配置思路

交通量和交通体运能运量是对结果产生关键性影响的两个因素,其相互关系可表达如下:

数量(宽度)=交通量/运能运量其中,交通量取决于医疗建筑本身的设计、使用情况,可根据调研统计结果确定。以北京、上海、重庆、武汉、长沙、广州六大城市的20 家大型综合医院门诊楼的竖向交通系统为例进行详细实地调研、数据分析、抽样问卷调查,对医院相关工作人员进行采访,并对调查结果进行整理。运能运量由设备或楼梯的自身参数所决定,在实际计算中,参数选择应根据医疗建筑的特殊环境来确定,见图1。

 

交通量的确定

在门诊楼中,自动扶梯与电梯所承担的交通量有所差异,但都与总使用人数有关,称为总使用基数Q,包括患者数量、陪护人员数量及医护工作人员数量三个部分。其中患者数量即设计日门诊量c,陪护人员数量根据调研中“平均每位患者的陪护人员数量”问卷调查统计结果确定(图2),医护人员数量则根据卫生部公布的2010 年“医师负担工作量统计”及《综合医院组织编制原则(试行草案)》等现行规范文献确定。在此基础上经问卷调查统计,自动扶梯及电梯的使用者分别占总人数的50.83% 及36.67%,结合总使用基数Q 值即可得出扶梯与电梯使用基数期望值分别为1.31c与0.95c。

 

然而,一般情况下门诊楼的使用者需要多次使用自动扶梯或电梯,也就是说,使用基数并不等同于交通量,而是与之成一定比例,该比例反映的是建筑内部人流的一种交通特性,与人们在门诊楼内部的活动情况有关,因而一般情况下是一个较为恒定的值,借鉴高层住院楼电梯数量研究方法,取5 min内通过自动扶梯或电梯的交通量CE1 与相应使用基数的比值,称作5 min载客率,记作CE,该指标可以通过调研统计分析获取,进而结合使用基数期望值就可以预测扶梯与电梯的交通量。

1.自动扶梯交通量

显然,自动扶梯在不同时段的5min 载客率的值是不同的,其中高峰时段值所代表的交通量最大,在数量配置中需满足“不拥挤”的要求,以满足基本交通需求; 空闲时段值所代表的交通量最小,在配置中应避免出现“空载”情况,以免造成浪费。根据自动扶梯峰值时段调研结果(图3),选取上午9点左右的值代表高峰时段5 min载客率CEe,选取下午2点左右的值代表空闲时段的5 min载客率CEe''。统计结果见表1。

 

2.电梯

与自动扶梯类似,电梯在不同时段的5 min 载客率也不相同,但基于自动扶梯的输送效率与它的额定速度及规格尺寸直接相关,也与乘客拥挤程度有关,用实际输送能力C2 描述,计算公式在相关文献中已有具体阐述, 其中涉及对额定速度、踏步宽度及分布率三个参数的选择,主要考虑电梯运行特点,无须考虑空载情况,因而仅采用高峰时段数据进行数量配置。

通过对各门诊楼高峰时段5 min内总候梯人数的统计和总使用基数的调查,计算整理得到一组5 min乘客集中率数据,去掉其中误差较大的数据后取平均值得到电梯5 min乘客集中率CEl=4.58%。

运能运量参数选择

在门诊楼中,自动扶梯及电梯的运能运量与其自身的技术参数有关,相关计算公式可以借鉴已有的研究成果。但考虑到医院门诊楼的特殊使用环境(使用者多为老弱病残),技术参数必须有针对性地、慎重地选择。此外,在通过计算得到初步结果后,还需要对结果进行评价并调整所选的计算参数。

1.自动扶梯

自动扶梯的输送效率与它的额定速度及规格尺寸直接相关,也与乘客拥挤程度有关,用实际输送能力C2 描述,计算公式在相关文献中已有具体阐述, 其中涉及对额定速度、踏步宽度及分布率三个参数的选择,主要考虑安全因素、患者搀扶人员及是否拥挤或空载问题,选择情况如表2。

 

综合以上讨论、计算后得出门诊楼中自动扶梯的实际运力 C2 为 5 400 人次 / h。同时,设计取值还需保证自动扶梯分布率为2%≤ø≤50%。可见,经过参数选择后,自动扶梯运能运量基本为一个定值,其重点在于对分布率指标的采用和检验。

