西安交大第二附属医院秦汉分部(以下简称交大二院)的项目选址位于西安市西咸新区秦汉新城,南邻兰池大道,西靠正阳大道,场地西南角的边界被城市立交桥切割成圆弧形,场地南向与渭河隔路相望。规划用地面积184498.2㎡,一、二期总床位数为2500床,总建筑面积约83万㎡(其中医院总建筑面积48万㎡,住宅总建筑面积35万㎡)。
项目按三级甲等医院规划设计,医院按功能大体可分为诊疗区、教学区、健康体检中心区、科研行政后勤办公区,四个区共同作用,形成密不可分的有机整体。
一、建筑方案的生成
场地分析
西安是十三朝古都,历史悠久,文化积淀深厚。设计中深入挖掘地域文化,认真分析场地特点,使建筑在历史的纵轴上得以延伸,与场地现状高度融合。
神鸟文化
神鸟在秦汉时期名为朱雀,是长安城的图腾,是民间传说中的四大神灵之一。唐宋以后,朱雀被凤凰所取代,陕西成为凤文化的发祥地。设计以神鸟形象作为医院规划的原型,结合场地西南圆弧边界与建筑使用功能形成专科独栋、整体贯通的基本格局,从而生成总平面轮廓(图1)。
图1 建筑方案生成分析
秦汉印象
秦汉时期,都城规划南北平正,轴线突出。交大二院的建设场地位于城市的中轴线上(图2),然而,场地南偏东27°,没能坐正。为此,设计师利用弧线的连续性特征,将偏东的轴网顺时针旋转,转换成正南北向,过渡自然。场地南部布置医疗用房,北部布置居住及医院管理用房,分区明确。
图2 场地区位图
秦汉时期建筑多为高台建筑,追求象征涵义。在交大二院的设计中,将这一特征继承并加以创新,将门诊、医技楼视为建筑的基座,象征秦汉建筑厚重的夯土台,病房楼作为建筑组合的主体,置于基座之上。建筑整体风格端庄大气,与秦汉时期建筑产生对话。
黄土文化
黄土文化是该地区的标志性地域文化,同时具有中华民族传统文化的价值和意义。在交大二院设计中,融入黄土文化元素,建筑表皮采用夯土色调,在门诊楼的立面设计中体现夯土台横向纹理,厚重素朴、亲切自然,建筑仿佛从黄土地中生长出来。
风向分析
西安年平均风速1.8m/s,根据风向玫瑰图,全年盛行东北风。由此确定住宅用地位于总用地的上风向——东北向,从而有效保护了医护人员及其家属的健康安全。将健康体检中心和科研办公楼设置于场地的西北角,在风向上与医院平行,减少医院被污染的空气对健康人群的影响。
住宅区规划中,建筑东南向布置,自然形成“风道”(图3)。新鲜空气通过“风道”吹进医院,减少阻挡,有利于医院的自然通风。
图3 风向及分区示意图
周边自然环境分析
场地南侧,古老的渭河静静流过(图4)。渭河,陕西的母亲河,流经西安,自古便有“渭水贯都,以象天汉”的诗赋。在建设西咸新区的进程中,渭河将作为大都市的核心区带,结合两岸丰富的文化历史遗存,恢复自然生态系统,建成生态景观带。交大二院毗邻渭河北岸,坐拥得天独厚的自然环境,渭河生态景观带的古朴与壮美,将为高层病房区的人们提供难得的自然美景。
图4 周边自然环境
周边社会及发展情况分析
秦汉新城的城市发展定位是“具有世界影响力的秦汉历史文明集中彰显区——西咸新区北部中心和大西安生态田园示范新城”,实现“城在田中,园在城中,城田相融”。交大二院位于新城东部,为了与城市规划基调相统一,在设计中,融入了绿色医院的设计理念。新城的主导产业为健康医养产业,交大二院在此建成,将为新城的产业发展做出重要贡献,同时新城的产业集群也会为医院的发展提供重要保障。
交大二院场地东侧跨过规划街道便是西咸购物城(图5),购物城规模较大,生活、商业氛围浓厚。医院的居住区毗邻规划的购物城,方便职工生活。
兰池大道为西咸新区主干道,让开西南侧立交桥,在兰池大道安排医院的主入口,便于患者到达、就医。
图5 秦汉新城规划
二、“绿色”在项目设计中的应用
