青島市醫院室外環境小氣候實測分析

張梓霆 周春玲

摘 要：實測分析3所典型醫院室外環境小氣候情況，連續記錄包括風速、空氣溫度、相對濕度、太陽輻射在內的風熱環境參數。對測點進行下墊面類型分類，控制變量得出小氣候因子的變化規律。結果發現綠地率、下墊面性質、水體、有效遮陽量、植物群落結構影響醫院室外空氣溫度。

關鍵詞：醫院;小氣候;空氣溫度;相對濕度

目前針對綠地對微氣候的影響研究，主要集中在以下幾個方面，增加綠化率可以明顯改善小區熱環境[1];喬灌混植可使小區獲得最佳的風環境效果[2];帶狀植物的防風效果比樹陣散點式種植防風效果好[3]。

1場地概況

綜合考慮建筑建設指標、綠化情況和建筑布局，選取3所典型醫院進行實測，分別為青島市城陽區人民醫院、青島市即墨區人民醫院、青島市市立醫院東院（圖1）。

實測地點A是青島市城陽區人民醫院，多幢分列式建筑布局，是一所以醫、教、研和防為一體的綜合性三級乙等醫院，其東面則多為中低層建筑，南面是寶龍城市廣場，西面是百姓樂園運動場館，北面為中高層商業建筑。實測地點B是青島市即墨區人民醫院，全分散式建筑布局，是一所以醫、研、教、健、防為一體的綜合性三級醫院，周邊地塊大多為高密度的中高層居住建筑群，北側和西側毗鄰墨水河，其西面為緊鄰墨河公園的中高層居住建筑。 實測地點C是青島市市立醫院東院，綜合式建筑布局，是一所為醫、教、研、健、康、養以一體的綜合性三級甲等醫院，處于前海一線的核心地段，周邊地塊均為高層高密度的建筑群，大多數為高層居住建筑群。

2氣候概況

青島市位于山東島東南部沿海，膠東半島東部，東、南瀕臨黃海， 東經120°374′，北緯N36°087′。地處北溫帶季風區域，屬于暖溫帶季風大陸性氣候。根據中國氣象局網站，得到青島市2019全年各月氣象參數，1月氣溫最低，月平均氣溫-0.2℃，8月氣溫最高，月平均氣溫25.4℃。1月和12月濕度最低，月平均相對濕度63%，7月濕度最高，月平均相對濕度87%。年平均風速在4-5.2m/s之間。

3測量方法

本次實測時間為2019年5月、9月和2020年1月，青島市城陽區人民醫院測試共計有8 個測點，青島市即墨區人民醫院測試共計有 6 個測點，青島市市立醫院東院測試共計有6個測點，8：00至18：00在擬定時間段內每隔一小時測定一次數據（8：00—8：20，9：00—9：20依此類推），并確保測定時儀器距地面 1.5m 高，測量參數包括空氣溫度、相對濕度、風速和太陽輻射，主要儀器是NK Kestel 4500手持氣象站，臺灣泰仕TES-1333R，每個數值讀取3次，取均值并記錄。

4空氣溫度分析

4.1青島市城陽區人民醫院空氣溫度分析

按照下墊面性質可以將測點分作2組，一種是有植物遮蓋的測點，包括測點1、2、4、5、6;一種是無植物遮蓋的測點，其中測點8是瀝青路面，測點 3和7是石磚路面。觀察各測點的溫度變化情況，春季日氣溫最大值出現在13：00-15：00點之間的概率占比90%，秋季日氣溫最大值出現在13：00-15：00點之間的概率占比60%，冬季日氣溫最大值出現在13：00-15：00點之間的概率占比70%。

測點1和2均被植物覆蓋且位置較近，測點1位于第一住院部樓東側拐角處，測點2位于南入口東側密林中央。春季測點1的平均太陽輻射強度369.24 W·m-2遠大于測點2的平均太陽輻射強度131.78 W·m-2，測點1的平均風速1.42m/s大于測點2的平均風速0.65m/s，而測點1的平均氣溫26.68℃卻小于測點2的平均氣溫27.30℃。秋季測點1的平均太陽輻射強度129.00 W·m-2遠大于測點2的平均太陽輻射強度32.88 W·m-2，測點1的平均風速1.48m/s大于測點2的平均風速1.35m/s，而測點1的平均氣溫23.92℃卻小于測點2的平均氣溫24.16℃。冬季測點1的平均太陽輻射強度31.50 W·m-2大于測點2的平均太陽輻射強度10.27 W·m-2，測點1的平均風速0.30m/s大于測點2的平均風速0.08m/s，而測點1的平均氣溫3.45℃卻小于測點2的平均氣溫3.73℃，說明拐角風的角隅效應對空氣溫度的影響效果大于太陽輻射對空氣溫度的影響效果。

