医院在设计过程中地注意事项

wordword/word摘

要

病房楼是医院建设中一个重要的组成局部。文章从病房楼建设的结构设计角度出发，对抗震设计、结构选型、结构计算与特殊问题的处理进展了详细介绍，并对一些特殊问题进展论述。

关键词

病房楼结构设计振型大跨度梁

abstract

wardbuildingisanimportantpartofthehospitalbuilding.theauthorelaboratesthestructure,includingseismicdesign,structuraltypeselection,structuralcalculations,andthesolutionstospecialproblems;andhowtodesignahospitalwardbuildingmoresafe,reasonableandeconomicbyexplainingandparingspecialproblems.

keywords

wardbuilding

structuraldesignmodeofvibration

large-spanbeam

一、工程概况

省沁阳市人民医院病房楼工程建筑总面积53710㎡，建筑高度63.45m，地上总宽度为48m，总长度为110m。地下1层〔用于设备用房〕，层高4.8m。地上16层〔含一层设备层〕，其中一至三层层高均为4.5m〔用于医技、门诊、手术等〕，设备层层高2.7m，四至十五层层高均为3.9m〔用于标准护理单元〕。

该工程结构体系为框架—剪力墙结构。抗震设防烈度为7度，设计根本地震加速度值为0.10g；设计地震分组为第二组。抗震设防类别为重点设防类〔乙类〕。抗震措施按8度抗震设防的要求进展设计；抗震等级：框架一级，剪力墙一级。地基根底设计等级为乙级。建筑场地类别为ⅲ类；场地类型为中软土。地下水位埋深为自然地面3.8m～6.4m之间，对混凝土结构无腐蚀性。抗浮设计水位为地坪以下3m。

二、地基根底

〔一〕地质条件

场地地貌单元属河流冲积平原。地层属第四系全新统人工成因的杂填土和冲积成因的粉质粘土组成。地下水水位埋深3.8m～6.4m。地下水类型为潜水，水位年变幅约1.50m，近年最高地下水位约3.0m。按其年代成因与物理力学性质，将地基土划分为6个工程地质层，主要分布见表1。

〔二〕地基根底设计

1.地基处理

由于病房楼层数较多，基底平均压力较大，天然根底的承载力不满足荷载要求，故地基采用水泥粉煤灰碎石桩〔cfg桩〕来进展地基处理。

2.根底设计

根底采用梁板式筏形根底，底板厚900mm，根底反梁800mm×1800mm，地下室挡土墙厚300mm，基底标高-6.900m。由于医院建筑地下室设备较多，很多房间需要设计地下排水沟，故根底反梁顶与地下室建筑地面预留300mm距离并用覆土填充。

地下室结构由于底板较厚，混凝土用量较大，故规要求地下室在30m设伸缩缝来解决混凝土裂缝问题，但从建筑功能的需要以与变形缝处理难度较大等方面考虑，本工程没有设温度变形缝，而是在底板设两道伸缩后浇带和水泥中参加微膨胀剂的方法来解决裂缝问题，此种做法已经广泛应用于的工程实践中，并取得良好的效果。

三、上部结构设计

〔一〕结构选型

医疗建筑属于重点设防类建筑，本工程地震作用按抗震设防7度，抗震措施按8度抗震设防进展设计，该楼框架抗震等级为一级，剪力墙抗震等级为一级。

本工程为框架-剪力墙结构，轴距为7.2m×6.3m；首层框架柱断面为900㎜×900mm，剪力墙厚度为300mm，框架梁断面为350㎜×600mm，楼板采用大板结构〔可适用于医院建筑房间功能的变化〕，板厚为180mm。

〔二〕方案设计

由于建筑功能的需要，在建筑左右边缘设置电梯各一部，建筑中心处设置8部电梯、两部楼梯，中心处剪力墙较多，两侧剪力墙较少。表2、表3为本建筑周期与位移的初步计算结果。

