醫療建築的自然光環境設計

對於醫院建築而言，合理組織不同功能空間的自然光，創造有益於醫務人員與患者身心健康的光環境是非常重要的。醫院要儘量利用自然光，以擴大人們的心理空間，滿足患者接近陽光、接近大自然、儘快恢復健康的願望。

中庭、內院、天井的自然採光運用

現今的醫療建築呈兩個發展趨勢，一個是高空集中化，另外一個是低層村落化，兩者同時面臨的採光問題都可以通過中庭、內院和天井採光的方式解決。

中庭採光

對於高層建築的醫院而言，中庭的存在不止解決了採光的問題，同時也打破了高層醫院的冰冷形象，改善了環境，得到了明亮、開闊、有陽光進入的空間。由於晝光會隨時間和氣候發生變化，光的數量和反射方向也不固定，使得中庭成為室內外之間的緩衝和灰色地帶，是人們被建築隔離後對自然的迴歸，為患者及醫護人員以及探訪者帶來輕鬆愉快的心境。

中庭分為5種類型：温室型、兩面型、三面型、四面型和線型。採用不同類型的中庭形式，採光方式也各不相同。

温室型和兩面型。這兩種類型的中庭是附加在主體建築之上，在醫療建築中多作為門廳部分。在自然光采光設計中，温室型和兩面型中庭的自然光采光方式是以直射光為主，看到光直射下的明亮牆壁，會使人因為直射光的存在而快樂，同時受到直射的區域也會引起使用者視覺上的不適。因此，這一類型的中庭需要關注的是適當的遮陽和折射設備，例如重慶大坪醫院的門診大廳，設計採用兩面型中庭，空間高朗明亮，在遮陽和折射方面利用頂部的結構所形成的柵格使得射入光線折射成漫反射，以此獲得柔和的室內效果。

四面型。中庭部分被建築物包圍着，也可以稱為中間的空腔。某種程度上，它的效果和天井有異曲同工之處，多作為綜合門診的休息等候和綜合部分。

四面型中庭的自然光采光設計上，相對來説，其內部接受陽光直射的部分比較少，大部分為反射和折射光，因此需要在適當的位置根據季節和時間設置反射裝置和具有擴散性的透光裝置，以形成柔和舒適的光環境。例如北京兒童醫院門診大廳，採用四面型中庭進行自然採光，利用中庭頂部的結構構件和磨砂玻璃，形成豐富的光影變化，創造出寬敞明亮、視線流暢的公共空間，不同的樓層產生不同的空間變化，不但強調了公共空間的開放性，更有助於消除兒童的心理壓力，改善心境。

線型中庭。它是在建築物之間進行連接的中庭方式，適用於目前流行的“醫院街”形式的醫院，這類空間形式是以線型空間為紐帶，走廊成為建築中最主要的交通空間。這類空間組織方式具有較靈活的佈置方法，因而適合於不同地區、不同規模的醫院，具有較廣泛的適用性。線型中庭的自然採光相對其它形式而言，直射光量很小，主要是通過光線在側牆的反射和漫反射對中庭內部實行採光，設計時需要注意側牆的材質適宜使用較為粗糙的、形成漫反射的材質；在中庭形狀比例細長的情況下，底部光線照度較弱，需要根據實際情況在地面設計一定的輔助人工照明；適當的情況下，可以考慮使用一些輔助裝置加大光線的反射和散射。例如番禺中心醫院，以街式中庭解決建築本身大體量的採光問題和醫院複雜交通的問題。同時，在門診部分設置天井以滿足採光要求。

三面型。是由其形狀得來，是建築物各種採光口形式的加強版，將附加、包圍、連接在此基礎上加強，就會得到三面型。三面型在醫療建築中的運用多為門廳和門診部分，可以得到通高並且空間明亮舒適的門廳空間，同時也為門診的走廊和診室提供良好的光線。三面型中庭的開口方向如果非北向，則光線為直射進入室內，易引起光線不均勻，可能有眩光的問題，因此需要運用漫反射材質對光線進行分散，還要注意遮陽。

天井與內院

主要運用於高層醫院建築中，天然光在天井中來回反射形成擴散光場，並通過調節天井表面的吸光係數和建築構造尺寸，控制其採光係數，最終得到滿意的採光環境。

相對天井而言，內院空間更大，除了解決採光問題，還可以佈置景觀空間作為等候區的延伸和患者活動的場所。當醫院用房緊張時，還可以用來擴建病房。因此，內院在醫療建築中的使用率相當高。英國劍橋大學馬丁研究中心的大量建築實例研究表明：隨着內院高度的增加，到達相鄰空間直射光線的進深迅速減少。因此，為保證內院的相鄰空間能獲得足夠的天然採光，內院高寬比例的最大值是3∶1，在這個範圍之內，內院的相鄰空間就能得到足夠的照度。

