綠色建筑技術(shù)在醫(yī)院設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
——基于醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐

翁駿祺

本文通過對(duì)某醫(yī)院綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的案例研究，總結(jié)了綠色建筑技術(shù)在醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要包括節(jié)材建筑技術(shù)、節(jié)能設(shè)計(jì)、室內(nèi)綠化、遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)和屋頂綠化等方面。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇可再生和低碳排放材料、優(yōu)化施工過程以及增加綠色元素，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低碳排放、提高舒適性和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的目標(biāo)。綠色建筑技術(shù)在醫(yī)院設(shè)計(jì)中的應(yīng)用既能滿足醫(yī)療功能需求，又能保護(hù)環(huán)境。

1 醫(yī)院設(shè)計(jì)中的綠色建筑技術(shù)

1.1 節(jié)水建筑技術(shù)

節(jié)水建筑技術(shù)主要通過科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和利用水資源，減少用水量并提高水資源的有效利用率，具體如下：

1）低流量水龍頭和淋浴器。采用低流量水龍頭和淋浴器可以減少用水量，而不影響功能和用水效果。通過設(shè)備限制水流速度，達(dá)到節(jié)約用水的目的。

2）雨水收集和利用。通過雨水收集系統(tǒng)將雨水收集起來并在需要時(shí)進(jìn)行利用，如沖洗廁所、灌溉植物等，這樣可以減輕對(duì)自來水的需求，節(jié)約水資源。

3）智能灌溉系統(tǒng)。采用智能灌溉系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際需求和天氣情況進(jìn)行灌溉調(diào)節(jié)，避免浪費(fèi)水資源。通過傳感器和自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確的灌溉，提高水資源利用效率。

4）循環(huán)水利用系統(tǒng)。采用循環(huán)水利用系統(tǒng)，將廢水進(jìn)行處理和凈化后循環(huán)利用，如用于冷卻系統(tǒng)、噴淋降溫等。這樣可以最大限度減少水的消耗，并降低對(duì)自來水的需求。

這些措施可以有效降低醫(yī)院的用水量，實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目標(biāo)，既可以減少對(duì)城市供水系統(tǒng)的依賴，也可以保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的水資源管理。節(jié)水建筑技術(shù)在綠色醫(yī)院建筑中的應(yīng)用不僅有助于降低運(yùn)營成本，還可以提高水資源利用效率，減少對(duì)自然水源的需求壓力，并為綠色醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展作貢獻(xiàn)。

1.2 節(jié)材建筑技術(shù)

綠色建筑醫(yī)院的節(jié)材建筑技術(shù)應(yīng)用主要包括3 個(gè)方面：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑材料選擇和土建裝修。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，綠色建筑醫(yī)院傾向于簡潔的設(shè)計(jì)，減少裝飾性構(gòu)件的使用，使建筑結(jié)構(gòu)更為簡約。例如，只使用百葉窗作為立面窗，并避免添加其他裝飾性構(gòu)件。此外，采用現(xiàn)澆混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，可以減少材料的使用。在建筑材料選擇方面，綠色建筑醫(yī)院優(yōu)先選擇離建設(shè)地點(diǎn)較近的材料供應(yīng)商，以減少材料運(yùn)輸所帶來的能耗和碳排放。通過以上節(jié)材建筑技術(shù)的應(yīng)用，醫(yī)院可以減少材料的使用量，降低能耗和碳排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，同時(shí)節(jié)約成本。

1.3 節(jié)地建筑技術(shù)

在綠色醫(yī)院建筑中，施工單位可以從場地規(guī)劃與污染控制2 個(gè)方面入手來保護(hù)環(huán)境和提高建筑質(zhì)量：

1）場地規(guī)劃。選擇合適的建筑場地非常重要。施工單位應(yīng)該選擇符合醫(yī)院建筑要求的地勢(shì)平坦、無雷達(dá)站等條件的區(qū)域作為建筑施工場地。同時(shí)，要注意避免對(duì)施工現(xiàn)場的自然水系或珍貴植被造成破壞。施工單位需要采取相應(yīng)的避讓措施，保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

2）污染控制。為了控制污染的發(fā)生，施工單位應(yīng)在醫(yī)院建筑外部設(shè)置合適的設(shè)施。例如，可以設(shè)置化糞池和污水處理站，用于處理醫(yī)院產(chǎn)生的污水。這些設(shè)施應(yīng)符合相關(guān)政策的要求，并確保排放的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，以避免廢水污染問題的發(fā)生[1]。

