青島市醫(yī)院室外環(huán)境小氣候?qū)崪y(cè)分析

張梓霆 周春玲

摘 要：實(shí)測(cè)分析3所典型醫(yī)院室外環(huán)境小氣候情況，連續(xù)記錄包括風(fēng)速、空氣溫度、相對(duì)濕度、太陽(yáng)輻射在內(nèi)的風(fēng)熱環(huán)境參數(shù)。對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行下墊面類型分類，控制變量得出小氣候因子的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)綠地率、下墊面性質(zhì)、水體、有效遮陽(yáng)量、植物群落結(jié)構(gòu)影響醫(yī)院室外空氣溫度。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院;小氣候;空氣溫度;相對(duì)濕度

目前針對(duì)綠地對(duì)微氣候的影響研究，主要集中在以下幾個(gè)方面，增加綠化率可以明顯改善小區(qū)熱環(huán)境[1];喬灌混植可使小區(qū)獲得最佳的風(fēng)環(huán)境效果[2];帶狀植物的防風(fēng)效果比樹陣散點(diǎn)式種植防風(fēng)效果好[3]。

1場(chǎng)地概況

綜合考慮建筑建設(shè)指標(biāo)、綠化情況和建筑布局，選取3所典型醫(yī)院進(jìn)行實(shí)測(cè)，分別為青島市城陽(yáng)區(qū)人民醫(yī)院、青島市即墨區(qū)人民醫(yī)院、青島市市立醫(yī)院東院（圖1）。

實(shí)測(cè)地點(diǎn)A是青島市城陽(yáng)區(qū)人民醫(yī)院，多幢分列式建筑布局，是一所以醫(yī)、教、研和防為一體的綜合性三級(jí)乙等醫(yī)院，其東面則多為中低層建筑，南面是寶龍城市廣場(chǎng)，西面是百姓樂園運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館，北面為中高層商業(yè)建筑。實(shí)測(cè)地點(diǎn)B是青島市即墨區(qū)人民醫(yī)院，全分散式建筑布局，是一所以醫(yī)、研、教、健、防為一體的綜合性三級(jí)醫(yī)院，周邊地塊大多為高密度的中高層居住建筑群，北側(cè)和西側(cè)毗鄰墨水河，其西面為緊鄰墨河公園的中高層居住建筑。 實(shí)測(cè)地點(diǎn)C是青島市市立醫(yī)院東院，綜合式建筑布局，是一所為醫(yī)、教、研、健、康、養(yǎng)以一體的綜合性三級(jí)甲等醫(yī)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(shù)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(jīng)120°374′，北緯N36°087′。地處北溫帶季風(fēng)區(qū)域，屬于暖溫帶季風(fēng)大陸性氣候。根據(jù)中國(guó)氣象局網(wǎng)站，得到青島市2019全年各月氣象參數(shù)，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(duì)濕度63%，7月濕度最高，月平均相對(duì)濕度87%。年平均風(fēng)速在4-5.2m/s之間。

3測(cè)量方法

本次實(shí)測(cè)時(shí)間為2019年5月、9月和2020年1月，青島市城陽(yáng)區(qū)人民醫(yī)院測(cè)試共計(jì)有8 個(gè)測(cè)點(diǎn)，青島市即墨區(qū)人民醫(yī)院測(cè)試共計(jì)有 6 個(gè)測(cè)點(diǎn)，青島市市立醫(yī)院東院測(cè)試共計(jì)有6個(gè)測(cè)點(diǎn)，8：00至18：00在擬定時(shí)間段內(nèi)每隔一小時(shí)測(cè)定一次數(shù)據(jù)（8：00—8：20，9：00—9：20依此類推），并確保測(cè)定時(shí)儀器距地面 1.5m 高，測(cè)量參數(shù)包括空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速和太陽(yáng)輻射，主要儀器是NK Kestel 4500手持氣象站，臺(tái)灣泰仕TES-1333R，每個(gè)數(shù)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(yáng)區(qū)人民醫(yī)院空氣溫度分析

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

測(cè)點(diǎn)1和2均被植物覆蓋且位置較近，測(cè)點(diǎn)1位于第一住院部樓東側(cè)拐角處，測(cè)點(diǎn)2位于南入口東側(cè)密林中央。春季測(cè)點(diǎn)1的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度369.24 W·m-2遠(yuǎn)大于測(cè)點(diǎn)2的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度131.78 W·m-2，測(cè)點(diǎn)1的平均風(fēng)速1.42m/s大于測(cè)點(diǎn)2的平均風(fēng)速0.65m/s，而測(cè)點(diǎn)1的平均氣溫26.68℃卻小于測(cè)點(diǎn)2的平均氣溫27.30℃。秋季測(cè)點(diǎn)1的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度129.00 W·m-2遠(yuǎn)大于測(cè)點(diǎn)2的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度32.88 W·m-2，測(cè)點(diǎn)1的平均風(fēng)速1.48m/s大于測(cè)點(diǎn)2的平均風(fēng)速1.35m/s，而測(cè)點(diǎn)1的平均氣溫23.92℃卻小于測(cè)點(diǎn)2的平均氣溫24.16℃。冬季測(cè)點(diǎn)1的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度31.50 W·m-2大于測(cè)點(diǎn)2的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度10.27 W·m-2，測(cè)點(diǎn)1的平均風(fēng)速0.30m/s大于測(cè)點(diǎn)2的平均風(fēng)速0.08m/s，而測(cè)點(diǎn)1的平均氣溫3.45℃卻小于測(cè)點(diǎn)2的平均氣溫3.73℃，說明拐角風(fēng)的角隅效應(yīng)對(duì)空氣溫度的影響效果大于太陽(yáng)輻射對(duì)空氣溫度的影響效果。

