医疗建筑地下空间设计研讨

吴铮+++王珊

1.改善医疗建筑地下空间的物理条件

1.1自然采光

适度的自然光具有很高的医学价值，研究表明自然光具有调节人体生物节奏等作用，有利于患者病情的控制和恢复。同时自然光在杀伤病菌等方面的医学价值也是不可忽视的。增大受光面是提升医疗建筑地下空间自然采光品质的最主要方式。常见的做法是设置天窗。天窗采光效率较高，可以满足多种医疗功能的采光需求。天窗的设置可以根据医疗建筑内部的功能布局灵活处理，将自然采光与医疗建筑地下空间的出入口部分相结合进行设计也是增大受光面的一种常见做法，通常将入口部分做通透处理，这样也可以使原本封闭的地下空间变得开敞，对前来就诊的患者起到引导作用。同样，增大受光面方式不仅仅停留在平面维度，还可以扩展到三维空间，进行多维度增大受光面。可以利用医疗建筑地下空间所对应的地面开敞空间，使地面的一部分“下沉”至自然地面标高以下，增加采光面，通过高差进行采光。如图1中的英国布莱顿皇家亚历山大儿童医院，就是将南面设计成为下沉广场，使得原本在南边地下一层的牙科部得到了充足的采光，并且经由南面下沉广场的引导，形成医院主要出入口。在医疗建筑地下空间受光面有限，深度过大的时候，可以考虑将自然光引入地下。

利用设计手和技术手段引导、改变光路，使得光线可以进入原本不可能得到自然采光的空间。将自然光引入地下最为常见的做法是中庭采光，中庭顶部一般覆盖玻璃，以抵挡室外天气变化，保持室内的恒温环境。有时候由于功能需要，有些医疗建筑空间的功能属性要求必须是全封闭式或埋深较大的（例如中心供应、血库、多层地下车库等功能），可以利用设置采光通道的方式来满足对自然光的需求。对于浅埋式地下空间，可设立专门的采光竖井，利用棱镜、平面镜使自然光多次连续反射进入室内；对于深埋式地下空间，由于具有完全隔绝性，单纯利用镜面反射无法引入自然光线。这就需要采用主动太阳光导照明系统，将自然光通过采光罩、光导管和漫射器的传导进入到隔绝的地下空间中。如图2的瑞士巴塞尔脑脊伤康复中心，利用在地面设置的采光罩采集自然光线，然后通过光导管将自然光线导入位于地下的康复游泳池，为病人在康复过程中提供了令人愉悦的光环境。

1.2自然通风

从“非典”开始，医疗建筑中的通风换气如何做到天然有效便受到了广泛的重视。而医疗建筑的地下空间过去完全依靠机械通风空调系统，既不健康，又不节能。自然通风在医院建筑中的重要性体现在：能够提供新鲜空气、排出污染空气，保障室内空气品质；能够控制空气梯度压差、防止交叉污染，保障空气安全；能够降低空调开启时间，降低后期空调的运行能耗，降低运行成本。力争为使用者提供有效、低耗、自然的通风换气。自然通风的原理大致分为：（1）风压单独作用。在迎风面形成正压区，背风面形成负压区。气流就会从正压区流入室内，再从室内流向负压区，形成风压通风。（2）热压单独作用。在建筑内，有人体、灯光、设备、太阳辐射等产生大量的热量，当室外空气温度低于室内温度时，可以利用热压的“烟囱效应”将室外空气引入室内。（3）风压和热压共同作用。实际环境的影响因素非常复杂，因此，在设计过程中应充分考虑各种环境因素，与设计融合，才能有效利用自然资源。（4）风机辅助式自然通风。当风压与热压不足时，需要开动风机以弥补自然通风量的不足。

在不同时间、不同季节选用自然通风和机械通风的系统，是将两者特性合为一体的二元通风系统。比较常用的做法是设置通风竖井，或者设置面向风向或可以调节开口方向的捕风器。这些被动式通风系统利用各种可以改变风向的捕风构筑物，也可以引导风向通过地下建筑的开敞门窗进行通风。将捕风塔与天井结合，利用风压与热压结合的原理进行换风，夏季白天风力较强，通过捕风塔获取通风进风，由天井排风；夜间风力较弱，由天井引入冷却下降的空气，经风井利用日间积蓄的热量加热后排出。在风环境的设计中，需要着重注意的是要根据医疗建筑的功能设置确定通风路径，令新鲜空气从清洁区域进入，排风从污浊区排出。严格保证清洁区空气流向次清洁区，再流向污染区，形成了明确的梯度压差，杜绝空气交叉污染。医疗建筑地下空间宜划分多个区域（如中心供应中工作人员活动区与物料处理区宜设置各自独立的送排风分区），忌不分区或少分区，分区控制通风不仅仅有利于节能，还便于控制感染和消毒等。综合以上几点，用现代成熟技术，增加新风置换，控制风速，排除医疗过程中产生的废弃及有害气体，消除霉味和各种异味，使空气质量接近于地上，为医疗建筑地下空间的使用者提供高品质的风环境。

