气候适应性医院设计策略陵水黎族自治县

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项目背景

陵医院医院，地处海南省陵水县，项目建设地点位于陵水黎族自治县黎安镇演村东侧，基地北靠东高岭、南可眺望新村港和黎安港、东临富力海洋世界。总规模为床，设计最大日门诊量为人次，项目规划总建筑面积为m2，建筑高度为36m，地上8层，地下2层。整体功能包括感染楼、医疗综合楼和行政楼、后勤综合楼等。

当地气候特点分析

陵水地处北回归线以南，全年都有比较充足的日照时间，太阳总辐射量约为~kcal/cm2，年日照时数为h，光照率为50%~60%。

陵水地处低纬度，属热带海洋性季风气候区，年平均气温为25.7。平均气温最高月为6月，平均温度为28.7；平均气温最低月为1月，平均温度为21.4；极端最低气温在10以下。

当地降雨量大，年平均降水量为.5mm，月为雨季，降水量约占全年的90.2%，平均每年的降雨天数接近天。全年风速大，空气盐分高。

每年月是热带风暴、台风的活跃季节，89月最多，年平均风速为3.4m/s。

气候适应性设计策略

*规划布局顺应地势、分区明确

场地分为3个台地，感染楼周边场地标高为15.40m，医疗综合楼和行政楼周边标高为22.00m，医疗综合楼东侧和后勤综合楼北侧标高分别为25.02m和25.00m，场地平均标高为19.62m，地下室顶板覆土深度按照1.5m考虑。这样的规划不仅减少了项目土方量，而且会减少场地内涝的风险。

医院分区明确，南侧为医疗区，北侧为行政科教区，西南（下风向）为感染区。由于地块限高36m，设计中将床病房楼沿文黎大道水平展开，形成每层4个护理单元的布局。对场地风环境进行模拟，力求提高场地的舒适度、强化建筑内部通风。

将病房楼架在裙房之上，医院，水平舒展的病房楼悬浮于东高岭山腰，使得住院楼几乎所有病房直面大海。在此基础上，结合当地的海风，将病房楼抬高6m，形成海风穿行的通道，在创造出各种功能区域的同时，顺应和利用了良好的气候条件。

*强化建筑内部自然通风采光

在医院诊疗区中植入采光庭院，采光庭院在医疗街中形成开放渗透效应，在医疗街中营造良好的采光通风环境，医院公共区域的空调使用。

采用半开敞式医疗街，医疗街顶部设置遮阳薄膜，在保证医疗街舒适度的同时，减少建筑对空调的依赖。

病房楼每个护理单元的护士站附近设置建筑内庭院，强化病房楼内部自然通风采光，使得病房公共走道在白天几乎不用打开人工照明。

在入口设置大尺度遮阳雨篷，建筑主要入口都在雨篷的遮护下。

病房层设有应对不同朝向的不同尺度遮阳构件，以保障室内光环境与热环境舒适度。东西向外窗结合立面形式，均设置外遮阳挡板。通过对病房室内舒适度进行模拟，计算出建筑立面遮阳构件尺寸。

结构楼板外挑0.6~1m，形成水平遮阳构件，建筑外墙采用的玻璃纤维增强混凝土(GRC)构件结合立面形状起到了垂直遮阳作用。

医院地下空间布置大量下沉广场，强化地下室的自然通风采光。餐厅和商业服务设施围绕下沉广场展开。下沉广场不仅分担大量的地面人流和车流而且将阳光引入地下空间，让地下一层拥有地面层的空间品质。建筑沿地下环路设置大量采光庭院，增强地下空间的引导性。

同时，开敞式下沉广场使地下室每个防火分区得到自然补风，并减少了地下室的自然排烟区域面积。

屋顶绿化不仅给患者提供了一个安全的休憩场所，更重要的是起到隔热作用，大大降低顶层建筑能耗。裙房屋顶花园还设置了大量的餐饮休闲等服务空间。

*结构专业的气候适应性设计

设计中充分考虑了风荷载尤其是台风等极端天气下风荷载对结构的影响。病房楼较高，且存在大跨度、大悬挑等特殊结构，对风荷载比较敏感，因此须对其进行着重分析。为得出目标建筑在静压下的体型系数，采用CFD计算软件，在结构计算时充分考虑了最不利风向的作用及顺风向风振的影响。采用MIDASGEN对结构整体模型进行温度应力分析，楼板采用膜单元进行模拟。

从楼板整体来看，楼板温度变化时其中间部位的压、拉应力大，往两侧应力逐渐减小。结构洞口附近的楼板产生相对较大的应力。在施工图设计阶段考虑加大上述区域楼板的厚度及配筋。

