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關(guān)鍵詞:醫(yī)院建筑;電氣設(shè)計(jì);供配電;安全防護(hù)
中圖分類號:F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一、引 言
隨著生活水平的提高,人們對醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)的要求也日漸提高,在滿足病人就醫(yī)的條件下,應(yīng)充分考慮以人為本,節(jié)約能源,為病人創(chuàng)造一個(gè)便捷、舒適的就醫(yī)環(huán)境。另外,醫(yī)院是關(guān)系到人的生命安全,所以醫(yī)院電氣設(shè)計(jì)的安全性具有舉足輕重的意義。本文主要就醫(yī)院建筑電氣設(shè)計(jì)過程中的要素進(jìn)行論述。
二、醫(yī)院建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 變電所選擇
現(xiàn)在許多醫(yī)院僅有一層地下室,變配電所的選址就顯得尤為重要。除應(yīng)滿足現(xiàn)行電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中對于變配電所地址選擇的要求外,對僅有1層地下室的二級以上醫(yī)院,變配電所應(yīng)考慮設(shè)在首層,這樣能最大限度降低地下防水措施不當(dāng)對供配電系統(tǒng)造成的損害,保證了醫(yī)院安全運(yùn)行。
2.2 負(fù)荷分級及供電要求
根據(jù)JGJ16 -2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中負(fù)荷分級,二級以上醫(yī)院的重要手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)等涉及患者生命安全的設(shè)備及照明用電為一級負(fù)荷別重要負(fù)荷。對于一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源 一般情況下,二級以上醫(yī)院會采用快速自起動應(yīng)急發(fā)電機(jī)組,作為允許中斷供電時(shí)間為15~30s的特別重要負(fù)荷的應(yīng)急電源;對于要求連續(xù)供電或允許中斷供電時(shí)間為ms 級的設(shè)備,采用不間斷電源裝置; 對于中斷供電時(shí)間為 ms 級的應(yīng)急照明供電,采用應(yīng)急電源裝置。
二級以上醫(yī)院中的急診部、監(jiān)護(hù)病房、手術(shù)部、分娩室、嬰兒室、血液病房的凈化室、血液透析室、病理切片分析、磁共振 介入治療用CT及X 光機(jī)掃描室、血庫、高壓氧倉、加速器機(jī)房、治療室及配血室的電力照明用電,培養(yǎng)箱、冰箱、恒溫箱用電,走道照明用電,百級潔凈度手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電,重癥呼吸道感染區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)用電為一級負(fù)荷?!睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定一級負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電,當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞,只有一路市政用電的情況,對于二級以上醫(yī)院是不適用的除上述之外的其他手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電,電子顯微鏡、一般診斷用CT及X光機(jī)用電,客梯用電,高級肢體傷殘康復(fù)病房照明用電為一級負(fù)荷,宜由兩回路供電。
2.3 低壓配電系統(tǒng)
醫(yī)院中存在大量一、二級負(fù)荷的醫(yī)技設(shè)備,對于這些設(shè)備,除大容量的醫(yī)技設(shè)備采用放射式的配電方式以外, 由低壓配電室至各層醫(yī)技配電箱, 宜采用放射與樹干相結(jié)合的混合式配電。二級以上醫(yī)院宜設(shè)主、備兩條專用醫(yī)技干線,不宜與應(yīng)急照明等消防干線混用。
三、醫(yī)院建筑醫(yī)療場所的安全防護(hù)
3.1 醫(yī)療場所的分類及自動恢復(fù)供電時(shí)間
醫(yī)療場所通常指對患者進(jìn)行診斷、治療、監(jiān)測和護(hù)理的場所。醫(yī)療場所由于牽涉到病患的生命安全,所以安全防護(hù)尤為重要。醫(yī)療場所按使用接觸部件所接觸的部位及場所分為0、1、2三類,0 類場所應(yīng)為不使用接觸部件的醫(yī)療場所;1 類場所應(yīng)為接觸部件接觸軀體外部及除2類場所規(guī)定外的接觸部件侵入軀體的任何部分;2 類場所應(yīng)為將接觸部件用于諸如心內(nèi)診療術(shù)、手術(shù)室以及一旦斷電將危及生命的重要治療的醫(yī)療場所。
醫(yī)療場所除按上述設(shè)備與人體電氣接觸狀況分類外,還按照斷電的危險(xiǎn)程度和允許間斷供電時(shí)間分類和分級。具體分類和分級如表1 所示。
表1
3.2 醫(yī)療場所的安全電壓
在1類和2類醫(yī)療場所中,采用安全特低電壓系統(tǒng)、保護(hù)特低電壓系統(tǒng),用電設(shè)備的標(biāo)稱供電電壓不超過交流均方根值25V和無波紋直流60V,IT、TN 和TT系統(tǒng)的約定接觸電壓均不大于25V。
3.3 醫(yī)療場所不同時(shí)低壓配電系統(tǒng)的安全防護(hù)
采用TN-S系統(tǒng)時(shí),1類醫(yī)療場所中額定電流不大于32A 的終端回路,應(yīng)采用最大剩余動作電流為30mA的剩余電流動作保護(hù)器作為附加防護(hù);2 類醫(yī)療場所中,只有手術(shù)室驅(qū)動機(jī)構(gòu)的供電回路、移動式X光機(jī)回路、額定功率>5kVA的大型設(shè)備回路、非用于維持生命的電氣設(shè)備回路可采用最大剩余動作電流為30mA的剩余電流動作保護(hù)器作為附加防護(hù)。
在2類醫(yī)療場所中,用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)用電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路,均應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)?!盎颊邊^(qū)域”是指2類醫(yī)療場所內(nèi)手術(shù)臺周邊水平距離1.5m、高度為2.5 m的范圍。如果相鄰的幾個(gè)房間都屬2類醫(yī)療場所,則至少需為這些房間設(shè)置一個(gè)公用的醫(yī)療IT系統(tǒng)。醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)配置一個(gè)交流內(nèi)阻抗不少于100kΩ的絕緣監(jiān)測器,其測試電壓不應(yīng)大于直流25V,注入電流峰值不應(yīng)大于1mA,最遲在絕緣電阻降至50k 時(shí),應(yīng)發(fā)出信號。醫(yī)療IT變壓器應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷和過熱的監(jiān)測裝置,當(dāng)只有一臺設(shè)備由醫(yī)療IT變壓器供電時(shí),該變壓器可不裝設(shè)絕緣監(jiān)測器。每個(gè)醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)在醫(yī)務(wù)人員可經(jīng)常監(jiān)視的地方,裝設(shè)配備聲光報(bào)警裝置。
