青岛市医院室外环境小气候实测分析

张梓霆 周春玲

摘 要：实测分析3所典型医院室外环境小气候情况，连续记录包括风速、空气温度、相对湿度、太阳辐射在内的风热环境参数。对测点进行下垫面类型分类，控制变量得出小气候因子的变化规律。结果发现绿地率、下垫面性质、水体、有效遮阳量、植物群落结构影响医院室外空气温度。

关键词：医院;小气候;空气温度;相对湿度

目前针对绿地对微气候的影响研究，主要集中在以下几个方面，增加绿化率可以明显改善小区热环境[1];乔灌混植可使小区获得最佳的风环境效果[2];带状植物的防风效果比树阵散点式种植防风效果好[3]。

1场地概况

综合考虑建筑建设指标、绿化情况和建筑布局，选取3所典型医院进行实测，分别为青岛市城阳区人民医院、青岛市即墨区人民医院、青岛市市立医院东院（图1）。

实测地点A是青岛市城阳区人民医院，多幢分列式建筑布局，是一所以医、教、研和防为一体的综合性三级乙等医院，其东面则多为中低层建筑，南面是宝龙城市广场，西面是百姓乐园运动场馆，北面为中高层商业建筑。实测地点B是青岛市即墨区人民医院，全分散式建筑布局，是一所以医、研、教、健、防为一体的综合性三级医院，周边地块大多为高密度的中高层居住建筑群，北侧和西侧毗邻墨水河，其西面为紧邻墨河公园的中高层居住建筑。 实测地点C是青岛市市立医院东院，综合式建筑布局，是一所为医、教、研、健、康、养以一体的综合性三级甲等医院，处于前海一线的核心地段，周边地块均为高层高密度的建筑群，大多数为高层居住建筑群。

2气候概况

青岛市位于山东岛东南部沿海，胶东半岛东部，东、南濒临黄海， 东经120°374′，北纬N36°087′。地处北温带季风区域，属于暖温带季风大陆性气候。根据中国气象局网站，得到青岛市2019全年各月气象参数，1月气温最低，月平均气温-0.2℃，8月气温最高，月平均气温25.4℃。1月和12月湿度最低，月平均相对湿度63%，7月湿度最高，月平均相对湿度87%。年平均风速在4-5.2m/s之间。

3测量方法

本次实测时间为2019年5月、9月和2020年1月，青岛市城阳区人民医院测试共计有8 个测点，青岛市即墨区人民医院测试共计有 6 个测点，青岛市市立医院东院测试共计有6个测点，8：00至18：00在拟定时间段内每隔一小时测定一次数据（8：00—8：20，9：00—9：20依此类推），并确保测定时仪器距地面 1.5m 高，测量参数包括空气温度、相对湿度、风速和太阳辐射，主要仪器是NK Kestel 4500手持气象站，台湾泰仕TES-1333R，每个数值读取3次，取均值并记录。

4空气温度分析

4.1青岛市城阳区人民医院空气温度分析

按照下垫面性质可以将测点分作2组，一种是有植物遮盖的测点，包括测点1、2、4、5、6;一种是无植物遮盖的测点，其中测点8是沥青路面，测点 3和7是石砖路面。观察各测点的温度变化情况，春季日气温最大值出现在13：00-15：00点之间的概率占比90%，秋季日气温最大值出现在13：00-15：00点之间的概率占比60%，冬季日气温最大值出现在13：00-15：00点之间的概率占比70%。

测点1和2均被植物覆盖且位置较近，测点1位于第一住院部楼东侧拐角处，测点2位于南入口东侧密林中央。春季测点1的平均太阳辐射强度369.24 W·m-2远大于测点2的平均太阳辐射强度131.78 W·m-2，测点1的平均风速1.42m/s大于测点2的平均风速0.65m/s，而测点1的平均气温26.68℃却小于测点2的平均气温27.30℃。秋季测点1的平均太阳辐射强度129.00 W·m-2远大于测点2的平均太阳辐射强度32.88 W·m-2，测点1的平均风速1.48m/s大于测点2的平均风速1.35m/s，而测点1的平均气温23.92℃却小于测点2的平均气温24.16℃。冬季测点1的平均太阳辐射强度31.50 W·m-2大于测点2的平均太阳辐射强度10.27 W·m-2，测点1的平均风速0.30m/s大于测点2的平均风速0.08m/s，而测点1的平均气温3.45℃却小于测点2的平均气温3.73℃，说明拐角风的角隅效应对空气温度的影响效果大于太阳辐射对空气温度的影响效果。

