新型綠色建筑復(fù)合材料在現(xiàn)代醫(yī)院建設(shè)中的重要性

韓蒞莉，史秋愔

（首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院，北京 100176）

自工業(yè)革命以來，隨著混凝土的出現(xiàn)，建筑工程的發(fā)展越發(fā)迅速，對(duì)環(huán)境造成較大的影響。不僅如此，世界各國(guó)的飛速經(jīng)濟(jì)發(fā)展也同樣是以環(huán)境的破壞為代價(jià)的[1]。在大氣污染和溫室效應(yīng)越發(fā)明顯的大環(huán)境下，人們對(duì)于環(huán)保愈發(fā)追求，綠色材料的開發(fā)和應(yīng)用不僅可以一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的回收和重新利用，還可以在施工階段也減輕環(huán)境的污染，并且現(xiàn)階段的綠色材料在性能方面和施工應(yīng)用中都有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)提高建筑工程的整體質(zhì)量，促進(jìn)建筑工程的可持續(xù)發(fā)展有著較大的助力[2]。

1 現(xiàn)代醫(yī)院建設(shè)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

在全球節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，各國(guó)的發(fā)展理念開始轉(zhuǎn)向低碳環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展，綠色建筑材料是以現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)生的廢棄物為主，經(jīng)由清潔工藝所生產(chǎn)的新型建筑材料，相較于傳統(tǒng)建材，生產(chǎn)過程中避免了粉塵污染，且施工操作簡(jiǎn)單，在材料失效后的回收過程也較為簡(jiǎn)易，因此可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、施工、回收過程三輪閉環(huán)的零污染，從而減輕碳排放[3]。

醫(yī)院作為我國(guó)重要的公共建筑之一，穩(wěn)定且長(zhǎng)期地為我國(guó)人民提供基礎(chǔ)醫(yī)療服務(wù)，由于這種特殊的功能使命，使得醫(yī)院建筑群常年保持功耗較高水平的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就導(dǎo)致醫(yī)院的能源消耗相比其他建筑來說要高出許多。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)醫(yī)院建設(shè)提出了新的設(shè)計(jì)思想，即對(duì)醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行可量化的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)的醫(yī)院建設(shè)在新時(shí)代綠色發(fā)展的理念指導(dǎo)下，以最新頒發(fā)的國(guó)家針對(duì)公共建筑能耗控制標(biāo)準(zhǔn)為核心思想，逐步轉(zhuǎn)向以“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材”為主題，“保護(hù)環(huán)境”為核心內(nèi)容，維持“四節(jié)一環(huán)?！蓖暾缘木G色醫(yī)院建設(shè)，為我國(guó)的資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)提供助力[4]。

2 醫(yī)院建設(shè)中幾種重要的新型材料應(yīng)用

在醫(yī)院中應(yīng)用的建筑材料與常規(guī)建筑物中應(yīng)用的不同，醫(yī)院的職能決定了其建材更為嚴(yán)苛的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)單歸納來說，綠色醫(yī)院的建筑設(shè)計(jì)需要滿足以下要求：其一，醫(yī)院建筑規(guī)劃需要合理設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)降低醫(yī)院能源消耗的目的；其二，建筑材料不僅需要考慮耐久性和其他性能等因素，還需要考慮到醫(yī)院環(huán)境裝飾對(duì)病人心里感官的影響。簡(jiǎn)單來說，就是需要達(dá)到降低能耗、安全健康和人文因素的三大要素的有機(jī)結(jié)合[5]。

2.1 酚醛泡沫板材料

酚醛材料作為現(xiàn)在市場(chǎng)上最為常見的熱固性塑料之一，具有極佳的阻燃性，且在遇到明火時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生濃煙，對(duì)于燃燒的特性滿足國(guó)家對(duì)A級(jí)防火性能的要求。將硬質(zhì)的酚醛保溫板進(jìn)行處理后可以得到具有一定保溫性能的酚醛泡沫板材料，由于泡沫板疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此也具備優(yōu)秀的降噪性能，在建筑設(shè)計(jì)中也常作為隔音材料應(yīng)用。酚醛泡沫板的導(dǎo)熱系數(shù)低至2.5×10-2W/(m?K)，且酚醛樹脂作為典型的有機(jī)高分子材料，其耐酸性和抗腐蝕性能極佳，相較傳統(tǒng)建材而言，酚醛泡沫板的密度小，可以減輕承重材料的負(fù)荷，同時(shí)酚醛泡沫板的新型生產(chǎn)工藝已經(jīng)改良，無氟發(fā)泡技術(shù)使得材料的生產(chǎn)過程安全無污染。然而酚醛泡沫板作為板材，和其他板材相比其力學(xué)性能較低，在建筑工程中使用時(shí)，通常需要配合無機(jī)材料使用，增加了經(jīng)濟(jì)成本，且粘結(jié)性是酚醛材料的一大痛點(diǎn)，使用酚醛材料后墻體表面的瓷磚貼附較易脫落[6]。值得注意的是，酚醛泡沫板的原材料含有苯酚等有害物質(zhì)，施工后需要注意通風(fēng)問題。

