绿色建筑技术在医院设计中的应用——基于医院建筑设计实践

翁骏祺

本文通过对某医院绿色建筑设计实践的案例研究，总结了绿色建筑技术在医院建筑设计中的应用，主要包括节材建筑技术、节能设计、室内绿化、遮阳系统设计和屋顶绿化等方面。通过合理的结构设计、选择可再生和低碳排放材料、优化施工过程以及增加绿色元素，可以实现节能、降低碳排放、提高舒适性和室内环境质量的目标。绿色建筑技术在医院设计中的应用既能满足医疗功能需求，又能保护环境。

1 医院设计中的绿色建筑技术

1.1 节水建筑技术

节水建筑技术主要通过科学合理地设计和利用水资源，减少用水量并提高水资源的有效利用率，具体如下：

1）低流量水龙头和淋浴器。采用低流量水龙头和淋浴器可以减少用水量，而不影响功能和用水效果。通过设备限制水流速度，达到节约用水的目的。

2）雨水收集和利用。通过雨水收集系统将雨水收集起来并在需要时进行利用，如冲洗厕所、灌溉植物等，这样可以减轻对自来水的需求，节约水资源。

3）智能灌溉系统。采用智能灌溉系统，根据实际需求和天气情况进行灌溉调节，避免浪费水资源。通过传感器和自动控制系统，实现精确的灌溉，提高水资源利用效率。

4）循环水利用系统。采用循环水利用系统，将废水进行处理和净化后循环利用，如用于冷却系统、喷淋降温等。这样可以最大限度减少水的消耗，并降低对自来水的需求。

这些措施可以有效降低医院的用水量，实现节水的目标，既可以减少对城市供水系统的依赖，也可以保护水资源，实现可持续的水资源管理。节水建筑技术在绿色医院建筑中的应用不仅有助于降低运营成本，还可以提高水资源利用效率，减少对自然水源的需求压力，并为绿色医院的可持续发展作贡献。

1.2 节材建筑技术

绿色建筑医院的节材建筑技术应用主要包括3 个方面：建筑结构设计、建筑材料选择和土建装修。在建筑结构设计方面，绿色建筑医院倾向于简洁的设计，减少装饰性构件的使用，使建筑结构更为简约。例如，只使用百叶窗作为立面窗，并避免添加其他装饰性构件。此外，采用现浇混凝土框架剪力墙结构，可以减少材料的使用。在建筑材料选择方面，绿色建筑医院优先选择离建设地点较近的材料供应商，以减少材料运输所带来的能耗和碳排放。通过以上节材建筑技术的应用，医院可以减少材料的使用量，降低能耗和碳排放，实现节能目标，同时节约成本。

1.3 节地建筑技术

在绿色医院建筑中，施工单位可以从场地规划与污染控制2 个方面入手来保护环境和提高建筑质量：

1）场地规划。选择合适的建筑场地非常重要。施工单位应该选择符合医院建筑要求的地势平坦、无雷达站等条件的区域作为建筑施工场地。同时，要注意避免对施工现场的自然水系或珍贵植被造成破坏。施工单位需要采取相应的避让措施，保护当地的生态环境。

2）污染控制。为了控制污染的发生，施工单位应在医院建筑外部设置合适的设施。例如，可以设置化粪池和污水处理站，用于处理医院产生的污水。这些设施应符合相关政策的要求，并确保排放的水质符合标准，以避免废水污染问题的发生[1]。

2 绿色建筑技术在医院设计中的应用思路

2.1 能源效率

在医院设计中，可以采取多种具体措施来应用绿色建筑技术，以提高能源效率：第1，使用高效隔热材料来减少能源损失，有效控制室内温度，减少对冷暖空调系统的依赖。第2，配备智能化的节能照明系统，包括自动照明调节和光线感应控制等功能，根据室内光线变化自动调节照明亮度，最大限度减少能源浪费。同时，利用天然光以减少对人工照明的依赖，通过合理的窗户位置和采光设计，将自然光引入室内，减少白天的照明需求。此外，安装节能设备也是重要的措施，如使用高效空调系统和能量回收系统。高效空调系统能够减少耗能，能量回收系统则可以利用废热或废水回收能量，提高能源利用效率。第3，鼓励员工和患者参与节能行动，增强能源意识。例如，培训员工正确使用和管理能源设备，提供节能提示，鼓励他们主动参与节能行动，共同为降低能源消耗和环境保护作贡献。这些措施将有助于减少医院的能源消耗，提高能源利用效率。