表2中振型3的扭转系数为0.24，小于0.5，第3振型属平动，不满足《高层建筑钢筋混凝土规》3.4.5条tt/t1≤0.9的规定。造成此结果的原因是，本楼两侧边缘剪力墙较少，而中间剪力墙较多，导致楼层刚度两侧小中心大，平面扭转混乱。表3中的y方向最大层间位移角为1/1186满足《高层建筑钢筋混凝土规》3.7.3.1中1/800的规定。笔者采取的措施是在中心剪力墙上开结构洞口，在两侧增加剪力墙，即增加楼层两侧刚度，减弱中心刚度。至于新开的结构洞可用填充墙封堵。表4、表5是剪力墙调整后的计算结果。

调整后，振型3的扭转系数为0.79，大于0.5，证明第3振型为扭转，以扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比，即第3振型周期1.7627与第1振型周期2.0564之比为0.86，满足《高层建筑钢筋混凝土规》规定的不大于0.9的要求。调整后，y方向最大层间位移角增大为1/1064，但仍满足《高层建筑钢筋混凝土规》3.7.3.1中不大于1/800的规定。

四、特殊功能〔部位〕的设计

(一)设备层设计

本工程三层至四层之间，即手术部与护理单元之间设有设备夹层，层高2.7m，主要用于设备专业管道的转换，因此，设备层楼层的穿管，设备留洞与设备较多。设计人采用主次梁结构，板厚120mm，洞口边采用翻边设计，将7.2m×7.2m大板分割成3.6m×7.2m的小板，这样可以有效地减小洞口之间的相互影响从而给楼板带来的损伤。

通常情况下，设备层中空调设备重量在1t～3t〔厂家不同，重量也不同〕，根底平面尺寸为2m×6m，设计人员可以取其活荷载标准值4.0kn/㎡。

〔二〕大跨度设计

本工程裙房局部入口大厅采用大跨度结构，大跨度双向边梁分别为18.9m和21.85m。一般情况下，楼板厚度为170mm，大跨度梁有以下几种做法：

1.钢结构

断面为组合工字钢wh1500×500×18×30，材料为q345b，上翼缘采用3排纵向间距250mm，φ19mm的栓钉与170mm厚的砼板相连。其优点是钢梁强度高，自重轻，受力简单，缺点是钢梁与砼框架柱连接复杂，由于运输问题，须现场进展拼接。

2.预应力结构

拉形式采用比拟常见的后有粘结拉，预应力梁断面为500mm×1100mm，采用三束钢绞线；预应力锚具采用i类锚具，拉端锚具采用xm15-7型夹片锚具，固定端锚具采用挤压锚。其优点是断面小于普通砼梁，自重较轻；可很好的控制梁自身的挠度、裂缝，缺点是计算复杂，包括强度、挠度、裂缝计算，预应力损失计算，拉端局部承压计算；施工复杂、周期长。

3.型钢混凝土梁

其砼梁断面为500mm×1100mm，部钢梁断面为hn700×300×13×24，其优点是计算较为简单，挠度、裂缝控制较好，缺点是与型钢梁连接的砼柱也应为型钢砼柱，否如此不符合强柱弱梁的抗震原如此；施工复杂，包括钢结构施工、梁柱节点连接、钢筋与钢结构之间的穿插施工等。

4.普通混凝土梁

其砼梁断面为700mm×1800mm，跨中钢筋选用28或25，配筋率为1.2%。其优点是计算较为简单，施工方便，缺点是自重大，挠度、裂缝较难控制。

通过以上论述综合考虑后，笔者选用普通混凝土梁，由于裙房大厅入口较高，1.8m高的大梁对其效果不会造成影响。根据《混凝土结构设计规》〔gb50010-2010〕7.1.2-1条计算得出荷载标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度为0.18，满足《混凝土结构设计规》3.4.5条裂缝宽度为0.2mm的限值。根据《混凝土结构设计规》7.2.2条与《结构静力计算手册》计算得出考虑长期荷载效应的最大挠度值为=46mm，考虑千分之一施工起拱〔21.85mm〕后，即46-21.85=24.15mm，满足《混凝土规》3.4.3条〔l0=1/400=55mm〕的限值。笔者以往设计过的与此相当的混凝土大跨度梁，投入使用后已取得很好的效果。

