大型医院地下空间设计要点分析一、设计难点相对封闭的空间属性决定了地下建筑存在空间利用率偏低、交通组织不便、环境舒适性差等问题,地下空间的设计面临诸多难点。01 功能复合超大型医院的地下空间是集医疗、交通、后勤、设备用房、配套服务等功能于一体的复合空间。除其他民用建筑地下常见的设备用房、汽车库及后勤供应用房等功能外,出于对医疗流线紧凑、防护安全等因素的考虑,一些医疗功能及科室也被布置在地下。另外,近年来人防规划不断完善健全,医院建筑的地下空间往往还要设置人防医疗救护设施和其他人防设施。地下功能的多样性和复杂性为设计带来了诸多挑战。
大型医院地下空间设计要点分析
一、设计难点
相对封闭的空间属性决定了地下建筑存在空间利用率偏低、交通组织不便、环境舒适性差等问题,地下空间的设计面临诸多难点。
01 功能复合
超大型医院的地下空间是集医疗、交通、后勤、设备用房、配套服务等功能于一体的复合空间。除其他民用建筑地下常见的设备用房、汽车库及后勤供应用房等功能外,出于对医疗流线紧凑、防护安全等因素的考虑,一些医疗功能及科室也被布置在地下。另外,近年来人防规划不断完善健全,医院建筑的地下空间往往还要设置人防医疗救护设施和其他人防设施。地下功能的多样性和复杂性为设计带来了诸多挑战。
02 流线复杂
随着功能的复合多样,地下空间的人流、车流、物流的复杂度相应提升,流线设计成为医院设计中的难点之一。患者、医护人员、办公人员、后勤人员等各种人员流线和机动车流线都要在有限的地下空间内进行合理组织。各种纷杂的流线须要从空间、时间维度进行梳理,才能满足医院的使用效率、院感控制等需求。
03 限制众多
超大型医院的地下建筑在设计过程中要面对诸多限制条件。
首先是来自地上建筑的限制。地下建筑功能布局、流线组织受制于地上医疗功能规划布局。由于地上医疗功能的复杂性和特殊性,结构降板、有水房间、磁场、防护要求等都会给地下的功能布局带来影响,地下空间通向地面的坡道、楼梯、风井等也要结合地上建筑和场地规划来进行综合考虑。
其次是来自环境条件的限制。地下空间密闭、采光通风条件差,大型设备运输路径、管线出线组织,以及防火分区、人员疏散、通风排烟等消防设计的要求更加严格。
最后是来自特殊功能的限制。比如人防工程功能复杂,尤其是人防医疗救护工程有更高要求,平战结合的落实对地下空间的整体布局会形成限制。
二、设计策略01 人性化设计
以人为本是设计的原则。医院建筑的核心功能是为患者提供高效安全的医疗服务,超大型医院地下空间的功能繁多,优先保证核心功能的运行效率是以人为本的重要体现。
除关注核心功能外,还应该从使用者出发,注重环境品质,增加使用便利性,为患者、家属、医护人员创造高品质的空间环境。
02 一体化设计
复杂的地下室涉及的专业、专项设计众多,应进行一体化设计。地下空间设计不仅要综合考虑整体规划、交通组织、工艺流程、消防人防等要求,还应考虑节能降耗、无障碍设施、运营效率等问题。
建筑师不仅要与结构、机电等专业设计师进行紧密配合,还要统筹辐射防护、厨房、室内装修、物流系统等专项设计。
03 标准化设计
面对地下空间的复杂要素,应把复杂的事情简单化、简单的事情标准化。在超大型医院设计过程中,可根据功能要求进行空间分区、分类梳理,将其整合为不同的功能模块,并进行标准化设计。这样既可增加空间的通用性、灵活度,又能降低设计施工难度。
三、设计措施
01 梳理功能,合理分区
该项目地下室共有两层,主要包括停车库、设备用房、医疗用房、生活辅助用房及人防用房等多种功能
第一,设置地下室首先须要满足地下停车和设备机房的需求。出于对控制造价、节省工期的考虑,本项目只设计了两层地下室。而在限定的两层空间内,共设置了 6200 余个停车位,是地下面积占比最大的功能部分。设计方案采用“双首层”的车流组织模式,在用地东侧、南侧入口广场处分别设置了下沉广场,入院车流迅速进入地下,而车库布置于地下空间的外围区域,通过大小车行环线进行联络,结合地上门诊、急诊、住院、行政、科研教学等不同功能共分为 18 个停车区域,并在门诊大厅、急诊大厅、住院楼电梯厅等处就近设置落客区,方便停车后人流直达医疗功能目的地。布置于地下空间的设备用房既要保证超大型医院的高效运转,又要降低建筑能耗、实现运行成本可控。综合考虑诸多限制条件,设计方案采用了成组布置、集中与分散相结合的方式,既确保各站房靠近负荷中心,又能合理均衡地规划服务范围及半径,便于物业管理和运行维护。
第二,地下医疗功能要与地上功能密切关联。病案库、药剂科分别位于住院部、门诊药房、住院药房、静脉用药调配中心等功能的下层,尸体解剖室位于病理科的地下,生物样本库位于科研楼地下,这些地下科室均可通过电梯及物流系统与地上各科室进行紧密联系。出于对防护要求的考虑,将核医学科、放疗科布置在地下室的西北角,设置独立的地面出入口。
