岭南地区医院建筑自然通风的必要性
1．气候季节性特征明显
岭南地区属东亚季风气候区南部，气候特征为夏长冬短、高温高湿、多雨。岭南地区为典型的季风气候区，风向随季节交替而变换。夏季以南风至东南风为主，风速较小； 冬季大部分地区以北风至东北风为主，风速较大； 春秋为交替季节，风向不如冬季稳定。基于岭南地区特殊的气候特征，通过适应性建筑设计策略的运用，优化医院建筑自然通风状况以排出区域内的热量和湿气，可以有效改善医院建筑热环境及空气质量。
2．能源消耗高
医院建筑平均能源消耗（以下简称能耗）约为一般公共建筑的1.6～2倍。岭南地区医院的用电量总体情况为2～4 月份最低，6～9 月份最高，其变化趋势与室外气温的变化成正比例关系。
根据对岭南地区医院的能耗统计，医院的能耗主要集中在空调和照明。其中空调的用电量具有明显的季节性，与医院月用电量和室外气温的变化趋势相吻合，高峰期为5～9 月，正是岭南地区最热的几个月，其用电量接近当月医院总用电量的50%。另外，根据对岭南地区95家医院逐月空调使用情况的统计分析，该地区医院在夏季全部使用空调，在过渡季节空调的使用也较为普遍。空调的年用电量与空调的开启月数有密切关系，在过渡季节自然通风好的医院的门诊部、住院部等没有特殊温湿度要求的用房，可以少开甚至不开空调，年能耗较低； 相反，不能自然通风的医院则需要全年开启空调，能耗较高。
利于自然通风的医院整体布局设计
岭南地区属于典型的湿热气候区，通过合理的整体布局设计，引入夏季主导风以排出区域内的热量和湿气，是营造良好室外、室内热环境的重要手段。同时，良好的自然通风可以有效排出医院内产生的污浊空气，有利于保障医院内人员的健康。
1．选择风影区较小的建筑朝向
选择并确定适宜的建筑朝向是建筑整体布局首先要考虑的因素之一。岭南地区医院的朝向选择首先应尽量避免东西向，在夏季及过渡季节充分利用自然通风，并防止太阳辐射。在冬季应适当考虑防止冷风渗透，并使建筑获得足够的日照采光，尤其是医院的住院部和门诊部。
广东地区夏季主导风为东南风，冬季主导风为北风。当风向投射角为0˚，即风从正面吹向建筑物时，建筑背风面会产生很大的风影区。当建筑受风面与主导风成一定角度时，气流可以较顺利地进入建筑群内部，同时建筑的室内平均风速和气流分布也更好。 综合考虑太阳辐射和主导风向等因素，广州的最佳建筑朝向为南偏东15˚ 至南偏西5˚ 的范围内。在这个朝向范围内，夏季可以有效地利用自然通风，冬季可以利用北面建筑遮挡北向寒风。
2．选择适度开敞、引导通风的建筑形态
在医院建筑规划布局之初，应结合地方气候特点，把节能与营造良好的医院环境放在本位。在保证医疗功能联系紧密性及流线合理性的前提下，医院整体布局应适度开敞，以便有效引导自然风进入院区内部。
以广东省深圳市某新区800床医院设计方案为例，方案整体布局设计顺应用地形状，将科研办公区、住院区和院内生活区布置于夏季主导风向的上风向，整体布局形体舒展，利于通风； 门诊医技区形体紧凑，缩短医疗流线，节省用地，门诊楼和住院楼的建筑形体顺应夏季主导风向，可有效引导气流进入建筑群体内部。同时，将院区绿化庭院布置在地块东南角，夏季东南风在进入院区内部时先经过绿化水体降温，可有效改善院区内热环境状况。
（1）充分适应场地风环境现状在进行建筑布局设计前，首先应通过实测、数值模拟的方式对场地内的风环境进行分析，以此作为规划布局的科学依据。建筑场地内的风环境状况不仅取决于当地风速、风向情况，还会受到周边现有建筑及环境的显著影响。在广州某高校校医院方案设计中，通过对场地内的风环境状况的模拟分析，发现场地南部区域位于场地南面现有建筑的风影区内，由于东面建筑间的开口形成风通路，所以确定将新建建筑东面打开以引导风进入建筑内部的设计原则。
（2）避免超大进深的集中式建筑形式受医疗功能分区和交通流线组织的影响与制约，医院整体布局的形式主要分为梳式、院落式和集中式。梳式布局由多列条形建筑串通联系，由于建筑进深较小，利于形成平面风道。因四周墙壁的遮挡，院落式布局中的围合庭院空间受太阳辐射较少，加上植被、水体的蒸腾作用，庭院内空气温度较低，冷却的空气向庭院周边人群密集、温度较高的医院功能空间流动，形成通风。集中式布局则由于体量较大，难以进行自然通风，必须完全依赖空调系统，如深圳龙岗区某医院，其医护人员普遍认为工作环境的通风欠佳。