参考文献

［1］gb50010-2010.混凝土结构设计规［s］.：，2010

［2］jgj3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程［s］.：，2010

［3］gb50223-2008.建筑工程抗震设防分类标准［s］.：，2010

［4］gb50007-2002.建筑地基根底设计规［s］.：，2010医院给排水设计须知事项1现代化医院的设备与装备系统容繁多,功能特殊,要求很高。除了要求保证持续供给充分符合质量标准的用水外,更需要根据不同的医疗仪器以与不同科室对水质、水压、水温的要求,分门别类设置水处理系统和对系统进展增减压。2手术室、产房的洗手水和牙科椅用水宜用消毒过滤水，既保证无尘无菌，消除致热原，防止感染，又减少设备微细管道的阻塞。一些大型的、级别高的医院中心供给室,消毒中心也采用了净化消毒水。3医院制剂室的制剂用水采用蒸馏水,并在制蒸馏水系统中设有局部增压设施。具体制蒸馏水工艺应根据不同医院制剂工艺而定,给排水专业应密切配合制剂工艺预留给排水管和配置相应的冷却水循环系统,满足其工艺对水质、水量、水压的要求。4医院的热水供给大量是季节性的，如冷季的医疗、生活和采暖用水。局部是常年供给的，如手术室、产房、婴儿室、供给室、窥镜室、皮肤科的医疗、生活用水，但日夜用量差异很大，供给时间也长短不一。手术室、产房的洗手水与婴儿的沫浴水必须是恒温的，因此要以各种设备、多种方法、大小相间、集用结合，组织完善、合理的热水供给系统。既满足各种不同需要，又节约能源，减少浪费。5开水供给宜采用不锈钢电开水器,一般一个病区考虑一台,容积根据使用情况确定。一是便于护工管理;二是保证对病员的供给,同时改善病房部的环境。6各门急诊科室,尤其是传染科病房各诊室、治疗室、洗涤盆应设非手动水咀,可采用肘式、膝式或脚踏式开关。如使用脚踏式开关一定要使用防渗漏的产品,以免使用处地面经常潮湿,使病员、医务人员滑倒,发生事故。手术室、产房手术等洗手应采用恒温混水阀,恒温出水,以红外线感应电磁阀控制方式为好。医技科室的局部化验室、实验室有特殊要求,水咀应根据各科室功能的要求来确定其水咀的形式。7凡有腐蚀性消毒、洗涤剂排放的，如酸洗池、消毒池、洗片池的下水管道宜用抗腐型塑料管，以延长使用年限。营养灶、妇产科的污水排放管径应适当放大，减少堵塞。石膏房洗涤水应先沉淀后排放，在排水管出外墙处设窨井，便于清理。8医院的各类污废水，要严格按照排放标准分别进展消毒、衰变、除油等处理。粪便污水排至检查井后聚集至化粪池，经处理后污水排入室外污水处理站，经二级生化处理，符合医院污水排放标准后，排至市政污水管。9由于现代医院不仅要满足使用功能需要,同时还要考虑室外环境美观。尤其是门急诊、医技楼往往由于医疗功能需要,给排水横、立管布置较为散乱,较多的明露在室,既不雅观,又影响卫生。对于像手术室、无菌室等对洁净要求较高的房间上方建议不设有排水管道，否如此因采取相应的措施。10热交换器形式的选择。现在人们对水质要求愈来愈高,尤其是生活热水中发现军团菌致病的实例,引起人们的高度重视。主要是因为在30℃～55℃水中最容易繁殖军团菌,为此世界卫生组织(WHO)推荐:"热水应在60℃以上储存,并至少在50℃以上循环。如某些使用者,需要将水龙头水温降至40℃或50℃左右,这时可以使用调温混合阀来实现。为保证蓄水温度不利于肺炎双球菌的生长,该调节阀应设定在靠近关停点的地方"。这点对医院尤为重要。因为住院的是有病的弱者,如在医院发生军团菌如此不利于病员治疗与康复,医院责任重大。目前医院尤其是一些条件较差的小医院,包括局部区级医院,不能24h供给热水,并且容积式交换器水温是以梯形状态分布,在热交换器部很难使水温保持在60℃左右。从而导致容积式热交换器供给热水系统管道中产生军团菌,改变医院使用热交换器形式应是当务之急。采用半即热式或即热式热交换器,使其热水供给系统水温始终保持在60℃以上区域进展供水,以防止军团菌滋生,杜绝军团菌的发生。11根据规需设置自动喷啉系统的，喷淋头采用快速响应喷头。手术室、ICU病房、分娩室不设喷淋系统；MR核磁共振、DR、直线加速器、PET扫描室等设有大型贵重的医疗设备宜采用气体灭火系统。总而言之，作为给排水专业的设计不仅需要满足医院建筑中设备上不同功能的要求,而且必须安全可靠。