2 綠色建筑技術(shù)在醫(yī)院設(shè)計(jì)中的應(yīng)用思路

2.1 能源效率

在醫(yī)院設(shè)計(jì)中，可以采取多種具體措施來應(yīng)用綠色建筑技術(shù)，以提高能源效率：第1，使用高效隔熱材料來減少能源損失，有效控制室內(nèi)溫度，減少對(duì)冷暖空調(diào)系統(tǒng)的依賴。第2，配備智能化的節(jié)能照明系統(tǒng)，包括自動(dòng)照明調(diào)節(jié)和光線感應(yīng)控制等功能，根據(jù)室內(nèi)光線變化自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度，最大限度減少能源浪費(fèi)。同時(shí)，利用天然光以減少對(duì)人工照明的依賴，通過合理的窗戶位置和采光設(shè)計(jì)，將自然光引入室內(nèi)，減少白天的照明需求。此外，安裝節(jié)能設(shè)備也是重要的措施，如使用高效空調(diào)系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)。高效空調(diào)系統(tǒng)能夠減少耗能，能量回收系統(tǒng)則可以利用廢熱或廢水回收能量，提高能源利用效率。第3，鼓勵(lì)員工和患者參與節(jié)能行動(dòng)，增強(qiáng)能源意識(shí)。例如，培訓(xùn)員工正確使用和管理能源設(shè)備，提供節(jié)能提示，鼓勵(lì)他們主動(dòng)參與節(jié)能行動(dòng)，共同為降低能源消耗和環(huán)境保護(hù)作貢獻(xiàn)。這些措施將有助于減少醫(yī)院的能源消耗，提高能源利用效率。

2.2 水資源管理

在醫(yī)院設(shè)計(jì)中，可以采取如下一系列具體措施應(yīng)用綠色建筑技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)水資源的有效管理：第1，安裝低流量水龍頭和節(jié)水器具，以減少水的浪費(fèi)。在保證正常使用的情況下這些設(shè)備能夠降低水流量，節(jié)約水資源。第2，收集雨水用于灌溉和沖洗等非飲用水需求。通過設(shè)置合適的雨水收集系統(tǒng)，收集并儲(chǔ)存雨水，然后用于滿足醫(yī)院的綠化和衛(wèi)生沖洗等用水需求，減少對(duì)自來水的依賴。同時(shí)，使用節(jié)水型馬桶和沖洗方式，如雙沖式馬桶和節(jié)水灌裝閥等，可有效減少每次沖洗的用水量。還可以引入雨水滲透系統(tǒng)，將雨水通過滲透井、溝渠等結(jié)構(gòu)滲入地下，增加地下水補(bǔ)給，提高水資源的可持續(xù)利用效率。第3，可以建立水資源監(jiān)測系統(tǒng)，通過安裝傳感器和監(jiān)測設(shè)備來實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制水的使用情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水的浪費(fèi)或異常情況，采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。這些措施將有助于醫(yī)院實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約和合理利用，推動(dòng)綠色建筑的實(shí)踐[2]。

2.3 材料選擇與循環(huán)利用

在醫(yī)院設(shè)計(jì)中，選擇可持續(xù)、環(huán)保和可再生材料是應(yīng)用綠色建筑技術(shù)的重要措施之一：第1，可以選擇使用再生紙板、竹木制品等可再生材料，以減少對(duì)自然資源的消耗。這些材料具有較短的生長周期和更好的可再生性，可以減少對(duì)傳統(tǒng)木材和其他非可再生材料的需求。第2，通過選擇無毒、無害或低揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）的材料，減少室內(nèi)空氣污染和對(duì)人體健康的潛在危害。同時(shí)，提倡使用可回收和再利用的建筑材料，如可回收的金屬、混凝土等。這些材料不僅能夠減少對(duì)原材料的需求，還可以減少廢棄物的產(chǎn)生和降低對(duì)環(huán)境的影響。此外，引入循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念，鼓勵(lì)材料的再生產(chǎn)和再利用，將廢棄材料進(jìn)行回收和加工，并再次用于建筑中。這種循環(huán)利用的方式有助于減少資源消耗，降低建筑建設(shè)過程中對(duì)環(huán)境的影響。通過選擇可持續(xù)材料、減少有害物質(zhì)的使用以及推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想，醫(yī)院設(shè)計(jì)可以更加環(huán)保和可持續(xù)，為綠色建筑作貢獻(xiàn)[3]。