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

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

4.2青島市即墨區(qū)人民醫(yī)院空氣溫度分析

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

春季和秋季測(cè)點(diǎn)1在8：00、12：00、17：00、18：00產(chǎn)生噴泉，冬季水池?zé)o水，測(cè)點(diǎn)1、3均被植物覆蓋且位置較近，但對(duì)熱環(huán)境的影響效力具有顯著區(qū)別。春季測(cè)點(diǎn)1的日平均氣溫、日最大值、日最小值均是所有測(cè)點(diǎn)的最低值，同時(shí)測(cè)點(diǎn)1溫度變化的曲線最為平緩，秋季測(cè)點(diǎn)1的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度262.70 W·m-2遠(yuǎn)大于測(cè)點(diǎn)2的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度58.89 W·m-2，而測(cè)點(diǎn)1的平均氣溫28.54℃卻約等于測(cè)點(diǎn)3的平均氣溫28.55℃，說明水體對(duì)氣溫具有一定的降溫效果。

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

4.3青島市市立人民醫(yī)院東院空氣溫度分析

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

春季水體測(cè)點(diǎn)1的日平均溫為21.88℃，在13點(diǎn)時(shí)測(cè)點(diǎn)1與最高測(cè)點(diǎn)溫度相差1.3℃。秋季水體測(cè)點(diǎn)1的日平均氣溫為28.30℃，在13點(diǎn)時(shí)測(cè)點(diǎn)1與最高測(cè)點(diǎn)溫度相差0.3℃。冬季水體測(cè)點(diǎn)1的日平均氣溫為4.25℃，在13點(diǎn)時(shí)測(cè)點(diǎn)1的溫度為8.4℃，大于所有測(cè)點(diǎn)溫度。說明水體對(duì)熱環(huán)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(yī)院室外熱環(huán)境的穩(wěn)定性。

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

5相對(duì)濕度分析

對(duì)醫(yī)院各時(shí)段所有測(cè)點(diǎn)的相對(duì)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(shí)濕度低。對(duì)比各測(cè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，醫(yī)院室外濕度與地理位置、喬木覆蓋率、下墊面性質(zhì)、人流量密切相關(guān)，人工湖、噴泉對(duì)醫(yī)院室外濕度的影響效果不明顯，冬季由于部分區(qū)域被雪覆蓋，特點(diǎn)不明顯。

5.1青島市城陽(yáng)區(qū)人民醫(yī)院相對(duì)濕度分析

春季相對(duì)濕度最低值出現(xiàn)在14：00為22.36%，最高值出現(xiàn)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(duì)濕度最低值出現(xiàn)在14：00為24.66%，最高值出現(xiàn)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(duì)濕度最低值出現(xiàn)在15：00為49.74%，最高值出現(xiàn)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(cè)點(diǎn)3由于位于邊界風(fēng)口，濕度變化梯度最大。春季和秋季喬木環(huán)繞的測(cè)點(diǎn)2、測(cè)點(diǎn)4、測(cè)點(diǎn)5，說明醫(yī)院室外濕度與喬木覆蓋率有關(guān)。

5.2青島市即墨區(qū)人民醫(yī)院相對(duì)濕度分析

春季相對(duì)濕度最低值出現(xiàn)在13：00為26.11%，最高值出現(xiàn)在18：00為38.73%。秋季相對(duì)濕度最低值出現(xiàn)在14：00為44.16%，最高值出現(xiàn)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(duì)濕度最低值出現(xiàn)在13：00為54.45%，最高值出現(xiàn)在8：00為62.94%。春季和秋季在濕度梯度方面，吸煙區(qū)測(cè)點(diǎn)3、辦公室中庭測(cè)點(diǎn)4和測(cè)點(diǎn)5平均濕度偏低，是由于建筑表面的輻射作用導(dǎo)致濕度偏低。春季、秋季、冬季噴泉的測(cè)點(diǎn)1平均濕度偏低，說明噴泉對(duì)濕度影響較小。春季和秋季停車場(chǎng)測(cè)點(diǎn)2、急診樓北側(cè)測(cè)點(diǎn)6濕度偏低，說明醫(yī)院室外濕度與下墊面性質(zhì)有關(guān)。

5.3青島市市立人民醫(yī)院東院相對(duì)濕度分析

春季相對(duì)濕度最低值出現(xiàn)在13：00為75.30%，最高值出現(xiàn)在8：00為81.2%。秋季相對(duì)濕度最低值出現(xiàn)在13：00為41.30%，最高值出現(xiàn)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(duì)濕度最低值出現(xiàn)在11：00為49.14%，最高值出現(xiàn)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(chǎng)測(cè)點(diǎn)6由于位于邊界風(fēng)口，濕度變化梯度最大。春季和秋季門診出入口測(cè)點(diǎn)2，停車場(chǎng)測(cè)點(diǎn)6濕度偏低，說明醫(yī)院室外濕度與人流量有關(guān)。

6總結(jié)

根據(jù)青島市醫(yī)院室外熱環(huán)境因子實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)比分析得到以下結(jié)論。綠地率、下墊面性質(zhì)、水體、有效遮陽(yáng)量、植物群落結(jié)構(gòu)影響醫(yī)院室外空氣溫度。水體對(duì)熱環(huán)境有顯著影響，能夠維持醫(yī)院室外熱環(huán)境的穩(wěn)定性。喬灌草植物群落結(jié)構(gòu)的降溫效果比灌草植物群落結(jié)構(gòu)的降溫效果明顯。拐角風(fēng)的角隅效應(yīng)對(duì)空氣溫度的影響效果大于太陽(yáng)輻射對(duì)空氣溫度的影響效果。地理位置、喬木覆蓋率、下墊面性質(zhì)、人流量影響醫(yī)院室外濕度。

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