迄今为止,在我国的医院建筑设计研究中,几乎没有针对门急诊楼竖向交通系统的详细资料,建筑设计时除了依靠设计者的经验和感性判断外,只能参考欧美发达国家的资料。然而,根据世界卫生组织公布的“2000-2010年平均每万人拥有的医护人员数量”,我国为28.0人,曰本为62.0人,美洲地区为84.0人,欧洲地区为108.0人,全球平均值为43.7人。我国医院建筑服务的患者数量及竖向交通负荷均远大于国外,依据国外经验或资料进行设计的医院建筑中竖向交通出现严重拥堵几乎是必然结果,门急诊楼竖向交通系统的效率难以满足整体功能的需求成为我国大型医院建筑中普遍存在的突出问题。

大型综合医院门急诊楼竖向交通系统(下简称“竖向交通系统”)主要由自动扶梯、电梯和楼梯3大部分组成。需要说明的是,本文主要针对正常规模和楼层的大型医院门急诊楼建筑,对于规模超常、超高(7层以上)或有特殊交通处理方式(如山地立体交通)的建筑的配置策略与设计方法将另行探讨。

数量配置

充足且不浪费资源的竖向交通系统数量配置是提升竖向交通效率的关键因素,具体包括自动扶梯台数、电梯台数以及楼梯通行总宽度。

数量配置方法

竖向交通体数量配置取决于“交通量”(需求)和"交通体运能运量”(单位效率)两个因素,即:数量(宽度)=父通量/运能运量(图1)。本文的相关基础数据来自研究人员对北京、上海、重庆、武汉、长沙、广州等全国6大城市数十个样本的详细实地调研及数据分析。文中仅阐述研究思路、方法及配置结果。

1 门急诊楼竖向交通数量配置方法示意

1、交通量测算

交通量与建筑本身的规模、使用情况等有关。根据调研数据及文献资料并借鉴高层住院楼电梯数量研究方法,单位时间交通量与日门诊量为正比例关系。

即:单位时间交通量=曰门诊量x系数

其中,曰门诊量 ”由项目需求决定,“系数”则根据调研分析、总结得出且是数量配置的关键。针对3类竖向交通体在不同时段的交通量统计并结合相应日门诊量的分析计算,研究得出了3类竖向交通分别在高峰时段,一般时段以及空闲时段中的“系数数据组”。

2、运能运量测算

运能运量是竖向交通系统数量配置的重要基础指标,与设备或楼梯的自身参数以及使用者的竖向交通模式有关。

1 ) 自动扶梯:实际输送能力与额定速度、踏步宽度及分布率呈正比例关系。其中,前两个参数的选择主要考虑安全因素及患者与搀扶人员同时乘梯所需的踏步宽度;分布率涉及到自动扶梯拥挤程度,选择时应保证扶梯不空载也不过于拥挤(图2)。

2 自动扶梯分布率与拥挤程度

2)电梯:计算公式涉及参数较多,其中额定人数、轿厢门宽度、开门方式与额定速度等 5个主要参数需慎重选择,主要应考虑医梯与乘客梯数量配比、推床及轮椅宽度、中分与旁开门所需时间以及投资情况等。

3)楼梯:输送效率主要由楼梯单位宽度的通行效率决定。根据史密斯(R.A.Smith)的研究并考虑楼梯中上下行逆向人流相互影响,可计算出曰常情况下楼梯交通系统上、下楼梯的单位宽度最大通行效率。同时,必须满足相关规范对楼梯疏散宽度的要求。

3、数量计算及检验

扶梯、电梯数量计算的基本步骤是,首先采用高峰时段交通量数据进行初步计算,然后将结果分别代入一般时 段和空闲时段交通量,通过自动扶梯分布率以及电梯平均间隙时间等指标进行评价检验,若结果不满足“ 舒适 ”和“不空载 ”的标准则返回第一步进行调整,最终得出“ 高峰时段通畅、一般时段舒适、空闲时段不空载”的配置结果,满足"充足而不浪费资源 ”的配置原则。

数量配置成果

通过上文的工作得出了一般情况下竖向交通系统的数量配置结果速查表(表1-3),建筑师结合具体项目的日门诊量数据就能有针对性地做出合理的数量配置决策。所谓一般情况,是指根据调研,目前我国大型综合医院门 急诊楼设计日门诊量大都在1000-20000人次之间,投入使用后在5年内可达到设计值的1.5-2倍,因此速查表按照日门诊量1000-25000人次编制。

