医疗建筑的表皮设计

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1、医疗建筑的表皮设计当今日新月异的材料和技术为表皮设计的进一步发展提供了契机，各种光电和光热转换装饰已被应用到表皮上，起到了收集能量的作用。相对于其他 公共建筑 ， 最复杂的医院建筑的表皮现状如何?有哪些特殊性 ?时下流行的设计方法有哪些 ?常用表皮材料有哪些? 我们不妨先从建筑表皮的概念说起，再一步步探究医院建筑的表皮设计。建筑表皮的概念目前， 建筑界对表皮还没有统一的定义。在建筑发展的历史过程中，表皮的概念一直是模糊的、复杂的、多重的。不同的历史时期，不同的理论派别，对表皮都有独特的界定。表皮的概念、 设计手法和其审美意象也在不断地发展，直到信息化时代的来临，表皮被赋予更宽泛、 更深层的内涵

2、： 建筑表皮是指人们通过视觉触觉直接感受到的建筑表层，包括内部和外部， 其概念与建筑外墙有一定区别，可以通俗地理解为“ 交界面 ” ，包括建筑外立面、屋顶、内部立面乃至门窗 等建筑构件，它是连接室内外空间的界面。如今， 它已成为一个连贯地覆盖整个建筑的抽象元素，在强调独立个性的当今社会，明确又强烈地表达着建筑师的创作观点。医院建筑的表皮设计现代建筑大师勒 柯布西耶在走向 新建筑中曾把建筑划分为体块、表皮、平面，后在其提出的 “ 新建筑的 5 个特点 ” 中又强调了表皮作为建筑物被人类视觉所感知时第一时间所能够传达出的独立“ 个性 ” ，即不同的表皮设计使得建筑物产生了区别于其他建筑物的“ 人性

3、化特征 ” 。对于医院建筑的表皮设计来说，它的“ 个性 ” 是“ 提供医疗救助服务” 的功能定位，即“ 功能需求为首 ” 是医院建筑表皮设计参与方都应坚持的原则。其流线 的复杂、人员的特殊使用要求等，均是表皮设计中应关注的“ 人性化特征 ” 。具体地说， 我们需要首先思考怎样确保医院建筑表皮与支撑结构“ 协同合作 ” ，更好地实现“ 通风采光 ” 、“ 保温隔热 ” 、“ 隔音 ” 、“ 防火 ” 等功能 ;同时，我们也应该探究怎样在“ 绿色 ” 、“ 生态 ” 、“ 环保 ” 、“ 美学 ” 、“ 人文 ” 等新语境下进一步优化设计，使医院建筑表皮能提供一种美好的心理和视觉体验。各个功能怎样

4、实现，有哪些注意事项，不同环境中有怎样的操作要领?对此，我们先从医院建筑表皮的设计现状“ 出发 ”设计现状：整体“ 同质性 ” 强，辨识度不高从实用主义的角度看，医院只要能满足医疗救治需求即可，对表皮这种 “ 小问题 ” 花大气力则得不偿失，失去了“ 功能性建筑 ” 的本意。但是，我们必须看到，一些看似没有意义的细小事物，能通过其蕴含的象征意义对人的感情和情绪产生重大的影响。中国建筑标准设计研究院高级建筑师刘志鸿在评论国内医院建筑表皮设计保守和突破不大的现状时说：“ 我国的医院建筑表皮设计整体同质性很强，辨识度不是很高。颜色上差不多都是白色、浅灰等浅色系，追求干净素雅，坚持,不出错、不出彩?

5、的保守设计思想;而表皮呈现形态上也比较方正规矩。”刘志鸿建议，现今的医院建筑表皮设计，在满足医院功能需求的前提下，应提倡在“ 美学” 、“ 生态 ” 、“ 节能 ” 、“ 人文 ” 、“ 绿色 ” 等方面有一些突破，不能因为医院的功能性对表皮设计有一定的限制就不追求创新和突破，但也不能一味地追求设计的创新。同质性强的现状固然与医院建筑的功能性很强有关，但也不足以成为设计者墨守成规，不积极寻求创新的“ 挡箭牌 ” 。功能设计：侧重通风与采光、保温与隔热针对医院建筑的特殊功能性，其表皮功能也有两方面的侧重点自然通风与采光，借助3 项措施自然通风与采光，借助 3 项措施自然的通风可以加速人体皮肤汗液

6、的挥发，提高人体的舒适度 ;良好的通风能够加强空气流动，有效提高空气质量，避免交叉感染。足够的阳光照射具备消毒杀菌功效，能有效提高空间的卫生品质。同时， 自然通风采光能有效减轻患者的焦躁和压抑情绪。传统医院建筑表皮设计，常借助在医院建筑顶部或者侧墙设置单层玻璃窗 户的方式， 依靠热压或风压进行通风，并可通过调节开窗的幅度和角度来调节通风量和风向。而透明 玻璃窗也保证了室内的采光需求。需注意的是， 单层 玻璃窗 虽能实现通风采光，但设计不当将面临不能兼顾自然通风采光和保温隔热需求的两难境地。因此， 设计师可借助选择合适的材料、设定窗墙比例、设计 窗户形式、 增加门 窗层数等措施来实现同时满足通风

