建筑風環境理念下的綠色醫院建筑設計

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1 醫院建筑風環境理念及設計原則

從醫院建筑的社會性服務職能方面來看，風環境直接影響醫務工作者以及患者的體驗感，同時也影響著公共空間的實際品質和相關性能，因此在落實醫院建筑設計的過程中，必須結合不同空間的使用本質來合理規劃風環境。常見的醫院建筑風環境組織設計重點有以下幾個方面：首先，要避免復雜風環境形成，尤其對于傳染病房等重點區域，復雜風環境會形成交叉的空氣污染；其次，對于門診部、就診大廳等具有較強人員流通性的公共空間，必須利用風環境來改善空間的空氣品質，提升整體的就醫安全性；再次，整體醫院公共空間的風環境要相互串聯，實現污染物降解和稀釋，避免出現渦流區域。

2 醫院外部公共空間建筑風環境設計

（1）重視綠化景觀的價值發揮。就醫院的外部空間而言，綠化景觀是其重要的組成部分，同時也是能夠影響風環境設計科學性的重要元素，因此設計人員要合理利用綠化景觀作為合理的風環境調控載體。由于大部分患者在康復期間需要進行室外活動，因此良好的綠化工程能夠起到滅菌（防燥）的作用，同時也可以舒緩患者的精神壓力。此外，不同的綠化工程布局也能夠改變公共空間的風環境流動狀態，實現多功能通風作用。從細節的角度來說，由于醫院建筑的外部公共空間較多，不同空間的功能具有一定的差異性，因此在選擇植被作為綠化景觀主體的過程中，需要結合不同的設計理念進行調整。例如，需要在豎向空間上合理搭配植被，以滿足特定的風環境構建要求，可以利用樹冠較為濃密的高大喬木，配合低矮的灌木叢實現對強風的阻擋；大量的樹蔭以及地被植物，如草坪或者低矮的花卉等，能夠實現空氣制冷，從而提升整體環境的空氣流通效率。

（2）合理搭配景觀和空間功能。結合實際的空間功能來看，由于醫院的衛生保健區域以及門診部外部空間具有較強的人員流通性，因此迎風一側應該利用中小型的灌木搭配樹冠茂密的喬木，通過外灌木、內喬木的設計將外部自然循環的空氣導入空間內部，形成自然通風，詳細結構如圖1所示。對于空氣污染程度較高的傳染病房附近區域，由于病房內的空氣可能會受到病毒等多種因素的污染，因此為避免交叉感染，需要利用機械結合空間風環境進行空氣排放，且排放的方式也不能以直接外部空間導出為主，而要合理規劃排放路徑，避免影響外部人群。因此室外空間可以通過外喬木、內灌木將自然風由空間的上部導出，從而將污染物稀釋，避免通風不良造成的交叉感染，詳細結構如圖2所示。需要注意的是，利用各種方式進行外部景觀設計的過程中，為了進一步避免高大喬木的樹冠過度遮陽，需要合理設置喬木之間的距離，同時適當地修剪樹冠，從而在維持良好風環境的同時，起到綠化環境、美化生活的作用。外部自然風導入室內這種自然通風的方法也有可能導致通風不暢問題的出現，例如外部的空氣大面積涌入可能會導致內部結構部分夾角或者轉彎處存在空氣渦流，這種空氣停滯的情況會造成污染空氣的長期存留，從而污染內部環境。對此，可以將室內空間的出入口向外部空間延伸，利用景觀植物布置氣流流動路線，尤其是在入口位置，可以通過合理規劃不同植被的擺放角度來調整自然風進入室內的方向，從而避免渦流的形成。

圖1 灌木+上部茂盛下部稀疏的樹木搭配導風示意

圖2 上部茂盛下部稀疏的樹木+灌木搭配導風示意

3 醫院內部空間建筑風環境設計

（1）入口空間土建結構設計。在醫院建筑內部，由于缺少了自然景觀的加持，風環境的設計完全依賴土建結構的規劃，因此設計前期必須加強對不同空間的分析。因為醫院的門廳空間以及入口位置是全時段開放的，空間有大量的人員流動，空氣中的熱量以及濕度較大，具有較高的排熱排濕需求，并且有毒有害氣體的含量較少，所以可以利用自然通風來構建風環境，減少機械排放的使用，降低能耗。許多傳統民間建筑通常會以八字墻作為引風結構，從形式上來說，八字墻以“八”字形或者凸弧形結構為主，典型的凸弧形結構建筑如圖3所示。這種建筑結構的引風原理是利用氣流壓力實現對自然風的捕捉，當整體外部環境兩側來風時，后部的凸口位置會直接受到風流的影響，從而產生較小的壓強，這些壓強會由建筑空間進行壓力補充，從而在凹口中形成氣流，這在風速常年較小的地區有著極好的應用效果。

圖3 八字墻入口捕風

（2）架空結構設計。當前大部分醫院處于市中心區域，周邊的建筑密度較大，這會極大程度上降低自然風的流速，從客觀條件上而言，這是限制醫院風環境構建的主要影響因素。因此，為了進一步提升建筑的風環境構建效果，在利用自然景觀以及整體建筑結構作為調控載體的同時，還可以利用具有特點的設計手法實現結構的優化，如通過底層架空的方式來打造特殊的環境結構。通常，建筑底部架空的設計往往能將自然風速提升至原本的2倍，且架空結構也能夠使空間內外形成較大的氣壓差值，在小范圍內產生流動氣流，從而輔助外界自然風形成較大的通風量和流速。這種方式不僅能夠有效打造合理的風環境，還可以進一步帶動建筑內部實現自然調溫，減少能耗。醫院的不同建筑對功能有著不同的要求，例如門診部不適合進行架空設計，需要考慮安全性和穩定性，為此可以在建筑的迎風面進行首層架空局部設計，利用外懸架進行架空，這樣不僅能夠實現遮陽功能，也可以在外懸架底部陰涼處設置休息區，分散人員密集入口的流量，從而降低空氣熱度和濕度。

（3）附屬建筑結構設計。大部分較為傳統的醫院，其建筑結構空間小，患者的活動區域較少，人流密度較大，但是又無法在短時間內實現整體空間結構的重建調整。因此，必須利用附屬建筑結構來進行風環境的補充優化。結合當前現代化建筑的結構特點來看，空中回廊以及空中花園是提升建筑綠色性能的主要附屬結構，較為傳統的醫院可以借此打造風環境，實現醫院整體建筑面積的外部拓展，由此形成自然景觀，打造良好的綠色休憩空間，這對于凈化空氣、舒緩患者的情緒和心理壓力有著極強的促進作用。大部分的空氣回廊或空中花園設置在建筑的平面端頭，其是與整體建筑室外空間過渡連接的主體，在設計過程中必須考慮建筑的本身結構以及空氣流通情況。由于某一個區域的季節性風向是固定的，因此可以結合風向來進行通風功能的設計。大部分平面空中花園設置有空氣回廊，而空氣回廊具有較強的連續性，可以確保空間的通透性，實現空氣的無阻隔流通。空中花園及通風廊道如圖4所示。

圖4 空中花園及通風廊道

4 結束語

綜上所述，醫院本身具備服務大眾的職能，為了進一步提升服務質量，構建良好的就醫環境，必須在治病救人的基礎上來優化醫院的建筑結構設計理念。從醫院建筑的外部空間和內部結構兩方面來打造流通的風環境，是構建綠色建筑的基礎方法，也是為患者提供良好就醫環境的基礎保障，能夠為醫院建筑的設計理念創新提供依據。