新型绿色建筑复合材料在现代医院建设中的重要性

韩莅莉，史秋愔

（首都医科大学附属北京同仁医院，北京 100176）

自工业革命以来，随着混凝土的出现，建筑工程的发展越发迅速，对环境造成较大的影响。不仅如此，世界各国的飞速经济发展也同样是以环境的破坏为代价的[1]。在大气污染和温室效应越发明显的大环境下，人们对于环保愈发追求，绿色材料的开发和应用不仅可以一定程度上实现对资源的回收和重新利用，还可以在施工阶段也减轻环境的污染，并且现阶段的绿色材料在性能方面和施工应用中都有着较为明显的优势，对提高建筑工程的整体质量，促进建筑工程的可持续发展有着较大的助力[2]。

在全球节能环保的大环境下，各国的发展理念开始转向低碳环保和可持续性发展，绿色建筑材料是以现代工业产生的废弃物为主，经由清洁工艺所生产的新型建筑材料，相较于传统建材，生产过程中避免了粉尘污染，且施工操作简单，在材料失效后的回收过程也较为简易，因此可以实现生产、施工、回收过程三轮闭环的零污染，从而减轻碳排放[3]。

医院作为我国重要的公共建筑之一，稳定且长期地为我国人民提供基础医疗服务，由于这种特殊的功能使命，使得医院建筑群常年保持功耗较高水平的运转，这就导致医院的能源消耗相比其他建筑来说要高出许多。发达国家对医院建设提出了新的设计思想，即对医疗建筑设计准则进行可量化的评估标准，而我国的医院建设在新时代绿色发展的理念指导下，以最新颁发的国家针对公共建筑能耗控制标准为核心思想，逐步转向以“节能、节水、节地、节材”为主题，“保护环境”为核心内容，维持“四节一环保”完整性的绿色医院建设，为我国的资源节约型社会建设提供助力[4]。

在医院中应用的建筑材料与常规建筑物中应用的不同，医院的职能决定了其建材更为严苛的应用标准。简单归纳来说，绿色医院的建筑设计需要满足以下要求：其一，医院建筑规划需要合理设计以实现降低医院能源消耗的目的；
其二，建筑材料不仅需要考虑耐久性和其他性能等因素，还需要考虑到医院环境装饰对病人心里感官的影响。简单来说，就是需要达到降低能耗、安全健康和人文因素的三大要素的有机结合[5]。

2.1 酚醛泡沫板材料

酚醛材料作为现在市场上最为常见的热固性塑料之一，具有极佳的阻燃性，且在遇到明火时也不会产生浓烟，对于燃烧的特性满足国家对A级防火性能的要求。将硬质的酚醛保温板进行处理后可以得到具有一定保温性能的酚醛泡沫板材料，由于泡沫板疏松多孔的结构，因此也具备优秀的降噪性能，在建筑设计中也常作为隔音材料应用。酚醛泡沫板的导热系数低至2.5×10-2W/(m•K)，且酚醛树脂作为典型的有机高分子材料，其耐酸性和抗腐蚀性能极佳，相较传统建材而言，酚醛泡沫板的密度小，可以减轻承重材料的负荷，同时酚醛泡沫板的新型生产工艺已经改良，无氟发泡技术使得材料的生产过程安全无污染。然而酚醛泡沫板作为板材，和其他板材相比其力学性能较低，在建筑工程中使用时，通常需要配合无机材料使用，增加了经济成本，且粘结性是酚醛材料的一大痛点，使用酚醛材料后墙体表面的瓷砖贴附较易脱落[6]。值得注意的是，酚醛泡沫板的原材料含有苯酚等有害物质，施工后需要注意通风问题。

2.2 新型混凝土材料

传统的混凝土材料具有高强度、良好的耐腐蚀性和稳定性，且原材料来源广泛，同时具备较好的可塑性和设计性，以及经济成本极低的特点使得其在建筑工程中被广泛应用，而通过对混凝土材料进行改性获得的新型混凝土材料不仅具备水泥基材料高强、稳定、耐火耐腐蚀等特性，同时具备了节能特征，典型的例如砂加气混凝土和陶粒混凝土等[7]。