医院建筑结构设计的探讨

建筑结构是支撑和满足建筑空间环境与功能的力学体系，结构的设计随着科学技术与材料的开展而不断进步。文章介绍了结构专业在满足安全的根底上，怎样配合建筑其他相关专业进展医院建筑方面的设计。通过分析医院建筑的功能特点与难点，阐述了结构的选型、抗震抗风参数的设定与设计中应注意的问题。

医院建筑较一般公共建筑，在满足特殊医疗设备的要求、部使用功能等方面都有很大的不同，结构工程师要设计好医院建筑，应注意以下几个问题——

一、结构的选型

医院建筑主要由门诊、医技、住院与后勤保障等功能用房组成。病房楼一般层数较高，大多在10层以上，采用框架-剪力墙结构既能满足结构抗震、抗风的要求，又能适用建筑对空间的需求。门诊、医技与附属用房由于层数较低，一般采用框架结构。医院建筑由于设备用房较多，大局部设有地下室，常用的结构形式有梁板式筏形根底，如果地质条件较好，门诊、医技楼也可采用独基加抗水板或片筏根底。

根据现代医院建筑功能和医疗流程的需要，门诊、医技、病房一般综合设计成综合楼，使结构体系和根底形式相连，结构设计师可以做以下处理：

第一，将门诊、医技与病房楼用伸缩缝脱开，使根底和地下室相连，以解决由于结构体系不同所带来的抗震问题。

第二，采用沉降后浇带来解决由于门诊、医技多层建筑与病房楼高层建筑层数相差过大所带来的地基沉降差问题。

二、抗震、抗风参数的设定

医院建筑属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线建筑，抗震设防类别为重点设防类，所以，应按本地区抗震设防烈度进展计算，抗震措施(包括抗震措施和抗震构造措施)应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求进展设计。病房楼一般层数较高，很多都超过60m，这时设计应采用100年一遇的根本风压值，如果没有确凿的依据可按50年一遇的根本风压值的1.1倍考虑。

三、应注意的问题

(一)楼板设计

医院建筑因功能复杂，各科室较多，房间布置很难设计规整，不仅如此，在医院主体完工后，经常会出现医院的各个科室功能改变的情况，用房的布局常有较大变动，所以结构工程师在设计之初就应考虑这一点，可将结构楼板做成厚板结构，省去不必要的次梁，门诊、医技楼框架主梁配筋时可适当增大1.1倍左右，以适应房间布局的变化。

在设计楼板配筋时，配筋不宜太小，不宜用弹塑性算法计算，因为医院属于公共场所，如楼板出现裂缝或楼板挠度过大，会对患者和医务人员造成恐慌，从而对医院的形象造成不利的影响。再有医院的设备较多，板上开洞较多，而且由于后期特殊科室的深化设计，在主体完工后，很可能仍需在楼板上重新开洞，这样对楼板有很大的损害，所以结构设计师在设计之初就应考虑这些。(二)地下室设计

医院建筑地下室设备较多，要求做地沟排水的房间较多，如空调机房、生活水泵房、中心吸引、热交换站等，可在根底顶留有300mm厚的覆土，虽然荷载会增加一些，但房间做排水地沟非常方便，比起局部降底根底底板来综合效益要好。

