綠色建筑技術在醫院設計中的應用
——基于醫院建筑設計實踐

翁駿祺

本文通過對某醫院綠色建筑設計實踐的案例研究，總結了綠色建筑技術在醫院建筑設計中的應用，主要包括節材建筑技術、節能設計、室內綠化、遮陽系統設計和屋頂綠化等方面。通過合理的結構設計、選擇可再生和低碳排放材料、優化施工過程以及增加綠色元素，可以實現節能、降低碳排放、提高舒適性和室內環境質量的目標。綠色建筑技術在醫院設計中的應用既能滿足醫療功能需求，又能保護環境。

1 醫院設計中的綠色建筑技術

1.1 節水建筑技術

節水建筑技術主要通過科學合理地設計和利用水資源，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。通過設備限制水流速度，達到節約用水的目的。

2）雨水收集和利用。通過雨水收集系統將雨水收集起來并在需要時進行利用，如沖洗廁所、灌溉植物等，這樣可以減輕對自來水的需求，節約水資源。

3）智能灌溉系統。采用智能灌溉系統，根據實際需求和天氣情況進行灌溉調節，避免浪費水資源。通過傳感器和自動控制系統，實現精確的灌溉，提高水資源利用效率。

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

這些措施可以有效降低醫院的用水量，實現節水的目標，既可以減少對城市供水系統的依賴，也可以保護水資源，實現可持續的水資源管理。節水建筑技術在綠色醫院建筑中的應用不僅有助于降低運營成本，還可以提高水資源利用效率，減少對自然水源的需求壓力，并為綠色醫院的可持續發展作貢獻。

1.2 節材建筑技術

綠色建筑醫院的節材建筑技術應用主要包括3 個方面：建筑結構設計、建筑材料選擇和土建裝修。在建筑結構設計方面，綠色建筑醫院傾向于簡潔的設計，減少裝飾性構件的使用，使建筑結構更為簡約。例如，只使用百葉窗作為立面窗，并避免添加其他裝飾性構件。此外，采用現澆混凝土框架剪力墻結構，可以減少材料的使用。在建筑材料選擇方面，綠色建筑醫院優先選擇離建設地點較近的材料供應商，以減少材料運輸所帶來的能耗和碳排放。通過以上節材建筑技術的應用，醫院可以減少材料的使用量，降低能耗和碳排放，實現節能目標，同時節約成本。

1.3 節地建筑技術

在綠色醫院建筑中，施工單位可以從場地規劃與污染控制2 個方面入手來保護環境和提高建筑質量：

1）場地規劃。選擇合適的建筑場地非常重要。施工單位應該選擇符合醫院建筑要求的地勢平坦、無雷達站等條件的區域作為建筑施工場地。同時，要注意避免對施工現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的避讓措施，保護當地的生態環境。

2）污染控制。為了控制污染的發生，施工單位應在醫院建筑外部設置合適的設施。例如，可以設置化糞池和污水處理站，用于處理醫院產生的污水。這些設施應符合相關政策的要求，并確保排放的水質符合標準，以避免廢水污染問題的發生[1]。

2 綠色建筑技術在醫院設計中的應用思路

2.1 能源效率

在醫院設計中，可以采取多種具體措施來應用綠色建筑技術，以提高能源效率：第1，使用高效隔熱材料來減少能源損失，有效控制室內溫度，減少對冷暖空調系統的依賴。第2，配備智能化的節能照明系統，包括自動照明調節和光線感應控制等功能，根據室內光線變化自動調節照明亮度，最大限度減少能源浪費。同時，利用天然光以減少對人工照明的依賴，通過合理的窗戶位置和采光設計，將自然光引入室內，減少白天的照明需求。此外，安裝節能設備也是重要的措施，如使用高效空調系統和能量回收系統。高效空調系統能夠減少耗能，能量回收系統則可以利用廢熱或廢水回收能量，提高能源利用效率。第3，鼓勵員工和患者參與節能行動，增強能源意識。例如，培訓員工正確使用和管理能源設備，提供節能提示，鼓勵他們主動參與節能行動，共同為降低能源消耗和環境保護作貢獻。這些措施將有助于減少醫院的能源消耗，提高能源利用效率。