常見的1類、2 類醫(yī)療場所的供配電系統(tǒng)如圖1 所示
圖1 二級以上醫(yī)院通用供配電系統(tǒng)圖
3.4 醫(yī)療場所的輔助等電位聯(lián)結(jié)
3.4.1 輔助等電位聯(lián)結(jié)
(1)在1類和2類醫(yī)療場所內(nèi),應(yīng)安裝輔助等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體,并將其連接到位于“患者區(qū)域”內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)母線上,實(shí)現(xiàn)保護(hù)導(dǎo)體、抗電磁場干擾的屏蔽物、導(dǎo)電地板網(wǎng)格、隔離變壓器的金屬屏蔽層、外界可導(dǎo)電部分的等電位聯(lián)結(jié)。
(2)在2類醫(yī)療場所內(nèi),電源插座的保護(hù)導(dǎo)體端子、固定設(shè)備的保護(hù)導(dǎo)體端子或任何外界可導(dǎo)電部分與等電位聯(lián)結(jié)母線之間導(dǎo)體的電阻不應(yīng)超過0.2Ω。
(3)等電位聯(lián)結(jié)母線宜位于醫(yī)療場所內(nèi)或靠近醫(yī)療場所處。在每個(gè)配電盤內(nèi)或其附近裝設(shè)附加的等電位聯(lián)結(jié)母線,并將輔助等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體和保護(hù)接地導(dǎo)體與該母線相連接。連接的位置應(yīng)使接頭清晰易見,便于單獨(dú)拆卸。
(4)手術(shù)室及搶救室應(yīng)根據(jù)需要采用防靜電措施。
3.4.2 醫(yī)院手術(shù)室的接地保護(hù)
醫(yī)院手術(shù)室為防止病人手術(shù)時(shí)遭受電擊, 采用輔助等電位聯(lián)結(jié)措施。對胸腔手術(shù)室, 采用防微電擊的等電位接地方式。手術(shù)室中,金屬物之間的電位差不超過10mV。
手術(shù)室中的輔助等電位聯(lián)結(jié),是利用等電位聯(lián)結(jié)板,將進(jìn)入手術(shù)室的PE線水管、空調(diào)設(shè)備外殼、暖氣的立管、壓縮空氣或氧氣管、手術(shù)床以及患者有可能直接或間接觸到的各部分金屬部件、建筑物梁板的主筋等金屬物用25mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼連接。
對于胸腔手術(shù)室,由于電氣醫(yī)療器械直接進(jìn)入人的心臟,所以采用防微電擊的等電位聯(lián)結(jié)(由總等電位獨(dú)立引來) ,與TN系統(tǒng)的PE線隔離。胸腔手術(shù)電氣設(shè)備經(jīng)隔離變壓器供電, 采用IT 系統(tǒng),隔離變壓器的外殼及隔離層接PE線,醫(yī)療設(shè)備的金屬外殼采用接地保護(hù)。手術(shù)時(shí)工作人員的活動范圍,均采用絕緣墊與PE線連接的地面和設(shè)備進(jìn)行絕緣隔離。在絕緣層上面的手術(shù)床、手術(shù)工具臺等金屬物件都與、IT系統(tǒng)的接地保護(hù)連接。
四、結(jié)束語
隨著我國國力的增強(qiáng),醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)將在一定時(shí)期得到長足的發(fā)展,作為我們醫(yī)療工程設(shè)計(jì)人員,應(yīng)高度重視醫(yī)院的電氣安全,大力推廣安全可靠的配電及接地系統(tǒng),只有安全、可靠的電氣設(shè)計(jì),才能使醫(yī)院真正實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:高層;病房樓;標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元;濮陽市
中圖分類號:TU246.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、研究背景與意義
在我國醫(yī)療事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天,建筑師們獲得了豐富的實(shí)踐機(jī)會,同時(shí),也不可避免的遇到更多的挑戰(zhàn)與問題。本文所探討的問題,是以大型綜合醫(yī)院的擴(kuò)建為背景,在原有院區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行的醫(yī)療功能擴(kuò)張活動。這種擴(kuò)建工程,用地條件往往比較緊張和苛刻,基地條件復(fù)雜、設(shè)計(jì)難度高,建筑師往往不能像新建醫(yī)院項(xiàng)目那樣隨心所欲、游刃有余地進(jìn)行設(shè)計(jì)活動。因此,通常被普遍適用的設(shè)計(jì)方法已不再適用于這種特定的環(huán)境中。
濮陽市人民醫(yī)院新建病房樓就是這種特定環(huán)境的產(chǎn)物。該工程位于河南省濮陽市人民醫(yī)院院區(qū)內(nèi)。濮陽市人民醫(yī)院占地面積12萬平方米,是一所綜合性三級甲等醫(yī)院。醫(yī)院現(xiàn)有的住院病床數(shù)已不能滿足患者就醫(yī)的要求,因此,擬建設(shè)一棟800床的綜合病房樓?;匚挥谠簠^(qū)西北角,南側(cè)毗鄰4層高的門急診醫(yī)技綜合樓,北側(cè)為2層高的傳染病科室,基地西側(cè)為垃圾回收站,東側(cè)為5層高的干保病房樓。基地東西長約118米,南北長約55米。圖1.1為本項(xiàng)目用地條件及周邊環(huán)境。
綜合了院方需求與相關(guān)部門的意見,設(shè)計(jì)者通過相關(guān)案例的研究與分析,以護(hù)理單元的基本設(shè)計(jì)要求為出發(fā)點(diǎn)本,結(jié)合用地情況,嘗試以集中式的高層病房樓形式來完成新建病房樓的擴(kuò)建任務(wù),并對設(shè)計(jì)過程做了總結(jié)和梳理。以下從概念到結(jié)論的論述,旨在為病房樓標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元的設(shè)計(jì)提供更多思路,其更深層的意義在于,引起建筑師對護(hù)理單元平面形態(tài)的思考,通過具體數(shù)據(jù)的引入,建立一套病房樓標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元的評價(jià)體系。圖1.2為實(shí)施方案鳥瞰圖。
圖1.1濮陽市人民醫(yī)院新建病房樓建設(shè)用地范圍圖1.2濮陽市人民醫(yī)院新建病房樓鳥瞰
二、護(hù)理單元的基本設(shè)計(jì)概念
2.1護(hù)理單元的概念、規(guī)模與功能
由我院主編的《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 49-88版)對綜合醫(yī)院護(hù)理單元的概念、規(guī)模、功能組成有如下定義和規(guī)定。
護(hù)理單元的概念:綜合醫(yī)院住院部一般由各科病房、出入院處、住院藥房等組成。各科病房則由若干護(hù)理單元組成。護(hù)理單元?jiǎng)t由一套配備完整的人員(醫(yī)生、護(hù)士、工人)、若干病人床位、相關(guān)診療設(shè)施以及配套的醫(yī)療、生活、管理、交通用房等組成的基本護(hù)理單元。
護(hù)理單元的規(guī)模:一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元一般為35~45床,??撇》炕蛞蚪虒W(xué)科研需要者可小于30床。
護(hù)理單元用房的配備:其中必須配備為病房、搶救室;病人廁所、盥洗室、浴室;護(hù)士站、醫(yī)生辦公室、處置室、治療室、男女更衣值班室、醫(yī)護(hù)人員廁所。配餐室、庫房、污洗室;根據(jù)需要配備為病人餐室兼活動室、主任醫(yī)生辦公室、換藥室、病人、家屬談話室、探視用房、教學(xué)醫(yī)院的示教室。