2.2 新型混凝土材料

傳統(tǒng)的混凝土材料具有高強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性和穩(wěn)定性，且原材料來源廣泛，同時(shí)具備較好的可塑性和設(shè)計(jì)性，以及經(jīng)濟(jì)成本極低的特點(diǎn)使得其在建筑工程中被廣泛應(yīng)用，而通過對(duì)混凝土材料進(jìn)行改性獲得的新型混凝土材料不僅具備水泥基材料高強(qiáng)、穩(wěn)定、耐火耐腐蝕等特性，同時(shí)具備了節(jié)能特征，典型的例如砂加氣混凝土和陶?；炷恋萚7]。

砂加氣混凝土顧名思義，是通過在混凝土砌塊的生產(chǎn)過程中添加少量的鋁粉，經(jīng)過配料和攪拌工藝，使得鋁粉和混凝土中硅酸鹽、鈣元素發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氣泡，因此在混凝土砌塊成型后會(huì)產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，又稱之為加氣混凝土。由于砂加氣混凝土本質(zhì)上仍然是混凝土結(jié)構(gòu)，所以具有良好的耐火性和穩(wěn)定性。但因其結(jié)構(gòu)具有大量的孔隙，使得砂加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)比常規(guī)的混凝土材料要小得多，一般作為保溫系統(tǒng)的一部分應(yīng)用在建筑物的外墻填充墻[8]。陶?；炷潦菍⒒炷林袀鹘y(tǒng)的石料骨料替換為陶粒，陶粒一般以粘土和亞粘土加工而成，有效地提升了混凝土的保溫性能，且密度較小，建筑框架材料的負(fù)荷也因此降低。簡(jiǎn)而言之，新型混凝土材料的選擇可以降低醫(yī)院中對(duì)于溫度要求所產(chǎn)生的能耗，且新型混凝土材料具備的隔音效果與醫(yī)院應(yīng)用環(huán)境也較為貼切，可為病患提供安靜的環(huán)境。

2.3 微晶復(fù)合材料

微晶石是在與花崗巖形成條件類似的高溫下，經(jīng)燒結(jié)晶化而成的材料。微晶石不僅具有較高的強(qiáng)度，且作為化學(xué)性能穩(wěn)定的無機(jī)質(zhì)晶化硅基材料，其耐酸堿度、抗腐蝕性能和抗污染性都優(yōu)于天然石材，尤其是耐候性更為突出[9]。微晶石首次在建筑工程中的應(yīng)用，可追溯到1960年的前蘇聯(lián)時(shí)期以壓延法將玻璃纖維和陶瓷、碳等物質(zhì)復(fù)合而成的微晶玻璃復(fù)合板材。后來，日本對(duì)壓延法進(jìn)行改進(jìn)，以燒結(jié)的方式加大了微晶材料產(chǎn)出效率，規(guī)?；a(chǎn)大大降低了微晶石的生產(chǎn)成本，使其在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍開始擴(kuò)大。微晶復(fù)合材料和醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)的匹配度極高，微晶石是高溫下燒結(jié)晶化形成的，在外觀質(zhì)感方面，其拋光板的表面光潔度遠(yuǎn)高于普通石材，光澤度最高可達(dá)130，且微晶石的特殊結(jié)構(gòu)使光線在照射到其表面時(shí)會(huì)以多個(gè)角度反射，使得微晶復(fù)合材料構(gòu)件有更為溫潤(rùn)的質(zhì)感。同時(shí)微晶石的生產(chǎn)原材料易于獲得，回收過程簡(jiǎn)單，是理想的綠色建材之一[10]。

