医院建筑结构优化设计与实践分析

医院建筑结构优化设计与实践分析

刘德启

德州市第二人民医院   山东德州 253000

摘要：对医院建筑结构进行优化设计，是保证医院安全高效运行的关键。阐述医院建筑结构优化设计应遵循安全性和稳定性、功能性和灵活性、节能环保和可持续发展三个主要原则。论述了其优化设计方法，主要有结构选型和体系优化、材料选择和性能优化以及空间利用和布局优化等。通过对具体实践案例的剖析、论证优化设计的具体措施，实施流程和优化效果评价对比。研究结果表明：在考虑诸多因素的情况下，对医院建筑结构进行优化设计可以显著提高医院运营效率及患者满意度。

关键词：医院建筑；结构优化；安全性；节能环保

引言

在医疗技术不断进步，人民群众健康需求不断增加的背景下，医院建筑是医疗服务提供的主要场所，医院建筑设计的好坏直接关系着医疗服务效率与品质。医院建筑结构优化设计既影响着医院长期经营的费用，也影响着患者及医护人员的安全及舒适。所以探索医院建筑结构优化设计原则与方法对提高医院建筑整体性能有着十分重要的作用。

1.医院建筑结构优化设计的原则

1.1 安全性与稳定性原则

医院建筑需要符合安全的要求，尤其要注意医疗设备和人流疏散。抗震性能至关重要，特别是地震多发区需要先进的抗震技术和材料来保证结构的完整和人员设备的安全性。建筑的稳定性是至关重要的，需要防止沉降和倾斜，在基础设计中需要考虑地基条件。防火设计是不可缺少的，它满足消防规范的要求，保证在火灾中人员疏散和财产损失的最小化。

1.2 功能性与灵活性原则

医院的设计需要考虑功能性与灵活性，才能满足科室，设备的改变。各科、病房和手术室要合理布局，确保医疗流程的畅通和效率的提高。同时在设计中需要兼顾病人的流动与舒适并建立导流通道以降低疲劳。灵活性是现代医院最主要的特点，建筑结构要可调整才能适应医疗技术设备更新的需要。本实用新型通过可拆卸的隔墙以及模块化的设计实现了空间的灵活调节。

1.3 节能环保与可持续发展原则

在当前全球资源紧缺、环保压力加大的情况下，医院建筑设计需要遵循节能、环保、可持续性原则。在设计时应优先选择采用节能型建材及工艺，例如高效保温材料，节能门窗及太阳能热水系统等，从而减少能耗。同时要充分利用自然资源、优化自然通风与采光、降低对空调、人工照明等设施的依赖性。另外，废水，废气处理系统的建立也是降低环境污染的一个重点。

2.医院建筑结构优化设计的方法

2.1 结构选型与体系优化

根据医院功能需求及建筑规模选择适当结构类型如框架结构，剪力墙或混合结构。不同结构类型其承载能力及抗震性能均不相同，需根据实际情况选用。就结构体系优化而言，要重视结构整体性与连续性设计以避免薄弱环节。比如在剪力墙的布置中，要尽可能地对称分布以降低扭转效应；框架结构中梁、柱节点设计需要保证足够刚度与强度。还要结合建筑高度、体量等因素，合理设计楼板厚度、柱网布置等，增强结构稳定性、耐久性。结构选型及体系优化也需要综合考虑施工便捷性、经济性等因素，选用合适的施工方法及材料以减少建设成本。

2.2 材料选择与性能优化

建筑材料要具有高强度、高耐久性、环保性能好等特点。常见的结构材料主要有钢筋混凝土，钢结构以及复合材料，这些结构需要根据建筑物的特定需要以及环境条件来选用适当的材料。如钢结构以其自重轻，强度大等特点适用于大跨度空间及高层建筑；在耐久性和防火性能方面，混凝土结构表现得尤为出色。在现代建筑设计中，材料的环境友好性被视为关键因素。选择如高效保温材料、低挥发性有机化合物（VOC）涂料等低能量、可再生且无污染的环保建材，可以有效地减少建筑的能源消耗并降低对环境的负面影响。另外，将新材料与新技术相结合，例如自修复混凝土，光催化涂料等等，进一步提高了建筑物的使用性能与使用寿命。