第三,沿地下医疗主街等交通便利的区域布置餐厅、超市等服务设施,包括 4 处位于住院部下方的患者及家属餐厅,分别是位于门诊区域、行政楼、科研楼的职工餐厅以及 1 处清真餐厅,还在东西区分别设计了 2 处美食街。多处餐厅方便了患者、家属及医护人员就近用餐。相邻的厨房尽量成组集中设置并使其内部连通,可实现灵活的后勤管理模式。
第四,适当设计下沉庭院和采光井,为地下空间引入自然阳光和通风,提升了环境质量。下沉庭院为地下室通风排烟提供了经济的解决方案;停车区域设置了天窗,减少地下空间的压抑感,并降低运营成本;核医学科、放疗科设计了下沉庭院,将自然光引入候诊区域,缓解了患者的紧张情绪。
02 流线分类,提高效率
超大型医院的人流、车流及物流等流线众多,相互关联且对立统一,大量复杂的交通组织须要通过地下空间来完成。
该项目共设计了 11 处通向地面的汽车坡道,满足不同车辆的进出要求。地下车库内的车行流线主要包含了患者流线、医护流线、货运后勤流线、垃圾流线、尸体流线等。对于所有流线的空间关系和时间关系进行梳理,最终达到缩短路线、减少交叉、清晰明确、提高效率的目标。
首先,该项目中车流量最大的是就医流线。自驾的就医者主要将车集中停放在医疗综合楼的地下,根据地上各个功能分区(图 4),分别在东西两侧的门诊大厅、急诊大厅以及四栋住院楼等区域的下方设计了停车区(图 5)。门诊大厅、住院大厅、急诊大厅的地下电梯厅设置集中停车落客区(图 6),保证就医人群就近直达,同时采用单向流线,车辆即停即走,避免了大量车流带来的拥堵。医护人员的停车区位于科研楼及行政楼地下,独立成区,单独管理。
其次,本项目中车流组织的难点是承担了院区大部分洁净物资、污物接收转运工作的货车流线。货车通道对净高、转弯半径要求较高,过长的货车流线会增加流线交织和建设成本,因此缩短运输流线非常重要。
避开主要客流的出入口和落客区,在院区南北分别设置独立的货车坡道出入口,在地下一层东西区之间形成货车环路,将地下室中部区域作为支撑全院的物流交通枢纽。被服库、洁品库、药库等布置在主要医疗功能区域下方;医疗废物暂存间、生活垃圾暂存间等均布置在护理单元、手术室及 ICU 区域的污梯附近。各种洁净物品的卸货区、医疗废物及生活垃圾的暂存区均洁污分流并集中布置在地下室中间区域的四条货车环路附近,有效地避免了交叉污染、缩短了货运流线。
除了车流组织,更重要的是还合理安排地下的各种人行流线。地下室的中间部分基本延续了地上裙房的布局方式,以两横两纵的医疗主街联系地下的各医疗科室、餐厅及停车库。直线形医疗主街为 患者及医护人员提供了主要路径。
地下室南北向长 420 m、东西向长约 400 m,在 巨大的地下空间尺度下,难以识别方向,这就需要 标识系统提供清晰醒目的引导,避免在地下空间内 迷路。结合停车分区进行有序编号,保证提示明确、 层级清晰、定位精准。
03 机房分组,化解限制
地下空间是医院建筑的后勤保障中心,保障全院正常运行的水、暖、电、物流等设备用房主要布置于地下。
在地下室层数、开挖范围、管道出线、负荷集中等限制因素下,在不影响医疗用房的布置、保证停车效率的前提下,将变配电室、制冷机房、给水泵房等面积较大的机房进行合理布局。设计方案将设备机房合理分组设置,提高了使用效率,降低了设计难度,便于今后的运维管理。设备机房大致分为 5 组,分别靠近能源负荷中心,位于 4 栋住院楼和科研楼的地下。考虑到机房之间的限制条件,每组机房的地下二层分别布置制冷机房、换热站和热 水机房,地下一层分别布置变配电室、柴油发电机房、 弱电机房、真空吸引机房、压缩空气机房等。每组 设备机房集中设置于 1~3 个防火分区范围内,用最 少的楼梯解决设备机房的消防问题。
04 人防设施,有分有合
人防空间规模大、种类多,成为地下空间设计的又一难点。本项目共设置了 58 000 m?的人防设施,包括 1 所中心医院、2 个防空专业队队员掩蔽部、2个防空专业队装备掩蔽部及 23 个二等人员掩蔽所。人防设计采用了“大分区、小集中”的方法:在地下二层外围空间集中设置人防区域,实现“大分区”;将人防单元口部区域的进排风机房、防化值班室、防化库房等功能整合为统一的模块,对机房尺寸、进排风量、疏散楼梯等进行标准化设计。标准化的防护单元口部模块沿地下室外边缘布置(图 11),保证通往地面的口部与地上建筑保持安全距离,同时避免对地下行车路线和停车区域造成消极影响。合理的技术措施大大降低了人防设计的复杂度,化解了限制因素,实现了平战结合。