患者在住院过程中，绝大多数时间只能待在病房中，不像一般人群可以变换生活、工作及娱乐地点，消极情绪在所难免。病房的光环境不仅影响到病人的康复环境，也与建筑使用者的视觉舒适息息相关，甚至可作为临床治疗的一种手段。充足的自然采光能够降低人工照明的需求量，减少建筑能耗；如若不足则可能引发多种生理疾病，如佝偻病、骨质疏松症等。以济南地区为例，为病房的采光设计提供借鉴的方法与数据的参考，为相关标准提出改进的建议。

病房采光问题分析

传统病房往往空间狭小，容纳病员较多。近年来，建筑师已在传统病房的平面设计中作出了一些新的尝试，也带来一些新的问题。

其一，为了方便病人生活与治疗，缩短护理路程，产生了将卫生间置于外墙的病房平面形式，却使病房采光面积减少。

其二，若增大病房的开间，可相应增大采光面积。然而由于护士站到最远病房门口距离不应超过30m，增大开间往往导致病房数量的减少，造成医疗资源分配额不经济。

其三，若增大病房进深，可减轻病房内的拥挤局促感，但势必导致采光均匀度下降，亦不利于病人的疗养。此外，更有部分建筑设计机构未掌握病房楼建筑采光设计的方法，无法确定建筑开窗形式。这些机构所提供的平面方案常无开窗或随意开窗，并将方案交由有医疗经验的机构进行二次设计。

绿色病房采光设计方法

普通病房的采光不应低于采光等级Ⅳ级的采光标准值，侧面采光的采光系数平均值不应低于2%，室内天然光照度不应低于300lx。虽然窗是保温与隔热的薄弱环节，但由于病房的特殊性，其窗地比不宜小于1/7（Ⅲ类光气候区时）。

合理建筑布局

病房楼的自然采光应首先从建筑的布局及形态方面加以提升。例如，济南地区气候较为干燥，为了减少能耗，可在大进深的建筑中部采用中庭进行采光，同时促进通风。在适当的情况下，还可采用三角形护理单元，利用齿窗调整朝向，以使三面病房均有较好的日照条件。

在设计阶段，应通过计算机模拟，保证病房楼建筑不对周边城市环境及建筑产生光污染。如在某医院病房楼的改建工程中，利用Autodesk Ecotect Analysis软件进行光污染模拟。模拟结果显示院区内一座病房楼拐角处的幕墙会对自身部分病房产生光污染，故于该处加设阳台，以阻隔有害光线传播（图1）。

图1 青岛海慈医院改建方案光污染模拟

完善病房平面

（1）卫生间的设置

为了解决卫生间靠外墙时的采光问题，病室可采用五边形或扇形的平面形式，也可将卫生间呈一定角度布置。表1中的三种形式相比传统矩形平面采光系数提升极大，但也会相应地带来面积浪费与眩光等问题，宜谨慎选用。

表1 卫生间移置外墙的病房典型平面及其采光分析

（2）阳台的设置

在病房中设置阳台可以为患者提供更多的晾衣、贮藏与休憩空间，但总体而言阳台在一般病房中的效用较小，反而会阻碍阳光的直射、增大交叉感染的几率和建筑造价，故一般病房不宜设置阳台。对于特定功能的病房，如老年人病房、疗养病房等，宜设置进深不小于1.5m的阳台。

优化侧面采光

对于病房，不论是从生理还是心理角度进行考虑，都需要尽可能开大窗且最好是低窗，以便于病患在病床或轮椅上也可拥有良好的景观视线。对于行动不便的靠窗病人来说，整日躺在病床之上难免受到明亮天空的眩光影响，故可采用水平挡板、窗帘、百叶、绿化等方法加以遮挡；或将靠窗的上部退向室内，在侧窗上部增加挡板（图2），既减少眩光，又不至过分降低室内深处的照度。北方地区病房靠窗的墙体，厚度允许时可考虑做成外窄内宽的喇叭口，以减少暗的窗间墙与明亮窗口间的亮度对比，改善室内采光均匀度。

图2 病房深处采光设计示意图

增加顶部采光

在护理单元的双走廊之间增加采光井，不仅可为医护工作空间及公共走廊带来自然采光，对于缓解病人压抑的心理也有着重要的作用。图3所示为山东省煤矿总医院病房楼中天井采光的应用方案。

图3 山东省煤矿总医院病房楼天井示意图

进行导光设计

导光技术一般包括导光板导光、导光管导光及光导纤维导光等几种。

（1）导光板

由于层高的限制，许多病房楼方案难以采用高窗以改善照度分布情况，此时可考虑在侧窗中部增加导光板将阳光反射进病房深处。采用Ecotect软件分别对冬夏两季的自然采光情况进行分析，并设计出适合实际需要的导光板。设计经验证明，导光板宜位于2.1m标高处。该高度的导光板不易产生眩光，可与门楣等其他建筑构件相平齐，且可满足一般身高患者的视线要求。

虽然导光板对于房间深处的天然光照度有所提高，但由于采光系数的测定是在全云天的条件下进行的，遮挡对于房间的影响比反射更大。故模拟时，采用导光板的房间采光系数平均值较未采用的房间反而有所降低。对两个相同的典型矩形房间进行采光分析，在无导光板的情况下，采光系数平均值为65.64%，易产生眩光，如图4a所示；增加如图4b所示的导光板后，采光系数平均值降为5.09%，较为适宜。故在导光板设计时，需充分权衡采光、遮阳与防止眩光等一系列的要求。