測點4和5均被植物覆蓋且位置較近，測點4位于停車場的中心綠地，而測點5位于第一住院部西側的喬木林中心，測點5綠地率大于測點4。春季測點4、5的平均氣溫分別為27.35℃、26.92℃，秋季測點4、5的平均氣溫分別為24.82℃、24.52℃，冬季測點4、5的平均氣溫分別為3.21℃、2.54℃，測點5的日平均氣溫始終低于測點4，說明綠地率影響室外熱環境。

醫院主要有2種硬質地面，測點8是瀝青路面，測點3是石磚路面。春季和秋季測點3和8空氣溫度明顯高于其它點，說明下墊面性質影響空氣溫度。冬季由于植被具有保溫性，各測點溫度差異不具有明顯特性。

4.2青島市即墨區人民醫院空氣溫度分析

按照下墊面性質可以將測點分作3組，一種是噴泉附近的測點1;一種是有植物遮蓋的測點，包括測點3、4、5，測點5是瀝青路面，測點3、4是石磚路面;一種是無植物遮蓋的測點，具體測點是測點2和6，均為瀝青路面。觀察各測點的溫度變化情況，春季日氣溫最大值出現在12：00-14：00點之間的概率占比62.5%，秋季日氣溫最大值出現在12：00-14：00點之間的概率占比87.5%，冬季日氣溫最大值出現在12：00-14：00點之間的概率占比62.5%。

春季和秋季測點1在8：00、12：00、17：00、18：00產生噴泉，冬季水池無水，測點1、3均被植物覆蓋且位置較近，但對熱環境的影響效力具有顯著區別。春季測點1的日平均氣溫、日最大值、日最小值均是所有測點的最低值，同時測點1溫度變化的曲線最為平緩，秋季測點1的平均太陽輻射強度262.70 W·m-2遠大于測點2的平均太陽輻射強度58.89 W·m-2，而測點1的平均氣溫28.54℃卻約等于測點3的平均氣溫28.55℃，說明水體對氣溫具有一定的降溫效果。

測點4、5均被植物環繞且位置較近，測點4位于辦公室中庭中心綠地中心，測點5位于內科南樓中庭，中心綠地處于封閉狀態，測點位于中心綠地西側。春季測點4、5的平均氣溫分別為26.52℃、26.85℃，秋季測點4、5的平均氣溫分別為28.08℃、28.35℃，冬季測點4、5的平均氣溫分別為3.72℃、4.17℃，測點4的平均溫度始終低測點5，說明綠地率類似的情況下，有效遮陽量對氣溫有影響。

4.3青島市市立人民醫院東院空氣溫度分析

按照下墊面性質可以將測點分作3組，一種是湖附近的測點，具體測點為測點1，是瀝青路面;一種是有植物遮蓋的測點，包括測點3、4;一種是無植物遮蓋的測點，包括測點 1、2、5和6，測點1和5為瀝青路面，測點2和6為石磚路面。觀察各測點的溫度變化情況，春季日氣溫最大值出現在12：00-14：00點之間的概率占比87.5%，秋季日氣溫最大值出現在12：00-14：00點之間，秋季日氣溫最大值出現在12：00-14：00點之間的概率占比50%。

春季水體測點1的日平均溫為21.88℃，在13點時測點1與最高測點溫度相差1.3℃。秋季水體測點1的日平均氣溫為28.30℃，在13點時測點1與最高測點溫度相差0.3℃。冬季水體測點1的日平均氣溫為4.25℃，在13點時測點1的溫度為8.4℃，大于所有測點溫度。說明水體對熱環境有影響，夏天和秋天水體有利于降溫，冬天水體有利于保溫，可以良好的維持醫院室外熱環境的穩定性。

