Pediatrická klinika do Rwandy | mezinárodní soutěž Design for the children || pediatric clinic for Rwanda | international competition Design for the children - English text HERE
bakalářská práce | vedoucí práce: Ing.arch. Jiří Buček; konzultace: Ing.arch. Filip Horatschke; doc. MUDr. Josef Donát, DrSc. (ČLS JP); Ing. Jaroslav Peterka, CSc.; Ing. Jan Suchánek | 01 2009

- "A čím se vlastně teď cítíte víc – Němcem, Švýcarem nebo Francouzem?"
- "Člověkem, pane." ... odpověděl velký doktor Albert Schweitzer jednomu novináři při návratu z nemocnice Lambaréné v Gabonu.

Projekt pediatrické kliniky do Afriky je třeba řešit pragmaticky. Může sice čerpat z bohatého kulturního dědictví, ale nesmí opomenout přesnou a technickou analýzu místní situace, především pak ekonomických a přírodních podmínek.

>>> Východní Afrika dnes
představuje nejproblematičtější kontinent z hlediska populačního, sociologického i kulturního rozvoje. Stěžejní problém představují přírodní podmínky, neúměrný růst populace a s tím související potíže s nedostatkem pitné vody, vzdělání a zdravotní péče. Ženy a děti musí chodit každý den až šest mil pro vodu. Každých 15 sekund kvůli nedostatku pitné vody umírá jedno dítě. Více než 10 milionů dětí umírá ročně na zbytečné nemoci. 270 milionů dětí nemá přístup k běžným zdravotnickým službám. Největší trápení způsobuje nemoc AIDS.
Řešení se vždy nabízejí, přesto jsou obyvatelé rovníkové Afriky konfrontováni s paradoxními situacemi, vznikajícími přeskočením některé z vývojových fází.
Projevuje se zde např. neschopnost zavádět modernější technologie do zemědělství - to pak může způsobit vyčerpávání půdy. Nebo když kmen, který se živí lovem, dostane lékařské pomůcky, rázem se zvýší počet lidí v kmenu a svou oblast postupně vyloví.
Dnes je na tom řada oblastí hůř než v padesátých letech. Produkce potravin na osobu nebo dostupnost lékařské péče klesá. Chudoba způsobuje nesnášenlivost a politické napětí, které se v Africe projevuje násilnými střety. To, co se jinde na světě řeší jednáním, se v Africe řeší násilím.
Velký problém představuje efektivnost některých projektů. V 80. letech se například v bývalé portugalské Guineji rozjel projekt proti nedostatku pitné vody způsobené růstem počtu populace. Vykopaly se studny, nainstalovalo se jednoduché zařízení na čerpání vody tak, aby je místní lidé mohli kdykoliv opravit. Po několika letech, kdy proběhla kontrola, se zjistilo, že 80 % studní vůbec nefunguje a že ženy znovu chodí se džbány na hlavách několik kilometrů pro vodu. Přitom se jednalo o banální opravy.
Ani šíření vzdělanosti nemusí být efektivní. Ta část obyvatel, která nějaké vzdělání získá, emigruje do měst nebo jinam do světa a na vesnicích zůstanou opět jen lidé bez základního vzdělání. Lidé se mají z generace na generaci hůř, nevidí žádná východiska, špatným životním podmínkám přivyknou a k řešením jejich problému zůstávají apatičtí. Pokud hovoříme o gramotnosti, která se nám může zdát v některých státech velká, pak jsme postaveni před další paradoxní otázky: když člověk deset let neuvidí noviny nebo knihu, k čemu je mu fakt, že umí číst a psát?
Většina projektů řeší jen nejakutnější problémy a bolesti, ale již se nedokážou dívat více do budoucna. Některé instituce tak mohou napáchat více škody než užitku. Stává se běžně, že do afrických nemocnic putuje humanitární pomoc v podobě drahých přístrojů, které ještě nevybalené stojí ve skladišti a práší se na ně, protože je neumí nikdo obsluhovat.
Afričané se chtějí vymanit ze začarovaného kruhu a dnes zkouší všechno na světě, někdy až v extrémní míře, což přináší další potíže.

