李荣靖
华蓝设计(集团)有限公司 广西南宁市 530011
摘要:目前我国建筑体系中,建筑能耗密度高的公共建筑之一是医院,因此医院的建筑设计要更加科学合理。同时,在当前绿色城市发展过程中,绿色建筑设计理念也在医院建筑设计中得到了深化。笔者结合多年工作经验,深入分析建筑风环境理念下的绿色医院建筑设计,希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。
关键词:建筑风环境;绿色;医院;建筑设计
前言
医院建筑在公共建筑设计领域中影响比较广泛,是功能复杂且综合性强的公共建筑。由于医院的临床和医学学科范围广泛,在建筑物的设计和规划中有必要考虑医疗职能,在满足各类患者需求的基础上,建筑物的能耗在不同程度上有所增加。为医院进行绿色建筑设计,可以节约能源,降低成本。在建筑设计阶段,从整体规划到个别建筑设计,如果将建筑风环境的概念融入到这个过程中,就能有效地改善医院的风环境,解决空气自净以及污染物扩散问题,这不仅改善了病人的治疗环境,而且也为医院奠定了良好的发展基础。
1 医院建筑风环境理念及设计原则
从医院建筑社会服务功能的角度来看,风环境直接影响医务工作者和患者的体验,也影响公共空间的实际质量和相关性能。因此,在医院建筑设计实施过程中,要根据不同空间的使用本质来合理规划风环境。风环境医院风环境组织的共同设计重点是:首先,为了避免形成复杂的风环境,特别是对于感染室等重点地区,复杂的风环境会形成交叉空气污染;第二,是对于人员流动性强的诊所、治疗室等公共场所,要利用风力环境改善空间空气质量,提高医疗的整体安全性。第三,医院公共空间的整个风环境必须相互交错,以实现污染物的降解和稀释,避免出现涡流区域。
2医院外部公共空间建筑风环境设计
2.1重视绿化景观的价值发挥
关于医院的外部空间,绿色景观是其中的重要组成部分,也是可能影响风环境设计科学的重要因素,因此,设计人员要合理利用绿色景观作为合理的风环境调节经营者。由于大多数患者在康复过程中需要室外活动,良好的生态项目可以在起到灭菌(防燥)和缓解患者心理压力方面发挥作用。此外,不同的绿色项目设计也能改变公共空间的风环境流动状态,实现多功能通风。从详细的角度来看,由于医院建筑的外部公共空间多,不同空间的功能有一定的差异,因此在选择植被作为绿色景观主体的过程中,需要根据不同的设计理念进行调整。例如,需要合理结合垂直空间的植被,以满足风力环境的具体建设要求,较厚树冠的高大树木可以用低灌木阻挡强风;大量的影子和地面复盖植物,如低草或低花,可以实现空气冷却,从而提高整个环境中空气流通的效率。
2.2合理搭配景观和空间功能
结合实际的空间功能,由于医院医疗护理区人员流动性强,诊所外部空间大,风侧必须使用中小灌木搭配密实的乔木,通过室外灌木、内乔木的设计将外部自然循环的空气导入空间内部,形成自然通风,详细结构如图 1 所示。
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图 1 灌木+上部茂盛下部稀疏的树木搭配导风示意
对于空气污染严重的传染病病房附近区域,由于病房内的空气可能受到病毒等多种因素的污染,为了避免交叉感染,空气排放必须与空间风力环境机械地结合起来,不能主要从外部空间直接导出,而要合理规划排放路径,防止影响其他人群。室外空间可以通过外树木和内灌木从空间顶部推导出自然风,从而稀释污染物,避免通风不良引起的交叉感染,详细结构如图2所示。值得注意的是,利用各种形式的室外景观设计,为了进一步避免高大树木树冠的过度荫影,需要合理地设置树木之间的距离,同时适当修剪冠层,以便同时保持良好的风环境,发挥一种这种自然通风方法。即由外部自然风进入室内,也可能导致通风不良。例如,大量外部空气流入可能导致室内结构的局部角或曲线处的气流,从而导致污染空气长期滞留,从这个意义上说,室内空间的进出可以延伸到室外空间。使用景观植物组织气流路径,特别是在入口位置,可以通过合理规划不同植被的放置角度来调节室内自然风的方向,避免形成涡流。