在方案设计过程中融入绿色医院的设计理念,不仅是社会进步的体现,也是未来建筑发展的必然趋势。医院建筑耗能巨大,每平方米耗能量约为三星级酒店的1.5倍,普通办公楼的2倍,随着节能降耗意识的不断加强,对绿色医院的认识也更加立体、更加深刻。创建能源、环境友好型的医院至少要满足医疗环境安全、医疗效率高效、在医院全寿命周期内资源最大限度地解决三个层次的要求。
“绿色”的前提是安全
安全性是医院建筑“绿色”措施得以实现的基本前提。医院安全涉及三个方面的内容。
(1)医院作为在自然灾害或紧急疫情时救治生命的场所,医院建筑的安全性至关重要。
(2)相比普通建筑,医院建筑对环境的影响更大。在医疗过程中产生的医疗废弃物及有毒、有病菌或有放射性的化学制品,对周围环境产生着巨大的影响。
(3)医院作为一个各种细菌、病毒密集的场所,既是一个医疗救助基地,同时也是一个巨大的污染源。空气、水和各种接触物构成了一张由潜在疾病交织成的网,时刻威胁着医务人员、患者及其家属的健康安全。
在本方案设计中,前两方面通过规划、建筑、结构和设备专业的深入设计以及放射性区域的防护设计、洁污组织等来解决,第三点力求通过合理的总平面布局和建筑空间设计,减少不同功能流线的交叉,保护了医护人员和前来就诊人员的健康安全。同时,通过建筑设计,创造出一个良好、安全的医疗环境,有利于建立和谐、尊重、信任的医患关系。可以从以下几个方面处理医院功能关系以确保医疗环境的安全。
利用主导风向合理规划布局
当地的主导风向为东北风,因此在规划中将居住区、健康体检中心、科研行政后勤办公区设置于上风向或平行于医疗区的风向,保障了健康人群的卫生和安全。
“大外环,短分支”的格局
由于建设规模巨大,建筑单体众多,内部交通系统显得非常重要。为此,设计中采用“大外环”(图6)的交通格局,道路仿佛一条纽带,将各个建筑单体绑在一起。通过这条外环线,人们可以方便到达任何一幢建筑物而不用穿越其他建筑,减少了对其他区域的干扰。同时,这条环线也为医院提供了安全的消防通道系统。
图6“大外环”、“短分支”示意图
“短分支”(图6)是通过几条最短的道路,将不同建筑物的主入口与外环线联系到一起,从而使人们可以用最短距离由外环线靠近建筑。各个入口之间“并联”设置,大大减少了患者就医时的流线交叉。
梳状布局
为减少医患之间的交叉,保护医护人员的健康和安全,在功能分区和流线设计中,特别采用了“梳状布局”。医生和患者的流线如同两把梳子,各自有“梳子把”和“梳子齿”,两者相互错开,通过诊室等用房连在一起,下班后各自回到自己的空间,互不干扰。
要达到这一目的,首先从总平面入手。医生由宿舍区进入医院,通过“大外环”和“短分支”分别到达办公楼、健康体检中心、诊室、医技、急诊、疾控、教学等区域。患者通过南面和西面的广场进入医院,再经过“大外环”和“短分支”分别到达急诊、门诊和体检等区域,就诊完成后,患者沿原路返回,不会与医生的流线发生交叉。
其次,在建筑物内部平面布置上,也充分体现出“梳状布局”的特点。医生通过专用通道到达自己的专科区,并经过医生走廊到达诊室;患者则通过门诊大厅进入科室候诊区,并通过患者走廊到达诊室(图7)。在这种平面布局中,医生拥有自己的卫生间、走廊及楼梯间,减少了医生与患者在使用功能上交叉的机会,保证了医护人员的健康安全。患者则采用“统一候诊,单独叫号”的管理措施,在诊区内实行单向循环的路线体系,在提高流动性的同时保证了患者的隐私性。
图7 “梳状布局”示意图
通过采用上述“顺应主导风向”、“大外环、短分支”、“梳状布局”的设计理念,再加之“专科独栋”的空间、流线处理方式,一改通常所用的宽阔的医疗街、高大的中庭作为医院的轴线或者医院建筑核心的模式,降低了由超大公共空间所带来的高能耗,达到了节能减排的目的,实现了人员的分流,从而最大程度减少了超大公共空间中病毒交叉感染的机会,保证了使用的安全性。