该工程屋面钢结构桁架、钢柱以及钢梁均为露天钢结构。由于陵水地区天气的原因，一天中日照条件与非日照条件下的温度差异较大，属于间隔高温工作环境。设计时应对露天钢结构构件采取隔热保护措施，并按照极端温差（考虑采用±25的温差）进行结构的温度分析，考虑温度应力产生的不利影响。

露天钢构件采用外包装饰板，利用空气流动进行隔热保护。另外，钢构件表面的非膨胀型防火涂料由膨胀珍珠岩或矿物纤维组成，也能起到一定的隔热作用。

该工程钢结构的防腐设计依据为《建筑钢结构防腐蚀技术规程》（JGJ/T-）、《海南省建筑钢结构防腐技术标准》（DBJ46--）。

该工程按照近岸腐蚀体系考虑，优先采用耐腐蚀性较好的钢筋混凝土材料，对于大跨及长悬挑部位，为减轻结构自重，采用钢结构。

该工程防腐体系的耐久性为长期，年限为16~25年。环境腐蚀性等级：室外钢结构为CX，室内为C4。钢结构构件除锈质量等级为Sa3。

*电气专业的气候适应性设计

该项目的光伏发电系统采用建筑光伏一体化设计，在门诊楼和病房楼屋顶安装光伏组件,采用自发自用、低压并网的方式。光伏组件所发电量经汇流、逆变后接入楼内变压器低压侧，所发电量基本全部在楼内消耗。

*通风与空调专业的气候适应性设计

该项目在建筑布局上植入采光庭院，营造了较好的采光通风环境，医疗综合楼病房、门诊医技科室、后勤综合办公楼等均有较好的自然通风条件。在过渡季节：病房、诊室等充分利用新风进行通风换气，保证室内空气质量，消除余热余湿；设置全空气系统的会议室、药库等可实现全新风运行，降低建筑能耗。

在消防方面，建筑的采光庭院和开放性布局使建筑可较多地利用自然排烟措施，降低建筑内管线数量和施工、维护难度。

该项目地下一层的建筑面积为m2，布置了地下车库、共享大厅（地下落客大厅）、放疗科、核医学科、设备机房等。地下一层外围的东侧、南侧、西侧均开敞，可充分利用自然通风实现平时的通风换气，保证车库空气品质，降低平时车库排风系统的运行能耗。

*给排水专业的气候适应性设计

陵水降雨量大，年平均降水量为.5mm，月为雨季，台风季节的雨水往往增多。在设计中融入防洪排涝意识。

在现状条件下，根据陵水县目前实际的防洪频率：外围截洪沟的设计标准为可抵御50年一遇的洪水，按照年一遇的洪水进行校核；场地内的雨水设施按照5年一遇的雨水设计，按照50年一遇的雨水进行校核，内天井的雨水设施按照50年一遇的雨水设计，按照年一遇的雨水进行校核。

沿场地东、西及北侧设计一道截洪沟，截洪沟内侧设防洪墙，结合基坑开挖的支护桩，退红线2.5m。防洪墙高出室内场地1.5m，截洪沟的设计坡度为1%。截洪沟外侧的自然山体在开挖后进行边坡加固；北侧截洪沟的设计宽度为2m，东侧截洪沟的设计宽度为1.5m，渠深2m，设计水深为1.5m；北侧与东侧采用明渠，西侧和东侧出场地部分采用箱涵；截洪沟的雨水均接入道路预留的涵洞，通过涵洞直接排入大海。

该项目按照所在地块的远期规划进行雨水控制与利用，采用渗透、滞蓄、调蓄等措施：通过下凹绿地对场地内雨水进行渗透、滞蓄；设雨水调蓄池，减少外排雨水量。

设计院区雨水收集回用系统，利用污染程度较轻、处理成本低的部分雨水，并根据该市住建局海绵办对年径流总量控制率和年径流污染消减率的要求（年径流总量控制率80%、年径流污染消减率40%），结合园林绿化统一组织室外场地雨水的汇合排放。

建筑屋面和院区路面的雨水通过有组织的汇流与输送，经截污等预处理后被引入绿地内或设于地下的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的雨洪设施。

*景观的气候适应性设计

当地气候可总结为全年气温变化不大、雨量受季节变化的影响大、阳光紫外线强、季风明显。针对潮湿闷热、有阳光暴晒和眩光问题的热带气候，夏季的遮阳和通风是设计的重要内容，例如种植遮阴乔木、利用绿化改善微气候、在户外设置遮雨休闲小品等。

刘炳李维东汤兵

山东省建筑设计研究院有限公司

来源：《医院建筑与装备》年第8期

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