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图 2 上部茂盛下部稀疏的树木+灌木搭配导风示意
3 医院内部空间建筑风环境设计
3.1入口空间土建结构设计
在医院大楼内,由于缺乏自然景观的支撑,风力环境的设计完全依赖于民用结构的规划,因此在设计的早期阶段需要加强对不同空间的分析。由于医院前厅空间和入口位置全天开放,空间人员流动量大,空气中的热湿度较高,对热湿度疏散的需求较高,有毒有害气体含量较低,因此可以使用自然通风,降低能耗。许多传统民族式建筑通常用八字墙作为风向标结构,从形式上讲,八字墙以“八”形结构或凸曲线为主。典型的凸弧形结构建筑如图 3 所示。
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图 3 八字墙入口捕风
这种建筑结构的引风原理是利用气流压力实现对自然风的捕捉,当整体外部环境两侧来风时,后部的凸口位置会直接受到风流的影响,从而产生较小的压强,这些压强会由建筑空间进行压力补充,从而形成凹口中的空气流动,这在风速常年较小的地区有着极好的应用效果。
3.2架空结构设计
目前,大部分医院都位于周边建筑密度较高的市中心,这将大大降低自然风速。客观上,这是制约医院风环境建设构建的主要因素。因此,为了进一步提高构建风环境的效果,利用自然景观和建筑整体结构作为调节载体,也可以利用特色设计技术实现结构优化,例如通过下方架空的方式来打造特殊的环境结构。造一般来说,建筑物底部的空气设计往往会使自然风速提高到原来的两倍,而且架空结构也允许在空间内外产生更大的压力差,从而在较小的区域产生气流,帮助外部自然风形成更大的通风和流速。这种方法不仅能有效地创造合理的风环境,还能进一步推动建筑物内的自然温度控制,降低能耗。不同的医院建筑有不同的功能要求,例如诊所不适合进行架空设计,必须考虑安全和稳定。为此可以在建筑的迎风面进行首层架空局部设计,利用外悬架进行架空,这样不仅可以实现遮阳功能,而且可以在外悬阴影的底部建立休息区,分散人员密集的输入流,从而减少热量和湿度。
3.3附属建筑结构设计
大多数较为传统的医院建筑面积小,病人活动区少,人流密度高,但无法在短时间内重建和调整整体空间结构。因此,应利用附件的结构来补充风环境的优化。结合现代建筑的结构特点,空气走廊和空气花园是改善绿色性能建设的主要下属结构,较为传统的医院能够可以借此建设风环境,实现医院整体建筑面积的外部扩张,从而形成自然景观,创造良好的绿色休息空间,这对于净化空气、舒缓患者的情绪和心理压力有着极强的促进作用。大多数空气走廊和空气花园位于建筑的平面端,这是与建筑整体外部空间过渡连接的主体。在设计过程中必须考虑到建筑本身的结构和气流。由于区域的季节性风向是固定的,通风功能可以与风向结合设计。大部分平面空中花园配备有气道,气道具有很大的连续性,保证了空间的通透性和畅通无阻的空气流通。空中花园及通风廊道如图 4 所示。
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图 4 空中花园及通风廊道
结语
综上所述,医院本身具有为广大市民服务的功能,为了进一步提高服务质量,构建良好的医疗环境,必须在治病救人的基础上优化医院建筑结构设计理念。从医院建筑的外部空间和内部结构营造循环风环境,是建设生态建筑的基本方法和为患者提供良好医疗环境的基本保障,可以为医院建筑设计理念的创新提供基础。
参考文献
[1]许博.智慧医院与绿色医院的建筑节能设计探讨[J].居舍,2020(29):103-104+166.
[2]程利鹏.生态建筑·绿色医院——浅析偃师市人民医院(新区医院)规划建筑设计[J].绿色环保建材,2020(02):93+96.