>>> Rwanda je považována za jednu z nejkrásnějších zemí světa. Je nejhustěji zalidněným státem v Africe. Společenská a politická situace je však poznamenána občanskou válkou z 90. let a genocidou, kdy v r. 1994 zahynulo na 1 milion lidí, což se promítá do životních poměrů. 60% obyvatel žije ve vesnicích a trpí velkou chudobou. Díky současnému politickému systému a reformám se však předpokládá do budoucna výrazné zlepšení.

>>> Klima: Téměř celá Rwanda je hornatá a vyznačuje se vysokou nadmořskou výškou. Proto je zde klima velmi příjemné, celoročně zde denní i noční teploty neklesají pod 15 °C a většinou nepřesáhnou 30 °C. Je zde velmi vysoká sluneční radiace příhodná pro instalaci fotovoltaických článků. Střídají se tu dvě období sucha a dvě období dešťů, přičemž nejdelší období sucha trvá cca 4 měsíce od června do začátku října. Koncept by měl v sobě zahrnout možnost shromáždit dostatek dešťové vody pro tyto podmínky.

>>> Úroveň zdravotní péče: ve Rwandě (ostatně jako v jiných státech sub-Saharské Afriky) lze jednoznačně označit za velmi nízkou. Pouze 49% populace má přístup ke zdravotnickým zařízením. Dle informací Světové zdravotnické organizace je předpokládaná délka života u mužů pouze 44 let, u žen pak 47 let!
Existují zde jak státní, tak i soukromé nemocnice. Ordinace dětských lékařů zde k dispozici nejsou. Dětské ambulance jsou vždy součástí nemocnice nebo zdravotního centra. Státní nemocnice by měly poskytovat ošetření a léky zdarma, avšak často trpí nedostatkem lékařů, nevyhovujícím a nedostatečným vybavením, chybí i základní léky a čekací doby jsou neúnosné. Ve rwandských nemocnicích je pak běžné, že ve 100 lůžkové nemocnici, kde leží 150 pacientů, pracují 3 lékaři.
U dospělých převládá z infekčních onemocnění malárie, dále tuberkulóza, spalničky a průjmová onemocnění. Ročně zde umírají díky malárii tisíce dětí. Pokud se však nemoc zaznamená včas, trvá její léčení 3-5 dní. Možná léčba je však otázkou jak informovanosti, tak i dostupnosti vhodných antimalarických léků. Nejpalčivější problém v celé východní Africe představuje nemoc AIDS.
Dalším zdravotním problémem Rwandy je vysoká úmrtnost rodiček. Dle údajů Světové zdravotnické organizace 1400 žen z každých 100 000 zemřelo v roce 2000 ve Rwandě při porodu. Ve stejném roce pak pouze 39% porodů bylo s asistencí školeného zdravotnického personálu. V tomto kontextu jsou nejohroženější skupinou mladé ženy ve vesnických oblastech, neboť tam prakticky neexistuje prenatální zdravotní péče.
Dětská a novorozenecká úmrtnost je v této části světa též velice vysoká.

>>> Architektonická koncepce Všechny dříve zmíněné problémy nevyřeší jedna stavba či jedna klinika. Snažím se nalézt univerzální model nemocnice, vycházející z přírodních a společenských podmínek, jenž by šel adaptovat kamkoliv a který by kromě základní zdravotní péče poskytl i školení porodních asistentek, odborného personálu i samotných pacientů, rodičů a dětí.

Koncept by v sobě měl zahrnout následující požadavky:

- jednoduchost a logika
- realizovatelnost ve dvou fázích a možnost neustálého rozšiřování kapacity
- ekonomičnost, dostupnost
- skromnost se zachováním intimity a důstojnosti každého jedince
- velká střešní plocha pro shromažďování dešťové vody
- využití alternativních zdrojů energie
- nezávislost na lokalitě, adaptabilnost kamkoliv

Srdcem každé části nemocnice se stává rezerovár na vodu. Všechny provozy jsou shromážděny kolem něj. Voda se ukazuje být nejdůležitějším prvkem a východiskem východoafrického podnebí.