“绿色”的核心是高效
绿色医院应强化提高医疗效率,而良好的医院规划设计是医院建成后高效运行的重要保障(图8)。随着现代医院管理模式、医疗工艺、医疗手段和医疗设备的发展,高效快捷的医院设计可以帮助患者更快地恢复健康,减少住院时间,减轻患者负担,从而提高医院病床的使用次数,增加医院接待能力,提高医院的社会效益和经济效益。
图8 透视图
“大综合,小专科”的基本模式
“大综合,小专科”的基本设计模式(图9)有利于患者就医、医护工作及设备利用效率的提高。
图9 “大综合,小专科”示意图
患者分流后进入专科诊区,通过遍布各层的自助系统完成挂号、收费等功能,时间到再去就诊,并使用专科医技等设施,减少了交通距离,每两个专科独栋共用一处药房,极大地缩短了服务半径,提高了效率。医生在专科独栋的门诊工作后,可以很方便地通过医生专用通道,不需穿行其他科室,以最短距离到达自己的病房区,为医生提供了方便的交通,并保证了他们的健康。
流线清晰
医院是个复杂的功能集合体,对于大部分患者来讲,就诊的体验就如同走迷宫,多条散乱无章的走廊纵横交错,一次又一次穿越不同的诊区,视力所及,是一间间大同小异的诊室,放眼望去,是一条条没有区别的廊道。在这种环境中,会加重患者的不安和烦躁,降低就诊效率。
本方案内部采用“双轴线”(图10),在医院设计中,清晰、简洁的内部流线将会为患者提供积极的心理暗示;室外空间的引入,也会增强患者的方向感和舒适度。为此,室内流线设计时,参照机场航站楼候机厅的设计手法,设计了两条轴线,将各个专科独栋串联起来,分别给患者和医护人员使用。
图10 “双轴线”示意图
患者轴线:一条8m宽的内部景观廊,连接4个门诊大厅。这条轴线恰似机场的候机廊道,而各个科室就如同机场的登机口,被候机廊快捷有效地连接到一起,患者可以依照指示便捷地找到目的地。行走在患者轴线上,四周的景观不断在变化,时而是绿意盎然的室外空间,时而是舒展通透的室内中庭,让就诊的体验轻松明快(图11)。
图11 患者轴线效果图
医护轴线:为减少医患交通的交叉或重叠,特地设计了医护轴线。医护轴线位于医技区和室外景观廊道之间,用尽量短的周长来解决医护人员的通行,方便科室之间和医技用房之间进行交流。在这条轴线上,一面是完全通透的玻璃,面向尺度宜人、四季风光各异的景观长廊,在为医护人员提供安全、便捷交通的同时,也能让他们享受到自然的瞬息变幻。患者外轴、医护内轴,医患之间减少干扰,方便快捷。
立体交通
设计中,除了清晰明了的平面交通外,还辅助有快捷顺畅并且自成体系的垂直交通。一层的人员通过双轴线到达各自的专科,随后的活动,从一至三层,便可依赖于“垂直+水平”的方式在专科独栋内解决,不会再对其他科室产生穿越。这样的立体交通体系极大减少了不同科室之间的人员交叉,物理上控制了疾病的传播途径,并为患者提供了最短的就诊流线。
门诊区的第四层是专科的内部办公,医生们可以通过这里到达自己科室的病房楼,高效快捷(图12)。
图12 立体交通示意图
合理设置的医技系统
医院的医技分为综合医技及专科医技(图13)。综合医技位于门诊区地下一层,内部设有大型、需要防护的医疗设备,这部分设备考虑共用的可能,从而降低医院成本。专科医技则随门诊设置,为不同的门诊服务,减少了由于医技设施的不当使用造成的交叉感染,并且方便管理和成本核算。中心供应直接设于手术室、病房楼的下方,位于负荷最大的中心区,服务半径最短。
图13 综合医技、专科医技示意图
“绿色”的目的是节约
节约,是指在安全、高效的前提下,在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、减少污染、保护环境、实现医院的可持续发展。
(1)节能