3 在醫(yī)院建筑中廣泛運(yùn)用建筑節(jié)能方法

3.1 節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑“第五立面”的具體運(yùn)用

3.1.1 屋頂綠化

屋頂綠化是利用現(xiàn)有建筑物進(jìn)行屋頂覆蓋植物，以提高建筑生態(tài)環(huán)境和減緩城市熱島效應(yīng)的有效手段。屋頂設(shè)計(jì)被稱為建筑的“第五立面”，在建筑設(shè)計(jì)中扮演著重要的角色。屋頂綠化有許多顯著的節(jié)能環(huán)保作用。例如，在夏天，傳統(tǒng)的黑色瀝青屋頂溫度高達(dá)83 ℃，而有植物的屋頂溫度僅30 ℃左右，因此綠化屋頂有利于調(diào)節(jié)溫度和減緩城市熱島效應(yīng)。同時(shí)，屋頂綠化還可以增加建筑的使用壽命，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測算，綠化覆蓋下的屋頂平均壽命是40 ～50 a，而暴露屋頂?shù)膲勖挥?5 a[4]。屋頂綠化通常分為兩大類：一類是屋頂草坪，適合種植管理粗放的景天科、多年生地被植物，荷載較輕；另一類是空中花園，將喬灌花草搭配，包括亭榭花架、小橋流水、體育設(shè)施等。先進(jìn)的屋頂綠化系統(tǒng)應(yīng)該包括4 個(gè)重要的組成部分。其中，過濾層用于防止土壤顆粒進(jìn)入蓄排水盤；蓄排水盤可以保存雨水并迅速排走多余的雨水；保濕保護(hù)毯既可以儲(chǔ)存水分，又能保護(hù)防水層和隔根層；隔根層可以有效防止植物根系對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)和防水層的破壞。

3.1.2 墻體節(jié)能

墻體保溫系統(tǒng)保溫層采用80 mm厚保溫玻璃巖棉（A 級(jí)不燃材料）；該材料導(dǎo)熱系數(shù)為0.049 W/（m·K），密度為80 kg/m3，它的外墻傳熱系數(shù)為0.44 W/（m2·K）。

3.1.3 幕墻節(jié)能

在幕墻玻璃方面，可采用8 鋼化+12 A+8 Low-E 中空玻璃。其石材為30 mm 厚花崗巖石材和35 mm 厚石灰石石材。幕墻氣密性能為3 級(jí)；幕墻水密性能為5 級(jí)；玻璃幕墻遮陽系數(shù)為0.33，遮陽系數(shù)分級(jí)指標(biāo)值為6 級(jí)；幕墻傳熱系數(shù)為2.3 W/（m2·k），傳熱系數(shù)分級(jí)指標(biāo)值為6 級(jí)。

3.1.4 屋面節(jié)能

屋面保溫層采用150 mm 厚泡沫玻璃；導(dǎo)熱系數(shù)為≤0.062 W/（m·K），體積密度為≤160 kg/m3，抗壓強(qiáng)度為≥0.40 Mpa，抗折強(qiáng)度為≥0.4 Mpa。

3.2 在建筑外觀上運(yùn)用節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑的綜合節(jié)能不僅僅依賴于外墻保溫和設(shè)備節(jié)能性能，建筑的形體設(shè)計(jì)也是影響能耗的重要因素之一。高層建筑的外圍護(hù)墻體通常會(huì)消耗較多能量，約占整個(gè)建筑能耗的25%。建筑的形體變化是導(dǎo)致外露面積增大的主要原因之一，而增大的外露面積意味著更多的能量損失。

為了降低高層建筑的能耗，國外的一些設(shè)計(jì)趨向采用圓塔形，以減小外露面積，從而降低能量損失。在醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)中，除了考慮建筑與醫(yī)院環(huán)境的協(xié)調(diào)性和美觀性外，也應(yīng)該注重節(jié)能的概念，盡量減少高層建筑的形體變化[5]。

3.3 建筑外立面應(yīng)選擇節(jié)能材料

外立面在建筑內(nèi)部能量與外部能量交換中起著重要作用，因此材料的選擇對(duì)于能耗和舒適度具有重要影響。以下將對(duì)近年來廣泛應(yīng)用的2 種材料展開分析：

1）“陶板”幕墻的選擇。目前國內(nèi)外幕墻面板的選材已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅厝宋乃囆g(shù)氣息，并追求天然環(huán)保、節(jié)能降噪的趨勢(shì)。“陶板”作為新型材料，在建筑學(xué)史上具有重要地位，具備環(huán)保、易潔、熱傳導(dǎo)系數(shù)小、降噪效果好和自重輕等特點(diǎn)。在醫(yī)療建筑中采用“陶板”幕墻既可以保持傳統(tǒng)風(fēng)格，又可以展現(xiàn)現(xiàn)代時(shí)尚設(shè)計(jì)。