图4 导光板对采光系数的影响分析

（2）导光管与光导纤维

目前导光管在病房楼中已有一些应用实例，然而由于导光管价格昂贵且尚未普及，建筑师在设计阶段还无法妥善考虑导光管与建筑物的一体化结合，其导热问题也有待进一步解决。光导纤维照明的最大特点是只传光而不带电，因此基于该技术的照明装置几乎能在任何地方安装。对于病房楼建筑来说，有些空间可能涉及到电磁屏蔽或热敏感问题，此时光纤照明就可发挥其他照明方式所无法比拟的优势。

优选室内色彩

室内饰面的色彩对于光线的吸收与反射有着显著的影响，而色彩对于病人心理的影响更是不可小视。病房的色彩应提倡以淡雅的暖色调为主，消化科与心理科病房宜以黄色调为主，外科病房宜以蓝色调与绿色调点缀，儿科病房宜采用粉黄、粉蓝及粉绿等色调，妇产科病房宜以紫色调点缀。

济南地区绿色病房采光设计实践

济南地区处于东经116°59′、北纬36°41′，位于寒冷地区、光气候分区Ⅳ类地区，属温暖半湿润季风性气候。本设计实践医院的标准护理单元模块为典型双走廊设计的标准护理单元，其规模为34床，含双人间14间三人间2间。以典型双人病房为例，病床的排列平行于采光窗墙面，单排2床（图5）。该病房楼的一半以上病房可以满足冬至日不小于2h的日照标准。

图5 标准护理单元模块平面图

侧窗采光

考虑到寒冷地区的气候特点及病人安全，未于病房内设计阳台，外窗均采用下悬窗。综合考虑临街房间的隔声、北向房间的保温与建筑经济性等，病房楼各朝向外窗均选用综合隔声量为34dB的塑钢双层中空玻璃窗（6+12A+6），气密性指数为6级，遮阳系数为0.83。

在满足热工规范的情况下，病房尽可能开大窗、低窗。寒冷地区窗墙比的要求为北向≤0.30，东西向≤0.35，南向≤0.50。当不能满足时，需进行围护结构热工性能权衡判断，且此时各向的窗墙面积比也只能比以上规定值大0.1。南向典型病房开间为3.9m，层高为3.8m，单位南墙面积为14.82㎡。在水平方向上，去除靠柱一侧的0.6m宽度与另一侧的0.2m宽度，可开窗宽度为3㎡；在竖直方向上，去除窗台高度0.9m与结构高度0.9m，可开窗高度为2m。即南向病房可开窗面积为6㎡，窗墙比约为0.4，满足不大于0.5的要求。

以控制采光有效进深为2.5的方法进行病房进深设计，当窗高2m、窗台高0.9m时，病房进深最大值为5.375m。卫生间进深取2.1m，则病房最佳进深为7.475m，此处取7.5m。该进深的双人病房十分宽敞，且必要时可增加陪护用床。此时的病房去除卫生间等后的面积约为21㎡，窗地比约为1/3.5，符合不宜小于1.1/7的要求。活动室南向开落地窗，以推拉门与阳台连接，洞口宽为6m，高2.1m；东向设窗，窗宽为3.6m，高2m。同理计算北向功能房间开窗面积，参看表2。

表2 实践方案标准护理单元主要房间门窗表

对标准护理单元主要功能空间（根据《绿色建筑评价标准》的要求，公共建筑的主要功能空间是指除去卫浴及走廊之外的空间）进行采光模拟分析。设定参考平面为距地面0.75m的工作面，室外天然光设计照度值取13500lx，模拟结果如图6及表3所示。在开窗几乎达到热工要求极限的状况下，主要使用空间平均采光系数为3.58%，而满足采光系数大于2.2%的面积仅有43.57%。即使仅考虑病房与活动室，满足采光系数要求的面积也仅有52.12%。尚无法满足《绿色建筑评价标准》优选项中75%的要求。

图6 标准护理单元主要用房采光分析图

表3 标准护理单元主要用房采光系数

导光板导光

由以上分析可以看出，病房的进深与卫生间的摆放位置为影响采光效果的主要原因。在不改变建筑平面方案的前提下，为了进一步提高自然采光效果，在南向房间利用导光板将太阳光线导入房间深处。考虑冬季室内采光效果，将分析时间设置为12月22日12时，可得无导光板的情况下室内阳光反射示意图（图7a）。将导光板设置于2.1m高处，经过尺寸调整，可得导光板应位于室内部分水平放置，长度为300mm（图7b）。

图7 导光板效果示意图

小结

绿色病房的采光设计，应在满足热工要求的前提下尽可能增大侧窗采光面积。宜合理设计中庭、天窗等进行采光，综合采用导光板、可调百叶、导光管或光纤等装置改善室内空间的自然光利用效果，并注意防止眩光。其中，导光板宜设置于室内2.1m高度处，长度宜为300mm。

由于现今的病房楼建筑往往包含双走廊、阳台及靠外墙的卫生间等，医护办公空间常为黑房间，且医疗建筑中存在不需要自然采光的技术用房，北方地区病房楼建筑在满足建筑节能设计标准对房间窗墙比要求的前提下，仅通过传统侧窗采光，很难有75%的主要功能空间满足《绿色建筑评价标准》优选项的要求，相应评价标准宜进一步修订。对济南地区的病房，一般应至少有40%的主要活动空间满足采光系数不低于2.2%的要求。