2.2醫(yī)療流程與標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元平面設(shè)計(jì)
護(hù)理單元的醫(yī)療流程從對象角度可以分為兩類,人和物的流程;人的流程又可以細(xì)分為患者的流程、護(hù)士流線、醫(yī)生流線、探視人員流線;物的流程可以細(xì)分為污物與潔物。不同的流程直接影響到標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元的豎向交通設(shè)計(jì)、基本功能分區(qū)、污物流線與潔物流線的劃分。圖2.1描述了護(hù)理單元基本流線關(guān)系。
圖2.1標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元功能關(guān)系流程示意圖
不同科室的護(hù)理單元,醫(yī)療流程也有所不同,外科、內(nèi)科、產(chǎn)科、ICU病區(qū)都有不同的流程設(shè)計(jì),雖然不同科室的醫(yī)療流程有各自的特點(diǎn)和要求,但在標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元平面的設(shè)計(jì)中,豎向交通組織、基本的三個(gè)分區(qū)(潔凈區(qū)、半污染區(qū)、污染區(qū))、必須配置的護(hù)理單元用房是不變的。本文所探討的內(nèi)容僅限于標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元。
三、高層病房樓護(hù)理單元的平面形態(tài)
3.1.“板式”單廊平面形式:
這種平面形式利用一條內(nèi)走廊作為主要交通聯(lián)系空間,易取得自然采光及通風(fēng)、日照、朝向的良好效果,且建筑結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)施等。但是,隨著醫(yī)院規(guī)模不斷擴(kuò)大,護(hù)理單元床位大量增加,護(hù)理路線加長,占地大,管線長的缺點(diǎn)就愈加突出。。
3.2.“板式”復(fù)廊平面形式:
這種平面形式起源于1950 年代的美國,在原來單廊雙面房間的基礎(chǔ)上加一條走廊,改成雙廊,兩側(cè)布置病房,輔助用房布置在當(dāng)中的護(hù)理單元形式,從而突破了漫長、單調(diào)的單走道形式,縮短了護(hù)理路程,提高了效率。中間一排醫(yī)輔用房兩邊開門,路線極短,這種布局方式在國外較為流行。在80年代后期我國相繼建成一些雙廊式的護(hù)理單元。
3.3“點(diǎn)式”回廊平面形式:
這種平面形式正是本文所探討的類型。它是在復(fù)廊單元的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步壓長加寬,形成環(huán)狀走廊的方形單元,平面更加緊湊,護(hù)理路線更短。但與“板式”單廊平面相比,此類型平面不是所有的病房都能擁有南向的日照。圖3.1和圖3.2為兩個(gè)典型的“點(diǎn)式”回廊式平面布局。
圖3.1 上海曙光醫(yī)院護(hù)理單元平面圖 圖3.2揚(yáng)州友好醫(yī)院護(hù)理單元平面圖
3.4.“異型”平面形式:
異型平面形式是以“板式”單廊平面為基礎(chǔ),通過局部變化,形成諸如弧形、三角形、梭型等類型,這種類型的護(hù)理單元平面在以往的實(shí)際工程中較少使用,但在近幾年,一批異型平面護(hù)理單元的病房樓建成,例如上海中山醫(yī)院病房樓、東方肝膽醫(yī)院安亭新院病房樓,這些靈活變化的平面構(gòu)成了建筑豐富的外部空間形態(tài),為建筑師提供了更多的設(shè)計(jì)思路。
以下是我院部分已建成及在建醫(yī)院項(xiàng)目中病房樓護(hù)理單元平面形式的統(tǒng)計(jì)。
護(hù)理單元平面形式
表3.1病房樓護(hù)理單元平面形式統(tǒng)計(jì)
四、高層“點(diǎn)式”病房樓標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元設(shè)計(jì)要點(diǎn)
通過濮陽市人民醫(yī)院新建病房樓的設(shè)計(jì),筆者對高層“點(diǎn)式”標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和歸納。
4.1平面尺寸與結(jié)構(gòu)體系
本項(xiàng)目病房樓部分地上共24層,定義為100米內(nèi)的一類高層建筑,從結(jié)構(gòu)抗震的角度考慮,其矩形平面的長邊與短邊(以柱距計(jì))之比不宜大于2.0??紤]到大部分病房應(yīng)布置在南向,并且在該地區(qū)還需考慮“西曬”問題,標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元考慮采用南北長、東西短的矩形平面,分別為49.8米和39.0米,由此生成的護(hù)理單元標(biāo)準(zhǔn)層平面面積為1925平方米,恰好控制在一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)(采用自動噴淋系統(tǒng))。地下室不設(shè)停車庫,柱網(wǎng)尺寸不考慮停車因素,僅以病房樓的開間和進(jìn)深尺寸為柱網(wǎng)主要考慮要素,最后,結(jié)合高層病房樓疏散距離,將標(biāo)準(zhǔn)層的柱網(wǎng)確定為7.8米的標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)形式。結(jié)構(gòu)體系參照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和平面空間需要,選用框架-剪力墻的結(jié)構(gòu)體系。
4.2基本功能分區(qū)
按照清潔度的要求,護(hù)理單元基本可以分為三個(gè)區(qū)域,包括清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)。清潔區(qū)是指醫(yī)生、護(hù)士使用的內(nèi)部獨(dú)立區(qū)域,半污染區(qū)是指醫(yī)生、患者、家屬、護(hù)士都能夠到達(dá)的公共區(qū)域,污染區(qū)是指患者所處的病房區(qū)域。在每個(gè)功能分區(qū)的框架內(nèi),安排具體的功能房間。本項(xiàng)目中,在平面南側(cè)與東側(cè)最佳日照區(qū)域設(shè)置了病房區(qū),醫(yī)生與護(hù)士內(nèi)部區(qū)域位于平面的西北側(cè),其余部分設(shè)置其它功能,其中,清潔物品運(yùn)輸和儲藏位于西南角,污染物品運(yùn)輸和清洗位于東北角,這也是醫(yī)院建筑潔污分流的設(shè)計(jì)要求。三個(gè)基本功能分區(qū)由內(nèi)部環(huán)形走廊和電梯廳公共空間相互串聯(lián)。圖4.1是本項(xiàng)目功能分區(qū)示意圖。
圖4.1濮陽市人民醫(yī)院病房樓標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元功能分區(qū)示意圖
4.3垂直交通設(shè)計(jì)
