大連大學附屬新華醫院綠色建筑設計與實踐

趙劍峰，李曉穎，顧祥紅

（大連大學 建筑工程學院，遼寧 大連 116622）

大連大學附屬新華醫院綠色建筑設計與實踐

趙劍峰，李曉穎，顧祥紅

（大連大學 建筑工程學院，遼寧 大連 116622）

面對能源利用、環境污染和使用者舒適要求等一系列問題，綠色建筑的概念正逐步推廣并得到社會認可。本文以大連大學附屬新華醫院項目為例，分析如何因地制宜地在醫院項目上實踐綠色建設，并分析醫院建筑環境、能源、資源及室內環境等方面適宜技術的可能性。

綠色醫院；被動式設計；能源系統；技術經濟

1 綠色醫院發展現狀與趨勢

自上世紀末以來，綠色建筑設計理念逐漸成為建筑行業設計的主流思潮。無論是在人類環境會議，還是聯合國發展大會等國際會議上，都要求在建筑設計中對環境問題加大關注力度。“綠色”理念，可持續發展思想，成為新時代建筑的設計要求。我國的綠色建筑設計在近十年內已經有了長足進步。由最初的探索性“綠色建筑”設計，逐漸發展過度到形成綠色建筑理論、評價標準的共識，現在已經形成較為完整的設計體系。

醫療類建筑設計屬于特殊的建筑設計類型，綠色醫院建筑設計是醫院“綠色化”的根基。2003年美國醫療行業首先提出了世界第一個針對醫療建筑的可以量化的綠色設計和評價標準。中國醫院協會醫院建筑分會與WHO也在2010年舉辦的南昌會議上，也已確定了共同推動我國綠色醫院建設的目標。目前國內已有多個城市展開了綠色醫院建設與評價標準的探索，2012年由原衛生部和住建部編制《綠色醫院建筑評價標準》（國家標準），對該類型建筑的綠色發展起到科學系統的指導、引領作用。

如何通過諸如被動式設計減少能源負荷等技術手段，更加合理地規劃和設計醫院建筑，在其全壽命周期內為醫護、醫療人員提供健康、舒適、安全的工作和醫療環境，營造良好的室內外環境及建筑功能布局和人性化設計，并具有節能、環保、生態的設計要求，顯得尤為重要。

2 醫院建筑適宜技術及應用

大連大學附屬新華醫院始建于1953年，近年來一直保持著良好的發展態勢，病床使用率始終維持在95%以上。但目前新華醫院還存在諸如醫院場地、建筑設計布局不合理；安全隱患嚴重；基礎設施老化等一系列問題。場地不能合理有效利用，水資源環保不能達標，水資源浪費嚴重，熱力管網功能不夠、效率低下等問題與國家目前倡導的綠色建筑發展方向嚴重背離。

根據市領導對新華醫院新建項目的指示精神，該項目定位為一座集醫療、教學、研究、保健和康復為一體的“高水平現代化、特色鮮明的三級甲等綜合性醫院”。成為該城區的西北部醫療中心、急救中心、檢驗中心，以及城區西北部基層衛生服務樞紐。

新醫院項目選址于大連市甘井子區南關嶺街道轄區內，大連市甘井子區體育新城西南側，規劃中的嵐嶺路南側，朱琪路西側。建設規模總用地面積60010.45 m2，建筑面積64187 m2，床位500張。建設內容是包括門診醫技樓、住院部和行政教學樓三個單體建筑在內的主體工程、裝飾裝修工程、電氣工程、給排水工程、采暖工程、通風空調工程、消防工程、電梯工程及建筑智能化等工程建設。紅線內室外公共共享工程包括開關站、污水處理站、換熱站、消防水池及泵房站設備、道路工程、綠化工程、景觀工程、生命廣場、供氧站和路燈等配套工程均由市體育新城衛生中心項目建設指揮部統一建設，項目效果圖如圖1所示。

圖1 項目效果圖

在綠色建筑設計方面，考慮到與《綠建標準》相適宜的技術應用，以及關鍵技術的經濟性，采用一系列功能與技術一體化的綠色建筑設計方案，從場地節地規劃、節能外墻設計、水資源利用與保護、花園式景觀優化設計等幾方面，建造出節能高效、環境優美的綠色醫院。

2.1 園區規劃和景觀環境

2.1.1 場地選址與布局

項目選址大連市甘井子區，西北部，外部交通路網明確，有多部公交車通達。場地出入口距離已建成公交站點都不超過500 m。同時距離大連新建地鐵2#線路項目200 m，交通設施便捷。

建筑風環境對于行人的舒適性與安全、建筑的節能和污染物的擴散等都具有很大影響。大連市屬于暖溫帶季風氣候，冬季主導風向是北風和東北風，夏季主導風向是南風和西南風，過渡季節主導風向是。醫院建筑群整體布局采用南向偏東朝向。門診醫技樓位于規劃南側，住院部位于規劃北側，行政教學樓位于規劃西側。