窗的運用

側窗採光是用建築物周邊的窗户讓光線透入的採光方式。側窗的有效採光範圍為窗高的3～5倍。影響房間橫向採光均勻性的主要因素是窗間牆。窗間牆越寬，橫向均勻性越差。在側窗採光的方式下，能引入日光的多少很大程度上取決於建築物的朝向。將建築物較長的一面向着南面和北面可加大日光的利用。而減低東朝向和西朝向的窗户面積，可防止大量陽光直接進入建築物，減少眩光的產生。

醫療建築側窗的形式通常做成長方形，隨着時代的發展和進步，側窗己經不僅是以往單調的窗扇形式，還包括幕牆、落地窗、轉角窗以及高側窗等等這一系列從建築周邊採光的.窗扇形式。側窗作為建築的主要自然採光方式，運用於醫療建築的不同功能部分，強調不同的使用要點。

門診

門診部分的房間多用於診療，因此其側窗的重點是滿足醫療診室的工作照度，便於醫生清晰明確的判斷患者的病情。

走廊

早期建成的醫療建築走廊多為內廊式，只有兩頭開窗，與其説是採光，不如説是滿足通風需要。隨着醫院建築的人性化設計展開，走廊空間和功能的拓寬，走廊的自然採光也逐步開始使用，走廊上的側窗在有可能的情況下兼顧滿足採光和觀景兩重要求。

病房

側窗。病房的側窗起到的作用不僅是採光，同時也是患者瞭解外界環境的窗口，患者通過窗户感知並且和外界交流。為了達到良好的採光和視覺效果，側窗採光口的位置、尺寸及材質尤為重要。

試驗表明，隨着窗户設置高度的提高，進入室內進深處的照度也會增加，有利於改善整個房間照度分佈的均勻性。但是如果窗户的位置太高，患者則無法與外界進行交流。新的技術下，有一些病房直接採用幕牆、轉角窗和落地窗，配合一定的遮陽設計，以獲得更好的視野和光環境效果。

為了使病房的天然採光達到最大效果，同時又要減少眩光的產生，一種比較好的做法是將觀景部分和採光部分的玻璃分隔開。要達到這個目的，用作採光的玻璃應儘量靠近天花板，使日光能從天花板反射到房間內部。也可以採用輕型折光板，把窗户分為上下兩部分的同時還能加強室內的光線。

天窗和高側窗。隨着窗户設置高度的提高，進入室內進深處的照度也會增加，因此天窗和高側窗的照度均勻性較好，但是不存在和外界交流的可能性，較少運用於病房，在醫院門廳、走廊以及病房區域的活動室等公共空間環境中使用較多，尤其是在中低層醫院建築的頂層空間。天窗採光系統的形式包括：矩形天窗、橫向天窗和鋸齒型天窗。鋸齒形相當於提高位置的高側窗，光特性與高側窗相似，採光係數最高值一般在5%～7%以內。天窗和高側窗在滿足採光要求的同時，結合光影效果，為使用者帶來不同的心理感受和環境效果，尤其是天窗，會使人感到與天空、太陽的直接聯繫，使患者產生積極向上的樂觀精神。

眩光的處理

在病房和診療室中，側窗因為視線高度與窗一致，在有利於觀看景色的同時也容易出現陽光直射產生眩光的情況。在病房中，因為病患大部分時間是卧牀，所以當出現窗户正對病牀時，眼睛直視窗户的上半部也會有眩光產生。在這種情況下需要選擇合適的遮光構件或者遮光板來解決這個問題。

遮陽裝置

醫療建築光環境中，大量自然光的使用非常有益於使用者的身心健康，但是過量的太陽光照射也會帶來室內温度過高和眩光問題，為避免這些問題的產生，可以通過在窗户上安裝遮陽裝置以便調節進入室內的太陽光數量和質量。

翼牆

在窗之間伸出一定深度的翼牆，遮擋低高度的朝陽和西曬。在病房的光環境設計中，可以採用不同高度的翼牆，並對其上部進行遮擋，以滿足病患在不同使用情況下的採光需要。

百葉遮檐

將遮檐做成百葉形狀，確保視野的同時，減輕了封閉感，適用於醫療建築的病房遮陽，可以對不同時間、不同方向的陽光進行有選擇的遮擋和折射，以得到令患者舒適的光環境。

深挖的窗

窗的玻璃面從外牆面凹進內側，這種形式與翼牆遮陽有相同的效果。

陽台

在病房的設置中，陽台也起到一定的控制光環境的作用，既是遮陽板，同時也是反射板，使自然光均勻射入病房內部，調節病房內的光環境。

光學裝置採光

近年來，國內外建築採光工作者提出了不少利用天然光的採光方法和設想，如利用一般的透光圓形玻璃屋頂採光；在建築物內部貼反光材料，利用互相反射作用把天然光引入室內；先用採光部分把光引入建築物內，再利用高反射率的薄板鏡，將光反射到發光部分完成室內照明；採用輕型折光板裝置；把光收集後，利用導光管把光送到需要照明的地方。