2.3 空间利用与布局优化

空间利用及布局优化在医院建筑结构设计中占有重要地位，它直接关系着医疗流程能否高效运行以及病人舒适体验。空间布局要充分考虑医院功能需要，合理配置各部门、病房、手术室等空间，以减少人员流动交叉与无序。比如把急诊科设于方便迅速抵达的地方、手术室靠近ICU、方便应急时迅速转移等。在空间使用上，要重视垂直与水平空间高效使用，并通过建立多层次功能分区提升建筑使用效率。如通过加大夹层，利用地下空间等方式来扩大建筑使用面积以满足人们对功能的更高要求。设计时也需要留出一些灵活的空间便于日后功能调整与拓展，以保证建筑能满足医疗需求的改变。

3.医院建筑结构优化设计的实践案例分析

3.1 案例背景与基本情况

本案例研究的医院建筑是某三甲综合医院的扩展和改造项目，该项目的总建筑面积大约为10万平方米，包括了门诊楼、住院楼、医技楼等多功能建筑。这家医院的原始建筑已经使用了超过20年的时间，但由于其结构老化、布局不够合理和空间利用效率较低，已经不能满足现代医疗的需求。改建和扩建的项目目标是通过改进设计来增强医院的总体功能和提供更高质量的服务。项目背景涵盖了诸多方面，主要有医院发展规划，既有建筑结构状态和周边环境条件。在工程开工之前，对其进行详细调查与需求分析，确定优化设计目标与需求，如增强抗震性能，完善功能布局，促进节能环保。

3.2 优化设计的具体措施与实施过程

在对该实例进行优化设计的过程中采取一系列具体的措施。在结构选型上，使用钢筋混凝土框架-剪力墙结构来改善建筑物抗震性能及稳定性。它在布局优化上，通过对各部门及功能区选址进行再规划，以减少人员流动交叉与无序。比如把急诊科与影像科置于一楼，便于急诊患者的迅速检查与处理；本实用新型使手术室与ICU位于同一层，方便了手术后对病人进行转移及监护。另外，该工程强调灵活使用空间及将来拓展的可能，并留有扩建空间及设备接口。在选材上，使用高强度钢筋，环保型混凝土及低能耗玻璃作为绿色建材以增强建筑节能环保性能。在建设过程中严格执行设计要求及标准，保证所有优化措施的落实。

3.3 优化效果的评估与比较

在工程结束时对优化设计效果做了细致评价。首先从安全性角度来看，经过抗震性能测试及结构稳定性检查证实该建筑满足设计要求、抗震能力强、长期稳定。其次功能性与灵活性上，全新布局设计显著提高医疗流程效率，病人流动更畅通，医护人员工作环境更改善。特别对急诊科及手术室布局进行优化，缩短病人等待时间及转移距离。最后从节能环保角度来看，能耗监测与环境质量检测证实建筑能耗明显下降，室内空气质量与温度控制提高。相对于原建筑，改扩建医院的安全性，功能性及环保性能显著增强，总体服务水平明显提高。

结束语

总之，医院建筑结构优化设计作为一项系统工程，需兼顾安全性，功能性和节能环保。通过运用科学的设计方法与材料对空间布局进行合理规划，能够有效地促进医院建筑使用效率与环境友好。今后，在科技不断进步，设计理念不断更新的情况下，医院建筑结构优化设计也会越来越重视智能化，绿色化来适应社会的发展需要。经过不断地探索与实践，医院建筑一定会更好地为公众健康服务，并成为一个城市必不可少的医疗服务平台。

参考文献

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[2]李家富. 房屋建筑结构设计中优化技术实践分析[J]. 中国标准化, 2017, (04): 142+144.