健康光环境在医疗领域的技术...院高铁新城院区室内设计为例_张继.pdf

202023 No.1健康光环境在医疗领域的技术分析与实践探索以西安市红会医院高铁新城院区室内设计为例Technical Analysis and Practical Exploration of Healthy Light Environment in Medical Field：Taking Interior Design of Xian Honghui Hospital High Speed Railway New District as an Example张继 张明杰 ZHANG Ji ZHANG Mingjie摘要以“大绿色观”为背景及健康光环境为切入点，介绍健康光环境设计在西安市红会医院高铁新城院区项目中的应用，总结健康光环境在医疗领域的五大价值体现，即健康舒适、节能减排、安全耐久、智能智慧、专业疗愈，为推动健康医疗光环境建设提供参考。关键词室内设计；光环境；医疗建筑；照明设计0引言光与火是人类文明进步的象征，从古代的刀耕火种到近代的油灯火烛再到现代的灯光璀璨，光源的更新迭代帮助人类驱散了黑暗，迎接了光明。如今照明LED色光技术逐渐取代了传统白炽灯，成为照明的主流，既是照明技术的应用发展，又是人类对光环境、光性能的追求与探索。美国2014年10月发布了WELL（WELLBuildingStandard）健康建筑环境认证体系，其七大标准包括空气、水、营养、光线、健康、舒适和精神。WELL的光概念提倡人接触光，旨在营造最利于视觉、心理和生理健康的光环境。而我国于2017年1月发布实施的T/ASC022016健康建筑评价标准也将“健康光环境”纳入“空气、水、舒适、健身、人文、服务”六类指标中，综合评价“健康建筑环境”。健康舒适的光环境是人类共同的追求目标，在诸多照明类别中，医疗建筑照明最特殊，因为其专业领域的特殊性，除需满足办公、休息、综合服务的日常属性外，还需对手术、康养病房、氛围色彩、精神营造等特殊需求提供技术支撑，从而营造明亮舒适的环境，舒缓病人的不良情绪，为治疗带来积极效果，保证医务工作者高效工作，缓解医护人员的身心疲劳。1项目概况西安市红会医院高铁新城院区（以下简称“红会医院”）位于西安市经开区，项目整体净用地面积约20.94hm2，是目前西安市规模最大、床位最多、投资最大的医院项目。项目建成后预计可提供床位3000张，将聚焦打造“西北骨科航母”，为市民提供更加便捷、优质的医疗服务，有效缓解“看病难”问题（见图1）。目前项目形象进度为项目一期处于装饰面层及灯具开关等末端点位安装阶段，装饰装修施工即将收尾；二期正在进行二次结构砌体施工（见图2）。张继中国建筑标准设计研究院有限公司建筑环境艺术设计研究中心资深设计师，工程师张明杰中国建筑标准设计研究院有限公司建筑环境艺术设计研究中心主任，教授级高级工程师AbstractUnder the background of“overall green design con-cept”and taking healthy light environment is the en-try point,the application of healthy light environment design in Xian honghui hospital high speed railway new district project are introduced,and five values of healthy light environment in the medical field are summarized in this paper,including health and comfort,energy-saving and emission reduction,safe and durable,intelligence and wisdom,professional healing,the design results can provide references to healthy light environment construction.Keywordsinterior design;light environment;medical buildings;lighting design2健康舒适光线通过视网膜中的光感受器感知光线，与视觉感知相连。眼睛和光相互作用是视觉体验和生命体验的前提，也是人类感知世界的重要桥梁。光线照射会刺激人的昼夜节律系统。