2）遮陽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（圖1）。遮陽系統(tǒng)對(duì)于防止室內(nèi)溫度上升有明顯的作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)建筑物采用室外電動(dòng)遮陽百葉時(shí)，在沒有空調(diào)情況下，遮陽系統(tǒng)最多可降低室內(nèi)溫度8.4 ℃；如果安裝了空調(diào)，遮陽系統(tǒng)可以降低空調(diào)能耗約45%；而使用室內(nèi)遮陽系統(tǒng)時(shí)，節(jié)能效果相當(dāng)于室外遮陽系統(tǒng)的60%。

圖1 遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)（來源：網(wǎng)絡(luò)）

3.4 在建筑室內(nèi)環(huán)境中運(yùn)用節(jié)能設(shè)計(jì)

在醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)中，病患在住院期間通常處于封閉的環(huán)境中。他們渴望與自然和綠色環(huán)境接觸，并希望體驗(yàn)到一個(gè)充滿生機(jī)和活力的空間。傳統(tǒng)的醫(yī)療建筑往往缺乏綠色元素，導(dǎo)致室內(nèi)二氧化碳含量過高，氧氣含量較低，需要通過人工手段從室外環(huán)境獲取能量，而適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)綠化是改善空間微循環(huán)的有效措施。

例如，在重慶新橋醫(yī)院病房樓的設(shè)計(jì)中，采用空中生態(tài)園林以及室內(nèi)綠化的節(jié)水建筑技術(shù)，產(chǎn)生了顯著的效果，具體如下：

1）模糊建筑與自然之間的界限。通過在每4層設(shè)置1個(gè)空中生態(tài)園林，并在與室外環(huán)境相連的“灰空間”中布置盆栽植物，將建筑與自然之間的界限模糊化。這種設(shè)計(jì)使得病房樓內(nèi)的“生命線”在水平和垂直方向貫穿，增加了與自然的聯(lián)系。這樣的設(shè)計(jì)可以提供更好的視覺和心理舒適感，對(duì)患者的康復(fù)有積極影響。

2）增加室內(nèi)氧氣含量。由于室內(nèi)綠化的存在，植物可以通過光合作用釋放氧氣，增加室內(nèi)的氧氣含量。這有助于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，提供更加清新的環(huán)境，對(duì)患者和工作人員的健康有積極影響。

室內(nèi)綠化不僅可以改善空氣質(zhì)量，還可以增加自然元素的存在感，為病患提供更舒適和愉悅的環(huán)境。這對(duì)于促進(jìn)康復(fù)和改善病患的心理都有積極的促進(jìn)作用。因此，在醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)中，合理和恰當(dāng)?shù)匾胧覂?nèi)綠化非常重要。

3.5 充分利用地下空間

土地資源的有限性和現(xiàn)有醫(yī)院規(guī)模化發(fā)展往往存在天然的矛盾。然而，地下空間具有冬暖夏涼的自然節(jié)能優(yōu)勢(shì)，為豐富醫(yī)院空間構(gòu)成形式提供了有利條件。

通過充分利用地下空間，可以有效解決土地資源有限性和醫(yī)院規(guī)模化發(fā)展之間的矛盾，不僅能夠拓展醫(yī)院的空間容量，還可以提供更多的功能和服務(wù)，為醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。總體而言，在醫(yī)院建設(shè)中，地下空間的綜合開發(fā)利用是重要的策略。通過合理規(guī)劃和科學(xué)設(shè)計(jì)，充分利用地下空間的優(yōu)勢(shì)，可以提升醫(yī)院的功能性、節(jié)能性，并為醫(yī)院的發(fā)展創(chuàng)造更多的可能性。

4 結(jié)語

綠色建筑技術(shù)在醫(yī)院設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念，通過采用節(jié)材建筑技術(shù)、節(jié)能設(shè)計(jì)、室內(nèi)綠化、遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)和屋頂綠化等手段，能夠有效減少能耗、降低碳排放、提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。

具體實(shí)踐中，醫(yī)院可通過簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇低碳材料、優(yōu)化施工過程等方式降低材料使用量，減少能耗。此外，合理設(shè)計(jì)室內(nèi)綠化和遮陽系統(tǒng)能夠改善醫(yī)院的室內(nèi)環(huán)境和舒適度，提高患者和工作人員的生活質(zhì)量。同時(shí)，屋頂綠化不僅可以增加建筑綠色元素，還能夠降低室內(nèi)溫度、改善空氣質(zhì)量。因此，綠色建筑技術(shù)在醫(yī)院設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是值得推廣和應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展方案。