表1 门急诊楼自助扶梯数量配置速查

表2 门急诊楼电梯数量配置速查

表3 门急诊楼梯段最小总宽度配置速查

1、自动扶梯

表1是根据目前我国门急诊楼建筑的一般情况,将“地下设两层,其中-2层为地下车库,自动扶梯速度0.5m/s”作为定量,自动扶梯配置过程中的主要变量“日门诊量”“建筑层数"及“扶梯所处楼层 ”作为查询条件,列出了常见曰门诊量规模的门急诊楼所需的自动扶梯配置数量。表中数量均取偶数,以满足建筑中上、下 行扶梯各占一半的要求。

2、电梯

表2是根据目前我国门急诊楼建筑的一般情况,将“地下设两层,平均层高4.8m,电梯额定速度1.5m/s,乘客与病床梯数量比为1:2,乘客梯额定人数13人,病床梯额定人数21人,电梯出入口宽度1000mm”作为定量,电梯配置过程中的主要变量“曰门诊量”和“建筑层数”作为查询条件,列出了常见曰门诊量规模的门 急诊楼所需的电梯配置数量。

3、楼梯

表3则根据目前我国门急诊楼建筑的一般情况,将"地下设两层,其中-2层为地下车库”作为定量,门急诊楼的”日门诊量”和“建筑层数”作为查询条件,列出了常见日门诊量规模的门急诊楼所需的楼梯梯段最小总宽度。同时,实际工程中每部楼梯梯段的宽度亦应遵守相关规范条文的要求。

布局模式

在门急诊楼建筑设计中,组成竖向交通系统的自动扶梯、电梯和楼梯等3个部分的布局模式是竖向交通设计最重 要的基础。3类竖向交通各有特点,各有要求,它们的恰当组合、不同布局模式可以服务于不同门急诊楼的功能需求。

自动扶梯的特点是单位运能运量大且能连续上下客、空间开敞,视线引导性强,因而成为大多数人在门急诊楼竖向交通中的首选,承担最主要的竖向交通人流,但自动扶梯不能输送轮椅或者担架且在楼层处需要转换,因而不适用于行动不便者。

电梯的特点是适用范围广,可以直达目的楼层,是门急诊楼无障碍设计必须具备的竖向交通方式但电梯的单位运能运量较小,人流量大时需排队等候,因而若用作主要竖向交通方式时对数量及等候空间要求较高;楼梯则是满足建筑消防疏散的必备空间,使用灵活,亦能连续输送大量竖向人流,但使用者需耗费—定体力,调研中约12.5%的患者及家属表示愿意使用楼梯,可见楼梯也是解决竖向交通压力的有效方式。

目前,我国大型综合医院门急诊楼竖向交通系统的布局模式主要有如表4所示的几种类型。具体项目的建筑设计中,应针对不同的日门诊量规模及平面布置方式对竖向交通组的布局模式进行合理选择。

表4 竖向交通布局模式

1)三角型:3组竖向交通体在大厅中分散布置,视线开敞,可达性好。此模式一般不适用于医院街式布局,需结合门诊入口的大空间布置,在日门诊量5000人次以上平面较为宽松的中庭式布局门急诊楼中较多采用。

2)直线型:多组竖向交通体由入口至远端依次呈直线布置,可照顾到离入口较远处的竖向交通需求。但远端交通体距离主入口较远,且由于视线引导不足、可达性弱,易产生不同位置竖向交通体容量不均的现象。—般在曰门诊量5000人次以上的医院街式布局的门急诊楼中采用。

3)十字型:竖向交通体分别直接布置于门厅或医院街接近入口的左右两侧,视线与可达性好,所需空间较小但交通容量也较小,—般在日门诊量2000-5000人次的中庭式或医院街式布局的门急诊楼中采用。

4)T字型:一组或几组竖向交通体沿门厅进深方向布置于门厅一侧,视线较为开敞,所需 空间小,但节 点处人流集散易受较大干扰,一般用于日门诊量5000人次以下且平面紧凑、单层建筑面积严重受限的门急诊楼建筑 。

设计策略

在科学确定数量配置和合理选择布局模式的基础上,下文将探讨大型综合医院门急诊楼建筑的竖向交通系统在 设计时一般应遵从的设计原则与基本过程。

设计原则

毋庸讳言,交通系统设计的基本原则一定是方便与高效。对门急诊楼建筑的竖向交通系统而言 ,这渉及到建筑的功能布局、平面距离、便捷程度等方面的问题,具体来说应符合以下3个原则:

1)30m原则

“30m原则”指竖向交通体距离相应功能单元的步行距离不应超过30m。

调研表明,患者在门急诊楼中步行超过约1min就会产生焦虑、疲劳等不适感、降低交通效率。按患者一般步行速度0.5m/s计算,从竖向交通体到达本层各功能单元之间的距离就是30m。

