到，在自发的建设过程中，院内虽然形成了一些可停留的空间，有一定的场所感，但是院区封闭，并没有与周边社区形成互动（图2）。如何在更新改造过程中，将现代化的医疗理念、空间、态度植入新的医院，成为设计者需要考虑的问题。
图2 山西医科大学第二医院现状建筑环境（图片来源：自绘）
03
解决方案
3.1从城市的维度看医疗扩容
一个城市的建筑与所在城市是相互作用的[4]。城市的性格激发了建筑特征，而建筑特征也构成了城市风貌。文献研究表明，未来我国人口密集地区的公立医院规模将进一步扩张，城市中的医疗服务扩容与城市的扩张同向而行。因此，医院建筑的设计要具有城市视角。
在城市空间中，建筑是承载其功能的容器。高密度城市空间中的建筑外形，与其说是设计师主动塑造的，不如说是被基地周边城市空间“挤压”而成的。其中，“外力”有多方来源。
首先，规划控制因素。比如：容积率和高度的限制；另外，建筑面积大幅度增加，导致原有院区的分散式格局被打破，新建筑成为集中式布局中的巨型单体。山医大二院西院区总用地面积为28 084 m2，建筑限高100 m；新建建筑面积约204 770 m2，容积率高达5.33。为了充分利用土地，设计采用了平面最大化原则。虽然用地形状不规则，但考虑效率因素，山医大二院西院区的主体建筑仍然选取了方正的体量（图3）。为了使建筑形体回应高密度的城市边界，设计对建筑的内部功能进行了整理和分类：将具有一定展示度的功能区凸出，以强调建筑形体，贴近用地红线边界；需要与街道空间互动的，如出入口、对外商业等空间，适当凹进。从总平面图上看，建筑外轮廓富有变化。将用地红线内剩下的不规则用地设计为景观广场和下沉庭院，使医院外部空间与街道空间之间形成有机织补。
图3 山西医科大学第二医院平面图（图片来源：自绘）
其次，日照因素。山医大二院西院区用地北侧的现状为住宅和幼儿园。为了推导出最大的建筑体量，同时满足北侧现状建筑的日照要求，我们采用了日照反算的方法：通过分析，寻找被遮挡建筑的日照最不利点；在满足其日照时间的前提下，通过日照圆锥，反推一个遮挡建筑的最大外轮廓。新建建筑的设计体量只要在这个轮廓范围内，即可满足日照规范的要求。经过计算，新建建筑在日照圆锥控制下，呈现南高北低的趋势。这个结论奠定了下一步设计的理性基础：山医大二院西院区建筑主体体量从南向北呈逐步退台式（图4）。
图4 山西医科大学第二医院东北角模型照片（图片来源：自摄）
高密度城市中，建筑贴线率高，平面的最大化给外围交通带来了巨大压力，因此设计采用了平面分流和立体分流两种方式。平面分流主要是分开主次流线和不同的功能流线（图5）。例如基地南侧临城市主干道，其他三个方向道路均为城市支路。设计中将公交车、出租车、自行车停车区放置在南侧，以倡导绿色出行；东侧和西侧道路用作患者车行出入口，北侧主要是物流、医护专用车行出入口，将患者功能与其他功能尽可能分开。立体分流将患者机动车流直接引至B1层落客区，地面主要为人行道，立体化的人车分流系统避免了地面停车带来的交通拥堵。同时，在项目东侧——主要的患者来向，设计了下沉庭院，通过引入天光提升患者驾车就医的感受。
图5 山西医科大学第二医院竖向交通分析（图片来源：自绘）
3.2保障运营和提高效率
为保证院区运营，设计要全面分析场地现状和原有建筑功能，策略性地进行分期规划。另外，模块化和标准化的设计也有利于减少运营成本，提高效率。
3.2.1抽屉式设计以保证运营
