医疗建筑的自然光环境设计

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医疗建筑的自然光环境设计

　　对于医院建筑而言，合理组织不同功能空间的自然光，创造有益于医务人员与患者身心健康的光环境是非常重要的。医院要尽量利用自然光，以扩大人们的心理空间，满足患者接近阳光、接近大自然、尽快恢复健康的愿望。

医疗建筑的自然光环境设计

　　中庭、内院、天井的自然采光运用

　　现今的医疗建筑呈两个发展趋势，一个是高空集中化，另外一个是低层村落化，两者同时面临的采光问题都可以通过中庭、内院和天井采光的方式解决。

　　中庭采光

　　对于高层建筑的医院而言，中庭的存在不止解决了采光的问题，同时也打破了高层医院的冰冷形象，改善了环境，得到了明亮、开阔、有阳光进入的空间。由于昼光会随时间和气候发生变化，光的数量和反射方向也不固定，使得中庭成为室内外之间的缓冲和灰色地带，是人们被建筑隔离后对自然的回归，为患者及医护人员以及探访者带来轻松愉快的心境。

　　中庭分为5种类型：温室型、两面型、三面型、四面型和线型。采用不同类型的中庭形式，采光方式也各不相同。

　　温室型和两面型。这两种类型的中庭是附加在主体建筑之上，在医疗建筑中多作为门厅部分。在自然光采光设计中，温室型和两面型中庭的自然光采光方式是以直射光为主，看到光直射下的明亮墙壁，会使人因为直射光的存在而快乐，同时受到直射的区域也会引起使用者视觉上的不适。因此，这一类型的中庭需要关注的是适当的遮阳和折射设备，例如重庆大坪医院的门诊大厅，设计采用两面型中庭，空间高朗明亮，在遮阳和折射方面利用顶部的结构所形成的栅格使得射入光线折射成漫反射，以此获得柔和的室内效果。

　　四面型。中庭部分被建筑物包围着，也可以称为中间的空腔。某种程度上，它的效果和天井有异曲同工之处，多作为综合门诊的休息等候和综合部分。

　　四面型中庭的自然光采光设计上，相对来说，其内部接受阳光直射的部分比较少，大部分为反射和折射光，因此需要在适当的位置根据季节和时间设置反射装置和具有扩散性的透光装置，以形成柔和舒适的光环境。例如北京儿童医院门诊大厅，采用四面型中庭进行自然采光，利用中庭顶部的结构构件和磨砂玻璃，形成丰富的光影变化，创造出宽敞明亮、视线流畅的公共空间，不同的楼层产生不同的空间变化，不但强调了公共空间的开放性，更有助于消除儿童的心理压力，改善心境。

　　线型中庭。它是在建筑物之间进行连接的中庭方式，适用于目前流行的“医院街”形式的医院，这类空间形式是以线型空间为纽带，走廊成为建筑中最主要的交通空间。这类空间组织方式具有较灵活的布置方法，因而适合于不同地区、不同规模的医院，具有较广泛的适用性。线型中庭的自然采光相对其它形式而言，直射光量很小，主要是通过光线在侧墙的反射和漫反射对中庭内部实行采光，设计时需要注意侧墙的材质适宜使用较为粗糙的、形成漫反射的材质；在中庭形状比例细长的情况下，底部光线照度较弱，需要根据实际情况在地面设计一定的辅助人工照明；适当的情况下，可以考虑使用一些辅助装置加大光线的反射和散射。例如番禺中心医院，以街式中庭解决建筑本身大体量的采光问题和医院复杂交通的问题。同时，在门诊部分设置天井以满足采光要求。

　　三面型。是由其形状得来，是建筑物各种采光口形式的加强版，将附加、包围、连接在此基础上加强，就会得到三面型。三面型在医疗建筑中的运用多为门厅和门诊部分，可以得到通高并且空间明亮舒适的门厅空间，同时也为门诊的走廊和诊室提供良好的光线。三面型中庭的开口方向如果非北向，则光线为直射进入室内，易引起光线不均匀，可能有眩光的问题，因此需要运用漫反射材质对光线进行分散，还要注意遮阳。

　　天井与内院

　　主要运用于高层医院建筑中，天然光在天井中来回反射形成扩散光场，并通过调节天井表面的吸光系数和建筑构造尺寸，控制其采光系数，最终得到满意的采光环境。

　　相对天井而言，内院空间更大，除了解决采光问题，还可以布置景观空间作为等候区的延伸和患者活动的场所。当医院用房紧张时，还可以用来扩建病房。因此，内院在医疗建筑中的使用率相当高。英国剑桥大学马丁研究中心的大量建筑实例研究表明：随着内院高度的增加，到达相邻空间直射光线的进深迅速减少。因此，为保证内院的相邻空间能获得足够的天然采光，内院高宽比例的最大值是3∶1，在这个范围之内，内院的相邻空间就能得到足够的照度。

