亞熱帶地區(qū)醫(yī)院建筑設(shè)計研究

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21世紀(jì)已進(jìn)入了第2個10年，我國醫(yī)療服務(wù)體系正進(jìn)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(shè)施的建設(shè)高潮，尤其是珠江三角洲發(fā)達(dá)經(jīng)濟區(qū)，醫(yī)院建設(shè)快速增長，醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。然而，與規(guī)模和速度相比，我國在醫(yī)療設(shè)施注重氣候特點的設(shè)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(yán)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(shè)計的必然選擇。醫(yī)院建筑是功能非常復(fù)雜的公共建筑，投資大，涉及醫(yī)療、建筑工程、管理、設(shè)備等多種學(xué)科與技術(shù)，以高效率與高技術(shù)、高情感為目標(biāo)。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(wù)效率，降低運行費用。因此，現(xiàn)代醫(yī)院建筑設(shè)計，在更好地適應(yīng)不斷發(fā)展與變化的醫(yī)療保健需求同時，應(yīng)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(shè)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(biāo)。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進(jìn)步以及醫(yī)療技術(shù)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(shè)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(shè)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(fēng)（或機械輔助式自然通風(fēng)），減少電力消耗，是亞熱帶地區(qū)醫(yī)院建筑綠色設(shè)計的重要內(nèi)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(diào)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(shù)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(fēng)有良好的通風(fēng)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(fēng)、防熱、遮陽、防雨、防潮等。當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)》的出臺，綠色醫(yī)院建筑設(shè)計已獲得業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注。但有些醫(yī)院建筑設(shè)計為迎合綠色建筑設(shè)計潮流，只注重單純節(jié)能技術(shù)的應(yīng)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(nèi)的總成本缺乏清醒認(rèn)識。而與其它相對復(fù)雜、昂貴的生態(tài)技術(shù)相比，自然通風(fēng)（或機械輔助式自然通風(fēng)）是當(dāng)今生態(tài)建筑所普遍采用的一項比較成熟而廉價的技術(shù)措施，自然通風(fēng)可以在不消耗不可再生能源的情況下降低室內(nèi)溫度，帶走潮濕氣體，達(dá)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(fēng)），方便排除室內(nèi)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(zhì)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(shè)計應(yīng)通過建筑形式、建筑與夏季主導(dǎo)風(fēng)的夾角、各功能建筑的布局、建筑空間造型、維護(hù)結(jié)構(gòu)形式、建筑細(xì)部設(shè)計、綠色植物搭配等手段，合理利用風(fēng)壓、熱壓實現(xiàn)自然通風(fēng)或機械輔助式自然通風(fēng)，實現(xiàn)建筑環(huán)境的有效控制。

醫(yī)院建筑不僅功能復(fù)雜，能耗構(gòu)成亦十分復(fù)雜，各類能源消耗中，電力消耗占主導(dǎo)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(diào)和照明系統(tǒng)能耗為主要，醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)能耗偏大是公認(rèn)的普遍問題?？梢?，從醫(yī)院建筑設(shè)計的角度，降低空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的能耗，是濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容，是醫(yī)院建筑節(jié)能的重點。除了按實際需求設(shè)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(nèi)卻不得不燈火通明，造成了能源浪費。空調(diào)制冷技術(shù)的誕生，標(biāo)志著人類從被動地適應(yīng)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(shè)，不分科室，對空調(diào)的過分依賴和使用，是當(dāng)今醫(yī)院建設(shè)必須解決的重要問題。濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑在設(shè)置全年空調(diào)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(dāng)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(fēng)（或機械輔助式自然通風(fēng)），減少電力消耗，是濕熱地區(qū)的醫(yī)院建筑綠色設(shè)計的重要內(nèi)容。如，綜合醫(yī)院門診部內(nèi)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(zhì)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(nèi)是完全有條件并且有必要通過自然通風(fēng)手段來達(dá)到既能改善室內(nèi)空氣質(zhì)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(fēng)組織，可有效調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)的氣流效果、溫度分布，對改變室內(nèi)熱環(huán)境的滿意度可以起到明顯的效果。自然通風(fēng)的實現(xiàn)是一種依賴于建筑的朝向、平面布局等設(shè)計效果，良好的建筑設(shè)計才能有助于增強室內(nèi)自然通風(fēng)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(xì)部設(shè)計等方面，注重濕熱氣候特點的醫(yī)院建筑設(shè)計方法探索

