医院建筑作为典型的高能耗公共建筑，在“双碳”战略与公共建筑节能降碳的宏观背景下，被动式节能作为医院建筑绿色低碳转型的核心路径，已从技术选择上升为政策刚性要求与行业发展共识。

据相关数据统计，我国医院建筑单位面积能耗约为普通公共建筑的1.5-2倍，部分大型三甲医院的单位面积年能耗可达300-500 kWh/㎡，远超商业建筑与居住建筑。

传统的医院建筑节能多依赖主动式节能技术，存在初期投资大、运行维护成本高、节能潜力有限等问题。

被动式节能技术以“顺应自然、利用自然”为核心，通过优化建筑自身的设计与构造，充分利用太阳能、自然风、地热能等可再生能源，减少对主动式能源系统的依赖。

本文旨在系统探讨被动式节能技术在医院建筑中的应用路径与实践策略，其研究意义主要体现在以下两个方面：

其一，理论意义。通过梳理被动式节能技术的核心原理与医院建筑的能耗特性，构建被动式节能技术与医院建筑功能需求的适配框架；

其二，实践意义。结合国内外典型案例，总结被动式节能技术在医院建筑中的应用经验与成效。

国外对被动式节能技术的研究与应用起步较早。例如，德国作为被动式建筑的发源地，早在20世纪90年代就开始将被动式节能理念应用于医院建筑设计中，通过优化围护结构的保温隔热性能、采用高效的自然通风与采光系统，实现了医院建筑能耗的大幅降低。

我国的被动式建筑发展起步较晚，但近年来发展迅速。2015 年，住房和城乡建设部发布了《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）》，标志着我国被动式建筑发展进入了规范化阶段。

随着“双碳”目标的提出，国内学者与行业从业者对被动式节能技术在医院建筑中的应用关注度不断提升。

Episode Ⅰ

被动式节能的核心原理

与医院建筑的能耗特性

（一）被动式节能的核心原理

被动式节能是指在建筑设计与建造过程中，充分利用自然能源（如太阳能、自然风、地热能等），减少对主动式能源系统（如空调、暖气、人工照明等）的依赖，核心原理是“能量平衡”。

被动式节能技术的主要类型包括：一是围护结构节能技术，二是自然采光节能技术，三是自然通风节能技术，四是太阳辐射得热调控技术。

（二）医院建筑的能耗特性

医院建筑作为一种特殊的公共建筑，其能耗特性与普通公共建筑存在显著差异，主要体现在以下几个方面：

1、能耗总量大、强度高。例如，手术室需要系统全天候不间断运行；ICU区域需要24小时提供氧气、监护设备等，能源消耗强度极高。

2、能耗持续时间长、稳定性强。其能耗具有显著的“全天候”特性，能耗曲线相对平稳，波动较小。

3、能耗结构复杂、多元化。电力消耗占比最高，主要用于空调通风系统、医疗设备、照明系统、热水供应等；

4、环境要求严苛、节能难度大。核心医疗区域对温湿度、洁净度、气压差、噪声等环境参数有着极为严苛的要求。

（三）被动式节能与医院建筑的适配性分析

被动式节能技术与医院建筑的适配性主要体现在：“低耗、高效”特性与医院建筑的节能需求相契合；“自然友好”特性与医院建筑的环境需求相契合；“运维成本低”特性与医院建筑的运营需求相契合。

同时，被动式节能技术在医院建筑中的应用也存在一定的挑战性：

一方面，医院建筑核心医疗区域的严苛环境要求对被动式节能技术的适配性提出了更高要求，例如自然通风技术的应用需要避免交叉感染，自然采光技术的应用需要避免眩光对医疗操作的影响；

另一方面，医院建筑的功能复杂，需要针对不同区域的特点制定差异化的被动式节能方案。

Episode Ⅱ

被动式节能技术在医院建筑中的具体应用

（一）围护结构优化技术的应用

1、外墙保温隔热优化。外墙保温隔热优化主要采用“外保温”技术，可采用岩棉板、保温一体板等高效保温材料，这些材料具有导热系数低、保温性能好、防火等级高等特点。

建筑外保温示意图

2、屋面保温隔热优化。可采用“倒置式保温”技术，即在屋面防水层的上方设置保温层。在材料选择方面，可采用挤塑聚苯板、硬泡聚氨酯保温板等高效保温材料。

倒置式保温示意图

3、门窗节能优化。一是采用高效节能门窗材料，如断桥铝型材，具有良好的保温隔热性能与密封性能；二是采用低辐射中空玻璃（Low-E玻璃），可有效减少太阳辐射的进入量，降低空调系统的能耗；三是优化门窗的密封性能，采用多道密封胶条，减少空气渗透，提升门窗的保温隔热效果。

中空玻璃示意图

（二）自然采光节能技术的应用

1、优化建筑体型与窗墙比。可采用“条形”“L形”“U形”等体型，优化窗墙比：对于门诊楼、住院病房窗墙比可设置为0.4-0.6；对于走廊、楼梯间等辅助区域，窗墙比可设置为0.2-0.3。