通过模块化梳理，我们在设计中整理了一套抽屉式的分期方案。通过对现有院区建筑进行细致调研，根据建筑功能、建筑质量、空间状况、历史和环境等因素，对建筑进行分类，经与业主讨论，最终决定了需要拆除的建筑，拆除的建筑功能用临时建筑替代。在整理好的用地上，建设一期主楼，一期建筑如同一个“空抽屉”：优先建设主营医疗科室所需的全部功能，功能和容量也要尽可能涵盖保留的建筑。这样，一期建设完成后，就可以将保留的功能，至少是主营功能移入一期，实现主营医疗功能的不间断运营。搬迁后，拆除保留的建筑，新建二期建筑。二期建筑完成后，可以实现大面积扩容和医疗功能的整体提升。
具体到本项目，山医大二院西院区的东北侧用地上的建筑相对较少，且都为辅助用房，如锅炉房、消毒供应室、药剂科库房、污水处理等。将其拆除后，在西侧空地建设临时建筑，容纳上述功能。拆除东北侧建筑后，新建一期建筑——1栋包含医院全部功能的综合楼，在工艺配置上体现大骨科医院特色，建筑面积为100 520 m2，床位600张（图6）。一期完成后，原院区保留功能可全部搬入。之后，拆除院区内保留建筑，空出用地以进行二期修建（图7、图8）。
图6 山西医科大学第二医院鸟瞰图（图片来源：自绘）
图7 山西医科大学第二医院分期建设示意图（图片来源：自绘）
图8 山西医科大学第二医院分期建设示意图（图片来源：自绘）
在技术方面，设计采用地下室连续墙的结构形式，以保障地下室范围的最大化。由于方案分期实施，一、二期地下室分开了一整跨的距离，联接的位置用结构施工缝脱开，地上部分则尽量利用室外庭院、室内中庭等空间，以连桥通过滑动支座连接，保证实施的合理性。
3.2.2模块化和标准化设计以提高效率
纵观历史可知，现代建筑建立了一套成熟的模数体系。例如，20世纪70年代的英国，医疗建筑的Nucleus体系（核心体系）就从经济性的角度探索了模块化的设计方式[5]。虽然我国的模块化设计模式尚在探索阶段，但提倡设计的模块化和标准化，能够促进医院建筑全生命周期的运行效果，最重要的一点是：保证建筑对新功能的适应程度，从而节省运营成本，降低管理成本，提高效率。
本项目中，设计对若干功能区进行了模块化探索。门诊布局模块化：根据医学各专科需求，植入不同的常规医技检查空间；利用8.4 m×8.4 m的柱网，搭建一套灵活分割的空间组织模式——等候区、医疗检查区、医生诊室区的布局可做相应调整，从而适应不同的专科需求和规模变化。门诊以大科室制进行布局，保证可分可合，并用设置在门诊平台两侧的庭院天井分割各门诊组团。住院单元的标准化：对于不同的医学学科，标准布局具有很强的适应性——处于中心位置的护士站缩短了医护人员的服务距离；医疗物流用房靠近电梯；医护人员、卧床病人都有专用电梯，与公众流线分离。一方面，住院单元的设计在满足病房容量可变的前提下，为患者提供了良好的治疗环境；另一方面，为各单元的变化发展提供了模块化基础。
山医大二院西院区所有科室单元，在相同的模块与标准设计下进行布局，能够保证病患、医护流线方向和设备管线布置的统一，也使各个功能复杂的科室分布相对规律。在医院长期运营后，其功能改造也可控制在模块空间之内，不会影响其他功能科室。
3.3 公共空间的合理组织方式
高密度城市空间中，建筑应更主动地寻求与城市街道的融合，以多种方式穿插、结合、镶嵌于城市空间。这必将使传统建筑的边界变模糊，创造一种更合理的空间关系，被纳入街道秩序的管理。
3.3.1城市空间的“织补”
西院区周边建筑密集，现状有住宅和商业楼等，其中以高层建筑为主，街道关系相对疏离。原院区中的建筑采用分散式布局，层数多为2层，地块城市天际线呈“凹”字形。新建筑体量更重视城市空间的完整性，南侧临主干路一侧的建筑边界与周边建筑对齐，保证主干路两侧城市空间的完整度。两个塔楼建筑分别在东南角和西南角：东南角塔楼高度为100 m，形体简洁、现代；西南角塔楼高度为60 m，形体沉稳、厚重。两栋塔楼形成对比和互补，通过丰富、完整的建筑形象“织补”零散的城市空间（图9）。