2.拓展医疗建筑地下空间的功能用途

2.1功能延伸

随着越来越多地下空间被积极有效的开发，更多的功能可以不再局限于地面而向下延伸。依据地下空间自身特点和功能之间的联系需要，不同的功能部门向地下空间延伸的内容方式各有不同：门诊部门结合地下出入口设计，可以将大厅部分的问询、挂号、收费等功能延伸到地下空间，将进入医院的人的流线与离开医院的人的流线分开，避免了不同流线之间的交叉干扰。传染科、儿科等需要单独设计出入口的功能部门也可以利用地下空间下沉广场形成各自的组团，减少干扰。在用地限制较大的时候，可以将急诊部单独设置在地下，如图5中的北京朝阳医院，急诊部由设置在地上的标识进行快速引导，急救车辆由坡道直接开到地下一层的急救入口，急诊人行流线则由楼梯或电梯下到地下一层。医技部中的核医学、检验科、病理科、血库、太平间等功能空间本身就适宜设置在地下空间。随着地下空间自身物理条件的提升，手术部、中心供应、ICU等需要较大开间进深的大空间也可以发挥地下空间较规整开阔的特点延伸至地下。药剂科可以利用地下空间下沉庭院等单独设置，减少其污染。

住院部可以利用地下出入口组织药剂中心、静脉配置中心的物资供应流线，安排卸货场地，减少其对其他流线的干扰；将药剂中心和静脉配置中心随之设置在地下。可以将病案中心等功能用房设置在地下；可以利用地下庭院，下沉广场等组织护理单元，形成各自独立的共享空间。可以将住院部与医院其他部门的联系通道设置在地下，避免设置于地上对于病房采光有所干扰。也可以将营养餐厅结合下沉广场或者庭院设置，既保证了其良好的采光和景观，又能够避免其对于住院部其它部门的干扰。后勤服务部门中，设备用房、消防用房、库房、洗衣房等本身就适宜设置在地下空间。随着停车量的不断增大，停车库也适宜向地下延伸。根据停车库容量越大，车道所占比例越小，即停车库的使用效率越高的特点，尽可能地把地下停车库空间集中，以形成整体的停车空间，来提高相同面积下的停车数量。同时停车库可以进一步向深层发展，多层次，集中布局，减少交通面积，提高经济性。相邻相近的建筑物其地下空间可以统一设计，互相连通，从而有利于地下停车库空间的完整性。

2.2立体交通

医疗建筑中流线繁多，在总平面布置的时候极易产生流线直接的交叉与互相干扰。随着地下空间的大面积深层次开发，流线设计由过去的停留在平面上发展为立体交通。将部分流线设置在地下空间中进行立体交错来避免平面的流线交叉。例如：可以将医务工作者的出入口和主要行动流线设置在地下，避免与地面上的患者流线交叉干扰，达到医患分流，如图6；可以将污物通道设置在地下，物资供应路线设置在地上，实现洁污分流；还可以将院区内的车行线路都设置在地下，将地面空间都留给了人的流线，做到人车分流。

3.延伸医疗建筑地下空间的休闲空间

作为医疗建筑地下空间，应该营造舒适的休闲空间，消除人们对传统医疗建筑地下空间单调、呆板的印象，使其成为可以供人们驻足停留的积极空间。医疗建筑中使用者的活动是流动性的，因此休闲空间本身也应具有共享与连续性，不能将地上与地下休闲空间割裂开来分开设计，而应当使休闲空间本身成为有机组成部分，贯穿于整个医疗建筑之中。医疗建筑地下空间的休闲空间在效果处理上主要有以下两种手法。

3.1渗透

在医疗建筑地下空间中，休闲空间是最具人性化，最富有活力的部分。强调休闲空间对其周边的渗透，利用其活力改善医疗建筑的整体氛围，营造通透、整体的空间效果，提升空间的人性化，亲切感。具体到手法上，则主要可分成两类：入口休闲空间的向内渗透和内部主体休闲空间向四周的渗透。入口休闲空间主要采用向外延伸下沉广场、开敞坡道等手段，在视线、交通上形成与城市空间的渗透关系，避免地下空间的封闭、孤立感；内部主体休闲空间则主要是通过采光井（图7）、玻璃隔断、门窗、旋转楼梯、共享中庭等节点的设置，将外部自然景致引入地下，使其在水平和垂直两个方向都能互相渗透，从而获得丰富的层次变化。

3.2引导

休闲空间起到串联分隔、组织过渡各个功能空间的作用。利用休闲空间中景观节点的指引、提示作用，明晰流线，引导使用者的动线，划分各自的功能区域。这种引导还可以利用休闲空间的节奏、序列、对比等处理的手法，自然巧妙地令使用者沿着一定的方向或路线从一个空间依次地走向另一个空间。在设计实施中，可以采用弯曲的墙面、特意设置的踏步或坡道以及天花和地面的特殊处理等方法。

4.连接医疗建筑地下空间与城市交通

医疗建筑地下空间作为院区新的出入端口设置，开始承担与城市衔接的任务。与城市道路连接，可以利用地下空间的自身特性，形成功能明确的广场组团。与地铁连接，如图8中的约翰霍普金斯大学医院，一条地铁线路穿过院区，地铁站与地下出入口连通形成了医院的主要出入口。与城市地下停车连接，缓解院区内部停车空间紧张的问题。与城市地下广场连接，形成开阔空间，结合院区内的地下休憩空间设置，形成开敞、流动、明朗的院区氛围。与城市功能连接必将给医院注入新的活力，使医院与城市其他公共建筑创造的环境氛围更加接近，从而减少传统医院给人们带来的畏惧心理。

5.展望

在开发医疗建筑地下空间设计过程中，弥补自然采光与自然通风的不足，改善其自身物理条件应放在首位；同时利用地下空间实现医疗建筑中必不可少的流线分离，尽可能将更多的功能空间向下延伸，拓展其功能用途；营造休闲空间时，强调对其周边的渗透、串联与分隔；通过与城市交通相连接，承担与城市衔接的任务也应引起足够重视。更高效、更合理、更人性化地开发医疗建筑地下空间，将提升现代综合医院的建设品质。