大连大学附属新华医院绿色建筑设计与实践

赵剑峰，李晓颖，顾祥红

（大连大学 建筑工程学院，辽宁 大连 116622）

大连大学附属新华医院绿色建筑设计与实践

赵剑峰，李晓颖，顾祥红

（大连大学 建筑工程学院，辽宁 大连 116622）

面对能源利用、环境污染和使用者舒适要求等一系列问题，绿色建筑的概念正逐步推广并得到社会认可。本文以大连大学附属新华医院项目为例，分析如何因地制宜地在医院项目上实践绿色建设，并分析医院建筑环境、能源、资源及室内环境等方面适宜技术的可能性。

绿色医院；被动式设计；能源系统；技术经济

1 绿色医院发展现状与趋势

自上世纪末以来，绿色建筑设计理念逐渐成为建筑行业设计的主流思潮。无论是在人类环境会议，还是联合国发展大会等国际会议上，都要求在建筑设计中对环境问题加大关注力度。“绿色”理念，可持续发展思想，成为新时代建筑的设计要求。我国的绿色建筑设计在近十年内已经有了长足进步。由最初的探索性“绿色建筑”设计，逐渐发展过度到形成绿色建筑理论、评价标准的共识，现在已经形成较为完整的设计体系。

医疗类建筑设计属于特殊的建筑设计类型，绿色医院建筑设计是医院“绿色化”的根基。2003年美国医疗行业首先提出了世界第一个针对医疗建筑的可以量化的绿色设计和评价标准。中国医院协会医院建筑分会与WHO也在2010年举办的南昌会议上，也已确定了共同推动我国绿色医院建设的目标。目前国内已有多个城市展开了绿色医院建设与评价标准的探索，2012年由原卫生部和住建部编制《绿色医院建筑评价标准》（国家标准），对该类型建筑的绿色发展起到科学系统的指导、引领作用。

如何通过诸如被动式设计减少能源负荷等技术手段，更加合理地规划和设计医院建筑，在其全寿命周期内为医护、医疗人员提供健康、舒适、安全的工作和医疗环境，营造良好的室内外环境及建筑功能布局和人性化设计，并具有节能、环保、生态的设计要求，显得尤为重要。

2 医院建筑适宜技术及应用

大连大学附属新华医院始建于1953年，近年来一直保持着良好的发展态势，病床使用率始终维持在95%以上。但目前新华医院还存在诸如医院场地、建筑设计布局不合理；安全隐患严重；基础设施老化等一系列问题。场地不能合理有效利用，水资源环保不能达标，水资源浪费严重，热力管网功能不够、效率低下等问题与国家目前倡导的绿色建筑发展方向严重背离。

根据市领导对新华医院新建项目的指示精神，该项目定位为一座集医疗、教学、研究、保健和康复为一体的“高水平现代化、特色鲜明的三级甲等综合性医院”。成为该城区的西北部医疗中心、急救中心、检验中心，以及城区西北部基层卫生服务枢纽。

新医院项目选址于大连市甘井子区南关岭街道辖区内，大连市甘井子区体育新城西南侧，规划中的岚岭路南侧，朱琪路西侧。建设规模总用地面积60010.45 m2，建筑面积64187 m2，床位500张。建设内容是包括门诊医技楼、住院部和行政教学楼三个单体建筑在内的主体工程、装饰装修工程、电气工程、给排水工程、采暖工程、通风空调工程、消防工程、电梯工程及建筑智能化等工程建设。红线内室外公共共享工程包括开关站、污水处理站、换热站、消防水池及泵房站设备、道路工程、绿化工程、景观工程、生命广场、供氧站和路灯等配套工程均由市体育新城卫生中心项目建设指挥部统一建设，项目效果图如图1所示。

图1 项目效果图

在绿色建筑设计方面，考虑到与《绿建标准》相适宜的技术应用，以及关键技术的经济性，采用一系列功能与技术一体化的绿色建筑设计方案，从场地节地规划、节能外墙设计、水资源利用与保护、花园式景观优化设计等几方面，建造出节能高效、环境优美的绿色医院。

2.1 园区规划和景观环境

2.1.1 场地选址与布局

项目选址大连市甘井子区，西北部，外部交通路网明确，有多部公交车通达。场地出入口距离已建成公交站点都不超过500 m。同时距离大连新建地铁2#线路项目200 m，交通设施便捷。

建筑风环境对于行人的舒适性与安全、建筑的节能和污染物的扩散等都具有很大影响。大连市属于暖温带季风气候，冬季主导风向是北风和东北风，夏季主导风向是南风和西南风，过渡季节主导风向是。医院建筑群整体布局采用南向偏东朝向。门诊医技楼位于规划南侧，住院部位于规划北侧，行政教学楼位于规划西侧。

