亞熱帶地區(qū)醫(yī)院建筑設計研究

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21世紀已進入了第2個10年，我國醫(yī)療服務體系正進行一系列改革，全國各地開展了不同規(guī)模和類型的醫(yī)療設施的建設高潮，尤其是珠江三角洲發(fā)達經(jīng)濟區(qū)，醫(yī)院建設快速增長，醫(yī)院建設標準不斷提高。然而，與規(guī)模和速度相比，我國在醫(yī)療設施注重氣候特點的設計研究的理論與方法等還不盡人意，建筑規(guī)模不斷擴大、建筑能源消耗急劇增加，面對嚴峻的現(xiàn)狀，在滿足醫(yī)療功能需求與環(huán)境舒適條件下，追求能源消耗最小化，實現(xiàn)人工環(huán)境與自然環(huán)境的有機平衡，是濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑設計的必然選擇。醫(yī)院建筑是功能非常復雜的公共建筑，投資大，涉及醫(yī)療、建筑工程、管理、設備等多種學科與技術，以高效率與高技術、高情感為目標。世界各國都在尋求發(fā)展適合本國國情的醫(yī)療體系，希望能夠合理分配與有效地利用醫(yī)療保健資源，希望能通過提高服務效率，降低運行費用。因此，現(xiàn)代醫(yī)院建筑設計，在更好地適應不斷發(fā)展與變化的醫(yī)療保健需求同時，應注重地方氣候特點，跟上社會經(jīng)濟與環(huán)境發(fā)展的步伐。在醫(yī)院建筑的規(guī)劃設計中，實現(xiàn)高效率、快節(jié)奏、節(jié)能降耗、降低運營成本已成為現(xiàn)代醫(yī)院建筑追求的目標。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步以及醫(yī)療技術的不斷更新，醫(yī)院建筑在滿足目前的功能需求的同時，注重地方氣候特點，節(jié)能降耗，是目前我國醫(yī)院建筑設計的重要課題，也是實現(xiàn)濕熱氣候地區(qū)醫(yī)院建筑規(guī)劃與設計可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

一、在保證特殊醫(yī)療空間環(huán)境要求下，注重自然采光和適宜的自然通風（或機械輔助式自然通風），減少電力消耗，是亞熱帶地區(qū)醫(yī)院建筑綠色設計的重要內容

中國是發(fā)展中的大國，人口數(shù)量巨大，資源有限?！熬G色”的概念，也就是可持續(xù)的概念，本身強調的就是實事求是和因地制宜。中國各地的氣候條件、地理環(huán)境、自然資源、城鄉(xiāng)發(fā)展生活水平等都有巨大差異，在生態(tài)節(jié)能技術上必須考慮注重地方氣候特點。亞熱帶地區(qū)濕熱氣候特點，對醫(yī)院建筑節(jié)能的不利因素是夏季炎熱、太陽輻射強、潮濕的室外空氣等；有利因素為春秋季清涼室外氣溫適宜、季節(jié)風有良好的通風效果、太陽能資源豐富及晝夜輻射不同等特性。富有濕熱地區(qū)氣候特點的建筑如云南的“干闌”建筑及“一顆印”式住宅、廣東等地區(qū)的傳統(tǒng)民居、騎樓等，特點都是夏季自然通風、防熱、遮陽、防雨、防潮等。當今綠色建筑逐漸成為建筑的發(fā)展趨勢，隨著2011年，中國的《綠色醫(yī)院建筑評價標準》的出臺，綠色醫(yī)院建筑設計已獲得業(yè)內普遍關注。但有些醫(yī)院建筑設計為迎合綠色建筑設計潮流，只注重單純節(jié)能技術的應用（太陽能、光電板等），對醫(yī)院建筑的實際運行成本和醫(yī)院建筑壽命周期內的總成本缺乏清醒認識。而與其它相對復雜、昂貴的生態(tài)技術相比，自然通風（或機械輔助式自然通風）是當今生態(tài)建筑所普遍采用的一項比較成熟而廉價的技術措施，自然通風可以在不消耗不可再生能源的情況下降低室內溫度，帶走潮濕氣體，達到人體熱舒適，有利于降低能耗，降低污染，走可持續(xù)發(fā)展之路。同時新鮮、清潔的自然空氣（新風），方便排除室內的污濁空氣，有利于人的生理和心理健康。醫(yī)院是診治各種病癥病人之地，更需要有良好的環(huán)境質量，使人不會受到醫(yī)院有害環(huán)境的危害。濕熱地區(qū)的醫(yī)院建筑設計應通過建筑形式、建筑與夏季主導風的夾角、各功能建筑的布局、建筑空間造型、維護結構形式、建筑細部設計、綠色植物搭配等手段，合理利用風壓、熱壓實現(xiàn)自然通風或機械輔助式自然通風，實現(xiàn)建筑環(huán)境的有效控制。

