解读2013年台达杯国际太阳能设计竞赛获一等奖作品

解读2013年台达杯国际太阳能设计

竞赛获一等奖作品

一．作品背景描述

1. 项目背景

青岛市海慈医疗集团是山东省首家集医疗、预防、科研、教学以及保健、康复为一体的公立大型综合医院集团,由青岛市海慈医院、青岛市中医医院、青岛市黄海医院三所医院组成。拥有职工1600余人，开放床位1000余张，年门诊量70万余人次，年出院病人2.3万余人次。集团拥有博士、硕士200余名，各类高级卫生专业技术人员220余名，市、区局级专业技术拔尖人才8名。

基地位于青岛市四方区与市北区的交界。东临威海路、鞍山路、与人民路的交叉口，北靠鞍山路高架桥、南临海泊河（市内河）、西侧为占地22.7万平方米的青岛市文化公园。交通便利、沿河和公园景观环境优美。

2. 基础设施

基地内基础设施完备，已建有市政自来水、排水、雨水、天然气、供电及通讯系统。

3. 设计要求

青岛市海慈医院共4栋主体建筑，A座、B座、C座、D座，还有其他一些临时建筑分布在院内，其中A座位为2011年新建的综合楼主体建筑17层、裙房为3层、局部5层；B座为原门诊医技楼（6层）；C座、D座为病房楼（C 座7层、D座6层）。（如图1）

2011年新启用综合楼中涵盖了门诊、医技、病房、办公等，已完全替代B 座的功能。为避免B座闲置，需要对其进行功能更新和改造。C座、D座病房楼分别为上世纪80年代和90年代所建，虽然在2000年作用进行过一次改造，但内部设施仍不能满足使用要求，病房内无热水、无机械通风装置，C座无外墙保温措施，室内无卫生间，卫生条件差；D座外窗为铝合金单玻外窗，热量散失很大。

基于以上现状，设定以下竞赛条件：

（1）、保持现有A座现状不变。

（2）、B座改造为城市老年人康复中心。要求改造后的建筑应充分应用主、被动太阳能建筑技术，尽量减少常规能源消耗。

（3）、C、D座改造后仍为病房楼。要求外围护结构满足公共建筑节能设计标准，添加新风系统和热水系统，满足室内空气环境及就医人员使用的要求。

（4）、改造后的建筑立面应符合医疗建筑形象。

（5）、基地周边环境较复杂，交通噪音较大，设计中应采取降低噪音的相关措施。

二．作品使用的技术手段（如图2）

1. 屋顶真空热收集管，雨水收集系统

收集屋顶干净的雨水，进行过滤，储存，回用等过程，同时，由于充足日照，利用太阳辐射和真空热收集管，可以加热雨水，给予建筑内部提供热水，达到节能减排，绿色环保的作用。

2. 光伏板发电

屋顶设置的光伏板可利用充足的日照进行发电，提供额外用电。

3. 屋顶绿化

通过对屋顶设计种植屋面，在增加绿化面积的同时，可以起到防水，保温，隔热和生态环保的作用，也可给予人们一个新的体验空间。

4. 阳台绿化，中庭绿化

起到一定程度的遮阳作用，并能够加强室内外冷热空气的对流，有效促进室内外空气的流通。并且给老人生机勃勃的景象，点缀其休闲娱乐和交流的空间，净化空气。

5. 薄膜太阳能电池

立面上采用了薄膜太阳能电池代替建筑玻璃作为玻璃幕墙，充分吸收太阳能转换成电能，实现建筑物本身的能源自给，零污染，零消耗，对于今天提倡的开发和利用新能源，实现节能减排，建筑资源节约型、环境友好型的自然生态及和谐社会具有十分重要的意义。

6. 双层玻璃窗

室内窗户采用双层玻璃窗结构，由于中间的中空结构，可以有效起到保暖防寒的作用，节省了冬季取暖和夏季制冷的费用，又能减少碳排放保护地球，同时还能一定程度的隔绝噪音，契合了环保的主题。

7. 穿孔板

金属穿孔板是一种降低噪音兼有装饰作用的新产品，材质轻，耐高温，耐腐蚀，防火，防潮，防震，造型美观，装饰效果好。

8. 室外墙面吸声材料

在临近马路一侧

的外立面用吸声材料

很好的过滤噪声，降

低噪声干燥，提供病

人一个安静的场所。

三．绿色技术与建筑

设计的结合

1. 充分利用充足的

日照条件。

建筑整体的改造设计上充分利用了青岛

日照充足的地理环境优势，通过软件分

析得出建筑整体的日照时长分析图，利

用建筑不同部分日照时长的不同，加以

不同方式的改造，尽可能最大化的利用

太阳辐射，达到节能的效果。具体做法

分为以下三个方面：

（1）在建筑屋顶日照时长过长区设置了

光伏板，利用光伏板提供额外的用电。

由于日照时长长，太阳辐射量充足，使

得光伏板可以产生更多的电量，供给建

筑用电。

（2）在建筑屋顶日照时长适宜区设置

真空的热收集管，对雨水收集的同时，

加热收集和过滤后的雨水，为建筑提供

热水，减少碳量排放。

（3）在建筑日照时长较短区设计了巨大的开窗尺寸，尽可能的采集大量的光线，满足人们的日常使用。

2. 建筑立面采用可调节式窗户，针对不同季节，一天的不同时刻起到保暖防寒的作用。

建筑的东南立面采用可调节式窗户设置，在春秋两季，温度适中之时，可将窗户调节成半开模式，既可以加强建筑内部空气对流，又可改善原本建筑通风差等缺点；在夏季，温度较高之时，可将窗户调节成全开模式，加大建筑的通风口和空气湿度，使人们不至于感到过分炎热；在寒冷的冬季，温度较低之时，可将窗户调节成全关闭模式，阻挡寒风进入，减少空气湿度，同时是降低了室内供暖系统的消耗，提高其利用率。

窗户打开形式也可以按照工作日和节假日来进行调节。在工作日，建筑内部来往人流较大，可按上述方式进行调节。在节假日，建筑内部人流量相对而言大大减少，因此，可根据时间段的不同，进行适当的调节。

3. 阳光中庭等公共空间的营造，给老人们提供一个亲近自然的有氧空间。

建筑内部改造设计出了一定数量的中庭空间，交流空间以及阳台等公共空间，并在这些公共空间中采用绿色种植技术，种植一定数量的植物，净化空气的同时，增加了空间的美感。开阔的中庭，平台等给予老人们更多相互交流，休闲娱乐的空间的选择，同时也加强了空气的流通，一定程度上体现了被动式太阳能技术。（如图3，图4）

整个方案设计的亮点在于立面上采用了主动式太阳能系统与遮阳构件相结合的技术手法，改变建筑原本存在的弊端的同时，减少了能源的损耗。充分利用了自然环境和地理优势。此外，改方案在不改变原有建筑结构的同时，对建筑内部空间和功能分区进行适当的改变和规划，满足了设计任务书的要求，也契合本次太阳能设计竞赛的主题，值得我们学习。