测点4和5均被植物覆盖且位置较近，测点4位于停车场的中心绿地，而测点5位于第一住院部西侧的乔木林中心，测点5绿地率大于测点4。春季测点4、5的平均气温分别为27.35℃、26.92℃，秋季测点4、5的平均气温分别为24.82℃、24.52℃，冬季测点4、5的平均气温分别为3.21℃、2.54℃，测点5的日平均气温始终低于测点4，说明绿地率影响室外热环境。

医院主要有2种硬质地面，测点8是沥青路面，测点3是石砖路面。春季和秋季測点3和8空气温度明显高于其它点，说明下垫面性质影响空气温度。冬季由于植被具有保温性，各测点温度差异不具有明显特性。

4.2青岛市即墨区人民医院空气温度分析

按照下垫面性质可以将测点分作3组，一种是喷泉附近的测点1;一种是有植物遮盖的测点，包括测点3、4、5，测点5是沥青路面，测点3、4是石砖路面;一种是无植物遮盖的测点，具体测点是测点2和6，均为沥青路面。观察各测点的温度变化情况，春季日气温最大值出现在12：00-14：00点之间的概率占比62.5%，秋季日气温最大值出现在12：00-14：00点之间的概率占比87.5%，冬季日气温最大值出现在12：00-14：00点之间的概率占比62.5%。

春季和秋季测点1在8：00、12：00、17：00、18：00产生喷泉，冬季水池无水，测点1、3均被植物覆盖且位置较近，但对热环境的影响效力具有显著区别。春季测点1的日平均气温、日最大值、日最小值均是所有测点的最低值，同时测点1温度变化的曲线最为平缓，秋季测点1的平均太阳辐射强度262.70 W·m-2远大于测点2的平均太阳辐射强度58.89 W·m-2，而测点1的平均气温28.54℃却约等于测点3的平均气温28.55℃，说明水体对气温具有一定的降温效果。

测点4、5均被植物环绕且位置较近，测点4位于办公室中庭中心绿地中心，测点5位于内科南楼中庭，中心绿地处于封闭状态，测点位于中心绿地西侧。春季测点4、5的平均气温分别为26.52℃、26.85℃，秋季测点4、5的平均气温分别为28.08℃、28.35℃，冬季测点4、5的平均气温分别为3.72℃、4.17℃，测点4的平均温度始终低测点5，说明绿地率类似的情况下，有效遮阳量对气温有影响。

4.3青岛市市立人民医院东院空气温度分析

按照下垫面性质可以将测点分作3组，一种是湖附近的测点，具体测点为测点1，是沥青路面;一种是有植物遮盖的测点，包括测点3、4;一种是无植物遮盖的测点，包括测点 1、2、5和6，测点1和5为沥青路面，测点2和6为石砖路面。观察各测点的温度变化情况，春季日气温最大值出现在12：00-14：00点之间的概率占比87.5%，秋季日气温最大值出现在12：00-14：00点之间，秋季日气温最大值出现在12：00-14：00点之间的概率占比50%。

春季水体测点1的日平均温为21.88℃，在13点时测点1与最高测点温度相差1.3℃。秋季水体测点1的日平均气温为28.30℃，在13点时测点1与最高测点温度相差0.3℃。冬季水体测点1的日平均气温为4.25℃，在13点时测点1的温度为8.4℃，大于所有测点温度。说明水体对热环境有影响，夏天和秋天水体有利于降温，冬天水体有利于保温，可以良好的维持医院室外热环境的稳定性。