在病房樓護(hù)理單元平面設(shè)計(jì)中,垂直交通設(shè)計(jì)主要從三個(gè)方面出發(fā),第一是數(shù)量配置、第二是分類、第三是疏散距離。以電梯為例(本項(xiàng)目為內(nèi)科病房樓,不考慮手術(shù)電梯),電梯使用分類需考慮患者用的醫(yī)梯、探視家屬用的客梯、運(yùn)輸潔凈物品的貨梯(設(shè)計(jì)為醫(yī)梯)、運(yùn)輸污物的污梯、醫(yī)生護(hù)士專用電梯、消防電梯。其中,污梯或潔物貨運(yùn)電梯可以兼做消防電梯。消防電梯的數(shù)量按照1500平方米一臺,醫(yī)生、護(hù)士專用電梯一部,清潔物品運(yùn)輸電梯一部(兼做消防電梯)、污物電梯一部(兼做消防電梯),綜合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),考慮到建筑的高度較高,醫(yī)梯運(yùn)行速度過慢,我們將患者使用的電梯和探視家屬使用的電梯分開設(shè)計(jì),各設(shè)四部。綜上,本項(xiàng)目共設(shè)計(jì)了11部電梯。關(guān)于疏散樓梯,需結(jié)合《高層建筑防火規(guī)范》和《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),第一個(gè)要點(diǎn)是數(shù)量,第二個(gè)要點(diǎn)是樓梯寬度及休息平臺的寬度,需要特別提出的是,針對建筑高度較高的情況,本項(xiàng)目的兩部疏散樓梯寬度均按照《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 49-88版)中規(guī)定,即“主樓梯寬度不得小于1.65m”。還需注意的是,防煙樓梯間的樓梯宜自然采光。
4.5室內(nèi)空間環(huán)境設(shè)計(jì)
從大眾的生活經(jīng)驗(yàn)看,“點(diǎn)式”病房樓護(hù)理單元往往在通風(fēng)和采光方面存在一定程度的缺陷。如何為護(hù)理單元平面營造良好的室內(nèi)空間環(huán)境,這是本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)難點(diǎn),同時(shí)也為我們提供了創(chuàng)新的機(jī)會,使它區(qū)別與以往的同類項(xiàng)目。
醫(yī)院病房護(hù)理單元的室內(nèi)空間環(huán)境往往泛指公共空間,包括電梯廳、公共走廊、內(nèi)部走廊。在本項(xiàng)目中,公共空間首先考慮采光環(huán)境,我們把電梯門廳作為第一個(gè)需要處理的空間,將平面北側(cè)活動室設(shè)置為開敞空間,使陽光直接引入電梯廳,護(hù)理單元給患者與家屬的第一印象就是“充滿陽光”,這有別于以往“黑暗、壓抑”的環(huán)境;其次,我們對公共走廊的采光給予重點(diǎn)關(guān)注,在平面走廊的盡頭都設(shè)置自然采光的窗戶,讓光線從不同角度進(jìn)入建筑內(nèi)部,醫(yī)生、護(hù)士、患者與家屬所處的公共空間都能夠獲得良好的采光環(huán)境,這在“板式”病房護(hù)理單元平面中往往無法實(shí)現(xiàn)。環(huán)境影響心理,心理影響生理,注重空間環(huán)境的設(shè)計(jì)是醫(yī)院從功能設(shè)計(jì)走向空間設(shè)計(jì)的重要表現(xiàn),也符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所提倡的“環(huán)境-心理-生理”的治療理論。
圖4.2標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理單元室內(nèi)空間環(huán)境設(shè)計(jì)示意圖
五、總結(jié)
關(guān)鍵詞:新農(nóng)村 基層綜合醫(yī)院 設(shè)計(jì)
Abstract: Countryside grassroots hospital building is important part of new socialist countryside building. Hospital should solve the contradiction between the scale of construction and the shortage of land, according to the characteristics of their own development and existing conditions.JinXiang People's Hospital conducted a series of explorations about how to break hospital building's fixed design and how to achieve hospital building's efficient.
Keywords: New countryside Grassroots general hospital Design
一、金鄉(xiāng)縣人民醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目概述
(一)設(shè)計(jì)規(guī)模
山東省金鄉(xiāng)縣人民醫(yī)院位于濟(jì)寧市金鄉(xiāng)縣新城區(qū),總用地面積105465m2,總建筑面積161520m2,建筑高59m,共16層,是一所規(guī)模達(dá)1600床,集醫(yī)療、科研、教學(xué)、培訓(xùn)基地為一體、“大而全”的三級甲等基層綜合醫(yī)院。它在建成后將成為本地區(qū)的醫(yī)療服務(wù)中心并輻射金鄉(xiāng)縣周邊廣大地區(qū)。
(二)總體布局設(shè)計(jì)構(gòu)思
根據(jù)對項(xiàng)目任務(wù)書以及對項(xiàng)目籌建部門建設(shè)意見的研究分析,結(jié)合金鄉(xiāng)縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和項(xiàng)目投資預(yù)算,確立以下原則作為建設(shè)要點(diǎn):
1.以人為本的原則
以人為本的觀念是現(xiàn)代社會文明進(jìn)步的標(biāo)志和社會發(fā)展的基礎(chǔ)。具有重要的社會服務(wù)功能的醫(yī)療建筑,更應(yīng)體現(xiàn)這一原則。具體來說,這一原則不僅要體現(xiàn)在技術(shù)服務(wù)的層面上,還應(yīng)體現(xiàn)在情感理念的層面上,不但體現(xiàn)在對患者的關(guān)懷上,也應(yīng)體現(xiàn)在對醫(yī)護(hù)工作人員的關(guān)懷上。
在建筑總體布局和造型上充分體現(xiàn)“熱愛生命、尊重生命,以患者為中心”的主體形象;在環(huán)境造型、功能組織等方面做到無微不至,使建筑獲得最廣泛的認(rèn)同。
2.可持續(xù)發(fā)展的原則
根據(jù)醫(yī)院自身發(fā)展的特有規(guī)律,立足于現(xiàn)有條件,合理經(jīng)營建筑用地,將醫(yī)院建設(shè)規(guī)模與用地矛盾一次性統(tǒng)一解決,做到合理分區(qū)。組織好患者、醫(yī)護(hù)人員、家屬、服務(wù)人員的出入;人流、物流、潔污等流線以及各類出入口分布合理便捷、避免交叉感染。另外,醫(yī)院充分利用基地,采用相對集中式布局;空間上將門(急)診、醫(yī)技、住院組成一點(diǎn)三線,集中布置在基地南側(cè),使醫(yī)院運(yùn)作時(shí)對于患者和醫(yī)護(hù)人員的便捷達(dá)到最大化?;乇眰?cè)預(yù)留大面積綠地,一方面最大限度地?cái)U(kuò)大了景觀環(huán)境空間,另一方面又為醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展留下余地。
門診部所有診室都有自然采光、通風(fēng);醫(yī)護(hù)人員專用通道與患者就診路線分開;住院部全部病房都有好的朝向;醫(yī)護(hù)人員也有專用的內(nèi)部聯(lián)系通道。力求用盡可能少的環(huán)境資源換取最大的環(huán)境效應(yīng)和社會效應(yīng),以適應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的需要,將建成的醫(yī)院會與周邊環(huán)境融為一體,使之成為區(qū)域的焦點(diǎn)。
3.共性與個(gè)性結(jié)合的原則