7、采光与保温隔热的需求。选用隔热性能强的玻璃 ，增加 窗扇层数太阳辐射强时，导致室内温度过高，增加制冷能耗， 因此增加 玻璃 的热阻很重要。 一般可以通过选用隔热性能强的玻璃 来实现，比如双层中空玻璃 、特殊金属涂膜层的“Low -E” 玻璃。若在双层中空玻璃 的内侧贴上低辐射薄膜，还能进一步提高隔热性。太阳辐射弱时， 从 窗户进入室内的太阳热能可起到自然采暖的作用，但是， 也存在热量通过 玻璃 散失的问题。而双层中空玻璃 比单层透明 玻璃 可减少大约50%的热散失，其中可优先考虑选用高透型“Low E” 玻璃 。此外， 可以通过增加 窗扇层数和 玻璃 层数，如采用单框双玻璃 、单框双扇 玻璃窗

8、 、多层窗、单层 窗户上增设保温薄膜、增设保温窗帘或者保温 窗板等来改善 窗户的热阻。设定适宜的 窗 墙比例及开 窗方式在窗墙比例设计问题上，应特别关注医院建筑北向、东西向和南向窗的比例。为了更好地实现室内通风，可用 窗 户开口方向改变风的流入方向，同时把 窗的开口做成活动式，以适应风速和风向的变化。设计 窗户开口时，应适当增大开口面积的变动幅度，并确保能渐变地改动开口面积，风量的控制就很容易实现。具体开 窗方式上，在相邻墙面开窗，风向垂直于进风口的通风条件比偏斜的情况更好;在迎风面开 窗的情况下， 非对称的开 窗 方式优于对称开窗方式 ;玻璃窗 面从墙体向室内后退，可以控制入射室内的阳光;在

9、东西墙上增设翼墙不仅可以遮挡东西两个方向的太阳辐射，同时还实现采光。尝试双层 玻璃幕墙双层 玻璃幕墙 构造 复杂，部件多，导致造价较高;构造 复杂对施工工艺也提出了较高要求;另外 玻璃 表皮的清洁及维护费用相对较高;再者， “ 光污染 ” 较突出 这些都制约了玻璃幕墙 在医院建筑表皮上的广泛运用。但其在气候适应性及建筑节能上却有一定的优势。双层 玻璃幕墙 包括 “ 内皮 ” 、空腔和 “ 外皮 ” 。太阳辐射强时， 通透的 玻璃 允许阳光直射入医院室内，能满足部分采光需求，节约了机械照明的能耗 ;同时空腔层间放置的可调节遮阳装置，比内遮阳的单层玻璃幕墙 具有更佳的夏季防热能力和节能潜力，且这种

10、优越性在各个朝向都较明显，在阳光直射的西向尤其突出。光照弱时， 通透 玻璃 能最大程度利用热能，同时空腔可以形成温度缓冲层，有一个蓄热和慢慢释放热量的过程，减缓散热的过程，能降低采暖能耗。“ 内皮 ” 适宜采用中空 玻璃 ;层间遮阳装置提倡使用铝合金百叶; “外皮 ” 选用高透型安全玻璃即可。 在使用双层 玻璃幕墙 的低层部位可以相应设置集水槽，并用循环过滤装置，形成表面均匀的喷淋，一者水的蒸发变相引起的降温能够防热;二者可以清洗幕墙 ，节省费用。若再结合中水利用，更可做到一举数得。个别实现智能化控制的医院，建筑表皮可以通过统一智能控制，根据阳光调节内置遮阳装置的角度及其他表皮附属构件的状态，

11、从而最大化地实现自然采光通风与保温隔热兼顾。保温与隔热，4 项备注寒冷地区偏重保温在北方地区或冬季严寒地区，应重点解决外门窗及墙体的保温问题。窗户保温一般多通过选材来提高玻璃 的热工性能， 例如采用双层玻璃 、中空 玻璃 、真空或者 Low-E 玻璃 等保证保温需求;同时，还能通过提高窗 的气密性来减少室内外空气对流传热。墙体保温多借助采用一些蓄热性能好的材料、设置合适的 窗墙比例、 采用中间有空气层或者保温层的两层墙体来实现。南方地区偏重隔热南方地区因其终年湿度较大，因此对通风的需求也相对较高。实现隔热，一般要求“ 厚墙体 ” 、“ 小窗户” 及“ 多遮阳装置 ” 。通风，包括机械通风和自然