2、大进深大厅、候诊区、走廊等空间采用天窗或中庭采光，将自然光引入建筑内部，中庭顶部宜采用漫射玻璃，避免阳光直射产生眩光；锯齿形天窗适合医技科室。

建筑布局示意图1

建筑布局示意图2

3、导光管采光系统，能将自然光高效引入建筑内部甚至地下深层空间，完美契合医院建筑 "高能耗、多无窗空间、对光环境质量要求高" 的特点。

4、反光构件与采光井。在医院建筑内部，可设置反光构件，提升采光的均匀性，通过采光井将自然光引入地下楼层或建筑内部的阴暗区域。

5、控制眩光。可采用Low-E中空玻璃、磨砂玻璃等具有防眩光功能的玻璃材料；在室内设置百叶窗、窗帘等，进一步控制眩光。

建筑外遮阳示意图-水平遮阳

建筑外遮阳示意图-挡板遮阳

（三）自然通风节能技术的应用

1、优化建筑平面布局与通风廊道。将门诊楼、住院楼等主要功能区域沿主导风向布置，合理划分洁净区与污染区，确保自然通风不会导致污染物在不同区域之间扩散。

自然通风示意图

2、采用可开启式窗户与通风窗。在医院建筑的非核心医疗区域，采用可开启式窗户与通风窗。在窗户上设置纱窗、百叶等构件，防止蚊虫与污染物进入。对于核心医疗区域，可在其辅助区域设置通风窗。

3、设计热压通风系统。可通过设计拔风井、烟囱等构件，增强热压通风效果。还可在拔风井内设置太阳能集热器，提升井内空气温度，进一步增强热压通风效果。

热压通风示意图

4、采用智能通风控制系统。当建筑内部的CO?浓度超过标准值时，智能系统自动开启窗户进行通风换气；当外部空气质量较差时，智能系统自动关闭窗户，切换至机械通风模式。

（四）太阳辐射调控技术的应用

1、外部遮阳系统设计。对于东、西朝向的窗户，可采用水平遮阳或垂直遮阳构件，对于南朝向的窗户，可采用水平遮阳构件，还可采用可调节式遮阳构件。

2、低辐射玻璃（Low-E玻璃）与镀膜玻璃。可有效阻挡太阳辐射中的红外线与紫外线，减少热量传递。

3、建筑外表面颜色优化。可将建筑外表面（如外墙、屋面）采用浅色涂料或饰面材料，提升太阳反射率。

Episode Ⅲ

典型案例分析

（一）国内案例：被动式节能改造项目

项目位于严寒地区B区，原建筑为8层住院楼，改造前建筑能耗高、室内热环境差、气密性不足。

改造前后对比表（点击查看大图）

（二）国外案例：德国某医院被动式节能设计项目

1、项目概况：该医院位于德国南部地区，为新建综合性医院，包含门诊、住院、手术、检验等多个功能区域。

2、设计措施：

一是围护结构优化：外墙采用高性能保温材料，屋面采用绿化种植层搭配保温层的复合结构；门窗采用实木型材搭配三层Low-E中空玻璃，密封性能达到最高等级。

二是自然采光优化：采用“U形”建筑体型设计；在手术室与ICU等核心医疗区域采用透光混凝土墙面，提升自然采光效果；

三是自然通风优化：设计热压通风系统，在住院病房设置独立的通风阳台；采用压力梯度控制技术，避免交叉感染。

四是太阳辐射调控：采用可调节式外部遮阳百叶与遮阳卷帘；建筑外表面采用浅色涂料。

五是可再生能源集成：在屋面设置太阳能集热器；采用地源热泵系统，与被动式节能技术协同运行，进一步提升节能效果。

3、应用成效：该医院通过被动式节能设计与可再生能源集成，实现了显著的节能与环保成效：单位面积年能耗远低于德国传统医院的单位面积年能耗；运维成本较传统医院降低了40%以上。

（三）案例经验总结

通过对国内外两个典型案例的分析，可总结出被动式节能在医院建筑中应用的关键经验：

其一，围护结构优化是被动式节能的基础。

其二，自然采光与通风技术的应用需要结合医院的功能需求进行针对性设计。

其三，智能控制系统是提升被动式节能效果的重要保障。

其四，被动式节能技术与可再生能源的集成应用可进一步提升节能成效。

其五，全生命周期管理理念应贯穿于医院建筑的设计、施工、运维全过程。

Episode Ⅳ

被动式节能在医院建筑中应用存在的问题

（一）技术适配性不足

当前大多数被动式节能技术是基于普通建筑的需求研发的，难以直接应用于核心医疗区域。

例如，自然通风技术的应用可能导致核心医疗区域的气压差失衡，引发交叉感染；自然采光技术的应用可能产生眩光，影响医疗操作的精准性；围护结构优化可能与核心医疗区域的洁净装修要求存在冲突。