>>> Situace: Protože se jedná o model, jehož různé modifikace mohou vznikat na různých místech, je zadaná situace pouze ilustrativní. Stavební parcela se nachází na mírně svažitém terénu v oblasti Karama poblíž menšího města. Klinika by měla obsloužit okolní vesnice v okruhu až 100 km.
Kapacita a velikost odpovídá v první fázi zadání dle mezinárodní soutěže, ve druhé fázi soutěžní požadavky mírně rozšiřuje.

>>> Provoz nemocnice Objekt je navržen na co nejjednodušším principu. Zachovává jak v první, tak ve druhé fázi striktní rozlišení ambulantní, hospitalizační a sterilní části. Všechny části kliniky jsou samostatně rozšiřitelné vyplňováním volných ploch místnostmi v modulu 3,6 metrů, který umožňuje optimální plošné výměry (navíc pro nemocnice se doporučuje obecně modul 1,2 a jeho násobky). Ve druhé fázi vzniká celkem 5 základních čtverců s dvorkem uprostřed. Tato koncepce umožňuje samostatné zásobování užitkovou vodou pro každé oddělení zvlášť. Do všech místností se vstupuje z dvorku a vzniká tak systém, který odbourává standardní evropský stereotyp s neosvětlenými chodbami. Světlo do jednotlivých kójí vstupuje kromě malých oken ještě ze dvorků přes propustné rákosové pletivo.
První fáze předpokládá spíše ambulantní provoz, druhá fáze poskytuje kapacitu 32 lůžek (16 dětské odd., 8 mateřské odd., 8 infekční odd. + kojenecké odd. a 10 gynekologicko-porodní část)

>>> Ambulantní část:
V objektu příjmové části bude umístěna recepce a tři vyšetřovny, laboratoř, lékárna, suché záchody oddělené od operačního oddělení zeleným filtrem a dva prostory sloužící jako čekárna, přičemž jeden z nich může sloužit k výuce. Ve 2. fázi se kapacita rozšiřuje na celkem šest ordinací, kolem druhého zásobníku s vodou bude místnost pro rentgen s temnou komorou (silnější zdivo 200mm z pálených cihel), skladovací prostory, prádelna a WC pro personál.

>>> Sterilní část a pohotovost:
Nemocnice je dále vybavena chirurgickým operačním sálem a porodním sálem, ve druhé fázi přibývá speciální operační sál pro provádění císařských řezů. Oba operační sály mají společný hygienický filtr odpovídající normám. K těmto jednotkám přiléhají potřebné servisní a sterilizační prostory a v dosahu jsou odpadové jámy pro placenty a zdravotnický materiál. Na sterilní část navazuje pohotovost – příjem rodiček.

>>> Hospitalizační část:
Lůžková oddělení jsou oddělena pásem zeleně a jsou přístupná po dvou zastřešených rampách. Protože je terén mírně svažitý, je tato hospitalizační část mírně vyvýšena o 40 cm. V první fázi se počítá pouze s jedním dvorem, ve druhé fázi se kapacita rozšiřuje k dalším dvěma atriím s nádrží pro dešťovou vodu. Vznikají tak další dva zastřešené čtverce.
Ve druhé fázi je v centrálním čtverci umístěno dětské oddělení a oddělení pro matky.
Čtverec vedle příjmové části disponuje samostatným vchodem s ordinací určenou pro ošetřování infekčních nemocí a infekční oddělení. Z druhé strany atria je pak zázemí pro personál. Ve čtverci u operační části je situováno kojenecké oddělení včetně místnosti pro inkubátory a předporodní a poporodní (předoperační a pooperační) lůžková část.

Každá část disponuje vlastním jednoduchým sociálním zařízením a úklidovou komorou. Rozvržení nemocnice je navrženo s ohledem na případná rozšiřování a přístavby v budoucnosti na stále stejném principu.
Přímo v komplexu nemocnice bude k dispozici jednoduché ubytování pro lékařský tým a zázemí pro rodiny – latríny, prostor pro vaření a sklad dřeva, příp. dětské hřiště. Samostatný objekt tvoří márnice v rohu areálu.