具体设计中,竖向交通体的布置则既需要考虑首先满足主入口及门厅附近产生的“主要竖向交通”,也要满足患者往返于科室之间时产生"层间竖向交通"(图3)。在建筑采用分散式布局时,应分设多组交通体进行服务 。

3 门诊患者两类竖向交通需求示意

2)通廊原则

"通廊原则”是指竖向交通节点与其它主要交通节点之间应形成“视线通廊”,以便使用者识别不同竖向交通体并选择使用。

具体设计中,一方面要注意避免在“通廊”上布置建筑实体,另一方面还需考虑避免因 功 能 布置而产生的等候。排队人群的遮挡。前者易出现于"直线型”布局。如图4a——电梯设置于步行梯正后方,入口节点到电梯节点的视线通廊被步行梯阻断;后者易出现于“T字型 ”布局,如图4b,虽然在主入口与电梯间入口之间并无房间或墙体,但挂号收费处的排队人群也会阻断视线通廊。

a 建筑实体对“通廊”的影响

b 排队人群对“通廊”的影响

4 “通廊”原则示意

3)2m原则

"2m原则”是指在竖向交通节点的出入口处设置扩大集散空间,且在人流出入方向上至少为2m。

竖向交通节点出入口(如候梯厅门口、自动扶梯口)通常约为1.5m宽,可容两人并排进出,在交通量较大时,交通个体因在门口排队而形成拥堵,与周边人流相互影响。调研显示,一般情况下最多形成约2m长的排队(3-4人),因此集散空间在人流出入方向上的深度应不少于2m(图5)。

5 集散空间示意

具体设计中,最好通过建筑实体的半围合形成2m深的凹形空间,来避免集散空间与周边人流的相互影响;若不能借助建筑实体围合(如自动扶梯口),则需要考虑其出入口空间兼作其他水平交通所需的总尺度。

设计内容

门急诊楼竖向交通系统的针对性设计内容一般包含以下3个步骤:

1) 数量配置

竖向交通体数量配置一般以日门诊量和总层数为基本条件,运用前文提供的“速查表”对3类交通体分另查询即可得到所需数量。例如,涪陵中心医院门急诊楼设计,地上6层,地下2层,设计曰门诊量为2800人次,3类竖向交通体可确定为1-4层设两台自动扶梯(上下各一),另设4台医梯、1台乘客梯,楼梯梯段总宽度不小于4.4m。

2)平面布局

竖向交通系统的平面布局首先应根据曰门诊量、建筑规模及建筑功能布局选择适宜的竖向布局模式,然后结合前述3条原则并充分考虑平面功能后对各交通体中的竖向及交通类型与数量进行合理分配,具体设计当然,还需同时考虑洁污流线、医患流线等。

例如,在涪陵中心医院门急诊楼中,由于建筑规模适中,平面为集中式中庭布局,因而竖向交通 系 统设 计采 用了"十字型 ”布局方式,除2台病床梯与1台乘客梯分别留作污梯与洁梯外,剩余2台病床梯、1部主楼梯及2部自动扶梯(上下行各1部)组合为两个主要交通体,设置在门诊大厅左右两侧(图6),使用者视线通畅、易于选择。

6 涪陵中心医院门急诊楼的竖向交通布局

3) 竖向交通体设计

自动扶梯组一般由上下行各一台扶梯组成,一般有“交叉排列式”或“平行排列式”两种方式。在门急诊楼中,"交叉排列式 ”以其上下行流线分离清晰且升降方向均连续,能够有效缩短竖向交通流线且可避免反方向人 流的相互影响,运用较广。

电梯组则由多台电梯围绕候梯厅组成,有单侧排列和双侧排列两类(表5)。其中“ 开敞式 ”空间开敞,但易受周边人流干扰,应在侯梯侧留足缓冲空间;“半开敞式”侯梯空间虽然独立,但较为封闭,应注意设计尺寸,避免拥挤并加强视线引导。

表5 门急诊楼中常见的电梯厅类型 

楼梯一般应结合主电梯间设置主楼梯间(兼作疏散楼梯),亦可结合中庭设置开敞式直跑楼梯。设计中应通过标志、透明墙体等方式加强引导,使之有效分担竖向交通压力。

综上所述,在门急诊楼竖向交通系统设计中,科学合理的数量配置是基础和关键。在此基础上,针对具体项目 的平面布局和建筑规模选择适宜的竖向交通系统布局模式,对数量确定的3类交通体进行科学的分配与空间组合设计,是提高我国大型综合医院门急诊楼竖向交通效率的重要途径。