老年人步态分析及行走环境适老化需求研究
国家“十三五”规划期间,我国养老产业不断发展,老年宜居环境建设持续推进。2019年4月,全国老龄办主任会议提出要聚焦加快健全养老服务体系、积极构建老年友好的社会环境,着力解决老年人居住、出行、就医、养老等方面不适老的问题,改善老年人生活环境,增强老年人的幸福感和获得感。2019年7月,国务院发布《关于实施健康中国行动的意见》与《健康中国行动(2019-2030)》,强调打造老年宜居环境,实现健康老龄化。然而,我国部分城市街区环境由于建设年代和管理模式的制约,缺乏针对老年人行为特点及心理需求的考虑,造成环境适老性不足,存在人车混行、老年人因路面障碍而跌倒、缺乏驻足空间等问题,使老年人出行存在诸多安全隐患。
随着老年人年龄增加或罹患疾病,身体机能将会发生一定变化甚至衰退,影响其对环境的适应能力与应变能力,其中腿部老化是大部分老年人所面临的问题,会直接导致增加摔伤风险。因此,为了保障老年人出行安全,需要对老年人步态特征进行分析研究并总结环境需求,提炼基于老年人步态特征的室外环境设计要素。
基于以上背景,本文主要通过以下四个阶段展开研究:1)通过拍摄与实地观察,记录“异常步态”老年人的行走特征及步行过程中遇到的问题;2)分析梳理室外出行老年人步行特征,有针对性地研究其下肢及足趾、上肢及躯干、视线及行进中的体态特征等关键因素;3)分析提取室外步行空间环境对于不同类型步态的老年人存在的安全隐患,分析总结不同类型步态的老年人对室外步行空间环境的需求;4)提出针对老年人步态特征及其室外环境的设计要素。
1 老年人步态
步行作为一套复杂的行为动作体系,需要依靠神经、骨骼及肌肉的配合,并对速度、频率、高度、步长、步幅、方向及体态进行综合调节,通过两个多节段下肢和整个身体之间的配合作用完成一系列步行周期
基于医学文献中对步态类型的研究成果,步行异常可由多种机制引起,如畸形、肌肉无力、感觉丧失、疼痛和神经系统病变等,其中老年人步态异常多与神经系统病变有关
2 调研与结果分析
2.1 调研概况
针对上述问题,本研究从2018年开始,对北京市城市及社区环境中的老年人进行步行动态数据采集。截至目前,共收集数据220例,对使用不同助行设备、老年人的步行特征进行了整合分类,归纳分析老年人不同步态及其相关环境适老化设计的关键因素。
2.2 调研结果分析
2.2.1 老年人步态特征分析
本研究通过观察老年人躯干、下肢及上肢的体态特征与动态特征、视线特征、步行状态的持续行走时间与路线,总结不同步态老年人的行走特征(表1,2),并进行安全隐患分析。
首先,通过对220例老年人的具体步态特征进行初步统计,发现存在“下肢行动缓慢并且幅度较小”的特征老年人占比最大,约为50%;其次为“身体前倾”和“低头四顾”,分别占比25%和20%;再次表现为“不能维持其原有路线”,占比10%。
基于以上分类,将具体步态特征依据发生异常的具体身体部位进一步划分,按照躯干、下肢及上肢的体态特征与动态特征、视线特征及步行状态分类方式进行分析(图3)。研究结果表明,“下肢体态行为异常”占比最多,比例为47.73%;其次为“躯干体态行为异常”,占比40%;再次表现为“视线异常”,占比35.91%。具体步态特征及安全隐患如下:
(1)下肢体态行为异常
通过分析105例下肢体态行为异常的老年人,发现下肢异态特征主要发生于双腿摆动阶段,步态特征为速度及频率异常、高度/步长/步幅过大或者过小、平衡不协调以及体态变形,如腿部下垂或者僵硬。
(2)上肢及躯干体态行为异常
通过调研分析29例上肢体态行为异常的老年人,发现针对上肢的异常形态存在于较为极端的两方面:一是由于其双臂摆动频率较低所造成的身体失衡;二是由于身体躯干或者四肢摆动过大与环境中其他要素产生的空间冲突。
通过调研分析88例躯干体态行为异常的老年人,发现其多存在身体前倾这一状况,其中部分案例与老年人使用辅助设施有关;另外一部分老年人存在身体斜倾的特征,同时该现象多伴随下肢的行动异常,呈跛脚或者画圈姿态。
(3)视线异常
通过调研分析79例视线异常的老年人,发现整体躯干的异常形态也会造成视线的变化,如调研中普遍存在的低头、四顾现象,而部分老年人由于害怕跌倒,遇到非常小的障碍物也要驻步观察。
(4)步行状态异常
通过调研分析29例步行状态异常的老年人,发现其中32%的老年人会发生忽左忽右步态以及偏离式行走路径;68%的老年人会在途中进行短暂停留。总体来说,路线在直线基础上会有不同程度的偏离是普遍现象,同时因这些老年人所能够坚持行走的持续时间有限,其行进过程时断时续、难以预测。
2.2.2 基于老年人步态特征的室外步行环境需求
基于对老年人步态类型及危险因素的总结分析可知,老年人对于室外步行环境的需求主要来自于对于路面的处理、空间的处理、辅助设施的布置及整体路线的规划,其具体需求如下:
(1)下肢体态行为异常的步道设计需求