采用PKPM軟件對于醫院建筑群進行了室外風環境數值模擬分析，建筑總體流場較為合理。冬季、夏季和過渡季工況下，建筑物周圍人行區域距地1.5 m高度處的風速小于5 m/s，風速不會對人的舒適性產生影響，能夠滿足不影響人們正常室外活動的基本要求；建筑物前后風壓基本為2~5 Pa，對建筑的自然通風有較好的促進作用；考慮到區域內無明顯的風區，不會導致污染物的堆積，符合國家《綠色建筑評價標準》，模擬分析工況見表1。

建筑群體依據功能作用的不同，采用小高層和多層相結合，半集中式布局，兼顧醫療流程的便捷和使用空間的舒適性。建筑總平面布局以較便捷的街巷關系維系，各部分可達性明確簡潔高效。其中門診樓采用圍合的院落式關系，形成內外不同的共享空間，一方面增加了建筑功能用房可采光房間比例；另一方面也增設出個適合病患及家屬休憩、病患與醫護交流的空間。這樣的圍合關系對于冬季風力較大的區域氣候環境，應該是較好的應對措施。

表1 模擬分析工況

2.1.2 景觀環境

與原來建設的醫院相比，城際新區開發建設的醫院項目具有更大的設計空間。規劃設計中對場地的景觀環境給予了充分的重視和關注。場地東側預留用地被規劃為大型綠地廣場樣態，既可以緩解病患及家屬心情，同時也是園區空氣濾清、噪聲隔離、塵菌消解、乃至微氣候優化的有效措施和手段。規劃中綠化廣場綠地面積約2.6萬m2，綠地率達到43.42%，綠地景觀設計主要依據以下原則：

（1）植物選擇

選擇適合本地區的喬灌木植物為主要樹種，能夠較快適應區域氣候環境，保證成活率。如法國梧桐、銀杏、云杉、芙蓉等；

（2）營造空間

注重喬灌木植物搭配，包括樹種高低的形態搭配和季節搭配，依此營造出多樣化綠植覆蓋的豐富的外部空間和多彩的空間圍合界面。

（3）功能依托

不同功能區域選取適合的植物，保證能與園區不同功能區域形成對接。例如：園區內主要道路行道樹注意調整種植間距和行植序列韻律、節奏，減噪隔離；停車場注意遮陰和尾氣凈化要求等。

（4）集中綠化

規劃設計了園區中心的景觀綠地廣場，形成集中的綠化區，進而真正改善園區微氣候環境。

2.2 空調系統設計與節能措施

2.2.1 空調水系統能源形式

醫院空調系統具有運行時間長、新風量大、負荷大等特點，其能耗是一般公共建筑的1.6～2倍。醫院建筑對能源需求具有自身特點，間歇與連續并具。不僅日常用電量較大，包括照明、電梯（扶梯）、空調、設備等，還有燃氣、燃油等需求保證蒸汽、熱水、消毒、洗滌、廚房等。

針對本項目特點，設計采用了電制冷+市政管網供熱+熱水鍋爐輔助。此種方式技術較成熟，夏季采用電制冷，空調負荷；冬季市政管網供熱保障好，并可以經熱交換，提供60/50℃熱水供空調系統。在過渡季節依靠自建鍋爐輔助采暖。缺點是對管網依賴較大，用電量較大。

2.2.2 新風節能技術

（1）變頻技術

在醫院空調總負荷中的新風負荷較大（約占總負荷量的20%～40%），過量的新風會加大空調負荷并最終增大能耗。設計中根據醫院的人流數量的變動情況進行實時的數據分析，在主要的建筑功能空間，諸如門診大廳、病房、急診、輸液等區域的新風系統上，增設二氧化碳傳感器，以變頻工作方式調節室內新風的進風量，減少大量新風造成的不必要能耗。

（2）熱回收系統

在醫療病房、行政辦公等區域，針對新風與排風的氣體總量設置熱管顯熱熱回收系統，利用排風與新風的溫差，對新風進行預熱、預冷處理，降低新風荷載。采用這種熱回收技術，空調節能率顯著提高，計算數據可以達到25%～30%，投資較少，投資回收期短。

2.2.3 可再生能源利用

大連地區太陽能資源屬于II類資源豐富區，建筑設計綜合考慮建筑屋面形式、日照遮擋等情況的影響，充分利用太陽能系統進行生活熱水預熱，應對醫院建筑熱水需求量大的問題。

（1）在建筑屋面設置平板超導抗凍式太陽能取暖系統。平板式太陽能熱水系統采用頂水出水法，雖然熱水管網與自來水管網互相串通，但熱水壓力與冷水壓力不受自來水壓力波動影響，始終保持一致，混合閥調好水溫后水溫度穩定。平板太陽能集熱器熱工作狀態優于傳統的真空管、熱管、U型管等類型集熱器，不僅節約用煤，也形成減少二氧化碳、碳粉塵等有害物質排放的社會效益。

建筑設計中將平板型太陽能集熱器設計成建筑構件，實現太陽能利用與建筑形態的有機結合，適合多層、高層大型太陽能熱水系統，是太陽能與建筑一體化的典范。高效平板式集熱器可以用于產生熱水，熱風及供暖。