我們突破了醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)長久以來已經(jīng)形成的經(jīng)典模式,真正體現(xiàn)了醫(yī)院建筑便捷、高效等共性。同時(shí),在建筑藝術(shù)上將醫(yī)院的性格特征充分地反映在建筑造型上,靈活變化的個(gè)性體現(xiàn)在醫(yī)院建筑的創(chuàng)新取向上。一個(gè)成功的醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)應(yīng)完美體現(xiàn)這種共性與個(gè)性的結(jié)合。
4.區(qū)域空間“異質(zhì)化”原則
由于醫(yī)院周邊環(huán)境特征均質(zhì)散漫,景觀缺乏變化,該醫(yī)院作為這一地段重要的大型公共建筑,空間和體量都打破了原有的城市體量格局,使之成為縣域環(huán)境內(nèi)視覺的焦點(diǎn)和地標(biāo)性建筑物之一。
5.技術(shù)延伸原則
醫(yī)療技術(shù)是現(xiàn)代科技綜合應(yīng)用的代表,同時(shí)建筑的技術(shù)含量也在逐日增加。因此醫(yī)院建筑具有醫(yī)療技術(shù)和建筑技術(shù)的雙重特征。按國際流行的現(xiàn)代化醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),使建筑從內(nèi)到外都達(dá)到國際水準(zhǔn);采用先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備和信息管理技術(shù),實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部高效率的醫(yī)療服務(wù)。同時(shí)醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)應(yīng)保證醫(yī)院建筑具有充分的技術(shù)更新和技術(shù)發(fā)展的余地,使建筑對未來的技術(shù)有較大的兼容性。
(三)交通組織設(shè)計(jì)
交通設(shè)計(jì)的目標(biāo)與原則是出入交通暢通、安全,提供與區(qū)域功能、形象相匹配的區(qū)域交通條件,盡量減少對周邊干道的影響,流向清晰、合理、立體、互動。
二、建筑設(shè)計(jì)特色
(一)建筑空間與立面造型
裙樓特殊的坡面形態(tài)對空間的構(gòu)成至關(guān)重要,有序、大氣、豐富的室內(nèi)外空間有利于復(fù)雜的功能組織,同時(shí)也有利于消除坡面下部以及地下空間的壓抑感,便于自然通風(fēng)與采光??臻g構(gòu)成中有三個(gè)重要元素:中庭、庭院與“醫(yī)療街”。中庭空間寬敞豐富;十二個(gè)庭院分散布置,貫穿裙樓;中庭和庭院將有良好的自然采光、通風(fēng),成為功能組織的樞紐,中廳玻璃天棚與墻地面形成有趣的虛實(shí)光影對比;“醫(yī)療街”形成立體層次的行人系統(tǒng)組織。三個(gè)元素有機(jī)的結(jié)合,完美地豐富了醫(yī)院的空間形象。
(二)功能分布
樓層分配:地上16層(含轉(zhuǎn)換層),其中一至三層為門診、急診和醫(yī)技科室,四層為轉(zhuǎn)換層,五至十六層為住院部。地下一層,主要是地下停車場、設(shè)備以及部分醫(yī)技科室。
(三)垂直交通與層高
1.垂直交通
裙房部分的主要垂直交通位于中庭中部,一至三層每層4部自動扶梯、4臺觀光電梯和4座疏散樓梯(醫(yī)院停電時(shí),短時(shí)間作為主要樓梯),這種布局將有效緩解大廳入口的擁擠。此外周邊分散布置9座封閉疏散樓梯,以有效解決內(nèi)部垂直交通。
高層部分主要交通位于中部核心筒內(nèi),每樓層各布置6臺電梯,此外,還有兩臺污物電梯、1臺消防電梯和3座防煙疏散樓梯。電梯數(shù)量的設(shè)置充分考慮醫(yī)生、護(hù)士、患者使用較集中的特點(diǎn),以方便他們順利、便捷到達(dá)各樓層。
2.層高
地下層功能主要為停車庫、部分醫(yī)技用房、后勤用房,層高為4.8m。地上一至三層功能主要為門急診、醫(yī)技用房,層高為4.8m。四層為轉(zhuǎn)換層,兼做服務(wù)層,五至十六層主要為病房,層高為3.6m。
(四)無障礙設(shè)計(jì)
建筑的主入口設(shè)計(jì)殘疾人坡道,坡度1:12,方便殘疾人通行。門診大廳設(shè)計(jì)有無障礙電梯,患者可不用穿行,就可以到達(dá)就醫(yī)的樓層。
關(guān)鍵詞:綠色 建筑設(shè)計(jì) 要點(diǎn)
引言:
國務(wù)院在2013年頒布的1號文轉(zhuǎn)發(fā)的綠色建筑行動方案中明確提出我國“十二五”期間要完成新建綠色建筑面積10億m2的目標(biāo),隨著政府推動,綠色建筑數(shù)量還將更加迅速的增加,對綠色設(shè)計(jì)的需求也將越來越大。
1、我國綠色建筑發(fā)展
我國從2006 年頒布《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》開始,陸續(xù)出臺了《綠色建筑評價(jià)技術(shù)細(xì)則》《綠色建筑評價(jià)技術(shù)細(xì)則補(bǔ)充說明(規(guī)劃設(shè)計(jì)部分)》《綠色建筑評價(jià)技術(shù)細(xì)則補(bǔ)充說明(運(yùn)行使用部分)》《綠色工業(yè)建筑評價(jià)導(dǎo)則》《民用建筑綠色設(shè)計(jì)規(guī)范》《綠色醫(yī)院建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》《綠色商店建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》《綠色超高層建筑評價(jià)技術(shù)細(xì)則》《綠色校園評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》《綠色生態(tài)城區(qū)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn),并且已有20個(gè)地方在國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上推出了地方的綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過逐步完善與發(fā)展,形成了一套較為完整的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系。而且結(jié)合綠色項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)積累,對2006年的《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了修編,目前新版標(biāo)準(zhǔn)已完成征求意見稿,于2014年頒布。隨著標(biāo)準(zhǔn)體系的完善,綠色建筑數(shù)量的增長速度在不斷加快。雖然2006年就出臺了綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),但我國的綠色建筑自2008年才進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的發(fā)展,從2008年10個(gè)、2009年20個(gè),2010年已突破性的增長到82個(gè);2011年增加了241個(gè),幾乎比上一年增長了2倍;2012年389個(gè),2013年518個(gè),綠色建筑數(shù)量呈井噴式增長。
2、綠色建筑發(fā)展的影響因素