醫(yī)院建筑不僅功能復雜，能耗構成亦十分復雜，各類能源消耗中，電力消耗占主導地位，為醫(yī)院能源消耗的主要能耗。而在電力消耗中，又以空調和照明系統(tǒng)能耗為主要，醫(yī)院空調系統(tǒng)能耗偏大是公認的普遍問題?？梢姡瑥尼t(yī)院建筑設計的角度，降低空調系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的能耗，是濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑設計的關鍵內容，是醫(yī)院建筑節(jié)能的重點。除了按實際需求設計照度，采用高效節(jié)能燈具等措施外，從醫(yī)院建筑布局出發(fā)，盡量減少完全封閉的黑房間，注重自然采光。亞熱帶地區(qū)某些新建醫(yī)院，通道、病人等候等公共區(qū)域缺乏自然采光，室外晴天白日，室內卻不得不燈火通明，造成了能源浪費?？照{制冷技術的誕生，標志著人類從被動地適應自然氣候發(fā)展到主動地控制建筑微氣候。但近年來，濕熱地區(qū)新醫(yī)院建設，不分科室，對空調的過分依賴和使用，是當今醫(yī)院建設必須解決的重要問題。濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑在設置全年空調系統(tǒng)等方面，它們能源消耗非常高，如果能在這部分能源消耗做適當控制，所獲得的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益是巨大的。在保證特殊醫(yī)療空間環(huán)境要求下，注重自然采光和適宜的自然通風（或機械輔助式自然通風），減少電力消耗，是濕熱地區(qū)的醫(yī)院建筑綠色設計的重要內容。如，綜合醫(yī)院門診部內存在大量公共通過性的空間，這些空間的熱舒適度及空氣質量要求不如醫(yī)技部門用房那么高，因此，在醫(yī)院門診部內是完全有條件并且有必要通過自然通風手段來達到既能改善室內空氣質量，又能滿足人體熱舒適度要求，同時能有效降低能耗的效果。在濕熱地區(qū)綜合醫(yī)院的交通、等候等公共空間，合理的自然通風組織，可有效調節(jié)建筑室內的氣流效果、溫度分布，對改變室內熱環(huán)境的滿意度可以起到明顯的效果。自然通風的實現(xiàn)是一種依賴于建筑的朝向、平面布局等設計效果，良好的建筑設計才能有助于增強室內自然通風的效果。

二、從醫(yī)院建筑總體規(guī)劃形態(tài)、建筑空間布局、建筑形體優(yōu)化與細部設計等方面，注重濕熱氣候特點的醫(yī)院建筑設計方法探索

1注重適應濕熱地區(qū)氣候特點的醫(yī)院建筑總體規(guī)劃形態(tài)

以濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑整體布局的科學性為目標，探討醫(yī)院建筑總平面設計。充分考慮建筑與周邊道路、周邊建筑等環(huán)境的相互影響。在合理組織交通流線，合理功能分區(qū)布局的前提下，重點探討醫(yī)院不同功能建筑間相互聯(lián)系與影響之關系，營造濕熱地區(qū)適宜的微氣候環(huán)境，節(jié)能降耗。醫(yī)院建筑的功能分區(qū)、建筑和道路的布局、建筑朝向、建筑間距、建筑體形、主導風向、太陽輻射熱、建筑外部空間環(huán)境構成等方面綜合優(yōu)化布局，探討適應濕熱地區(qū)氣候特點的醫(yī)院建筑總體布局方法。以廣東省深圳市某新區(qū)800床醫(yī)院建筑設計方案為例（圖1），設計小組在方案總體規(guī)劃形態(tài)推敲的過程中，除了從功能流線組織、周邊環(huán)境限定等角度考慮外，方案設計階段聘請建筑技術專業(yè)人員配合，運用計算機模擬分析技術對多方案進行分析比較，針對濕熱地區(qū)氣候特點，分析夏季場地內部熱環(huán)境和風環(huán)境耦合關系，經(jīng)過方案的對比和重組，綜合得出了既功能布局合理（圖2），又易于營造舒適熱環(huán)境的建筑群體的組合方式：順應用地形狀，科研辦公區(qū)、住院區(qū)和院內生活區(qū)放置于夏季主導風向的上風向，形體舒展，利于通風；門診醫(yī)技區(qū)形體緊湊，縮短醫(yī)療流線，節(jié)省用地。特別是半開敞的醫(yī)院街（圖3），建筑體塊導風效果良好，主要空間沒有明顯漩渦區(qū)，不僅有助于營造良好的微氣候環(huán)境，也有利于醫(yī)院日常運營的節(jié)能降耗。在醫(yī)院建筑規(guī)劃布局之初，結合地方氣候特點，把節(jié)能放在本位，實現(xiàn)人工環(huán)境與自然環(huán)境的動態(tài)平衡。

2注重亞熱帶地區(qū)醫(yī)院功能與空間布局的優(yōu)化設計

建筑空間布局與醫(yī)療功能分區(qū)的有機結合。功能分區(qū)明確，流線組織潔污分流，使醫(yī)院建筑空間布局與醫(yī)療功能分區(qū)有機結合。依據(jù)醫(yī)療功能需求及相關規(guī)范要求，合理布局、區(qū)域功能相對獨立，形態(tài)布局有助于有特殊要求的功能區(qū)域，獨立通風空調系統(tǒng)，保證空氣質量要求，便利醫(yī)院感染控制?？茖W的就醫(yī)流程，降低運行成本，節(jié)省資源。