1注重適應(yīng)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(xué)性為目標(biāo)，探討醫(yī)院建筑總平面設(shè)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(guān)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(dǎo)風(fēng)向、太陽輻射熱、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面綜合優(yōu)化布局，探討適應(yīng)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(shè)計方案為例（圖1），設(shè)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(shè)計階段聘請建筑技術(shù)專業(yè)人員配合，運用計算機模擬分析技術(shù)對多方案進(jìn)行分析比較，針對濕熱地區(qū)氣候特點，分析夏季場地內(nèi)部熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境耦合關(guān)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(yīng)用地形狀，科研辦公區(qū)、住院區(qū)和院內(nèi)生活區(qū)放置于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，形體舒展，利于通風(fēng)；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(dǎo)風(fēng)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(jié)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(shè)計

建筑空間布局與醫(yī)療功能分區(qū)的有機結(jié)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(jié)合。依據(jù)醫(yī)療功能需求及相關(guān)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(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，保證空氣質(zhì)量要求，便利醫(yī)院感染控制?？茖W(xué)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(yīng)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(shè)計方案，強調(diào)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(wù)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(biāo)準(zhǔn)護(hù)理層擁有兩個護(hù)理單元，病人休息空間與醫(yī)輔用房在同一護(hù)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(nèi)采光通風(fēng)所需的能耗相當(dāng)巨大，濕熱地區(qū)醫(yī)院建筑自然采光與通風(fēng)的優(yōu)化設(shè)計，與醫(yī)院建筑空間形態(tài)布局密切相關(guān)。建筑主體朝向應(yīng)朝向或接近當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)向，綜合利用風(fēng)壓與熱壓通風(fēng)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(fēng)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(shè)計要求前提下，在過渡季節(jié)，盡可能地靠室外新風(fēng)調(diào)整室內(nèi)溫度，利用室外較涼的空氣，滿足部分散熱較大設(shè)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(shè)備系統(tǒng)運行所帶來的能耗，盡可能使用“免費空調(diào)”。建筑空間布局設(shè)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(fēng)的同時，注重防止冬季冷風(fēng)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(xì)部設(shè)計

結(jié)合醫(yī)療功能布局，進(jìn)行亞熱地區(qū)的醫(yī)院建筑形體優(yōu)化與細(xì)部設(shè)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(shè)計，以有利于自然采光與通風(fēng)，達(dá)到節(jié)能效果。從建筑構(gòu)件形式、窗戶的開口朝向、開窗方式、開窗面積及導(dǎo)風(fēng)板設(shè)置均對科室單元的自然通風(fēng)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(fēng)，利用建筑物自身的結(jié)構(gòu)蓄冷與細(xì)部構(gòu)造，預(yù)先進(jìn)行通風(fēng)、降溫、換氣，保持區(qū)域良好的空氣質(zhì)量。通過建筑形式、建筑與夏季主導(dǎo)風(fēng)的夾角、周圍建筑的布局、建筑空間造型、維護(hù)結(jié)構(gòu)形式、建筑細(xì)部設(shè)計、綠色植物搭配等手段，合理利用風(fēng)壓、熱壓實現(xiàn)自然通風(fēng)或機械輔助式自然通風(fēng)，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(shè)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(fēng)需要（圖5）。此外，還通過設(shè)置地面采光通風(fēng)口和光導(dǎo)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(dá)到白天少開燈、大部分時間無需空調(diào)的節(jié)能減排目的。

三、結(jié)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(nèi)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(shè)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(yuǎn)來看，如果醫(yī)院建設(shè)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(hù)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(diào)進(jìn)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(yīng)地方氣候特點的醫(yī)院建筑設(shè)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(shè)計手段和拓寬建筑設(shè)計思路，幫助建筑師創(chuàng)作出更科學(xué)、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(xué)建筑學(xué)院）