2.2 水資源管理

在醫院設計中，可以采取如下一系列具體措施應用綠色建筑技術，以實現水資源的有效管理：第1，安裝低流量水龍頭和節水器具，以減少水的浪費。在保證正常使用的情況下這些設備能夠降低水流量，節約水資源。第2，收集雨水用于灌溉和沖洗等非飲用水需求。通過設置合適的雨水收集系統，收集并儲存雨水，然后用于滿足醫院的綠化和衛生沖洗等用水需求，減少對自來水的依賴。同時，使用節水型馬桶和沖洗方式，如雙沖式馬桶和節水灌裝閥等，可有效減少每次沖洗的用水量。還可以引入雨水滲透系統，將雨水通過滲透井、溝渠等結構滲入地下，增加地下水補給，提高水資源的可持續利用效率。第3，可以建立水資源監測系統，通過安裝傳感器和監測設備來實時監測和控制水的使用情況，及時發現水的浪費或異常情況，采取相應措施進行調整和改進。這些措施將有助于醫院實現水資源的節約和合理利用，推動綠色建筑的實踐[2]。

2.3 材料選擇與循環利用

在醫院設計中，選擇可持續、環保和可再生材料是應用綠色建筑技術的重要措施之一：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，可以減少對傳統木材和其他非可再生材料的需求。第2，通過選擇無毒、無害或低揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）的材料，減少室內空氣污染和對人體健康的潛在危害。同時，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原材料的需求，還可以減少廢棄物的產生和降低對環境的影響。此外，引入循環經濟概念，鼓勵材料的再生產和再利用，將廢棄材料進行回收和加工，并再次用于建筑中。這種循環利用的方式有助于減少資源消耗，降低建筑建設過程中對環境的影響。通過選擇可持續材料、減少有害物質的使用以及推行循環經濟思想，醫院設計可以更加環保和可持續，為綠色建筑作貢獻[3]。

3 在醫院建筑中廣泛運用建筑節能方法

3.1 節能設計在建筑“第五立面”的具體運用

3.1.1 屋頂綠化

屋頂綠化是利用現有建筑物進行屋頂覆蓋植物，以提高建筑生態環境和減緩城市熱島效應的有效手段。屋頂設計被稱為建筑的“第五立面”，在建筑設計中扮演著重要的角色。屋頂綠化有許多顯著的節能環保作用。例如，在夏天，傳統的黑色瀝青屋頂溫度高達83 ℃，而有植物的屋頂溫度僅30 ℃左右，因此綠化屋頂有利于調節溫度和減緩城市熱島效應。同時，屋頂綠化還可以增加建筑的使用壽命，經實驗測算，綠化覆蓋下的屋頂平均壽命是40 ～50 a，而暴露屋頂的壽命只有25 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、體育設施等。先進的屋頂綠化系統應該包括4 個重要的組成部分。其中，過濾層用于防止土壤顆粒進入蓄排水盤；蓄排水盤可以保存雨水并迅速排走多余的雨水；保濕保護毯既可以儲存水分，又能保護防水層和隔根層；隔根層可以有效防止植物根系對建筑物結構和防水層的破壞。

3.1.2 墻體節能

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

3.1.3 幕墻節能

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；幕墻水密性能為5 級；玻璃幕墻遮陽系數為0.33，遮陽系數分級指標值為6 級；幕墻傳熱系數為2.3 W/（m2·k），傳熱系數分級指標值為6 級。

