医院建筑遮阳的优化设计

医院建筑遮阳的优化设计遮阳措施对建筑物的全年空调能耗的影响是非常显著的，这已被世界各国的工程实践和理论所证实，且得到了普遍的认可。所谓遮阳，从狭义上讲就是通过一定的技术手段和相应的模拟计算，以此为依据设置合理形式的遮阳板，使之与日照光线形成一定的角度，在夏天对强烈的太阳辐射起到一定的遮挡作用，同时又不影响冬季的采暖和日照需求，在做到降低建筑能耗的同时提高人居环境的热舒适性。传统的遮阳板计算方法普遍选择夏至日（6月22日）为计算时间参考点，并作为设计依据。在建筑遮阳设计时，往往只注重水平遮阳构件的设置，而忽略了建筑遮阳设计的地域性和气候带的影响。这种一概而论的设计方法，势必造成现有遮阳设计的片面性和不合理性。为此，我们运用DeST-h软件对上海市医院建筑传统的遮阳节能状况进行了模拟分析，从而找出传统设计中的不足，进而提出一种医院建筑高窗墙面积比下合理的遮阳方式。 遮阳板长度计算 为了考察医院建筑传统遮阳设计方法的合理性，我们以上海市（夏热冬冷地区）为例，计算了3月6月间不同时期水平遮阳板的尺寸，并就此种状况下某一建筑模型的全年能耗进行了模拟。不同日期水平遮阳板长度计算结果见表1。 建筑物能耗模拟对比研究 由表1可看出，对应不同日期的遮阳板长度不同，至于到底以何时作为遮阳板起算点更科学合理，更能有效降低建筑物夏季制冷的空调负荷，我们运用DeST-h能耗模拟分析软件进行了有关的模拟计算。 以上的模拟分析结果，不免让我们对传统遮阳设计的合理性提出了质疑。分析其原因，可能是由于长江以南的广大南方区域，太阳高度角较大，太阳垂直辐射量较大，因此单纯通过水平遮阳构件的设置来遮挡太阳光对室内的照射，从而减少太阳辐射热对室内能耗的影响，显然远远不够。此种情况下，下垫面对室内的辐射热才是引起建筑内部能耗增加的主要因素，因此，我们在面对医院建筑这种南向大窗墙比建筑时需要采用新思路和新方法。 建筑遮阳设计的新思路 在上海某医院南向病房设计中，为了满足充分的日照和采光需求，设计人员采用了大面积的开窗，但过大的窗墙面积比造成了医院病房空调能耗的升高。从上述论证模拟可以看出，单纯靠横向水平遮阳来降低室内能耗，显然效果欠缺。为此该医院南向设计采用了一种新的思路，在病房的南向设置了一个阳台，在充分利用空间的前提下，解决了大窗墙面积比情况下室内空调能耗过高的问题，分析其优点，主要有以下几个方面： 对于南方地区的医院建筑而言，夏季室内空调能耗主要来自于下垫面辐射热，而非单纯的太阳光照射，在南向采用阳台式设计，可以对室内起到一定的缓冲作用，从广义上讲，阳台起到了一定的隔热间层作用，可有效减少夏季医院建筑的空调能耗； 对于夏热冬冷地区来说，冬季日照采暖也尤为重要，采用阳台前置的设计手法，在冬季太阳高度角较低的情况下，可有效引入太阳光，充分蓄积太阳热量，形成小区域太阳房，在室内空间和室外空间形成一定的缓冲层，有效避免室外冷空气对室内环境的冲击，能更好维持室内气温的稳定与舒适； 前置阳台设计将医院病房内的一些盥洗、马桶等功能空间外置，能保持其具有良好的通风效果，对医院的卫生保证更为有利。 因此，对于南方地区的医院建筑而言，阳台南向前置设计，从建筑节能、舒适角度而言值得建筑师们借鉴。 启示 医院建筑由于其健康、舒适方面的要求，往往采用大开窗设计，夏季防热和冬季保温对于降低建筑空调能耗来说显得更为重要；对于低纬度地区，由于夏季太阳高度角较高，南窗不需要特别设置遮阳，室内热量主要来自于下垫面的辐射热，重点要加强建筑物围护结构的防热工作；建筑遮阳是一个系统化的工作，需要建筑设计的各个方面、各个部门进行通力合作，要大胆采用新手法、新思路，打破传统思想，这样才能更好地达到节能降耗的目的。