　　窗的运用

　　侧窗采光是用建筑物周边的窗户让光线透入的采光方式。侧窗的有效采光范围为窗高的3～5倍。影响房间横向采光均匀性的主要因素是窗间墙。窗间墙越宽，横向均匀性越差。在侧窗采光的方式下，能引入日光的多少很大程度上取决于建筑物的朝向。将建筑物较长的一面向着南面和北面可加大日光的利用。而减低东朝向和西朝向的窗户面积，可防止大量阳光直接进入建筑物，减少眩光的产生。

　　医疗建筑侧窗的形式通常做成长方形，随着时代的发展和进步，侧窗己经不仅是以往单调的窗扇形式，还包括幕墙、落地窗、转角窗以及高侧窗等等这一系列从建筑周边采光的窗扇形式。侧窗作为建筑的主要自然采光方式，运用于医疗建筑的不同功能部分，强调不同的使用要点。

　　门诊

　　门诊部分的房间多用于诊疗，因此其侧窗的重点是满足医疗诊室的工作照度，便于医生清晰明确的判断患者的病情。

　　走廊

　　早期建成的医疗建筑走廊多为内廊式，只有两头开窗，与其说是采光，不如说是满足通风需要。随着医院建筑的人性化设计展开，走廊空间和功能的拓宽，走廊的自然采光也逐步开始使用，走廊上的侧窗在有可能的情况下兼顾满足采光和观景两重要求。

　　病房

　　侧窗。病房的侧窗起到的作用不仅是采光，同时也是患者了解外界环境的窗口，患者通过窗户感知并且和外界交流。为了达到良好的采光和视觉效果，侧窗采光口的位置、尺寸及材质尤为重要。

　　试验表明，随着窗户设置高度的提高，进入室内进深处的照度也会增加，有利于改善整个房间照度分布的均匀性。但是如果窗户的位置太高，患者则无法与外界进行交流。新的技术下，有一些病房直接采用幕墙、转角窗和落地窗，配合一定的遮阳设计，以获得更好的视野和光环境效果。

　　为了使病房的天然采光达到最大效果，同时又要减少眩光的产生，一种比较好的做法是将观景部分和采光部分的玻璃分隔开。要达到这个目的，用作采光的玻璃应尽量靠近天花板，使日光能从天花板反射到房间内部。也可以采用轻型折光板，把窗户分为上下两部分的同时还能加强室内的光线。

　　天窗和高侧窗。随着窗户设置高度的提高，进入室内进深处的照度也会增加，因此天窗和高侧窗的照度均匀性较好，但是不存在和外界交流的可能性，较少运用于病房，在医院门厅、走廊以及病房区域的活动室等公共空间环境中使用较多，尤其是在中低层医院建筑的顶层空间。天窗采光系统的形式包括：矩形天窗、横向天窗和锯齿型天窗。锯齿形相当于提高位置的高侧窗，光特性与高侧窗相似，采光系数最高值一般在5%～7%以内。天窗和高侧窗在满足采光要求的同时，结合光影效果，为使用者带来不同的心理感受和环境效果，尤其是天窗，会使人感到与天空、太阳的直接联系，使患者产生积极向上的乐观精神。

　　眩光的处理

　　在病房和诊疗室中，侧窗因为视线高度与窗一致，在有利于观看景色的同时也容易出现阳光直射产生眩光的情况。在病房中，因为病患大部分时间是卧床，所以当出现窗户正对病床时，眼睛直视窗户的上半部也会有眩光产生。在这种情况下需要选择合适的遮光构件或者遮光板来解决这个问题。

　　遮阳装置

　　医疗建筑光环境中，大量自然光的使用非常有益于使用者的身心健康，但是过量的太阳光照射也会带来室内温度过高和眩光问题，为避免这些问题的产生，可以通过在窗户上安装遮阳装置以便调节进入室内的太阳光数量和质量。

　　翼墙

　　在窗之间伸出一定深度的翼墙，遮挡低高度的朝阳和西晒。在病房的光环境设计中，可以采用不同高度的翼墙，并对其上部进行遮挡，以满足病患在不同使用情况下的采光需要。

　　百叶遮檐

　　将遮檐做成百叶形状，确保视野的同时，减轻了封闭感，适用于医疗建筑的病房遮阳，可以对不同时间、不同方向的阳光进行有选择的遮挡和折射，以得到令患者舒适的光环境。

　　深挖的窗

　　窗的玻璃面从外墙面凹进内侧，这种形式与翼墙遮阳有相同的效果。

　　阳台

　　在病房的设置中，阳台也起到一定的控制光环境的作用，既是遮阳板，同时也是反射板，使自然光均匀射入病房内部，调节病房内的光环境。

　　光学装置采光

　　近年来，国内外建筑采光工作者提出了不少利用天然光的采光方法和设想，如利用一般的透光圆形玻璃屋顶采光；在建筑物内部贴反光材料，利用互相反射作用把天然光引入室内；先用采光部分把光引入建筑物内，再利用高反射率的薄板镜，将光反射到发光部分完成室内照明；采用轻型折光板装置；把光收集后，利用导光管把光送到需要照明的地方。

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