循证设计支持下的可持续医疗建筑设计

摘 要：循证设计是以科学研究和量化数据为基础的设计方法；可持续设计是在建筑的全生命周期内,保持最小环境负荷,和最大效益的建筑设计方法.循证设计能够为可持续设计提供可信的设计依据,提高建筑表现成效,并减小实施阻力,两种设计方法相结合是未来建筑设计的趋势.本文以医疗建筑为研究对象,医疗建筑与人类的生存、健康关系密切,对环境质量要求高,对环境影响大,因此保持医疗建筑与环境的平衡十分重要.本文分析了循证设计思想指导下的可持续医疗建筑设计优势和方法,并结合具体案例分析其在实践中的应用.

关 键 词：循证设计；可持续设计；医疗建筑

中图分类号：TU246.1+8

文献标识码：A

文章编号：1008-0422（2014）02-0088-02

1.前言

工业革命带来的先进生产力和高速发展要求使人类开始了对地球资源的掠夺,随着环境逐渐恶化,人们意识到可持续发展的重要性.可持续建筑以可持续发展理念为基础,追求建筑、环境、社会、人类的和谐.对于医疗建筑来说,保证建筑的可持续性更为重要.首先,医院内患者的身体素质较普通人更为脆弱,更需要有助于康复的良好环境.其次,为了保证舒适的室内环境,维持各类医疗护理器械的运行,其能耗比普通建筑更多.并且,医疗建筑中的药品,消毒剂,清洁剂等对环境质量影响更大.因此,可持续设计对于医疗建筑如何促进患者康复,提高建筑环境质量,并降低自身对环境的影响等是十分有意义的.

2.循证设计与可持续设计

循证设计（Evidence-BasedDesign）是一种建立在循证医学和环境心理学的基础之上的研究方法,“循”的意思是遵循,依照,“证”的意思是证据,数据,即以行业内最可靠的科学研究方法和统计数据作为设计依据,并通过设计师、开发商、使用者等多方面的互动,寻找优化建筑表现的途径,提出某项建筑设计措施对使用者的行为、组织的效率、经济的效益等方面能够产生积极影响的设计方法,并提供信息平台和同行对研究成果分享和讨论.循证设计在医疗建筑中应用最早而且最广泛.

可持续设计目前也是循证设计领域的热点话题之一.可持续设计的发展存在着多重阻力,因为人们害怕改变,害怕成果的不确定,和害怕过高的成本.在建筑设计中的可持续设计通常被认为是额外的预算,或增加的计划,是不必要的,复杂的,空想的,或者与科学技术进步是相矛盾的.这些对可持续设计的抵抗正成为了我们需要循证设计的原因,因为确凿的证据可以帮助可持续设计方案被人们接受.循证设计是可持续设计的根基,两种设计方式是共生的.

3.可持续医疗建筑的优势

短期来看,可持续的建筑环境设计能够缓解建筑环境对人身体健康带来的不利影响.长期来看,它能够创造出在身体,心理和精神方面都对使用者有益的环境.对医疗建筑来说,在减少环境对建筑不利影响的同时,也要减少建筑对环境的污染.具体来说是能够帮助减少医院对周边社区的潜在负面健康影响.可持续的医疗设施和它的使用者的具体利益之间是互相关联的,它能够提高病人治疗效果,提高病人和员工安全,满意度,建立更好的社会形象,更能节约成本,和增加工作效率.

4.可持续设计要素和策略

4.1室内空气质量

医疗建筑中的患者和工作人员都长时间在室内活动.室内空气充斥着来自建材和清洁剂的挥发性有机化合物（VOC）,来自阻燃剂、杀虫剂、增塑剂的半挥发性有机化合物（SVOC）,来自霉菌的微生物和微生物挥发性有机化合物,无机化学物质,和颗粒物质,它们都对健康产生了威胁.保证良好的室内空气质量应考虑如下四个设计原则.

源头控制：选择低VOC的材料和低挥发性材料,减少室内空气中的化学品浓度.

通风设计：在室外空气质量良好的地区可以考虑自然通风,但是室外空气质量较低的地区应进行机械通风,并重点考虑空气过滤,通风率选择和加湿控制.

建筑和室内空气质量调试：建筑调试（Commissioning）是指对机械和电气系统测试和评估的过程,以保证他们安装正常且工作高效.建筑调试有助于不断微调建筑,并捕捉空气质量和工作效率的不足.