砂加气混凝土顾名思义，是通过在混凝土砌块的生产过程中添加少量的铝粉，经过配料和搅拌工艺，使得铝粉和混凝土中硅酸盐、钙元素发生复合反应，产生大量的气泡，因此在混凝土砌块成型后会产生多孔结构，又称之为加气混凝土。由于砂加气混凝土本质上仍然是混凝土结构，所以具有良好的耐火性和稳定性。但因其结构具有大量的孔隙，使得砂加气混凝土的导热系数比常规的混凝土材料要小得多，一般作为保温系统的一部分应用在建筑物的外墙填充墙[8]。陶粒混凝土是将混凝土中传统的石料骨料替换为陶粒，陶粒一般以粘土和亚粘土加工而成，有效地提升了混凝土的保温性能，且密度较小，建筑框架材料的负荷也因此降低。简而言之，新型混凝土材料的选择可以降低医院中对于温度要求所产生的能耗，且新型混凝土材料具备的隔音效果与医院应用环境也较为贴切，可为病患提供安静的环境。

2.3 微晶复合材料

微晶石是在与花岗岩形成条件类似的高温下，经烧结晶化而成的材料。微晶石不仅具有较高的强度，且作为化学性能稳定的无机质晶化硅基材料，其耐酸碱度、抗腐蚀性能和抗污染性都优于天然石材，尤其是耐候性更为突出[9]。微晶石首次在建筑工程中的应用，可追溯到1960年的前苏联时期以压延法将玻璃纤维和陶瓷、碳等物质复合而成的微晶玻璃复合板材。后来，日本对压延法进行改进，以烧结的方式加大了微晶材料产出效率，规模化生产大大降低了微晶石的生产成本，使其在建筑工程领域的应用范围开始扩大。微晶复合材料和医院建筑设计的匹配度极高，微晶石是高温下烧结晶化形成的，在外观质感方面，其抛光板的表面光洁度远高于普通石材，光泽度最高可达130，且微晶石的特殊结构使光线在照射到其表面时会以多个角度反射，使得微晶复合材料构件有更为温润的质感。同时微晶石的生产原材料易于获得，回收过程简单，是理想的绿色建材之一[10]。

在对绿色医院进行建筑建设中，需要将节能环保做好的同时也充分体现医院的职能和对病患的人文关怀，总体来看，绿色医院的设计通常包含节能设计、绿色建筑材料选择和装修三大部分。近年来，绿色建筑材料的发展已经有了长足的进步，对于医院的外墙类建材而言，需要在达到保温效果对医院能耗进行降低的同时，尽量选择可实现循环利用的材料。值得注意的是，医院作为各类病毒、细菌密度较高的区域，也需要注意外墙材料的抗渗性。而对医院的内装修建筑材料而言，医院具有的高人流量和极高的器械使用频率，以及使用的药物大多具有腐蚀性的特征，综合这些因素考虑，需要建材具有较好的耐腐蚀性、较好的耐磨和抗渗性。典型的医院内装修绿色材料为微晶石材料，由烧结工艺制造的微晶石质地均匀，具有良好的耐冲击和耐磨性，且属于对环境友好的非粘土制品，回收简单、可循环使用，满足节能环保、低碳减排的理念[11]。

微晶复合材料与医院的交互不仅于此，首先，微晶石的制造工艺决定了其结构的高度致密性，不仅在力学性能方面表现极佳，吸水率更是可低到万分之一的程度，而同类型的大理石等材料吸水率则在十倍以上。低吸水率有利于医院的烘干和污水排放等过程，且微晶复合材料的抗菌性也契合医院的实际情况。高致密度带来的优势不仅于此，结构的高致密化使得微晶复合材料的硬度高至6级，远高于其他建材，高硬度、高耐磨性和极佳的防水性保证了微晶复合材料几乎不存在起泡、磨损等问题，为医院对建筑的维护提供了便利，有利于降低现代医院在日常防护和护理方面的支出。其次，相较于目前常见的大理石材料，微晶石的辐射值几乎为零，远高于国家规定的建材类辐射标准；
其光泽度最高可达130，是大理石的两倍以上，且微晶材料的结构使得光源反射更为柔和，即使医院的照明系统降低一些，也不会妨碍建筑的通透和照明效果，为照明系统的耗能提供节流的渠道[12]。最后，微晶复合材料的视觉效果较为温和。在医院中，为了给病患带来积极阳光的心理暗示，通常在装饰建材的颜色上有一定要求，通常而言是以简单素雅的纯白、米白或米黄为主，营造出现代医院宽敞明亮的特征和在病房里温暖自然的装修风格，微晶复合材料温润的质感和视觉上的朴素温和恰巧符合现代绿色医院的这一装修理念[13]。

随着国家和人民对节能减排的重视，绿色医院的建设成为未来的主流趋势，在针对医院建筑工程的节能、节水等方面进行设计时，合理建材的选择给医院带来舒适自然环境的同时可为医院建设降低能耗和节约资源。以微晶复合材料为代表的新型建材的选择体现了医院的建筑功能属性和人文关怀，是实现绿色医院无污染、低能耗目标的重要途径，并有利于推动社会资源的循环利用。