(三)医院建筑大跨度大空间的设计

随着现代医院建筑的飞速开展，医院门诊大厅、会议室空间的设计越来越大，目前大跨度梁设计有预应力梁、钢结构梁、普通混凝土梁。一提到大空间，结构设计师首先想的是预应力、钢结构，认为普通混凝土梁做不了大跨度，其实不必排斥大跨度普通梁，普通梁虽然有重量大、挠度裂缝不易控制等缺点，但它具有抗震力强(与预应力相比)、造价底，施工方便等优点(见图1)。

(四)大体积混凝土的设计和施工

医院建筑有个特殊的房间——直线加速器室。电子直线加速器是放疗中心治疗肿瘤的大型医疗设备，一般建在地下室。由于防辐射要求，局部顶板与墙体厚度达近2.4m，砼墙厚度1.7m。大体积混凝土施工主要的难点是控制裂缝，砼墙、板的配筋，除满足受力钢筋外，为控制砼裂缝的出现，配筋率最小为0.3%，钢筋应细、密。另外，控制裂缝还应从施工的方法、材料和施工管理上采取措施。

大体积混凝土设计施工应注意的问题：材料，水泥应采用低水化热水泥，混凝土强度采用C30，骨料强度高，级配好。施工时混凝土温差控制在20℃以；注意当天的温度、湿度，必要时搭棚；注意外温度，插温度计；砼的养护，专人负责；两小时浇一次水等；设计人员应与施工人员多沟通，必要时可参与施工方案的制订，以确保大体积混凝土裂缝控制在国家允许围之。

四、各房间的功能、荷载与建筑细部做法

医院建筑的结构设计师可能对直线加速器室、CT室、模拟机室、伽马刀室、核磁共振室、手术室、X光室、DSA室等有设备且常见用房比拟了解，除此之外的有些房间也较为重要，例如血透室中的水处理，房间的设备比拟重，大概在2t~8t之间，所以活荷载一定要取足；再有蒸汽消毒房间，设备也很重，一台设备约1t~2t左右；还有档案室、测听室、消防控制中心等等这都是结构设计师需要注意的地方。

五、填充墙和外立面的设计

填充墙裂缝是建筑工程的通病，出现裂缝虽然对结构没有很大影响，但要考虑到住在医院的是患者和医护人员，大面积的裂缝会对患者的心里造成负面影响甚至恐慌，所以设计时要严格按规设计填充墙，施工交底时也应嘱咐施工和监理人员认真负责，不要认为它是非结构构件就不予重视。

六、完毕语

总之，结构工程师要具备扎实的结构设计功底，对建筑的流程与各房间功能了如指掌，积极主动地与建筑、设备专业配合，不断总结医院设计经验。医院高压氧仓的设计要求有哪些？

高压氧舱由舱体、给氧装置组成，由于高压氧舱的舱体是受压容器，故设计时始终要围绕“安全〞这个重要问题进展。因此，高压氧舱的设计首先必须符合机械部和化工部颁布的金属压力容器设计、制造的有关规定。其次，由于氧是一种助燃剂，因此舱必须具有防火措施。对于舱体的高压，设计时应注意采用防爆装置。

1.综合医院的防火设计除应遵守国家现行建筑设计防火规的有关规定外，尚应符合本章的要求。

2.医院建筑耐火等级一般不应低于二级。

3.防火分区

1〕医院建筑的防火分区应结合建筑布局和功能分区划分。

2〕防火分区的面积除按建筑耐火等级和建筑物高度确定外，病房局部每层防火分区，尚应根据面积大小和疏散路线进展再分隔；同层有二个与二个以上护理单元时，通向公共走道的单元入口处，应设乙级防火门。

3〕防火分区的病房、产房、手术部、精细贵重医疗装备用房等，均应采用耐火极限不低于1小时的非燃烧体与其他局部隔开。

4〕高层建筑的门诊大厅，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上局部防火分区的允许最大建筑面积为4000平方米。

4.楼梯