昼夜节律系统调节整个身体组织和器官的生理节律。昼夜节律通过不同的环境信号与自然的昼夜周期同步，光线是主要信号，夜间暴露于明亮的光线会导致昼夜节律紊乱，给健康带来负面影响。光、色彩与空间共同形成的视觉环境传递着情感语言，光环境的变化将引起人们对空间感、视觉清晰度、隐私、愉悦感、放松感、复杂性的不同反应。光与色彩产生的视知觉影响常用以营造空间情境和氛围，从而调动情绪并引起特定的心理感受。研究表明，光照对个人情绪有影响，同时与健康直接相关，如严重抑郁症患者和心脏病恢复期患者的房间窗户面向日照，比窗户面向建筑物或其他障碍物的恢复时间短。专题/SpecialTopic212023 No.112整体效果建设现状住院大厅设计效果123结合自然光和灯光的照明策略，注重人的健康及对视敏度和舒适性的传统要求，可营造出更加健康高效的工作环境。因此医疗建筑可借助玻璃幕墙及自动化遮阳与调光控制系统，协调自然采光与人工照明的比例，为室内照明系统提供更加科学的基础条件。红会医院的玻璃幕墙根据建筑外观要求、地区太阳直射较大等因素进行差异化设计，建筑内部光线的强弱也可根据环境温度的变化进行调整，并应用节能保温隔热的幕墙设计方案，满足整体建筑外观美化遮阳、节能采光通风等多元化应用需要，为营造健康的光环境提供基础保障（见图3）。3节能减排应对当前世界复杂的经济与环境局势，党中央提出2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”的“双碳”目标。“双碳”目标既是社会经济体系的综合改革又是各行业绿色发展的契机，设计行业内的节能环保策略更是重中之重。3222023 No.1西安夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。对于夏冬两季的制冷供暖而言，通过采用玻璃幕墙合理利用自然采光及通风，辅以先进的隔热、保温遮阳技术，一方面可减少白天建筑照明光源的消耗；另一方面可有效降低建筑供暖、制冷所需电力需求和因发电产生的污染，与健康绿色建筑的宗旨相契合。除合理利用自然光资源外，配合专业的照明设计及设备，如LED光源的升级、先进灯具的应用、集成吊顶灯具的普及及照度计算模拟控制等，也能为项目照明系统提供保障（见图4，5）。由此既可满足照明需求，又能有效节省电力，控制成本，提升效能。本项目在提升光环境、有效实现节能减排等方面的设计手段主要体现如下。1）合理设计建筑平面与房间朝向，为绝大多数用房争取理想的自然采光条件，尽量减少人工能源负荷。2）门诊中庭顶部通过天窗及侧窗采光改善中庭周围诊室的采光条件，利用高侧窗组织中庭通风，适当控制顶光面积，采用镜面中空玻璃等技术措施，防止热辐射，降低能耗。3）建筑南侧和西侧采用外遮阳构件。4）通过专业的照度模拟计算及灯具设计提供最具性价比的照明方案。4安全耐久据统计，传统医院大多整体照明环境相对落后，原因主要包括：建院时间早、灯具选型不合理、院方缺乏对健康照明的重视等；国内照明环境标准不完善；照明产品质量良莠不齐。针对当前医疗界对健康照明环45VIP急诊大厅设计草图VIP急诊大厅设计效果45境认知不足的问题，此次借助西安红会医院项目的契机，以及业界高水准的照明顾问团队的鼎力支持，使项目整体的光环境达到“适时、适光、适人”的高品质要求。1）色彩质量要求显色指数Ra95，色容差3SDCM，达到自然光效果。2）控制蓝光危害蓝光（HEV）是一种高能量可见光，可直接穿透角膜和晶状体，直达黄斑区，加速黄斑区细胞氧化，可对视网膜造成光化学损害。该项目选择的光源严232023 No.1格控制蓝光输出，达到RG0（豁免级）。3）光源选择 光源需满足显色性、色温、启动时间等要求，根据光源、电器效率、寿命及价格进行综合分析比较，选择易启动、高光效、无频闪、长寿命、节能系数高、Ra80、色温为4000K左右的光源。4）灯具选择 选择安全可靠、经久耐用、不易老化、使用寿命长的灯具。5智能智慧医院是高耗能的基础服务单位，加之部门众多、功能各异，因此照明种类体系繁杂。传统照明及控制体系存在弊端，使其在具体操作和使用过程中不可避免地造成高能耗现象。借助新项目院区的建立，配合智能照明系统的智能化控制系统应运而生（见图6，7）。智能控制系统着重考虑光照的节律及情绪调节效应，根据不同的时间段提供不同的光照模式。公共区域的照明系统采用分区、定时、感应等节能控制；采光区域的照明控制独立于其他区域，针对不同区域或职能部门的需求，如医疗区、就诊区、等候区结合使用者要求分批、分时控制，从而给用户更方便、智能化的照明体验。