12、通风两种，常见的通风装置有窗 户、排气扇、百叶等;一般提倡尽量采用自然通风。隔热要求窗户开口较小，与自然通风要求 窗户开口较大存在冲突，由于南方地区比较偏重隔热，这时候要优先考虑隔热，采用小开口的 窗户，并考虑采用机械通风来满足通风需求。外置铝合金百叶窗值得推广各种外挂式遮阳帘，夏季虽具有较好的防热功效，却难以兼顾冬季保温的要求;护窗板可以增进冬季保温和夏季遮阳效果，但需以牺牲自然采光为代价。真正能够兼具遮阳与保温功效的 构造 方式是外置百叶窗，它不仅可以有效降低室内空气温度，而且与其他遮阳方式相比，其夏季室内温度的分布更加均匀，是一种行之有效的遮阳方式。与遮阳功效相同的木制百叶 窗相比，铝合

13、金百叶窗蓄热量不大，叶片开启状态下散热好、耐久性 强、耐候性强、规模化生产及循环使用的可能性大，故而外置铝合金百叶窗是一种极有推广价值的遮阳设施。从系统出发，细化设计据了解，目前运用于医院建筑表皮的“ 保温系统 ” 及“ 隔热系统 ” 都涉及固定和可移动部分。 “ 保温系统 ” 的固定部分包括附加式保温系统、带后部通风空腔的保温立面、特伦布墙、冬季集热 窗、暖房、双层玻璃 立面、热循环系统;可移动部分包括平开式、滑动式、折叠式护窗 板、布 窗帘和百叶 窗等保温构件以及双层玻璃窗 扇。 “ 隔热系统 ” 的固定部分包括雨篷、梁架、 固定遮阳板及遮光格栅 系统、 热反射 玻璃 、吸热 玻璃 、光线

14、偏转 玻璃 、玻璃 棱镜系统 ;可移动部分包括卷筒式护窗板、平开式护 窗板、滑动式护 窗板、折叠式护 窗板、布 窗帘、百叶窗 、玻璃 棱镜系统和 玻璃 百叶。保温或隔热功能的实现，离不开各个系统内固定与可移动细部的整合设计。建筑师设计时应该立足系统整体功能，整体掌控， 然后再细化各个设计，力求达到整体功能大于所组成的诸细部功能之和。在根据地域气候特征确定“ 保温 ” 或 “ 隔热 ” 的侧重后，建筑师应考虑选择哪些构件、装置、系统，以及如何保证功能的最优化。存在冲突的地方应该明确，在特定的气候、地域、人文环境、 自然景观中， 医院建筑立面主要实现的功能和达到的设计效果，然后细化设计， 并有所侧

15、重地重点强化和重点设计。 在窗户之外增设一道滑动、折叠隔扇或者旋转的百叶窗，便可以增加建筑室内夏季的热舒适度，降低制冷能耗。 在保证对 窗口形成有效遮挡的前提下，适当加大遮阳构件与窗户之间的空气间层，明显有利于降低室内温度。 采用外挂式铝合金百叶帘，能够自由调节与墙面或窗户的间距， 根据天气情况， 医患能根据需求实时调整间距，从而能实现更好的遮阳效果。对于采光面积大的“ 带形 窗” ，这种优势更加突出。 在一二层的 玻璃幕墙 前或者大面积落地窗前， 可以采取种植大型的落叶植被实现生态遮阳。夏天，植物枝繁叶茂，能够有效地利用其形成的阴影达到遮阳的效果;冬天，枝叶落尽可以通过 玻璃窗 提供更多的日

16、照。在进一步的细化设计中，有诸多此类细节，只要注意到，选择好，做好整合设计，就能实现该医院建筑表皮的主要功能。形象设计：从6 大理念入手优化设计针对医院建筑表皮设计现状，北京灵顿品牌形象设计中心设计总监吴燕强调，一个合格的设计师在从事医院建筑表皮设计的时候，应综合考虑各种因素，新的创意也是如此。“ 创新不能凭空想。 所有的创意都要有根源，都应有一定的规律可循。医院建筑表皮设计不是孤立的设计， 它是医院整体建筑的一部分，是医院周围环境的一部分。它的创意除了要遵循自己固有的关注点外，还要综合考虑医院文化、地域文化、自然景观、城市个性、人员特性、支持技术、造价等。”该中心的创意总监洪波指出：“ 医院建筑毕竟不同于纯粹的艺术设计，它不能任由设计师天马行空， 它首先要服务、 取悦的是患者， 应和患者之间有心灵的沟通与共鸣。归根结底，还是要让患者觉得舒适。一个能让患者心理和视觉得到双重满足的医院建筑表皮设计才是成功的设计。 ”追求呼应、融合周围环境吴燕认为， 医院建筑表皮不能破坏医院建筑所处环境的整体气氛，要很好地融合在周围环境中，协调地整合在一起。她说： “