降低能耗、更低的溫室氣體排放、保護(hù)自然資源、減少水資源消耗、改善室內(nèi)空氣質(zhì)量是各國建造綠色建筑最重要的環(huán)境原因。也就是說,各國對綠色建筑設(shè)計(jì)作用的認(rèn)知是較為統(tǒng)一的,即綠色建筑目標(biāo)主要為降低能耗、減小建筑對環(huán)境的影響與提高建筑室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)這三大方面。
高昂的原始成本、缺乏政策支持、激勵(lì)、資本支出與運(yùn)營成本節(jié)省之間的挑戰(zhàn)、缺少市場需求、可承受性――綠色是高端的、缺乏公共意識與缺乏專業(yè)人士等因素是阻礙綠色建筑發(fā)展的因素。特別是高昂的原始成本,雖然2012年比2008年有所下降,但依然是各國綠色建筑首要關(guān)注的問題。由此也可以看出綠色設(shè)計(jì)的重要性??吭O(shè)備與技術(shù)堆砌的綠色建筑成本高昂,唯有通過綠色設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)的根本上實(shí)現(xiàn)與環(huán)境融合、各專業(yè)協(xié)調(diào)、技術(shù)適宜,才能降低投資,實(shí)現(xiàn)便宜的綠色建筑。
3、綠色建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要點(diǎn)
3.1綠色建筑設(shè)計(jì)涵蓋的內(nèi)容
綠色建筑設(shè)計(jì)所涵蓋的范圍很廣,涉及從宏觀的區(qū)域規(guī)劃到單體的專項(xiàng)設(shè)計(jì),從新建建筑到改造項(xiàng)目,乃至綠色建筑的認(rèn)證,都屬于綠色建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)容。
3.1.1綠色城市區(qū)域規(guī)劃設(shè)計(jì)與咨詢。在規(guī)劃階段,結(jié)合總體規(guī)劃理念進(jìn)行環(huán)境分析、能源規(guī)劃等可持續(xù)城市規(guī)劃技術(shù)服務(wù),取得滿足綠色、低碳、生態(tài)等要求的城市規(guī)劃文件。在前期階段,通過基于項(xiàng)目自然環(huán)境、社會環(huán)境、技術(shù)條件、技術(shù)成本的專業(yè)調(diào)研,確定建筑項(xiàng)目的實(shí)施目標(biāo)和技術(shù)策略。主要設(shè)計(jì)技術(shù)包括綠色生態(tài)規(guī)劃咨詢與優(yōu)化設(shè)計(jì)、區(qū)域能源規(guī)劃咨詢與優(yōu)化設(shè)計(jì)、新建建筑節(jié)能評估專項(xiàng)分析和區(qū)域風(fēng)環(huán)境分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。如現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)做的包頭新都市中心區(qū)規(guī)劃風(fēng)環(huán)境分析、青島藍(lán)海新港城風(fēng)環(huán)境優(yōu)化、四方歡樂濱海城室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境分析等。
3.1.2建筑綠色專項(xiàng)設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)結(jié)合日照分析、室外風(fēng)環(huán)境模擬、室內(nèi)自然通風(fēng)模擬、自然采光模擬、建筑遮陽模擬、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能計(jì)算、建筑能耗模擬分析等分析技術(shù),對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化分析,推進(jìn)設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)技術(shù)包括建筑采光遮陽設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬分析、復(fù)雜建筑全年能耗及節(jié)能潛力分析、復(fù)雜式地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真分析、室內(nèi)舒適度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)、日照分析、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能分析。如:煙臺機(jī)場節(jié)能專項(xiàng)設(shè)計(jì)、上海虹橋產(chǎn)業(yè)樓全年能耗計(jì)算分析、復(fù)合式誠品書店文化商業(yè)綜合體地源熱泵土壤熱響應(yīng)試驗(yàn)和系統(tǒng)優(yōu)化分析、南京機(jī)場節(jié)能專項(xiàng)設(shè)計(jì)、京滬高速鐵路上海虹橋站遮陽系統(tǒng)專題研究、上海匯都公寓地源熱泵與太陽能熱水集成設(shè)計(jì)專項(xiàng)等。
3.1.3既有建筑綠色改造設(shè)計(jì)。不僅是新建建筑,對既有建筑改造也可以將綠色理念融入其中,做可持續(xù)的設(shè)計(jì)――尋求資源、環(huán)境與空間品質(zhì)的最佳平衡,使歷史得以延續(xù),當(dāng)下能夠適用,未來可以發(fā)展。將既有建筑改造需求同現(xiàn)有造型特征進(jìn)行緊密結(jié)合,是綠色改造設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)。此類設(shè)計(jì)實(shí)例如上海香港廣場南、北樓裙房外立面裝飾工程節(jié)能設(shè)計(jì)、銀河賓館節(jié)能改造、虹橋賓館節(jié)能改造等。
3.1.4綠色建筑星級認(rèn)證。從建筑設(shè)計(jì)到最終綠色星級的認(rèn)證,提供綠色建筑全過程服務(wù)內(nèi)容。如:項(xiàng)目綠色開發(fā)策劃、綠色星級目標(biāo)定位可行性分析、綠色任務(wù)書設(shè)置、綠色規(guī)劃與建筑方案咨詢、綠色專項(xiàng)技術(shù)分析(日照分析、室外風(fēng)環(huán)境模擬分析、室內(nèi)自然通風(fēng)模擬分析、自然采光模擬分析、建筑遮陽模擬分析、室內(nèi)外環(huán)境噪聲模擬分析、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能計(jì)算、建筑能耗模擬分析等)與綠色管理(施工綠色技術(shù)交底和綠色施工指導(dǎo))等內(nèi)容,并委托專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行質(zhì)量控制,從而獲得國家綠色建筑星級認(rèn)證和美國LEED 認(rèn)證。此類項(xiàng)目如蘇州誠品綠色建筑設(shè)計(jì)、申都大廈綠色建筑設(shè)計(jì)、湖州太湖旅游度假區(qū)綠色建筑設(shè)計(jì)、崇明陳家鎮(zhèn)能源中心綠色建筑設(shè)計(jì)等。
3.2綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