2.2 水资源管理

在医院设计中，可以采取如下一系列具体措施应用绿色建筑技术，以实现水资源的有效管理：第1，安装低流量水龙头和节水器具，以减少水的浪费。在保证正常使用的情况下这些设备能够降低水流量，节约水资源。第2，收集雨水用于灌溉和冲洗等非饮用水需求。通过设置合适的雨水收集系统，收集并储存雨水，然后用于满足医院的绿化和卫生冲洗等用水需求，减少对自来水的依赖。同时，使用节水型马桶和冲洗方式，如双冲式马桶和节水灌装阀等，可有效减少每次冲洗的用水量。还可以引入雨水渗透系统，将雨水通过渗透井、沟渠等结构渗入地下，增加地下水补给，提高水资源的可持续利用效率。第3，可以建立水资源监测系统，通过安装传感器和监测设备来实时监测和控制水的使用情况，及时发现水的浪费或异常情况，采取相应措施进行调整和改进。这些措施将有助于医院实现水资源的节约和合理利用，推动绿色建筑的实践[2]。

2.3 材料选择与循环利用

在医院设计中，选择可持续、环保和可再生材料是应用绿色建筑技术的重要措施之一：第1，可以选择使用再生纸板、竹木制品等可再生材料，以减少对自然资源的消耗。这些材料具有较短的生长周期和更好的可再生性，可以减少对传统木材和其他非可再生材料的需求。第2，通过选择无毒、无害或低挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）的材料，减少室内空气污染和对人体健康的潜在危害。同时，提倡使用可回收和再利用的建筑材料，如可回收的金属、混凝土等。这些材料不仅能够减少对原材料的需求，还可以减少废弃物的产生和降低对环境的影响。此外，引入循环经济概念，鼓励材料的再生产和再利用，将废弃材料进行回收和加工，并再次用于建筑中。这种循环利用的方式有助于减少资源消耗，降低建筑建设过程中对环境的影响。通过选择可持续材料、减少有害物质的使用以及推行循环经济思想，医院设计可以更加环保和可持续，为绿色建筑作贡献[3]。

3 在医院建筑中广泛运用建筑节能方法

3.1 节能设计在建筑“第五立面”的具体运用

3.1.1 屋顶绿化

屋顶绿化是利用现有建筑物进行屋顶覆盖植物，以提高建筑生态环境和减缓城市热岛效应的有效手段。屋顶设计被称为建筑的“第五立面”，在建筑设计中扮演着重要的角色。屋顶绿化有许多显著的节能环保作用。例如，在夏天，传统的黑色沥青屋顶温度高达83 ℃，而有植物的屋顶温度仅30 ℃左右，因此绿化屋顶有利于调节温度和减缓城市热岛效应。同时，屋顶绿化还可以增加建筑的使用寿命，经实验测算，绿化覆盖下的屋顶平均寿命是40 ～50 a，而暴露屋顶的寿命只有25 a[4]。屋顶绿化通常分为两大类：一类是屋顶草坪，适合种植管理粗放的景天科、多年生地被植物，荷载较轻；另一类是空中花园，将乔灌花草搭配，包括亭榭花架、小桥流水、体育设施等。先进的屋顶绿化系统应该包括4 个重要的组成部分。其中，过滤层用于防止土壤颗粒进入蓄排水盘；蓄排水盘可以保存雨水并迅速排走多余的雨水；保湿保护毯既可以储存水分，又能保护防水层和隔根层；隔根层可以有效防止植物根系对建筑物结构和防水层的破坏。

3.1.2 墙体节能

墙体保温系统保温层采用80 mm厚保温玻璃岩棉（A 级不燃材料）；该材料导热系数为0.049 W/（m·K），密度为80 kg/m3，它的外墙传热系数为0.44 W/（m2·K）。

3.1.3 幕墙节能

在幕墙玻璃方面，可采用8 钢化+12 A+8 Low-E 中空玻璃。其石材为30 mm 厚花岗岩石材和35 mm 厚石灰石石材。幕墙气密性能为3 级；幕墙水密性能为5 级；玻璃幕墙遮阳系数为0.33，遮阳系数分级指标值为6 级；幕墙传热系数为2.3 W/（m2·k），传热系数分级指标值为6 级。

3.1.4 屋面节能

屋面保温层采用150 mm 厚泡沫玻璃；导热系数为≤0.062 W/（m·K），体积密度为≤160 kg/m3，抗压强度为≥0.40 Mpa，抗折强度为≥0.4 Mpa。