采用PKPM软件对于医院建筑群进行了室外风环境数值模拟分析，建筑总体流场较为合理。冬季、夏季和过渡季工况下，建筑物周围人行区域距地1.5 m高度处的风速小于5 m/s，风速不会对人的舒适性产生影响，能够满足不影响人们正常室外活动的基本要求；建筑物前后风压基本为2~5 Pa，对建筑的自然通风有较好的促进作用；考虑到区域内无明显的风区，不会导致污染物的堆积，符合国家《绿色建筑评价标准》，模拟分析工况见表1。

建筑群体依据功能作用的不同，采用小高层和多层相结合，半集中式布局，兼顾医疗流程的便捷和使用空间的舒适性。建筑总平面布局以较便捷的街巷关系维系，各部分可达性明确简洁高效。其中门诊楼采用围合的院落式关系，形成内外不同的共享空间，一方面增加了建筑功能用房可采光房间比例；另一方面也增设出个适合病患及家属休憩、病患与医护交流的空间。这样的围合关系对于冬季风力较大的区域气候环境，应该是较好的应对措施。

表1 模拟分析工况

2.1.2 景观环境

与原来建设的医院相比，城际新区开发建设的医院项目具有更大的设计空间。规划设计中对场地的景观环境给予了充分的重视和关注。场地东侧预留用地被规划为大型绿地广场样态，既可以缓解病患及家属心情，同时也是园区空气滤清、噪声隔离、尘菌消解、乃至微气候优化的有效措施和手段。规划中绿化广场绿地面积约2.6万m2，绿地率达到43.42%，绿地景观设计主要依据以下原则：

（1）植物选择

选择适合本地区的乔灌木植物为主要树种，能够较快适应区域气候环境，保证成活率。如法国梧桐、银杏、云杉、芙蓉等；

（2）营造空间

注重乔灌木植物搭配，包括树种高低的形态搭配和季节搭配，依此营造出多样化绿植覆盖的丰富的外部空间和多彩的空间围合界面。

（3）功能依托

不同功能区域选取适合的植物，保证能与园区不同功能区域形成对接。例如：园区内主要道路行道树注意调整种植间距和行植序列韵律、节奏，减噪隔离；停车场注意遮阴和尾气净化要求等。

（4）集中绿化

规划设计了园区中心的景观绿地广场，形成集中的绿化区，进而真正改善园区微气候环境。

2.2 空调系统设计与节能措施

2.2.1 空调水系统能源形式

医院空调系统具有运行时间长、新风量大、负荷大等特点，其能耗是一般公共建筑的1.6～2倍。医院建筑对能源需求具有自身特点，间歇与连续并具。不仅日常用电量较大，包括照明、电梯（扶梯）、空调、设备等，还有燃气、燃油等需求保证蒸汽、热水、消毒、洗涤、厨房等。

针对本项目特点，设计采用了电制冷+市政管网供热+热水锅炉辅助。此种方式技术较成熟，夏季采用电制冷，空调负荷；冬季市政管网供热保障好，并可以经热交换，提供60/50℃热水供空调系统。在过渡季节依靠自建锅炉辅助采暖。缺点是对管网依赖较大，用电量较大。

2.2.2 新风节能技术

（1）变频技术

在医院空调总负荷中的新风负荷较大（约占总负荷量的20%～40%），过量的新风会加大空调负荷并最终增大能耗。设计中根据医院的人流数量的变动情况进行实时的数据分析，在主要的建筑功能空间，诸如门诊大厅、病房、急诊、输液等区域的新风系统上，增设二氧化碳传感器，以变频工作方式调节室内新风的进风量，减少大量新风造成的不必要能耗。

（2）热回收系统

在医疗病房、行政办公等区域，针对新风与排风的气体总量设置热管显热热回收系统，利用排风与新风的温差，对新风进行预热、预冷处理，降低新风荷载。采用这种热回收技术，空调节能率显著提高，计算数据可以达到25%～30%，投资较少，投资回收期短。

2.2.3 可再生能源利用

大连地区太阳能资源属于II类资源丰富区，建筑设计综合考虑建筑屋面形式、日照遮挡等情况的影响，充分利用太阳能系统进行生活热水预热，应对医院建筑热水需求量大的问题。

（1）在建筑屋面设置平板超导抗冻式太阳能取暖系统。平板式太阳能热水系统采用顶水出水法，虽然热水管网与自来水管网互相串通，但热水压力与冷水压力不受自来水压力波动影响，始终保持一致，混合阀调好水温后水温度稳定。平板太阳能集热器热工作状态优于传统的真空管、热管、U型管等类型集热器，不仅节约用煤，也形成减少二氧化碳、碳粉尘等有害物质排放的社会效益。