建筑维护：机械系统的维护（如更换过滤器）和对环保清洁产品的使用能够更好的保护建筑,而且能从长远角度上提高室内空气质量和使用者健康.

4.2材料和资源

建筑的设计、施工和运营过程,会使用大量的材料,并产生大量的副产品和废物.在设计建筑时考虑材料和资源的种类,能够减少材料生命周期内的对环境造成的影响.

选择建筑的材质的标准通常包括、美观、耐用和维护,但是人们往往忽略了材料生命周期内对环境和人造成的影响.尽管对所有材料进行全生命周期分析是很困难的,但是有些问题是不能被忽视的,例如材料对室内空气质量的影响,和材料的耐用程度.耐用和易维护的材料可以减少废物的产生,减少更换材料和维护材料的不必要花费.环保材料的推荐和选择应该加入到建筑规划的过程中,这样就可以使建筑的使用者和自然环境受益.

4.3日光照明策略

利用自然采光减小了白天对灯光的需要,能够节能,节约成本,并可以提高使用者的精神状态.如果能对日光控制得当,并配合以良好的视野和眩光控制,它将是可持续建筑的最重要部分.

越来越多的证据表明,日光照明的室内环境对健康有积极的影响.根据西英格兰大学RichardHobday的研究,日光可以帮助控制疾病,因为细菌和病毒能受到日光的控制.在医院中的院内获得疾病,如耐药的金葡萄球菌已经成为造成死亡的重要原因.有自然光照的医院病房被证明会产生更少的细菌相关的疾病.

阳光也可以帮助预防维生素D缺乏,因为人类90%的维生素D都来自阳光,以室内生活为主的人接触更少的阳光,后果是免疫系统的虚弱.阳光也可以帮助预防临床抑郁症,使它成为有价值的治疗过程的一部分.4.4和自然环境的接触

研究证明,无论是病人还是普通人,在看见自然环境的同时能在5分钟以内显著减轻压力,还能改善情绪和发生生理变化如血压和心率的降低.另外的研究发现,延长接触自然景色的时间不仅能使病人镇定,而且对医疗成果有更深远的影响.例如,一项手术病人研究表明,床边窗户有自然景色的病人比窗户对着砖墙的病人更容易康复.自然环境能提高医疗质量,因此康复花园、绿色屋顶等的设计在医疗建筑中越来越流行.在医疗建筑中的环境要素（自然材料或植物）或自然形状和形式（植物图案）也能够帮助提高医疗表现,如减少病痛.

5.可持续医疗建筑设计案例――Providence癌症中心

Providence癌症中心位于美国俄勒冈州波特兰市,由ZimmerGunsulFrascaArchitects建筑事务所设计,运用了循证设计支持下的可持续设计方法.该项目是一座11层,45,700m.的建筑,包括诊断、治疗、研究、和康复怎么写作.建筑包括240个新的病人床位,21间手术室等.

基于已有的循证设计成果,ZimmerGunsulFrasca和俄勒冈大学建筑学院的建筑能耗实验室建立了联合研究项目,研究如何优化病房的自然采光设计,提高病人的康复状况并减少建筑的能耗.这项研究做了如下建议：

设计小进深的房间,能够使阳光在房间分布更均匀.Providence癌症中心的房间很大,并接近正方形,保证外墙和窗户的面积最大化,和阳光穿透的最大化.

窗户的玻璃理想情况下应该是低热阻的,低太阳得热系数的,和高可见光透射率的.Providence的窗户达到了这些标准,满足了在提供足够自然光的同时不会带来过高的建筑得热和眩光.

建筑应和自然增加接触.美国西北部的自然特征,主题色彩,自然材料都体现在了Providence的室内设计,艺术品,和寻路系统中.户外花园,庭院也用来增加建筑同自然的联系.

这项研究在Providence癌症中心得到了成功应用.自然采光措施和灯光控制系统使白天的采光能耗减少87%,减少灯具的产热,因此降低了建筑的制冷负荷和对空调系统的需求量.（见图1-图3）

6.结语

基于循证设计的可持续设计已经在欧美建筑界得到认同,并已成功应用于医疗建筑之外的众多领域.对于我国来说,可持续发展是国家的重要发展战略,建筑可持续设计也是其中一项重点工作.循证设计依赖科学的研究方法和量化的研究成果,能够证明可持续设计的实际成效,为设计师提供设计依据,有助于更多可持续措施的探索,创新和发展,应得到我国建筑师、学者、政府、开发商的重视,并建立合作机制,共同探索出适合我国国情的循证可持续设计方法.