綠色建筑設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的是建筑對氣候的適應(yīng)性,應(yīng)首先通過建筑本體的設(shè)計(jì)盡可能實(shí)現(xiàn)建筑性能與品質(zhì)的優(yōu)化,如微環(huán)境設(shè)計(jì)(風(fēng)環(huán)境優(yōu)化、日照控制)、建筑遮陽(活動外遮陽)、立體綠化(垂直綠化、屋頂綠化)、自然通風(fēng)(通風(fēng)隔音窗技術(shù)、中庭、拔風(fēng)井、導(dǎo)風(fēng)構(gòu)造)、自然采光(光導(dǎo)、光纖照明)、隔熱保溫(保溫遮陽一體化外窗、雙層幕墻、變色玻璃、斷熱橋構(gòu)造、氣密性)等設(shè)計(jì),這也是需要資金投入最少的部分,投入產(chǎn)出比高;在此基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)暖通、電氣、給排水等專業(yè)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效運(yùn)行,如智能照明(LED 照明、光感控制)、能量回收利用(空調(diào)排風(fēng)熱回收、冷凝熱回收、煙氣熱回收、電梯勢能回收)、能效監(jiān)控(能耗分項(xiàng)計(jì)量、水泵風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)、可變新風(fēng)比、污染物控制與設(shè)備聯(lián)動)、節(jié)水技術(shù)(節(jié)水衛(wèi)生器具、微灌滴灌技術(shù))、蓄冷蓄熱技術(shù)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù);最后可根據(jù)條件考慮增加可再生能源與資源的利用設(shè)計(jì),如太陽能(熱水、發(fā)電、制冷空調(diào)、采暖)、淺層地?zé)崮埽ㄍ寥涝礋岜?、地表水源熱泵、海水源熱泵、地下水源熱泵)、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能利用、水(雨水、中水)、材料(廢舊材料、可循環(huán)材料)。
另一方面,綠色建筑設(shè)計(jì)還應(yīng)注意應(yīng)用技術(shù)對建筑功能、氣候條件的適用性。不同綠色技術(shù)有其不同的適用條件,以土壤源熱泵技術(shù)為例。土壤源熱泵系統(tǒng)適用于冬夏季負(fù)荷相近的地區(qū)或建筑;尤其適用于熱負(fù)荷大、間歇運(yùn)行和占地面積大等特點(diǎn)的建筑使用;宜與其他系統(tǒng)形成復(fù)合式系統(tǒng),以確保系統(tǒng)的可靠性和高效運(yùn)營。如上海浦東游泳館,占地面積較大,運(yùn)行時(shí)間為間歇運(yùn)行,泳池?zé)嶝?fù)荷大,非常適合采用土壤源熱泵,經(jīng)過兩個(gè)加熱和兩個(gè)制冷季的運(yùn)行,土壤溫度基本保持穩(wěn)定;而地源熱泵在運(yùn)行過程中,間歇運(yùn)行也有利于土壤溫度的恢復(fù)。
4、結(jié)語:
綠色建筑設(shè)計(jì)是從設(shè)計(jì)之初就貫徹綠色理念,利用性能化分析手段優(yōu)化設(shè)計(jì),協(xié)調(diào)各個(gè)專業(yè),選擇適宜技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)建筑對環(huán)境影響的最小化、建筑性能的最優(yōu)化及建筑能耗最小化的目標(biāo)。隨著綠色建筑的大力推進(jìn),綠色建筑設(shè)計(jì)將是未來建筑設(shè)計(jì)發(fā)展必然趨勢。
參考文獻(xiàn):
[1]國務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑行動方案的通知.(2013)1號
關(guān)鍵詞:建筑風(fēng)環(huán)境;Airpak模擬;風(fēng)速風(fēng)向;氣壓差;優(yōu)化設(shè)計(jì)
在絕大部分地區(qū),為了提高建筑節(jié)能效果,創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)外環(huán)境,在建筑的室內(nèi)外空間設(shè)計(jì)上,既要滿足夏季良好的自然通風(fēng),又要避免冬季室外風(fēng)速過大,并優(yōu)化建筑散熱保溫效果,從而降低建筑運(yùn)營能耗。本文結(jié)合建筑所在地區(qū)氣候特點(diǎn),對建筑風(fēng)環(huán)境模擬在綠色建筑設(shè)計(jì)中起到的作用進(jìn)行探討。特別是在建筑設(shè)計(jì)前期的方案推敲與優(yōu)化階段,建筑風(fēng)環(huán)境模擬技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢,在綠色建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面起到了比較重要的作用。本文將結(jié)合建筑設(shè)計(jì)案例從以下兩方面來探討建筑風(fēng)環(huán)境模擬分析與綠色建筑前期設(shè)計(jì)的關(guān)系。
1.風(fēng)環(huán)境模擬分析與建筑形體布局對比
本文以中國整形外科醫(yī)院改擴(kuò)建競標(biāo)方案作為案例分析,該方案位于北京市石景山區(qū),基地東西長約300米,南北長約160米,占地面積為62923平方米(面積計(jì)算準(zhǔn)確嗎?我計(jì)算是48000),用地內(nèi)地勢平坦,基地周圍交通便利。地塊東側(cè)臨處路,西臨療養(yǎng)院路,南側(cè)為永定河引水渠,北側(cè)為院區(qū)家屬院和協(xié)和醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院。在該建筑設(shè)計(jì)前期,主要有兩個(gè)概念方案,各有其特色,但其建筑形體布局有著較大不同?,F(xiàn)以北京的自然氣候條件為基礎(chǔ),從綠色建筑理念出發(fā),以國家綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中對風(fēng)環(huán)境的要求作為參考,運(yùn)用流體模擬軟件Airpak,對整形外科醫(yī)院的兩個(gè)方案進(jìn)行冬夏兩季室外風(fēng)環(huán)境的仿真模擬,從而為整形醫(yī)院取得良好的建筑通風(fēng),減少建筑能耗,避免污染物擴(kuò)散,創(chuàng)造舒適的室外環(huán)境提供模擬成果及理論支持,為建筑方案的對比和篩選提供依據(jù);同時(shí),該模擬結(jié)果可以用來指導(dǎo)該醫(yī)院建筑布局的優(yōu)化以及室外景觀的合理布置,為患者創(chuàng)造一個(gè)更加適宜的休養(yǎng)康復(fù)環(huán)境。北京冬季主導(dǎo)風(fēng)向是西北風(fēng),夏季是東南風(fēng)。石景山區(qū),4月平均風(fēng)速為全年之最4.7m/s。在建筑風(fēng)環(huán)境模擬過程中,取風(fēng)速為5m/s,測試建筑室外風(fēng)環(huán)境;本文將分別模擬以下兩個(gè)設(shè)計(jì)方案的冬季和夏季風(fēng)環(huán)境,來對比探討不同建筑方案的自然通風(fēng),行人舒適度、污染源擴(kuò)散、氣壓差值等方面的問題。
1.1方案一模擬分析
方案一示意,該方案南北對稱式,南北各有東西向條狀住院樓,中間為門診醫(yī)技樓,它們共同圍合的空間為一個(gè)下沉庭院,適于患者在其中休息與交流;垃圾處理和動物實(shí)驗(yàn)區(qū)域在西南角,設(shè)計(jì)中要充分考慮其污物和廢氣對院內(nèi)的影響;人行道和院落分布在建筑體塊之間。此方案冬夏兩季的建筑室外風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果如下:分析方案一模擬分析圖可以得出以下結(jié)論:
(1)院內(nèi)風(fēng)速:分析冬夏兩季1.5m高處的速度矢量可以看出:冬季風(fēng)從西北角吹來,風(fēng)速為5m/s,經(jīng)過院內(nèi)建筑再從東南角離開,風(fēng)速減小幅度較大;分析速度云圖可以看出,院內(nèi)風(fēng)速均勻,人行道路上沒有超過5m/s的不適風(fēng)速,也無靜風(fēng)區(qū);在圖2中分析夏季風(fēng)速度矢量圖和云圖,可以看出,夏季風(fēng)從東南側(cè)吹過來,院內(nèi)的幾大圍合區(qū)域如東側(cè)入口廣場、西側(cè)內(nèi)院皆有一定的風(fēng)速,并且絕大部分區(qū)域氣流通暢,沒有渦流區(qū)和靜風(fēng)區(qū),整體來說通風(fēng)氣流條件較好。