在對(duì)綠色醫(yī)院進(jìn)行建筑建設(shè)中，需要將節(jié)能環(huán)保做好的同時(shí)也充分體現(xiàn)醫(yī)院的職能和對(duì)病患的人文關(guān)懷，總體來看，綠色醫(yī)院的設(shè)計(jì)通常包含節(jié)能設(shè)計(jì)、綠色建筑材料選擇和裝修三大部分。近年來，綠色建筑材料的發(fā)展已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，對(duì)于醫(yī)院的外墻類建材而言，需要在達(dá)到保溫效果對(duì)醫(yī)院能耗進(jìn)行降低的同時(shí)，盡量選擇可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的材料。值得注意的是，醫(yī)院作為各類病毒、細(xì)菌密度較高的區(qū)域，也需要注意外墻材料的抗?jié)B性。而對(duì)醫(yī)院的內(nèi)裝修建筑材料而言，醫(yī)院具有的高人流量和極高的器械使用頻率，以及使用的藥物大多具有腐蝕性的特征，綜合這些因素考慮，需要建材具有較好的耐腐蝕性、較好的耐磨和抗?jié)B性。典型的醫(yī)院內(nèi)裝修綠色材料為微晶石材料，由燒結(jié)工藝制造的微晶石質(zhì)地均勻，具有良好的耐沖擊和耐磨性，且屬于對(duì)環(huán)境友好的非粘土制品，回收簡(jiǎn)單、可循環(huán)使用，滿足節(jié)能環(huán)保、低碳減排的理念[11]。

微晶復(fù)合材料與醫(yī)院的交互不僅于此，首先，微晶石的制造工藝決定了其結(jié)構(gòu)的高度致密性，不僅在力學(xué)性能方面表現(xiàn)極佳，吸水率更是可低到萬分之一的程度，而同類型的大理石等材料吸水率則在十倍以上。低吸水率有利于醫(yī)院的烘干和污水排放等過程，且微晶復(fù)合材料的抗菌性也契合醫(yī)院的實(shí)際情況。高致密度帶來的優(yōu)勢(shì)不僅于此，結(jié)構(gòu)的高致密化使得微晶復(fù)合材料的硬度高至6級(jí)，遠(yuǎn)高于其他建材，高硬度、高耐磨性和極佳的防水性保證了微晶復(fù)合材料幾乎不存在起泡、磨損等問題，為醫(yī)院對(duì)建筑的維護(hù)提供了便利，有利于降低現(xiàn)代醫(yī)院在日常防護(hù)和護(hù)理方面的支出。其次，相較于目前常見的大理石材料，微晶石的輻射值幾乎為零，遠(yuǎn)高于國(guó)家規(guī)定的建材類輻射標(biāo)準(zhǔn)；其光澤度最高可達(dá)130，是大理石的兩倍以上，且微晶材料的結(jié)構(gòu)使得光源反射更為柔和，即使醫(yī)院的照明系統(tǒng)降低一些，也不會(huì)妨礙建筑的通透和照明效果，為照明系統(tǒng)的耗能提供節(jié)流的渠道[12]。最后，微晶復(fù)合材料的視覺效果較為溫和。在醫(yī)院中，為了給病患帶來積極陽光的心理暗示，通常在裝飾建材的顏色上有一定要求，通常而言是以簡(jiǎn)單素雅的純白、米白或米黃為主，營(yíng)造出現(xiàn)代醫(yī)院寬敞明亮的特征和在病房里溫暖自然的裝修風(fēng)格，微晶復(fù)合材料溫潤(rùn)的質(zhì)感和視覺上的樸素溫和恰巧符合現(xiàn)代綠色醫(yī)院的這一裝修理念[13]。

3 結(jié)語

隨著國(guó)家和人民對(duì)節(jié)能減排的重視，綠色醫(yī)院的建設(shè)成為未來的主流趨勢(shì)，在針對(duì)醫(yī)院建筑工程的節(jié)能、節(jié)水等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，合理建材的選擇給醫(yī)院帶來舒適自然環(huán)境的同時(shí)可為醫(yī)院建設(shè)降低能耗和節(jié)約資源。以微晶復(fù)合材料為代表的新型建材的選擇體現(xiàn)了醫(yī)院的建筑功能屬性和人文關(guān)懷，是實(shí)現(xiàn)綠色醫(yī)院無污染、低能耗目標(biāo)的重要途徑，并有利于推動(dòng)社會(huì)資源的循環(huán)利用。