照明设计应与先进的智慧照明相结合，定制更具品质、更便捷的服务操控感受，如云端智能控制、自动能耗监测、智慧灯光调节、协调区域电压等更具人性化的操作控制系统。6专业疗愈从创新设计入手，在创新设计、创新技术和产业创新3个维度，为项目提供涵盖照明规划、建筑照明、景观照明的照明设计整体解决方案，并提供照明规划设计、技术咨询、系统集成、EPC、PPP等照明产业链全过程服务。结合医疗灯具厂家技术优势，对医院各功能分区进行分析并推荐针对性照明方案，打造健康绿色光环境。6.1公共大厅照明公共大厅是医院人员流动最频繁的中枢空间，该项目公共大厅采用建筑中庭形式的照明，应以LED筒灯或面板灯为主，合理处理自然光与人工照明的平稳转换，以自然光为主、人工照明为辅，做好智能控制，照度控制在200300lx，色温控制在4000K左右，防止中庭周围回廊照度太低，明暗差距太大，如图8所示。6789智能照明系统功能智能照明控制系统公共大厅照明设计放射室照明设计6789手机个人计算机因特网局域网智能中控主机智能触摸开关便携网关遥控器手机/平板6.2取药房、挂号室及就诊室照明取药房的药品储存柜、旋转取药架的照度为500lx，取药窗口等部位应设置局部工作照明灯，工作照明灯宜采用下反射型壁灯或顶灯方式，避免使用台灯。病案室的照明灯具应与病案架同方向排列布置。6.3放射室照明放射室设备易给病人造成压抑感，因此在照明设计时应尽量营造舒适、轻松的氛围。除工作照明外，还应附加一些装饰性照明，如壁灯等（见图9）。照明设备统一管理监测自然光源的充分利用光环境场景的智能转换全自动调光调色照度的一致性242023 No.11011121313a13b13c就诊室照明设计手术室照明设计病房照明设计附属区域照明设计电梯厅餐厅走廊地下停车场1011121313a13b13c123X光检查室照明应满足机器维修、调试时所需要的照度，建议照度值为200lx左右。透视检查时室内不需要太高的照度，可根据需要进行有级或无级调光控制，使病人在视觉上有明暗适应的过程。X射线诊断室、加速器治疗室、核医学科扫描室等房间应设置防止误进入的LED红色信号灯标志，其电源信号应与机组连通。放射线室灯具一般在设备四周均匀布置，并应避免造成眩光。6.4就诊室照明就诊室对照明没有特殊要求，建议室内照度值为300lx左右（见图10）。诊室的检查治疗设备一般均配备局部工作照明灯，因此诊室内每个诊位处应设置23个供检查治疗仪器使用的插座。6.5手术室照明手术室一般无窗且为工作持续时间长、操作精细的空间，照明必须考虑减轻医护人员疲劳的问题，所以照明质量及照度要求较高，一般照明的水平照度为750lx，显色指数Ra90，垂直照度不低于水平照度的1/2。手术台是手术室照明的核心，其手术部位的照度应在10000lx以上，采用专用手术无影灯，一般由医务专业人员与设计人员共同研究确定（见图11）。6.6病房照明1）设置治疗和护理用的照明灯光不应对病人产生眩光。2）设置地脚夜灯，一般距地面0.30.5m，供夜间医护人员查房护理或病人夜间使用，光源应采用白光LED。3）设置局部照明灯，应采用“一床一灯”的方式，灯具一般安装在病人床头上方，距地面1.41.6m。电源宜为低压电源，若采用交流220V电源时，接地应可靠，配电线路应设置漏电保护装置。4）病房顶灯不宜安装在病床正上方，以免产生眩光。病床单侧排列的病室，在护理通道上方设置顶灯（见图12）。5）重症病监护室应在病床一侧增设活动检查灯，一般采用伸缩式或摇臂式壁灯，灯臂长1.01.5m。当设置闭路电视监视系统时，灯光照度应满足闭路电视摄像要求。6.7特殊场所照明为保证医疗环境安全卫生，对人群密集的特殊场所进行日常消杀必不可少。UVC-LED紫外照明配合紫外线循环风式空气消毒器能有效保证医院类场所的频繁消毒，优化空气环境质量，从源头筑牢疫情“防护墙”，切实保障人员生命安全和身体健康。6.8附属区域照明电梯厅、走廊、停车场等功能区域照度在满足GB 500342013建筑照明设计标准的前提下，结合设计方案具体布置灯具，如图13所示。7结语在差异化竞争的当下，医院领域既肩负着救死扶伤、康养康复的行业使命，又承担着响应政策、节能降耗的社会责任。本文从健康绿色光环境的角度，进行相应的技术总结，在“双碳”“大绿色观”的背景下希望能为医疗建筑光环境营造提供参考。参考文献李虹.现代医院照明设计分析 J.硅谷，2015，8（2）：176，183.中国建筑科学研究院有限公司.建筑照明设计标准：GB 500342013S.北京：中国建筑工业出版社，2013.黄海铃.浅谈三甲医院内科综合病房楼的电气设计 J.福建建筑，2015（4）：99-102.