建筑空間布局與功能科室的資源共享。醫(yī)院建筑空間布局應注重醫(yī)療資源的共享、空間的合理共享、后勤保障共享，營造共享、兼容、豐富的空間環(huán)境，實現(xiàn)使用功能和效率的最大化，節(jié)約醫(yī)院運行成本。如廣東省深圳市某新區(qū)800床醫(yī)院建筑設計方案，強調相近功能的科室集中布置，共享醫(yī)療資源，實現(xiàn)使用功能和效率的最大化。如：為急診服務的檢驗室、B超室、X光室及小型CT室與醫(yī)技集中布置，擁有與急診聯(lián)系密切的流線；住院樓標準護理層擁有兩個護理單元，病人休息空間與醫(yī)輔用房在同一護理層得到充分共享。

建筑空間布局與自然條件利用。鑒于醫(yī)院全天候運營的需要和布局的特殊性，室內采光通風所需的能耗相當巨大，濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑自然采光與通風的優(yōu)化設計，與醫(yī)院建筑空間形態(tài)布局密切相關。建筑主體朝向應朝向或接近當?shù)叵募局鲗эL向，綜合利用風壓與熱壓通風原理，利用半開敞庭院、天井等手段，來解決科室單元自然通風問題。單體功能建筑在確保使用功能的同時，獲得良好的自然采光。在保證需要恒溫恒濕及潔凈度等特殊要求的功能空間設計要求前提下，在過渡季節(jié)，盡可能地靠室外新風調整室內溫度，利用室外較涼的空氣，滿足部分散熱較大設備和人員比較密集科室與區(qū)域冷溫需求，從而減少制冷設備系統(tǒng)運行所帶來的能耗，盡可能使用“免費空調”。建筑空間布局設計注重濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑良好微氣候環(huán)境的營造，在充分考慮夏季與過渡季節(jié)建筑通風的同時，注重防止冬季冷風的不利影響。

3注重亞熱帶地區(qū)醫(yī)院建筑形體優(yōu)化與細部設計

結合醫(yī)療功能布局，進行亞熱地區(qū)的醫(yī)院建筑形體優(yōu)化與細部設計，如針對不同醫(yī)療功能部門開窗位置與形式，通過優(yōu)化設計，以有利于自然采光與通風，達到節(jié)能效果。從建筑構件形式、窗戶的開口朝向、開窗方式、開窗面積及導風板設置均對科室單元的自然通風效果有很大影響。在夏季非高溫時段，部分區(qū)域利用夜間溫度較低自然冷風，利用建筑物自身的結構蓄冷與細部構造，預先進行通風、降溫、換氣，保持區(qū)域良好的空氣質量。通過建筑形式、建筑與夏季主導風的夾角、周圍建筑的布局、建筑空間造型、維護結構形式、建筑細部設計、綠色植物搭配等手段，合理利用風壓、熱壓實現(xiàn)自然通風或機械輔助式自然通風，實現(xiàn)醫(yī)院建筑環(huán)境的控制。廣東省深圳市某新區(qū)醫(yī)院建筑設計方案大量利用開敞、半開敞空間，局部架空等辦法，見縫插針地布置綠化庭院，解決了大部分空間的自然采光通風需要（圖5）。此外，還通過設置地面采光通風口和光導照明系統(tǒng)作為補充，如地下車庫、洗衣房、三層B超診室和等候空間，以期達到白天少開燈、大部分時間無需空調的節(jié)能減排目的。

三、結語

能源危機、環(huán)境問題、建筑能耗與可持續(xù)發(fā)展等問題不斷在建筑界內提及，社會發(fā)展對建筑建造提出的時代性需求，就是在滿足舒適度需求下，如何節(jié)能降耗。注重地方氣候特點的醫(yī)院建設可以有效地節(jié)能、減排，提高醫(yī)院的綜合效率，降低醫(yī)院的運營費用。從長遠來看，如果醫(yī)院建設不能采取有效措施控制醫(yī)院的能源消耗，將會使醫(yī)院的經(jīng)營面臨越來越大的壓力?；颊邔︶t(yī)院的就醫(yī)環(huán)境、醫(yī)護人員對工作環(huán)境舒適程度的要求不斷提高，如果僅靠空調進行環(huán)境控制，醫(yī)院的能耗將不斷上升。因此，減少能耗、節(jié)約運行成本，成為醫(yī)院運行發(fā)展的需要。注重適應地方氣候特點的醫(yī)院建筑設計，不僅可以營造健康舒適的醫(yī)療環(huán)境，節(jié)能降耗，走可持續(xù)發(fā)展之路，同時還有助于豐富建筑設計手段和拓寬建筑設計思路，幫助建筑師創(chuàng)作出更科學、更具地域文化特色的綠色建筑作品。（本文作者：張春陽 單位：華南理工大學建筑學院）