（2）設計選用太陽能供熱工程輔助電加熱器（或利用天然氣鍋爐余熱作為輔助加熱能源）作為輔助加熱設備，克服了傳統容積式水加熱器帶有滯水區，容易滋生軍團細菌繁殖生長的環境的缺陷。

2.2.4 其他節能手段

綜合考慮各項節能手段，項目設計中應用了其他滿足綠色建筑的節能技術。包括：

（1）建筑裝修一體化設計。設計內容涵蓋病房樓、門診樓、行政教學樓、地下車庫四部分組成。其中：病房樓地下一層地上九層，門診樓地下一層地上四層，行政教學樓地下一層地上四層，總建筑面積約77142 m2，地上60859 m2，地下16283 m2。

（2）合理開發利用地下空間，減少地面停車，設計集中的地下停車場。地下建筑面積16283 m2，占比27%，主要功能除停車外，兼顧人防、設備機房等。其中，行政樓地下全部為地下停車庫。停車采用錯時停車方式，提高使用率，并減少對地面步行空間和活動場地的占用。

（3）通風設備、末端設計及能耗計量。對區域的各類能耗的用量分類進行統計，通過監管系統對醫院建筑內的空調機組，風機，水、氣泵等的運行狀態進行實時監測和節能控制。照明系統采用感應式或延時式等方式自動監控，保證節能運行。

監管系統主要包括能耗分析系統、能耗報警能耗成本統計重點設備能耗監測等。

2.3 室內熱環境及采光環境

建筑方案設計在滿足功能的前提下，綜合考慮采光和節能問題。

2.3.1 建筑圍護結構

（1）合理確定適宜的建筑體型系數，盡可能減少外墻面積占建筑形體總表面積的比例，從建筑形態上達到良好的節能水平。

（2）屋面采用60厚擠塑聚苯板保溫層，減少屋面冬季熱量流失和夏季熱輻射；

（3）外墻采用250后蒸壓砂加氣混凝土砌塊砌筑墻體，并在熱橋部位外貼60厚巖棉復合保溫板，設計參數要求保溫板的燃燒性能等級為A級（不燃）；

（4）根據建筑體型的不同朝向，針對性選擇不同輻射指標的幕墻玻璃材料，適當加大可開啟面積促進自然通風。

（5）在人流出入頻繁的外門口、地下車庫出入口等處設置門斗或熱風幕，門窗洞口縫隙、墻梁樓板間隙采用保溫材料封堵，以減少能量損耗。

2.3.2 室內自然采光

自然采光對于醫療類建筑尤為重要。本項目在通過被動式設計手段形成室內有效合理的自然采光，降低了建筑自身的照明能耗，減少負荷的同時，也能帶來更加適宜的自然光源，滿足病患及醫護人員的心理、生理需求。

主體建筑采用集中式多天井平面布局，減少占地又有效回避大進深建筑對內部功能空間的采光不利因素，并形成內院功能用房的有效遮陽和防眩光。經過建筑建模日照分析，滿足建筑采光標準要求的面積超過90%。

3 結語

通過對大連大學附屬新華醫院新建項目綠色建筑適宜技術的分析研究可以看出，綠色建筑設計與建造，不應該是綠色建筑標準技術的堆疊，更需要對項目本身需求有較嚴謹的分析，并進行多方案比較研究。在建筑設計過程中，只有在對具體設計要求各個方面，包括風環境、光環境、熱環境、能源消耗情況、用地情況等多方面進行了充分分析的前提下，最終才能甄選出較為適合的應對策略和組織方式。

[1]閆寧,王蓓,著.醫院項目綠色建筑適宜技術的應用與實踐[J].綠色建筑,2015(5):46-49.

[2]姜莎.“四節”在新建綠色醫院建筑設計中的應用[J].建筑智能化與節能技術,2015(09):46-50.

[3]和衛彥.綠色醫院建筑設計要點解析[J].節能技術,2014(05):41-46.

[4]邵文晞.綠色醫院建筑設計初探[J].浙江建筑,2011(11):53-56.

Practice of Appropriate Green Building Technology of Xinhua Hospital Affiliated to Dalian University

ZHAO Jian-feng,LI Xiao-ying,GU Xiang-hong
（College of Civil andArchitectural Engineering,Dalian University,Dalian 116622,China）

The concept of green building is gradually promoted and has gained wide acceptance,such as energy utilization,environment pollution and comfort requirements,etc.With Xinhua hospital affiliated to Dalian University project as an example,this paper discusses the methods with the possibility of the practice of green construction is analyzed,and the hospital construction environment,energy,resources and possibility of appropriate technology for indoor environment.

green hospital;passive design;energy system;technical and economic

TU246.1;TU201.5

：A

：1008-2395(2016)06-0030-04

2016-11-21

趙劍峰（1971-），男，副教授，研究方向：綠色建筑設計與既有建筑綠色化改造、公共建筑設計。