看得见的风景——内穆尔儿童医院绿色屋顶设计

经过十余年的发展,医院绿色屋顶不再是一个新奇的概念。随着安装系统、灌溉方法、屋顶布局、设计流程和维护协议的进步,加上从大量医院绿色屋顶案例中总结的经验,如今的医院绿色屋顶项目正在显现出越来越大的优势。

医院循证设计研究者Roger Ulrich曾说,自然可以正面影响人们的幸福,社会生物学家E.O. Wilson的亲生命假说也主张人们有亲近自然的本能。早期医院绿色屋顶设计从他们的理念中得到灵感,创造的主要是患者可以参与的小而私密的花园。Rooftop Garden公司总裁Mary Ann Uhlmann表示,“康复花园(healing garden)出现后,医院创造治愈环境的趋势也由此开启了。”近年来,医院对病房接触户外风景的重视正是趋势的体现之一。除了治疗效果和用户体验,绿色屋顶在可持续发展和减少开支方面也吸引着医院。它可以缓解城市热岛效应,相当于建筑物额外的隔热层,能够减少其冷却负荷。根据美国国家公园管理局的数据,一个维护好的绿色屋顶相较普通的屋顶可以延长屋顶系统一倍的寿命。
困难
当然,医院绿色屋顶发展的过程中遇到过不少障碍。例如,早期照搬欧洲的方法和植物到美国却因为两洲之间的环境和气候差异,安装和设计人员缺乏经验而不尽如人意。另外,医院在维护绿色屋顶方面也缺乏相应的知识和经验。分析过这些早期的案例后,设计师们重新审视了他们的方法,他们首先要应对的是利用不足的问题。Perkins+Will景观建筑师Matt Malone说,利用不足可能有很多原因,诸如导航不力,花园不够醒目,维护不到位,位置不够,植物选择失误,人行道太多,植物数量不足,或是没能创造出参与感等等。至于解决方法,他说,“户外区域和建筑结构、细节、导航和用户需求无缝结合才是最重要的。”为了达到这个目标,设计师们必须在设计早期对屋顶进行规划。例如,在佛罗里达州奥兰多的内穆尔儿童医院(Nemours Children’s Hospital),设计师们创造了一个“花园中的医院”的绿色屋顶概念。患者,访客和员工都可以直接到医院的两个花园,其中一个用作门诊治疗候诊室的延伸,另一个作为康复治疗活动区域的延伸。

内穆尔基金会基础设施规划总监Michael S. Cluff 表示,“从规划阶段开始,我们通过将花园引入建筑中利用自然的治愈力量,并在开发设计、预算分析、施工阶段优先考虑花园。我们在研究了产品发展,安装和维护后选择了植物,接着开始设计这些植物生存需要的环境。”

Cluff分享了两个设计过程中的失误,一个是他发现选择的几种树超过了雷电保护系统的最高限制,所以最终要用更矮的树来代替。另一个是他们没有在多层幕墙下的人工草皮上安装遮阳装置,其后果是一些草皮在强光下融化了。他提醒道,“一定记得给幕墙系统遮阳。”

除此之外,政府禁止再生水进入任何机构也是内穆尔绿色屋顶项目的挑战之一。在此背景下,要把再生水引入屋顶灌溉和拿到LEED认证都很难。

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内穆尔儿童医院的绿色屋顶

选择
屋顶花园需要有确定协议的定期维护和一个正常运行的灌溉系统,医院需要认识并接受这一点。Uhlmann说她常常发现医院屋顶花园的浇水和除草没有到位。同时,医院在雇用专业的绿色屋顶维护人员上也有所犹豫。她说,“虽然医院不太想花这部分钱,但是定期的良好维护比起翻新维修绿色屋顶要便宜多了。”“还有一些选择可以降低维护要求,”Skanska 高级副总裁Andrew Quirk表示,“例如在选择植物上,可以选择加利福尼亚的一些耐旱的植物。另外,托盘系统安装也能够让维护变得简单,因为这个系统可以完全预先制造,它包括了排水系统,土壤和植物。而且比起一般的花园,托盘可以更有效地排放和过滤水。”医院还需要决定绿色屋顶的功能,是要成为一个休息的场所还是观赏的景观。前者虽然完全利用了自然的治愈功能,但随之而来的是更高的结构要求和更多的资金投入。Quirk说,“做出选择的最好办法是平衡原始成本和产品寿命周期成本以达到预期的投资回报率。另外,还要确认医院对绿色屋顶的期待,是希望减少操作费用,节约资源还是希望它成为员工和患者的治愈之所。”Perkins+Will 高级助理Jeffrey Keilman表示,选择怎样的屋顶系统主要和植物美学、维护要求、结构、防水等方面的预付成本有关。其中,防水关系到屋顶的使用和寿命,因此选择正确的防水系统尤其重要。在Keilman的经验中,观赏用和休息用的绿色屋顶的运用次数难分伯仲,因为每个项目都有自己特定的目标和限制。

尽管每个项目的花费各不相同,Quirk还是提供了一个比较平均的数据,观赏用的屋顶花园大约是每平方英尺30到40美元,休息用的则为50到100美元。为了更好地算投资回报率,医院应该将节省的温度调节和维护费用考虑在内。例如。美国总务署一项名为“绿色屋顶优势和挑战”的研究中显示,一个5,000平方英尺的绿色屋顶,每平方英尺节省的基础设施改进费用为14.1美元,每平方英尺节省的温度调节能源费用为6.6美元。

另外,屋顶板必须能够承受屋顶花园的不变负荷。绿色屋顶的深度可能是3英寸到12英寸,不变负荷可能是每平方英尺20磅到80磅。休息用的花园还要考虑人的重量。Quirk说,在现有结构上加上绿色屋顶需要仔细研究建筑承重能力。

1454052176840745内穆尔儿童医院

植物
如今可选的景天属植物已经大大增加,丰富了选择的色彩。而考虑到吸水能力,一些当地的草和野花也会用到屋顶中。另一个发展是大量类似草皮的种植毯(mat)。种植毯的蓄排水功能为植物创造了更可靠的生长环境。Uhlmann说早期的绿色屋顶灌溉系统主要靠地下发射技术,将水分直接发射到植物根部,主要运用在比较浅的绿色屋顶。如果安装得当,则运行良好,缺点是故障不方便修理。而如今的综合高效系统还有气象站和远程操作,更加可靠方便。

1454052270159051杜克医学馆(Duke Medicine Pavilion)广场

合作
近年来医院绿色屋顶有了很大的发展,但过程并不容易,需要大量的合作来完成。Malone说,”绿色屋顶设计的难度主要在于细节设计的复杂性,以及设计师和工程师、承包商、安装人员之间的协调合作。虽然绿色屋顶渐渐为人熟知,但是如何合作仍然是其中的难点。”尽管面临着种种挑战,但相较于充满压力的常规诊所设计,绿色屋顶有很多的优势,最重要的是为患者提供了平静人心的环境和风景。

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