Z důvodu bezpečnosti je celý areál uzavřen zdí vytvořené z kamenů, přip. z hlíny a výztuhou z bambusových tyčí.
Nemocnice by měla být vybavena moskytiérami a veškeré otvory sítěmi proti hmyzu.

>>> Zdroj vody
Každá část a každé oddělení je shromážděno kolem dvorku - atria, v němž je umístěn vždy jeden rezervoár na dešťovou vodu. Plocha střechy dostačuje k jeho naplnění během nejdelšího období dešťů. Na 1mm srážek z 1 metru čtverečního střešní plochy se získá 1 litr vody. Rwanda se vyznačuje krátkými intensivními přeháňkami. Ročně zde spadne průměrně až 1200 mm srážek. Kapacita betonových cisteren vyztužených pletivem z bambusu je 2300 hektolitrů a měla by pokrýt i čtyřměsíční období sucha.
Voda v nádržích slouží pouze jako užitková (mytí, praní, úklid apod.). Lze navrhnou též variantu s využitím dešťové vody jako pitné, nicméně to vyžaduje instalování drahých filtrů a ošetřování vody chlorem. Uvedená koncepce počítá se zásobováním pitnou vodou z místní studny umístěné v dostatečné vzdálenosti od latrín a odpadních jam. Pitná voda bude rozvedena do všech potřebných prostor. Ve druhé fázi se předpokládá zbudování septiku pro splaškové vody.

>>> Zdroj energie
Sluneční radiace ve Rwandě dosahuje velmi vysokých hodnot (až 5,15 kWh/m2 za den), což stanovuje optimální podmínky pro využití sluneční energie. Zastřešení poskytuje dostatečnou plochu pro umístění nového systému fotovoltaické povlakové krytiny (hydroizolační fólie na bázi EVA/PVC, na jejímž povrchu jsou integrovány pružné solární moduly). Klinika tak může být energeticky soběstačná. Součástí vybavení bude též dieselový generátor v dostatečné vzdálenosti od stavby a nezbytná technická místnost uvnitř kliniky.

>>> Konstrukční řešení:
Jednoduchá čtvercová mřížka v modulu 3,6 m je tvořena konstrukcí z eukalyptového dřeva. Do konstrukce jsou zasazovány zděné bloky. Dále viz materiálové řešení.

>>> Materiálové řešení:
Sociologické, kulturní i přírodní podmínky se projevují především ve volbě materiálů a v tom, že se jedná o přízemní stavbu. Domorodé chýše a domy ve východní Africe jsou vždy pouze jednopodlažní.
V návrhu je kladen velký důraz na použití lokálních a lehce dosažitelných materiálů a místních stavebních technik. Stěny ambulantní a lůžkové části jsou navrženy z nepálených cihel, vyrobených přímo na stavbě z hlíny, slámy a vody. Sterilní část s operačními a porodními sály a rentgenová místnost předpokládá stavbu z pálených cihel. Toto zdivo je zvenku omítnuto hliněnou omítkou. Na menší objekty latrín, zázemí pro rodiny a márnice je využita alternativní technologie – vymazávání dřevěné konstrukce tvořící mřížku zeminou získanou při hloubení děr pro latríny. Zemina je ve Rwandě pro tento účel ideální. Vzniká tak dřevem vyztužená monolitická zeď z vody, slámy, popela a trusu.
Deska z betonové mazaniny na štěrkovém podsypu je celá pokryta dlaždicemi, zajišťujícími snadnou omyvatelnost všech průchozích prostor. Jako střešní krytina je použit trapézový plech vhodný pro sběr vody.
Okna jsou zasklena jen v operační části, zbytek postačí s jednoduchými plechovými okenicemi. Předpokládá se také využití odpadních materiálů, např. dna skleněných lahví zabudované ve zdivu k většímu prosvětlení operačních sálů, starých pneumatik pro dětské hřiště apod.