3.2 在建筑外观上运用节能设计

建筑的综合节能不仅仅依赖于外墙保温和设备节能性能，建筑的形体设计也是影响能耗的重要因素之一。高层建筑的外围护墙体通常会消耗较多能量，约占整个建筑能耗的25%。建筑的形体变化是导致外露面积增大的主要原因之一，而增大的外露面积意味着更多的能量损失。

为了降低高层建筑的能耗，国外的一些设计趋向采用圆塔形，以减小外露面积，从而降低能量损失。在医疗建筑设计中，除了考虑建筑与医院环境的协调性和美观性外，也应该注重节能的概念，尽量减少高层建筑的形体变化[5]。

3.3 建筑外立面应选择节能材料

外立面在建筑内部能量与外部能量交换中起着重要作用，因此材料的选择对于能耗和舒适度具有重要影响。以下将对近年来广泛应用的2 种材料展开分析：

1）“陶板”幕墙的选择。目前国内外幕墙面板的选材已经转变为注重人文艺术气息，并追求天然环保、节能降噪的趋势。“陶板”作为新型材料，在建筑学史上具有重要地位，具备环保、易洁、热传导系数小、降噪效果好和自重轻等特点。在医疗建筑中采用“陶板”幕墙既可以保持传统风格，又可以展现现代时尚设计。

2）遮阳系统的设计（图1）。遮阳系统对于防止室内温度上升有明显的作用。根据实验数据，当建筑物采用室外电动遮阳百叶时，在没有空调情况下，遮阳系统最多可降低室内温度8.4 ℃；如果安装了空调，遮阳系统可以降低空调能耗约45%；而使用室内遮阳系统时，节能效果相当于室外遮阳系统的60%。

图1 遮阳系统设计（来源：网络）

3.4 在建筑室内环境中运用节能设计

在医疗建筑设计中，病患在住院期间通常处于封闭的环境中。他们渴望与自然和绿色环境接触，并希望体验到一个充满生机和活力的空间。传统的医疗建筑往往缺乏绿色元素，导致室内二氧化碳含量过高，氧气含量较低，需要通过人工手段从室外环境获取能量，而适当的室内绿化是改善空间微循环的有效措施。

例如，在重庆新桥医院病房楼的设计中，采用空中生态园林以及室内绿化的节水建筑技术，产生了显著的效果，具体如下：

1）模糊建筑与自然之间的界限。通过在每4层设置1个空中生态园林，并在与室外环境相连的“灰空间”中布置盆栽植物，将建筑与自然之间的界限模糊化。这种设计使得病房楼内的“生命线”在水平和垂直方向贯穿，增加了与自然的联系。这样的设计可以提供更好的视觉和心理舒适感，对患者的康复有积极影响。

2）增加室内氧气含量。由于室内绿化的存在，植物可以通过光合作用释放氧气，增加室内的氧气含量。这有助于改善室内空气质量，提供更加清新的环境，对患者和工作人员的健康有积极影响。

室内绿化不仅可以改善空气质量，还可以增加自然元素的存在感，为病患提供更舒适和愉悦的环境。这对于促进康复和改善病患的心理都有积极的促进作用。因此，在医疗建筑设计中，合理和恰当地引入室内绿化非常重要。

3.5 充分利用地下空间

土地资源的有限性和现有医院规模化发展往往存在天然的矛盾。然而，地下空间具有冬暖夏凉的自然节能优势，为丰富医院空间构成形式提供了有利条件。

通过充分利用地下空间，可以有效解决土地资源有限性和医院规模化发展之间的矛盾，不仅能够拓展医院的空间容量，还可以提供更多的功能和服务，为医院的可持续发展奠定基础。总体而言，在医院建设中，地下空间的综合开发利用是重要的策略。通过合理规划和科学设计，充分利用地下空间的优势，可以提升医院的功能性、节能性，并为医院的发展创造更多的可能性。

4 结语

绿色建筑技术在医院设计中的应用是可持续发展的设计理念，通过采用节材建筑技术、节能设计、室内绿化、遮阳系统设计和屋顶绿化等手段，能够有效减少能耗、降低碳排放、提高室内环境质量。

具体实践中，医院可通过简化结构设计、选择低碳材料、优化施工过程等方式降低材料使用量，减少能耗。此外，合理设计室内绿化和遮阳系统能够改善医院的室内环境和舒适度，提高患者和工作人员的生活质量。同时，屋顶绿化不仅可以增加建筑绿色元素，还能够降低室内温度、改善空气质量。因此，绿色建筑技术在医院设计中的应用是值得推广和应用的可持续发展方案。