測點3、4均被植物覆蓋且位置較近，測點3位于二期醫療綜合樓北側，采用灌草的植物群落結構，測點4位于辦公樓南部，采用喬灌草的植物群落結構。春季測點3和4日平均氣溫分別為20.16℃、22.70℃，秋季測點3和4日平均氣溫分別為27.79℃、27.84℃，冬季測點3和4日平均氣溫分別為3.33℃、3.55℃，測點3日平均氣溫均小于測點4日平均氣溫。說明不同綠化形式的室外熱環境不同，喬灌草植物群落結構的降溫效果比灌草植物群落結構的降溫效果明顯。

5相對濕度分析

對醫院各時段所有測點的相對濕度、空氣溫度求均值，可以看出濕度變化曲線與溫度變化恰好相反，溫度高時濕度低。對比各測點發現，醫院室外濕度與地理位置、喬木覆蓋率、下墊面性質、人流量密切相關，人工湖、噴泉對醫院室外濕度的影響效果不明顯，冬季由于部分區域被雪覆蓋，特點不明顯。

5.1青島市城陽區人民醫院相對濕度分析

春季相對濕度最低值出現在14：00為22.36%，最高值出現在8：00為41.89%，濕度曲線上升梯度明顯低于下降梯度。秋季相對濕度最低值出現在14：00為24.66%，最高值出現在8：00為42.96%，濕度曲線上升梯度明顯低于下降梯度。冬季相對濕度最低值出現在15：00為49.74%，最高值出現在8：00為74.05%，濕度曲線上升梯度明顯低于下降梯度。春季和秋季在濕度梯度方面，測點3由于位于邊界風口，濕度變化梯度最大。春季和秋季喬木環繞的測點2、測點4、測點5，說明醫院室外濕度與喬木覆蓋率有關。

5.2青島市即墨區人民醫院相對濕度分析

春季相對濕度最低值出現在13：00為26.11%，最高值出現在18：00為38.73%。秋季相對濕度最低值出現在14：00為44.16%，最高值出現在8：00為60.23%，濕度曲線上升梯度明顯低于下降梯度。冬季相對濕度最低值出現在13：00為54.45%，最高值出現在8：00為62.94%。春季和秋季在濕度梯度方面，吸煙區測點3、辦公室中庭測點4和測點5平均濕度偏低，是由于建筑表面的輻射作用導致濕度偏低。春季、秋季、冬季噴泉的測點1平均濕度偏低，說明噴泉對濕度影響較小。春季和秋季停車場測點2、急診樓北側測點6濕度偏低，說明醫院室外濕度與下墊面性質有關。

5.3青島市市立人民醫院東院相對濕度分析

春季相對濕度最低值出現在13：00為75.30%，最高值出現在8：00為81.2%。秋季相對濕度最低值出現在13：00為41.30%，最高值出現在18：00為70.16%，濕度曲線上升梯度明顯高于下降梯度。冬季相對濕度最低值出現在11：00為49.14%，最高值出現在8：00為63.70%，濕度曲線上升梯度明顯低于下降梯度。春季和秋季在濕度梯度方面，停車場測點6由于位于邊界風口，濕度變化梯度最大。春季和秋季門診出入口測點2，停車場測點6濕度偏低，說明醫院室外濕度與人流量有關。

6總結

根據青島市醫院室外熱環境因子實測結果，對比分析得到以下結論。綠地率、下墊面性質、水體、有效遮陽量、植物群落結構影響醫院室外空氣溫度。水體對熱環境有顯著影響，能夠維持醫院室外熱環境的穩定性。喬灌草植物群落結構的降溫效果比灌草植物群落結構的降溫效果明顯。拐角風的角隅效應對空氣溫度的影響效果大于太陽輻射對空氣溫度的影響效果。地理位置、喬木覆蓋率、下墊面性質、人流量影響醫院室外濕度。

參考文獻

[1]陳玖玖，趙彬，李先庭，李瑩.建筑布局對小區熱環境影響的數值分析[J].暖通空調，2004（08）：13-16.

[2]程向明.綠化模式對室外風環境影響的研究[D].青島理工大學，2011.

[3]黃文婷.基于風環境舒適度的沈陽市民廣場形態優化研究[D].沈陽建筑大學，2016.