ENGLISH:
"Are you feeling like German, Swiss or Frenchman?"
"I feel like a human".


...answered the great doctor Albert Schweitzer when he came back to Europe from clinic of Lambarene in Gabon.

Project of pediatric clinic for Africa must be pragmatically solved. It can draw from cultural wealth but it has to look at technical analyse of economical and social situation and climate.

>>> East Africa today:
is very problematic continent in term of population, sociological and cultural envolvement. Women and children walk an average of 6 miles a day to collect water. 1 child dies every 15 seconds due to the lack of clean drinking water. More than 10 million children die every year from preventable illnesses. 270 million children have no access to public health services.

>>> Rwanda
is one of the most beatiful countries on the world. There is the highest density of population in Africa. The political situation in 90's was critical. 1994 was a watershed year in the history of Rwanda. A war and genocide left much of the country destroyed and more than 1 000 000 dead. In addition, a mass exodus from the country caused a shortage of human resources in the civil service. The health sector was not spared.
60% of the population of the country live in rural areas, where there is high level of poverty. However, there is also high level of education of over 68%. It is expected that if the country continues with its reforms and market economy approach the future for development looks good.

>>> Climate
Although located only two degrees south of the equator, Rwanda's high elevation makes the climate temperate. The average daily temperature near Lake Kivu, at an altitude of 4,800 feet (1,463 meters) is 73°F (23°C). During the two rainy seasons (February-May and September-December), heavy downpours occur almost daily, alternating with sunny weather. Annual rainfall averages 80 centimeters (31 in.) but is generally heavier in the western and northwestern mountains than in the eastern savannas.

>>> Health service
Each year, thousands of children die in Africa of preventable and treatable diseases such as malaria, tuberculosis and HIV. New mothers often lack the care needed for their health and those of their newborn children. According informations of WHO is life expectancy at birth only 44 years by men and 47 by women. There is high children and maternal mortality.

>>> Architectonical concept It is not possible to solve all of these problems by one building or one clinic. I try to find some universal model of hospital that is adaptable and can be modifed to various sites. It will be not only hospital – it can serve like a teaching centre for nurses or like a dormitory for the staff and the families.

The concept must include this requests:
simplicity and logic
realizability in 2 phases and possibility of continuous grow
economical request
humility
large surface of the roof for rainwater collection
usage of alternative energy sources
adaptability, variability

Project requirements:
Designs should encompass two phases, the first being the basic pediatric clinic that will address childbirth and disease prevention and treatment. It will be a satellite clinic to support a larger medical hub. This design should be fully developed. The second phase calls for a way to convert the existing satellite building of Phase One into a larger medical hub/small hospital that will provide support for surrounding satellite offices. The design for Phase Two does not need to be as fully developed but should clearly show how the requirements can be added onto the first phase.

>>> Locality:
Is only exemplificative. The model for a pediatric clinic that can be modified to fit different sites in the east Africa. Ground area is in the region Karama.

>>> Operation of the clinic:
Fight for the Children staff will work with the local residents at the proposed site in East Africa to build the clinic based on the winning design, using local materials and building techniques. Fight for the Children staff will train and work with local doctors and nurses, who will in turn train other area residents. Once the clinic has a strong foundation, the clinic will be turned over to local staff to be run independently of Fight for the Children, but with additional support as needed. This allows the clinic to be self-sufficient, rather than dependent on a foreign organization.

The object is on the easy principle. Is strictly divided to 3 parts: ambulance, hospitality and operating part. The all parts of clinic can expand horizontal in modulus 3,6 meter. In second phase rise 5 squares, in the centre of every square is tank for rainwater. The water is main theme of Africa and water-tanks are as a heart of each part.