建筑设计中将平板型太阳能集热器设计成建筑构件，实现太阳能利用与建筑形态的有机结合，适合多层、高层大型太阳能热水系统，是太阳能与建筑一体化的典范。高效平板式集热器可以用于产生热水，热风及供暖。

（2）设计选用太阳能供热工程辅助电加热器（或利用天然气锅炉余热作为辅助加热能源）作为辅助加热设备，克服了传统容积式水加热器带有滞水区，容易滋生军团细菌繁殖生长的环境的缺陷。

2.2.4 其他节能手段

综合考虑各项节能手段，项目设计中应用了其他满足绿色建筑的节能技术。包括：

（1）建筑装修一体化设计。设计内容涵盖病房楼、门诊楼、行政教学楼、地下车库四部分组成。其中：病房楼地下一层地上九层，门诊楼地下一层地上四层，行政教学楼地下一层地上四层，总建筑面积约77142 m2，地上60859 m2，地下16283 m2。

（2）合理开发利用地下空间，减少地面停车，设计集中的地下停车场。地下建筑面积16283 m2，占比27%，主要功能除停车外，兼顾人防、设备机房等。其中，行政楼地下全部为地下停车库。停车采用错时停车方式，提高使用率，并减少对地面步行空间和活动场地的占用。

（3）通风设备、末端设计及能耗计量。对区域的各类能耗的用量分类进行统计，通过监管系统对医院建筑内的空调机组，风机，水、气泵等的运行状态进行实时监测和节能控制。照明系统采用感应式或延时式等方式自动监控，保证节能运行。

监管系统主要包括能耗分析系统、能耗报警能耗成本统计重点设备能耗监测等。

2.3 室内热环境及采光环境

建筑方案设计在满足功能的前提下，综合考虑采光和节能问题。

2.3.1 建筑围护结构

（1）合理确定适宜的建筑体型系数，尽可能减少外墙面积占建筑形体总表面积的比例，从建筑形态上达到良好的节能水平。

（2）屋面采用60厚挤塑聚苯板保温层，减少屋面冬季热量流失和夏季热辐射；

（3）外墙采用250后蒸压砂加气混凝土砌块砌筑墙体，并在热桥部位外贴60厚岩棉复合保温板，设计参数要求保温板的燃烧性能等级为A级（不燃）；

（4）根据建筑体型的不同朝向，针对性选择不同辐射指标的幕墙玻璃材料，适当加大可开启面积促进自然通风。

（5）在人流出入频繁的外门口、地下车库出入口等处设置门斗或热风幕，门窗洞口缝隙、墙梁楼板间隙采用保温材料封堵，以减少能量损耗。

2.3.2 室内自然采光

自然采光对于医疗类建筑尤为重要。本项目在通过被动式设计手段形成室内有效合理的自然采光，降低了建筑自身的照明能耗，减少负荷的同时，也能带来更加适宜的自然光源，满足病患及医护人员的心理、生理需求。

主体建筑采用集中式多天井平面布局，减少占地又有效回避大进深建筑对内部功能空间的采光不利因素，并形成内院功能用房的有效遮阳和防眩光。经过建筑建模日照分析，满足建筑采光标准要求的面积超过90%。

3 结语

通过对大连大学附属新华医院新建项目绿色建筑适宜技术的分析研究可以看出，绿色建筑设计与建造，不应该是绿色建筑标准技术的堆叠，更需要对项目本身需求有较严谨的分析，并进行多方案比较研究。在建筑设计过程中，只有在对具体设计要求各个方面，包括风环境、光环境、热环境、能源消耗情况、用地情况等多方面进行了充分分析的前提下，最终才能甄选出较为适合的应对策略和组织方式。

[1]闫宁,王蓓,著.医院项目绿色建筑适宜技术的应用与实践[J].绿色建筑,2015(5):46-49.

[2]姜莎.“四节”在新建绿色医院建筑设计中的应用[J].建筑智能化与节能技术,2015(09):46-50.

[3]和卫彦.绿色医院建筑设计要点解析[J].节能技术,2014(05):41-46.

[4]邵文晞.绿色医院建筑设计初探[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

赵剑峰（1971-），男，副教授，研究方向：绿色建筑设计与既有建筑绿色化改造、公共建筑设计。