该类老年人由于存在步态不稳、动作异常、抬腿缓慢且幅度较小等特征,对于出行路面的安全性、连续性、防滑性和便捷性具有较高需求(图4a)。其中部分老人需要扶手辅助支撑以满足其安全出行需求(图4b),部分活跃老人有健身锻炼的需求,部分介助介护老年人有康复需求;此外,部分老年人存在下肢画圈等步态特征(图4c),同时部分老年人需要借助拐棍、助行器、轮椅等移动类辅具(图4d),因此需要更大的通行空间,尤其是转弯、上坡等空间,需要满足辅助器械及老年人活动的空间需求;最后,对于需要依赖家人照看或护理人员照护的老年人,还应综合考虑以上情形中护理人员通行的空间需求(图4e)。
(2)上肢及躯干体态行为异常的步道设计需求
该类老年人由于上肢及躯干倾斜(图4f),当距离较大、坡度较陡或遇步道中特殊节点时,需要设置扶手辅助支撑或其他服务休憩设施,便于随时倚靠休息,保障其行进过程稳定性及安全性的需求;其次,扶手辅助支撑以及服务休憩设施的设置方式应考虑到老年人的舒适性及功能性需求,结合锻炼设施、娱乐设施、景观小品,使老年人在休憩的同时达到交流娱乐、康复修养的效用;最后,在扶手高度等细节处理上也应考虑老年人体态行为特征(图4g),满足其应急需求。
(3)视线异常的步道设计需求
该类老人因视线角度及视觉感知变化会产生对于未知事物的恐惧心理,对路面情况明确性有着较高需求(图4h)。首先,老年人视线高度多低于正常中青年人视线高度,因此需要控制路面标识高度在老年人可视范围之内;其次,由于其视角较正常中青年人也相对缩小,因此需要避免盲区对老年人造成的负面心理影响;最后,由于视力下降,在保障老年人安全舒适的基础上也要增强其认知度。
(4)行进路线偏离的步道设置需求
该类老人由于体力限制所造成的主观抵触心理以及路线偏差所造成的客观危险因素(图4i),其对于整体步行体验需要更加灵活化及复合化(图4j)。因此可以通过设置引导性空间、展示型空间、交流活动性空间、沿街日常生活服务性设施等多样性节点设施或空间
3 针对典型步态特征的室外环境设计要点
根据上述对于步态特征、危险因素及需求的分析,下面提出环境干预关键要素(表3),并从体态及行为特征和视线特征两方面进行具体阐述。
3.1 针对老年人体态及行为特征进行路面及空间处理的综合考虑
在高差方面,应优先考虑更为平缓的坡道,当场地高差不可避免时,在老年人两臂可够及范围内设置扶手。同时,为了增加活力老年人锻炼健身的机会,室外空间可以设计曲线型路面与主要慢行步道相连,或者设置阶段化坡道。
在材质方面,要避免材质过滑或者过于粗糙,避免地面材料连接处不规则以保证整体的平整度,同时在主要步行路线和建筑物出入口处的路面可以使用一些特殊的铺装材料进行提醒暗示。
在空间尺寸方面,步行道路设计应该以室外环境里老年人的人流分布情况为依据,直行空间应保证至少两股人流的通行宽度,同时考虑到老人行走时对于拐杖、轮椅、小车等辅助器材的使用需求,以及部分老年人会有大幅度摆臂、腿部划弧等情况出现,道路的宽度在满足老年人最基本的自由行走的前提下,应该另外留有余地。
3.2 针对老年人体态及行为特征进行搀扶系统、座椅系统的综合考虑
在位置方面,扶手辅助支撑或其他服务休憩设施宜设置在距离较远、坡度较大以及转角处的休息区或者沿路座椅,具体设置可根据实际情况进行调整。
在形式方面,扶手辅助支撑或其他服务休憩设施宜结合锻炼设施、娱乐设施、景观小品进行综合设计,减少扶手所带来的“被照料感”。
在细节设计方面,扶手辅助支撑或其他服务休憩设施需要结合老年人人体工学尺寸及安全倾斜角度相关数据,根据老年人的手臂下垂高度、倾斜角度及倾斜高度设计多层级辅助设施
3.3 针对老年人视线特征进行标识系统、步行空间、节点空间的综合考虑
在标识系统的位置及形式设计方面,由于通常老年人较中青年人视线更低(图7),因此应适当调整标识系统的位置高度,同时可以考虑结合道路体系(如景观小品或步行地面)进行综合设计。
在步行空间设计方面,为缩短道路的视觉感受距离,步行系统可以设计为多段短距离、多缓弯少平直的行进路线,通过在沿路设置多样的小空间,创造步行、休憩、活动的一体化趣味空间体系。同时,空间形态上应考虑视线角度的可及范围,以保证老年人的步行安全性。
最后,由于部分老年人存在记忆力弱化及方向感较差的情况,步行道应按照环路形式进行设计,且相互连通,多样而不复杂,同时通过步行空间与节点空间的尺寸对比增强其视觉导向性。
4 结语
室外步行环境作为社区居住生活环境的重要组成部分,是老年人日常通行、健康锻炼、社交沟通的重要空间载体。本文将老年人步态特征进行细化分解,统计分析各个节点的特征及存在问题,以保障步行环境的安全性、便捷性和舒适性为基础,提出针对不同节点对于路面设计、空间尺寸、配套设施及整体路线规划的具体环境需求及设计要点。疾病或老化对于身体的影响是多样的,本次研究采集样本量有限,难以覆盖更多的工况,今后对于老年人步态特征的定量分析还将持续进行,期待能够得出更加科学、有针对性的技术建议。作为构筑老年宜居环境的有益探索,希望本文的研究成果能够起到抛砖引玉的作用。
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