在总体规划和单体平面设计中最大限度地使用被动策略,充分利用自然通风和天然采光,来减少对不可再生能源的依赖和需求。设计中,通过争取良好的朝向和适当的建筑物间距,设计合理的体量,减小体形系数,减少墙梁比和窗墙比,增强建筑物的密闭性;通过设置小天井、局部中庭,以减少机械通风系统和人工照明(图14)。
图14 鸟瞰图
通风
根据气候分布,西安地区既要保证夏季通风,同时又要满足冬季保温。从夏季通风角度来讲,在规划设计上尽量使道路沿夏季主导风向布置,形成有效的通风道,满足夏季通风需求。从冬季防风角度来讲,在冬季主导风向的上风向布置了高层建筑,对医院形成保护屏障,大大降低了行人高度风速。建筑物周围人行区风速低于5m/s,不影响室外活动的舒适性(图15)。
图15 风环境分析图
采光
光环境方面,建筑朝向大都以南北向为主(图16)。为了尽可能多得到室内自然采光,在门诊部分采用合理布置天井的方式解决诊室的自然采光;在医技和门诊之间设置椭圆形的中庭,顶上设玻璃采光顶(图17)。病房楼是医院的最高建筑,圆弧形的平面设计实现了建筑最大的南向采光面。
图16 采光分析图
图17 椭圆形的中庭效果图
在公共场所使用节能灯具和绿色照明。在满足医疗流程和功能的前提下,分区域、分时间段实行有效的人工照明控制。同时,在医院的管理中考虑通过建立能效管理,即能效监控和智能化以及信息系统,最终实现“管理节能”和“绿色用能”。
绿化
设计理念:“医院中的景观,景观中的医院”。通过与建筑设计相结合的绿化、景观的合理设计(图18),改善医院环境,同时通过在绿地中设置景观小品,提升医院的环境品质。在场地周围种植高大乔木,减小周围高速路对场地内建筑的影响。绿化物种选择适宜当地气候和土壤条件的乡土植物,采用包含乔木、灌木、草相复合的绿化系统。
图18 绿化示意图
门诊第四层是各个专科独栋的医生办公区,同时也是医生到达自己病房楼的通道。在这里布置了多个小花园,面南背北,阳光和煦,可以为门诊、医技和病房的医生提供舒适的室外休憩空间。
(2)节地
总体规划采用集中式的布置(图19),节约土地的同时缩短了医院流线。项目整体规划留有发展空间,专科独栋的形式有利于分期建设,后续的建设也不会影响到现有建筑的整体性和使用要求。合理开发利用地下空间,将综合医技、中心供应设于地下,在节约地上空间的同时,有利于防护核医学科的射线屏蔽。通过天井将自然光引入地下,提升地下的空间品质。
图19 夜景鸟瞰图
(3)节水
医院的节水与水资源利用考虑变频水泵、节水器具及管材,考虑雨水的回收和利用;避免管网漏损,进行水量计量;放射性污水、生活污水及医疗区污水分别进行有组织处理。
(4)节材
在设计中,各功能区内房间采用模块化设计,统一模数,提高材料的出材率,降低建设成本,便于材料储备用于日后的维修,降低建筑的维护成本。
考虑使用绿色建材和本土化建筑材料,增加可再生材料的应用,减少化石能源转化的材料的使用;建筑造型要素简约,减少不必要的装饰构件;考虑设计、施工和装修一体化;实现建筑垃圾的再利用,用建筑垃圾与废旧钢筋分离的颗粒做路基辅料,土地开挖的表层土用于种植,深层土用于回填、造景等。
通过以上措施,在保护环境的同时实现医院的节约运行。医院平面设计中功能房间的模块化设计有利于未来应对医疗模式的改变、自然灾害和其他突发事件带来的改造计划;必要时进行医院建筑的装修、改造,提高医院的适应性和发展性。这种灵活性与可变性,无形中延长了医院的生命周期,这便是更为有效的“绿色”医疗建筑。
在方案的创作过程中,考虑人文、环境与能源之间的相互联系,结合建筑的使用功能,生成建筑的基本模式。在深入设计过程中,将绿色医院作为设计方向,力求在满足安全、高效、节约三个层次要求的基础上,创建能源环境友好型医院。
来源:建筑技艺
作者:孙兆杰、赵雅荣、牛建松,北方工程设计研究院有限公司