2.电梯

电梯运力P 与电梯服务方式有关,对于门诊楼建筑来说,电梯服务楼层较少但必须每层停靠,因此采取每层服务或多部电梯分别隔层服务的方式,并由此选择公式体系。公式涉及多个参数的选择问题,其中出发层除外的单程区间内服务楼层数、轿厢单边运行总长度需根据项目实际情况确定,为建筑参数;

而预计乘客总人数、轿厢出入口宽度修正系数、开关门单元时间、额定速度、加/ 减速段平均加/ 减速度则为电梯自身参数,选择时主要应考虑病床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及投资情况等,具体情况见表3。

 

此外,配置中还需要对平均间隙时间(AI)及平均行程时间(AP)进行检验,以保证乘客候梯及乘梯时间不至于过长,这也是检验一组电梯运能运量的一个重要方面。平均间隙时间由电梯运行周期与电梯数量的比值决定,研究表明,它与候梯时间成正比例关系,比值为60%。

根据调研结果(图5)可知,大部分使用者希望电梯的候梯时间“不超过1 min”,“不超过2.5 min”属于可以接受的范围。由此可以得到门诊楼电梯平均间隙时间AI评价,见表4。平均行程时间仅与电梯运行周期有关,研究显示,其取值约为运行周期的0.45~0.60倍,经过调研统计得到使用者对该指标的评价,见表5。可见,电梯运能运量除了与自身参数有关,还涉及部分建筑参数,需根据实际情况确定,且电梯自身参数选择存在一定弹性范围,需通过对平均间隙时间及平均行程时间的检验来进行调整。

 

数量计算及速查图表

在上述交通量及运能运量讨论的基础上,根据“配置思路”部分所述基本原则,大型综合医院门诊楼自动扶梯及电梯的数量就可以通过计算较为精确地得出结论。在自动扶梯数量计算中,由于上、下行扶梯交通必须分开设置,因此计算结果应取偶数,上、下行扶梯台数各占一半,还应对一般时段及空闲时段的分布率进行验算,并调整计算结果直到分布率满足要求为止。在电梯数量计算中,结果同样应取整数,并对平均间隙时间及平均行程时间进行验算,并调整参数直到评价良好为止。

根据调研结论,我国大型综合医院门诊楼日门诊量一般在1 000~20 000人次左右,如重庆大坪医院从2014年1月6日到1月12日(周一到周日)的日门诊量分别为6 621、5 943、5 299、5 179、4 904、2 367、1 927人次; 而西南医院2014年3月的总门诊量则达到310 759人次,平均日门诊量可达到15 000 人次。

另外,调研数据显示,大型综合医院竖向交通系统使用人数在五年内可达到设计值的1.5~2倍。详见日门诊量在1 000~25 000 人次情况下自动扶梯及电梯的配置数量(图6,表6)。考虑医院未来的竖向交通系统实际使用情况和使用者心理(根据调研结果,有自动扶梯运行时大部分人会选择使用自动扶梯),自动扶梯的配置数量建议按照设计日门诊量的1.5~2倍为基准日门诊量来查询和应用。

 

自动扶梯数量配置如图6 所示。使用时,在明确门诊楼层数及日门诊量的基础上,首先找到建筑层数所对应的分扇区,如对于6 层的门诊楼,应查找“地上层数为五层或六层的门诊楼”扇区,然后取设计日门诊量的1.5倍进行配置,如对于日门诊量2 800人次的建设项目取4 200人次作为配置基数,在速查图上作同心弧(图7 中粗黑弧线)后依次查看该弧线所经过的各个分区,并对照图例查看得出配置数量结果: 经过“B1F ↔1F”分区时为灰色,即负一层到一层之间不需要设置自动扶梯; 经过“2F↔3F”分区时为紫色,即一层到二层之间需设2部自动扶梯(上下行各一部);以此类推,二层到三层、三层到四层之间均需设2 部自动扶梯(上下行各一部); 四层到五层、五层到六层则都不需要设置自动扶梯。

电梯数量配置如表6 所示。使用时,在明确门诊楼层数及日门诊量的基础上,首先在表中找到建筑层数所对应的一列,再找到与日门诊量人次最接近的日门诊量一行,其交点处的数值即为需要电梯的台数,其中病床梯台数为总台数的2/3。

自动扶梯配置的实际应用

在门诊楼自动扶梯及电梯数量配置中,除了运用基本公式与方法以外,重点应考虑我国门诊楼的实际使用情况,如交通量、陪护情况、患者心理等诸多因素,并反映在5min乘客集中率取值、设备参数选择等过程中,以此为依据所获得的配置结果方能满足我国门诊楼建筑的实际使用需求。