测点3、4均被植物覆盖且位置较近，测点3位于二期医疗综合楼北侧，采用灌草的植物群落结构，测点4位于办公楼南部，采用乔灌草的植物群落结构。春季测点3和4日平均气温分别为20.16℃、22.70℃，秋季测点3和4日平均气温分别为27.79℃、27.84℃，冬季测点3和4日平均气温分别为3.33℃、3.55℃，测点3日平均气温均小于测点4日平均气温。说明不同绿化形式的室外热环境不同，乔灌草植物群落结构的降温效果比灌草植物群落结构的降温效果明显。

5相对湿度分析

对医院各时段所有测点的相对湿度、空气温度求均值，可以看出湿度变化曲线与温度变化恰好相反，温度高时湿度低。对比各测点发现，医院室外湿度与地理位置、乔木覆盖率、下垫面性质、人流量密切相关，人工湖、喷泉对医院室外湿度的影响效果不明显，冬季由于部分区域被雪覆盖，特点不明显。

5.1青岛市城阳区人民医院相对湿度分析

春季相对湿度最低值出现在14：00为22.36%，最高值出现在8：00为41.89%，湿度曲线上升梯度明显低于下降梯度。秋季相对湿度最低值出现在14：00为24.66%，最高值出现在8：00为42.96%，湿度曲线上升梯度明显低于下降梯度。冬季相对湿度最低值出现在15：00为49.74%，最高值出现在8：00为74.05%，湿度曲线上升梯度明显低于下降梯度。春季和秋季在湿度梯度方面，测点3由于位于边界风口，湿度变化梯度最大。春季和秋季乔木环绕的测点2、测点4、测点5，说明医院室外湿度与乔木覆盖率有关。

5.2青岛市即墨区人民医院相对湿度分析

春季相对湿度最低值出现在13：00为26.11%，最高值出现在18：00为38.73%。秋季相对湿度最低值出现在14：00为44.16%，最高值出现在8：00为60.23%，湿度曲线上升梯度明显低于下降梯度。冬季相对湿度最低值出现在13：00为54.45%，最高值出现在8：00为62.94%。春季和秋季在湿度梯度方面，吸烟区测点3、办公室中庭测点4和测点5平均湿度偏低，是由于建筑表面的辐射作用导致湿度偏低。春季、秋季、冬季喷泉的测点1平均湿度偏低，说明喷泉对湿度影响较小。春季和秋季停车场测点2、急诊楼北侧测点6湿度偏低，说明医院室外湿度与下垫面性质有关。

5.3青岛市市立人民医院东院相对湿度分析

春季相对湿度最低值出现在13：00为75.30%，最高值出现在8：00为81.2%。秋季相对湿度最低值出现在13：00为41.30%，最高值出现在18：00为70.16%，湿度曲线上升梯度明显高于下降梯度。冬季相对湿度最低值出现在11：00为49.14%，最高值出现在8：00为63.70%，湿度曲线上升梯度明显低于下降梯度。春季和秋季在湿度梯度方面，停车场测点6由于位于边界风口，湿度变化梯度最大。春季和秋季门诊出入口测点2，停车场测点6湿度偏低，说明医院室外湿度与人流量有关。

6总结

根据青岛市医院室外热环境因子实测结果，对比分析得到以下结论。绿地率、下垫面性质、水体、有效遮阳量、植物群落结构影响医院室外空气温度。水体对热环境有显著影响，能够维持医院室外热环境的稳定性。乔灌草植物群落结构的降温效果比灌草植物群落结构的降温效果明显。拐角风的角隅效应对空气温度的影响效果大于太阳辐射对空气温度的影响效果。地理位置、乔木覆盖率、下垫面性质、人流量影响医院室外湿度。

參考文献

[1]陈玖玖，赵彬，李先庭，李莹.建筑布局对小区热环境影响的数值分析[J].暖通空调，2004（08）：13-16.

[2]程向明.绿化模式对室外风环境影响的研究[D].青岛理工大学，2011.

[3]黄文婷.基于风环境舒适度的沈阳市民广场形态优化研究[D].沈阳建筑大学，2016.