（二）初期投资成本较高

被动式节能技术的应用需要在建筑设计、材料选择、施工工艺等方面进行额外的投入，导致医院建筑的初期投资成本较高。例如，高性能保温材料、Low-E中空玻璃、智能控制系统等被动式节能材料与设备的价格远高于传统材料与设备。

对于大多数医院而言，资金预算有限，在面对较高的初期投资成本时，推广被动式节能技术的积极性不足。短期内难以看到明显的经济回报，进一步降低了医院的推广意愿。

（三）缺乏整体监管

当前，我国医院建筑的被动式节能应用普遍存在“重设计、轻运维”的问题。缺乏对医院运营需求的深入了解，导致设计方案与实际运维需求存在脱节。运维人员难以掌握正确的操作方法，导致系统无法正常运行；运维成本过高，医院为了降低成本而关闭智能控制系统，采用人工操作的方式，影响了节能效果。

（四）专业人才匮乏，技术研发与创新能力不足

被动式节能技术在医院建筑中的应用需要跨学科的专业人才，既需要掌握被动式节能技术的核心原理，又需要了解医院建筑的功能需求与医疗流程。此外，我国在被动式节能技术的研发与创新方面能力不足，大部分技术依赖进口，不仅增加了应用成本，还限制了被动式节能技术在医院建筑中的深度应用。

Episode V

优化策略

（一）强化技术研发与适配

加强被动式节能技术的研发与适配。如洁净区自然通风技术、无眩光自然采光技术、与洁净装修兼容的围护结构保温技术等。建立被动式节能技术与医院建筑功能需求的适配评估体系，根据不同类型医院、不同功能区域的需求，制定差异化的被动式节能技术方案。

（二）优化成本分摊机制，降低初期投资压力

需要优化成本分摊机制，降低医院的投资压力。一方面，设立医院建筑被动式节能专项补贴资金，给予一定比例的资金补贴；出台税收优惠政策。另一方面，鼓励医院采用多元化的融资模式，如PPP模式、绿色信贷等。此外，加强被动式节能技术的成本控制，通过规模化生产、技术创新等方式降低被动式节能材料与设备的价格。

（三）构建全生命周期管理体系，实现设计与运维的协同推进

树立全生命周期管理理念，设计、施工、运维全过程，实现设计与运维的协同推进。采用BIM技术构建建筑信息模型，对被动式节能技术的应用效果进行模拟与优化，提升设计方案的科学性与合理性。加强运维人员的专业培训，提升其被动式节能技术的操作技能与维护水平；利用智能监测系统实时监测系统的运行状态与节能效果，及时调整运维策略。

（四）加强专业人才培养

加大专业人才培养力度，提升被动式节能技术在医院建筑中的研发与应用能力。一方面，高校应增设相关专业方向，培养兼具被动式节能技术与医院建筑知识的跨学科人才；另一方面，加强对现有设计、施工、运维人员的专业培训，定期组织被动式节能技术专题讲座、研讨会等，提升其专业知识与技能。此外，加大技术研发投入，支持国内企业与科研机构开展被动式节能技术的自主创新，突破国外技术垄断。

Episode Ⅵ

结论与展望

（一）结论

被动式节能技术以“顺应自然、利用自然”为核心，通过围护结构优化、自然采光与通风利用、太阳辐射调控等技术手段，可有效降低医院建筑的能源消耗，提升室内环境舒适度，与医院建筑的节能需求、环境需求及运营需求具有良好的适配性。

国内外典型案例表明，被动式节能技术在医院建筑中的应用可实现显著的节能成效与环境效益。然而，当前被动式节能技术在医院建筑中的应用仍存在技术适配性不足、初期投资成本较高、设计与运维脱节、标准规范不完善、专业人才匮乏等问题，制约了其广泛推广与深度应用。

为了解决这些问题，需要采取强化技术研发与适配、优化成本分摊机制、构建全生命周期管理体系、完善标准规范与政策支持体系、加强专业人才培养等优化策略。

（二）展望

在“双碳”目标背景下，医院建筑的节能降耗已成为必然趋势，被动式节能技术作为医院建筑节能的重要路径，具有广阔的应用前景。

未来，随着技术的不断研发与创新，针对核心医疗区域的被动式节能技术将不断涌现，技术适配性将大幅提升；随着成本分摊机制的优化与政策支持力度的加大，被动式节能技术的初期投资压力将逐渐降低，医院的推广积极性将不断提高；随着全生命周期管理体系的构建与专业人才的培养，被动式节能技术的应用质量与效果将得到有效保障。

此外，被动式节能技术与可再生能源、智能建筑技术的融合应用将成为未来的发展方向，通过将太阳能、地热能等可再生能源与被动式节能技术相结合，将智能控制系统与被动式节能系统相融合，可实现医院建筑的低碳化、智能化运营，进一步提升节能成效与医疗服务质量。

相信在各方的共同努力下，被动式节能技术将在医院建筑中得到广泛推广与深度应用，为推进建筑领域“双碳”目标实现、提升医疗卫生事业的可持续发展水平做出重要贡献。

文章来源：《澳华观点 | 被动式节能在医院建筑中的应用与思考（节选）-1》