3.1.4 屋面節能

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

3.2 在建筑外觀上運用節能設計

建筑的綜合節能不僅僅依賴于外墻保溫和設備節能性能，建筑的形體設計也是影響能耗的重要因素之一。高層建筑的外圍護墻體通常會消耗較多能量，約占整個建筑能耗的25%。建筑的形體變化是導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，國外的一些設計趨向采用圓塔形，以減小外露面積，從而降低能量損失。在醫療建筑設計中，除了考慮建筑與醫院環境的協調性和美觀性外，也應該注重節能的概念，盡量減少高層建筑的形體變化[5]。

3.3 建筑外立面應選擇節能材料

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

1）“陶板”幕墻的選擇。目前國內外幕墻面板的選材已經轉變為注重人文藝術氣息，并追求天然環保、節能降噪的趨勢。“陶板”作為新型材料，在建筑學史上具有重要地位，具備環保、易潔、熱傳導系數小、降噪效果好和自重輕等特點。在醫療建筑中采用“陶板”幕墻既可以保持傳統風格，又可以展現現代時尚設計。

2）遮陽系統的設計（圖1）。遮陽系統對于防止室內溫度上升有明顯的作用。根據實驗數據，當建筑物采用室外電動遮陽百葉時，在沒有空調情況下，遮陽系統最多可降低室內溫度8.4 ℃；如果安裝了空調，遮陽系統可以降低空調能耗約45%；而使用室內遮陽系統時，節能效果相當于室外遮陽系統的60%。

圖1 遮陽系統設計（來源：網絡）

3.4 在建筑室內環境中運用節能設計

在醫療建筑設計中，病患在住院期間通常處于封閉的環境中。他們渴望與自然和綠色環境接觸，并希望體驗到一個充滿生機和活力的空間。傳統的醫療建筑往往缺乏綠色元素，導致室內二氧化碳含量過高，氧氣含量較低，需要通過人工手段從室外環境獲取能量，而適當的室內綠化是改善空間微循環的有效措施。

例如，在重慶新橋醫院病房樓的設計中，采用空中生態園林以及室內綠化的節水建筑技術，產生了顯著的效果，具體如下：

1）模糊建筑與自然之間的界限。通過在每4層設置1個空中生態園林，并在與室外環境相連的“灰空間”中布置盆栽植物，將建筑與自然之間的界限模糊化。這種設計使得病房樓內的“生命線”在水平和垂直方向貫穿，增加了與自然的聯系。這樣的設計可以提供更好的視覺和心理舒適感，對患者的康復有積極影響。

2）增加室內氧氣含量。由于室內綠化的存在，植物可以通過光合作用釋放氧氣，增加室內的氧氣含量。這有助于改善室內空氣質量，提供更加清新的環境，對患者和工作人員的健康有積極影響。

室內綠化不僅可以改善空氣質量，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境。這對于促進康復和改善病患的心理都有積極的促進作用。因此，在醫療建筑設計中，合理和恰當地引入室內綠化非常重要。

3.5 充分利用地下空間

土地資源的有限性和現有醫院規模化發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能優勢，為豐富醫院空間構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院規模化發展之間的矛盾，不僅能夠拓展醫院的空間容量，還可以提供更多的功能和服務，為醫院的可持續發展奠定基礎。總體而言，在醫院建設中，地下空間的綜合開發利用是重要的策略。通過合理規劃和科學設計，充分利用地下空間的優勢，可以提升醫院的功能性、節能性，并為醫院的發展創造更多的可能性。

4 結語

綠色建筑技術在醫院設計中的應用是可持續發展的設計理念，通過采用節材建筑技術、節能設計、室內綠化、遮陽系統設計和屋頂綠化等手段，能夠有效減少能耗、降低碳排放、提高室內環境質量。

具體實踐中，醫院可通過簡化結構設計、選擇低碳材料、優化施工過程等方式降低材料使用量，減少能耗。此外，合理設計室內綠化和遮陽系統能夠改善醫院的室內環境和舒適度，提高患者和工作人員的生活質量。同時，屋頂綠化不僅可以增加建筑綠色元素，還能夠降低室內溫度、改善空氣質量。因此，綠色建筑技術在醫院設計中的應用是值得推廣和應用的可持續發展方案。