图9 山西医科大学第二医院临街面效果图（图片来源：自绘）
3.3.2城市空间的激活
用地西侧是一组体量庞大的商业综合体。为了缓解两组大尺度建筑周边城市空间的局促感，在二期西侧底层设计了柱廊。这段廊下灰空间也是医院的急诊入口，在具有场所感的同时，又相对开敞，方便急诊车辆的到达和落客。该空间也给其西侧的城市街道带来了丰富的层次景观。
顺应南高北低逐层跌落的体型，一期建筑屋顶设计了多个错落的室外平台，希望为高楼林立的城市中心创造更立体、丰富的绿色疗愈空间（图10）。同时，这些平台也作为新的高程点，成为使用者的空间参考坐标。使用者通过首层和地下层的穿梭电梯直达，行走其中，模糊了空间界限。空中平台和骑楼都“激活”了建筑空间，有效提升了建筑公共区的舒适度（图11）。
图10 山西医科大学第二医院屋顶疗愈花园效果图（图片来源：自绘）
图11 山西医科大学第二医院剖面示意图（图片来源：自绘）
项目的公共空间设计重视中庭的营造。顶部采光天窗带来充足的光线，走廊暴露在中庭之中，使患者更容易识别方向，突出了空间的公共性和可达性。大科室空间形成组团模块，通过多次候诊分散人流，以保证其私密性（图12、图13）。
图12 山西医科大学第二医院共享大厅效果图（图片来源：自绘）
图13 山西医科大学第二医院公共走廊效果图（图片来源：自绘）
04
结论及展望
随着我国城市化进程的加速，未来城市中心区的大中型医院更新，将会成为越来越普遍的课题。其重点和难点在于：设计不仅要进行医疗功能的布局和设计，更需要针对各医院现状的特殊性，提出积极的应对策略，协助医院做好既有医疗结构的梳理和整合工作；通过大量的现场踏勘、采访，不断优化设计构想，为院方的决策和取舍提供依据；同时，需要与院方密切合作，选择最有利于医院整体发展的、合理的医疗结构和模式。
随着生物实验医学模式逐步向生理、心理、社会的复合医学模式转变，“医疗环境”也越来越受到人们的普遍重视。设计师要从患者和医疗工作者的心理视角出发，回应环境，整合资源，创造丰富、积极的疗愈空间，以推动我国的医院空间品质迈上新台阶。
参考文献
[1] 朱晞．我国公立医院新建、改扩建医疗建筑的社会责任研究[J]．城市建筑，2018（14）：28-30．
[2] 国土资源部．关于进一步做好新型城镇化建设土地服务保障工作的通知[EB/OL]．（2016-04-14）[2019-10-06]．http://www.mnr.gov.cn/gk/tzgg/201604/t20160427_1991740.html．
[3] 吴明慧，钱丽丽，赵文凯，等．中心城区大型医院改扩建模式与策略探讨[J]．建筑经济，2019，40（6）：76-78．
[4] 董春方．高密度建筑学[M]．北京：中国建筑工业出版社，2012．
[5] 姜贵．大型医疗中心的模块化设计浅析——以南京市浦口医疗中心设计为例[D]．南京：东南大学，2017．
作者简介：
刘玉龙 清华大学建筑设计研究院副院长，副总建筑师，国家一级注册建筑师，FIDIC认证咨询工程师
孙博怡 清华大学建筑设计研究院有限公司 医疗健康工程设计研究分院副院长，高级建筑师，国家一级注册建筑师，注册规划师
王灏霖 清华大学建筑设计研究院有限公司 医疗健康工程设计研究分院 医疗工艺工作室主任 法国认证建筑师
李 杨 清华大学建筑设计研究院建筑师 医疗健康工程设计研究分院 建筑师
注：本文已于2019年发表于《当代建筑》杂志。
撰稿 | 刘玉龙 孙博怡 王灏霖 李扬
编辑 | 企划部
版权 | THAD清华大学建筑设计研究院有限公司
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