综上所述，梳式布局和院落式布局较有利于医院的自然通风，而集中式布局并不适用于岭南地区的医院建筑。
3．用于人流集散、交通联系等空间宜采用自然通风方式
岭南地区夏季气候炎热，医院内的人员就诊、住院、办公等主要使用空间需利用空调营造舒适的热环境。而医院街、连廊等辅助空间，由于人员不会长时间停留其中，对室内热环境的要求可相对降低。在医院布局设计中，应将用于人流集散、交通联系等的空间与主要使用空间相对分开，通过合理的布局设计营造良好的自然通风条件，实现在这类空间中不使用空调也能满足人员在其中的舒适性要求，同时又不会影响到主要使用空间的热环境目标。用于人流集散、交通联系等的空间在医院中所占的面积比例较大，减少这些空间的空调使用，可以显著降低医院运营过程中的空调能耗。
以香港大学深圳医院为例，医院街和连廊与主要使用空间相对分开，医院街采用开敞的形式与室外空间完全连通，并通过顶部的侧向开口实现良好的自然通风，因此医院街在医院运行过程中不需要使用空调。
利于自然通风的医院建筑设计
在医院的建筑单体设计层面，应基于建筑特征和气候特点，综合运用适宜的设计策略，在建筑内实现良好的自然通风。
为了在建筑内部实现良好的通风，医院建筑首先应选择单内廊式等对流通风较好、进深较小的平面布局方式，避免采用不能实现对流通风的双内廊式。在平面空间分布上，宜先保证主要使用空间的自然通风效果，将主要功能房间及候诊空间布置在夏季主导风向的迎风面，将辅助交通空间设置在背风面。
建筑平面设计中通风口的位置对室内风环境有着显著的影响，良好的风通路对建筑内自然通风状况有意义。首先应将进风口置于正压区，出风口置于负压区。进风口和出风口的距离不要太近，以增大风扫及的区域，并可以有效使室内平均风速加快。在广州某高校校医院平面设计方案中，通过对不同进出风口方案的室内风环境进行模拟分析，发现将建筑西面打开作为出风口，可以使整个候诊区域有良好的风环境，而建筑南面是否开口对区域内风环境影响不是很显著，因此可将建筑东面开口设计为进风口、西面开口设计为主要出风口。采用开口设计方案2 可以在建筑内形成合理的风通路，使建筑中部的候诊空间实现良好的自然通风。
2．利于热压通风的设计策略
热压通风是指由于室内外空气温度的差异和进出风口的高度差，室内外空气密度存在差异，从而形成冷热空气的交换而产生风。利用热压通风可以增强建筑的通风效果。
医院建筑可通过设置竖井空间，利用热压通风作用加强内部空间的通风换气效果，尤其当建筑进深较大时，设置竖井空间形成热压通风是改善内部空间通风效果的有效手段。竖井空间包括中庭、边庭、楼梯间、通风井等。 除了设置竖井空间改善医院内部空间通风效果外，在医院内的大厅、医院街等竖向空间顶部也应合理设置通风口以形成热压通风。番禺中心医院住院大厅及医院街顶部均通过设置通风口，在其中形成热压通风，有效改善了建筑空间的热环境状况。
3．利于通风的建筑构件设计
当房间朝向或开口位置不能很好地利用当地主导风向进行通风时，可设置一些不同形式的挡风板、挡风墙来改善通风效果。在广州某高校校医院设计方案中，通过建筑形体设计在建筑东面形成导风墙，将风有效地导入建筑内部。
在湿热地区，遮阳板不仅起到遮阳的作用，还可以通过调整遮阳板的形式及其在建筑外围护结构的位置来改变室内通风状况。例如，百叶可以改变风在进入房间后的方向（向上或者向下）； 窗户上的横向遮阳板可使风进入房间后向上流动； 当横向遮阳板和墙之间有空隙时，可使风进入房间后向下流动。
岭南地区具有夏长冬短、高温高湿的气候特征，特殊的气候特征给建筑室内热环境造成了较大的影响，该地区的医院建筑具有高能耗的特点。在医院整体布局设计和建筑设计层面，研究有利于自然通风的设计策略，在建筑内部实现良好的自然通风，可以有效改善室内热环境、降低建筑运营能耗、改善室内空气质量。
参考文献
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文/张春阳，华南理工大学建筑学院教授，亚热带建筑科学国家重点实验室
文/呙 俊，华南理工大学建筑学院博士研究生，亚热带建筑科学
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