(2)污流排散:醫(yī)院內(nèi)主要污染源為垃圾處理處和動物實(shí)驗(yàn)區(qū)域,它們位于基地西南角。分析冬夏兩季1.5m高處的速度矢量可以看出,冬夏季污濁氣體的方向都是背離醫(yī)院散去,不會吹入院內(nèi),并且沒有產(chǎn)生漩渦區(qū),污濁氣體不會滯留,從而不會影響院內(nèi)清潔。
(3)氣壓差值:冬季1.5m處氣壓圖可以看出,作為西北角第一排的兩棟建筑迎風(fēng)和被風(fēng)兩面氣壓差大于5pa之外,應(yīng)做好建筑防風(fēng),比如加強(qiáng)建筑構(gòu)件防風(fēng)處理或者種植常青樹種在其北側(cè);除此之外的其余部分,如南北住院部的氣壓差值都較小,可以減少冬季大氣壓值引起的熱量流失及額外的能源消耗。中夏季1.5m處氣壓圖所示,南邊住院部氣壓差值大于5pa,北邊建筑可開啟外窗室內(nèi)外表面的氣壓差都大于1pa,都優(yōu)于綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),有利于室內(nèi)自然通風(fēng),在提高室內(nèi)舒適度的同時(shí),減低了空調(diào)使用帶來的能耗。
1.2方案二模擬分析,該方案西北角為兩棟住院樓,并且圍合成一個(gè)室外休息西北庭院,西南角為主要污染氣體來源:科研樓、動物實(shí)驗(yàn)樓,東部為門診醫(yī)技等,東西建筑之間為一條南北向開敞的主要景觀軸,建筑之間用連廊連接,該方案建筑風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果如下:分析方案二模擬分析圖可以得出以下結(jié)論
(1)院內(nèi)風(fēng)速:中冬季1.5m高處速度矢量圖,可以看到冬季風(fēng)從西北角吹來,在住院部圍合的西北庭院中,雖無風(fēng)速過大情況,但是形成了一定的回旋渦流,不利于保證空氣潔凈;冬季1.5m高處速度云圖,科研樓與住院部之間的走道空間,冬季風(fēng)速較大,近一半面積處于3m/s—5m/s之間,不適合患者在此行走和休息活動,同時(shí)建筑表面寒風(fēng)過大容易過多地帶走建筑物熱量。夏季1.5m高處速度矢量和云圖,可以看出夏季西北庭院被南邊建筑阻隔,庭院內(nèi)風(fēng)速較小,不利于通風(fēng)散熱,在夏季也不適合休息活動。從風(fēng)速分布角度來看方案一優(yōu)于方案二。
(2)污流排散:院內(nèi)主要污染源為科研教學(xué)中動物實(shí)驗(yàn)區(qū)域,位于基地西南角,冬夏兩季速度矢量圖來看,夏季的污濁空氣對院內(nèi)影響不大,背離醫(yī)院散去;但是在冬季,污濁氣體將會由實(shí)驗(yàn)樓與住院部形成的狹長走道中吹向住院部,影響院內(nèi)清潔,由此比較,方案一要優(yōu)于方案二。
(3)氣壓差值:從圖3中冬季1.5m處氣壓圖可以看出,冬季南北住院部氣壓差值相對方案一要大一些,且最北住院部與迎風(fēng)面第二排的醫(yī)技樓氣壓差都大于5pa,顯然容易引起的熱量流失及額外的能源消耗。夏季1.5m處氣壓圖,看出夏季南北住院部氣壓差值都較大,有利于室內(nèi)自然通風(fēng),通過冬夏兩季氣壓差值的對比,方案一要略優(yōu)于方案二。綜上所述,通過建筑風(fēng)環(huán)境模擬,對兩方案中院內(nèi)風(fēng)速風(fēng)向、污染氣體流向、建筑室內(nèi)外氣壓差值等方面的全面比較,建筑方案一優(yōu)于建筑方案二,結(jié)合其他建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn),該醫(yī)院最終設(shè)計(jì)方案選取為方案一。
2.風(fēng)環(huán)境模擬分析與建筑形體布局優(yōu)化
以建筑風(fēng)環(huán)境模擬的結(jié)果為基礎(chǔ),盡可能保持方案一大體不變而進(jìn)行局部微調(diào),方案一的不足主要表現(xiàn)為:在夏季,若干建筑室外空間局部通風(fēng)不佳,下面將提出具體問題,并對建筑形體布局的進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化,得出方案三;最后將方案三與方案一進(jìn)行模擬對比:
2.1方案一的問題及優(yōu)化方式
(1)問題一:西邊的下沉內(nèi)庭院,有一半面積在冬夏兩季特別是夏季的通風(fēng)效果不佳,此處冬季休息活動基本符合要求,但夏季宜有良好的通風(fēng),否則內(nèi)院一半面積風(fēng)環(huán)境不適于夏季室外活動,氣流不暢。優(yōu)化方式為:在方案三中,將門診主樓與南邊住院部的連廊一層做成開敞式的,冬季連廊兩側(cè)關(guān)閉;夏季底層連廊打開后走廊形成通風(fēng)帶,激活內(nèi)院氣流,利于通風(fēng)。
(2)問題二:東側(cè)主入口廣場及其北側(cè)走道冬季在北邊住院樓的庇護(hù)下,室外風(fēng)速不大,冬季風(fēng)環(huán)境較好;但是兩處夏季風(fēng)速都很小,空氣流動受阻,再加上人流量較大的因素,此處在夏季宜有更加良好通風(fēng)。優(yōu)化方式為:在方案三中,將東南角住院部底層架空兩跨度15米,做成水池及花園,優(yōu)化通風(fēng)效果和微氣候的同時(shí),營造了一處乘涼避暑的室外休閑空地;另外,將門診主樓與東北住院部的連廊一層做成開敞式,這樣夏季東南風(fēng)大量吹如門診廣場,北邊走道亦有良好通風(fēng)。
2.2方案一與方案三夏季風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果對比
方案一與方案三夏季風(fēng)速度矢量圖與云圖可以看出:相對于方案一,優(yōu)化后的方案三使內(nèi)院、門診入口廣場、北部走道的通風(fēng)效果有了較大改善,使夏季整個(gè)院區(qū)近35%的室外風(fēng)環(huán)境得到優(yōu)化,改善了室外環(huán)境的舒適度、室外景觀等微氣候,夏季優(yōu)越的通風(fēng)效果也降低了空調(diào)能耗,符合綠色建筑設(shè)計(jì)要求。
3.結(jié)論
以上研究僅適合在建筑概念與方案設(shè)計(jì)階段,通過風(fēng)環(huán)境的計(jì)算機(jī)模擬尋找優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,模擬精度滿足建筑師在此階段的方案決策即可。通過本研究不難發(fā)現(xiàn),以國家綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中對風(fēng)環(huán)境的要求作為參考,以綠色建筑設(shè)計(jì)理論作為指導(dǎo),充分利用好建筑風(fēng)環(huán)境模擬技術(shù),能很好地為綠色建筑構(gòu)思、建筑布局、建筑形體等前期設(shè)計(jì)提供客觀、科學(xué)的評判和優(yōu)化依據(jù),從而對不同的建筑方案進(jìn)行對比分析和調(diào)整優(yōu)化,使得建筑具有更合理舒適的室外風(fēng)環(huán)境,良好的自然通風(fēng)效果,改善建筑的隔熱保溫、避寒散熱性能,從而降低建筑運(yùn)營能耗,踐行綠色建筑的理念。
參考文獻(xiàn):
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[2].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50378-2014[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.
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