All rooms have entries from inside of blocks – interesting system where we don't need any corridors. The light comes to rooms from atriums. The 1st phase is for an ambulatory function, the 2nd phase has capacity of 32 beds (16 beds for Children's ward, 8 for Maternal ward, 8 for Infection ward, next Infant ward and 10 beds for Gynocologic-birthing ward)

>>> Ambulance:
There are in 1st phase: reception, 3 exam rooms, laboratory, pharmacy, pit latrines (separate by the green filter from operating and birthing theatre) and space for teaching/recreation area. The capacity grows in 2nd phase to 6 exam rooms, radiology room with a darkroom (burnt brick masonry 200mm), storages, loundry and WC for staff.

>>> Operating (sterile) part and emergency:
There are: operating theatre and birthing room, in 2nd phase is builded special cesarian room up. Operating theatres have hygienic filter. There are also sterilization rooms, placenta pit and emergency.

>>> Hospitality:
The ward blocks are detached by a green zone and they are accessible by the roofed ramp. Because of a steep land are these blocks elevated for 40 cm. It bargains for only a one court in the first phase, in the second phase is the capacity extended to the other two atriums with a tank for rainwater. The two more roofed squares accrued from. The pediatric and maternal wards are located in the cental square.
The square near reception disposes of separated entry with an ordination for a treatment of infectious diseases and the infection ward. There is a place for the staff from the other side of the atrium.
Each part has own toilet and bath.
The hospital can grow up to 3rd phase on the same principle. In the area will be simple accommodation for the staff and families, outdoor area with pit latrines, area for cooking, playground, timber stock. The morgue is here as like a separated object.
All the area includes a perimeter security wall of bamboo sticks or of the slay and stones.

>>> The water sources
Each ward is gathered round a court – an atrium, in which is fixed a one ferrocement tank for the rainwater. A roof extent is sufficient for a filling during the raining seasons.

Rwanda is distinguished for the short intensive rainfall. There is about 1200 millimeter of rainfall water per annum. The capacity of the concrete cistern (stiffened by a bamboo netting) is 2300 hectolitre and it should cast over a dry spell.
The function cisterns is only for supply water (for washing, cleaning, scouring etc.)
It is possible to put forward the variety of using the rainwater as a drinkable, however, it demands an installation of expensive filters and using the chloral. The conception bargains for a water storage from a local well in the sufficient distance from the latrines and the draffish holes. The drinkabel water will be distributed to all rooms where is a need. Above ground level, tanks are constructed with a plain or reinforced concrete base, cylindrical walls of ferrocement and a roof of ferrocement, or sometimes mild steel sheeting. The construction of ferrocement walls is carried out by first assembling a cylindrical mesh of chicken wire and/or fence wire reinforcement, with or without the aid of formwork. On to this, a cement-rich mortar of 3:1 sand:cement is applied by trowel and built up in layers of about 15 mm to a finished thickness of between 30 to 100 mm, depending on wall height and tank diameter. Thicker walls may have two layers of mesh. The mesh helps to control local cracking and the higher walls may call for the provision of small diameter vertical steel reinforcing bars for bending resistance. Sometimes barbed fence wire is wound spirally up the wall to assist with resistance to ring tension and stress distribution.
Effective curing of the mortar between the trowelling of each layer is very important and affects the durability of the material and its resistance to cracking. Mortar should be still green when the next layer is placed.
In the 2nd phase suppose build-up of septic tank for sink water.

>>> Power sources
The Sun radiation in Rwanda is very high (to 5,15 kWh/m2 per day) and it is optimal for usage of sun energy. The large roof provides enough surface for fitting of fotovoltaic system (EVA/PVC sheeting with integrated solar moduls). There is a generator in the area and the technic room as well.

>>> Construction:
Simple square screen in modulus 3,6 meter is from eucalyptus wood. In this structural system are brick blocks.

>>> Material:
For the material are used available resources, such as unburnt slay bricks, eucalyptus wood, rebar, corrugated metal sheeting. Operating part and radiology block is from burned bricks with the mould plaster. Alternative technology is used for pit latrines, mourgue and for objects in family area - wooden construction is filled by mould. In Rwanda is ideal mould for this technology (ground witg water, straw and dropping). The floor is from ceramic tiles. The windows have glazing only in the operating part. The rest of windows have only a shutter.