建筑室內(nèi)空氣環(huán)境與人員健康的研究與分析

林成楷 張榮鵬

1.概述

黨的十九大報(bào)告中將“健康中國(guó)戰(zhàn)略”作為我國(guó)發(fā)展基本方略中的重要內(nèi)容，提出大健康觀的全局理念[1]。體現(xiàn)在建筑行業(yè)，即在建筑室內(nèi)外環(huán)境的營(yíng)造中，要達(dá)到美觀、舒適、健康三者的協(xié)同發(fā)展。隨著全球城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，建筑室內(nèi)環(huán)境已經(jīng)成為人類現(xiàn)今活動(dòng)的主要區(qū)域。有研究表明，多數(shù)人80%以上的時(shí)間是在建筑內(nèi)度過的[2]。隨著生活水平的不斷進(jìn)步，人們對(duì)居住環(huán)境的水平提出了更高要求。因此，室內(nèi)人居環(huán)境的舒適性與健康性已成為人們高品質(zhì)生活的重要保證。

室內(nèi)空氣環(huán)境是室內(nèi)人居環(huán)境的重要組成部分，良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)水平是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量室內(nèi)人居環(huán)境的前提條件之一[3]。從舒適性和安全性的層面來看，室內(nèi)多種空氣污染物會(huì)對(duì)人員在室內(nèi)工作和生活的舒適度和安全性產(chǎn)生直接影響。在具有良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境中生活工作，不僅可以使人員感到滿意和愉悅，還能大幅度提高人員的工作效率[4]。從健康層面來看，不良的室內(nèi)空氣環(huán)境不僅可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)人體產(chǎn)生一定影響，包括身心不適或一系列急性反應(yīng)，而且可能產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的健康危害，危害類型涵蓋人的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等[5]。

2.室內(nèi)空氣與人員健康研究領(lǐng)域的發(fā)展（由生理到心理）

學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)健康建筑這一概念的認(rèn)可和重視程度，在過去的十年間得到了迅速增長(zhǎng)。事實(shí)上，早在半個(gè)多世紀(jì)之前，研究人員對(duì)室內(nèi)空氣的健康問題進(jìn)行了關(guān)注。早期關(guān)于室內(nèi)空氣品質(zhì)的相關(guān)研究，多是針對(duì)室內(nèi)空氣對(duì)室內(nèi)人員造成的直接健康危害，尤其是短期的生理健康危害。比如，在20 世紀(jì)70 年代，由于人工板材和化工黏合劑的使用，使很多建筑室內(nèi)甲醛含量超標(biāo)，由此造成了眼睛、皮膚等出現(xiàn)問題。這引起了科研人員的重視，開展了針對(duì)某些特定空氣污染物揮發(fā)機(jī)理和控制措施的研究。WHO 對(duì)人們?cè)诓涣际覂?nèi)環(huán)境中的生理問題進(jìn)行了總結(jié)，如咳嗽、呼吸短促、鼻塞、喉嚨痛、胸悶等，并將之定義為病態(tài)建筑綜合癥（SBS），可以說是對(duì)相關(guān)研究的歸納和總結(jié)，促進(jìn)了人們對(duì)病態(tài)建筑的重視。

在之后的研究里，科研人員將研究的范圍和視角進(jìn)一步擴(kuò)大到了心理領(lǐng)域。在這個(gè)過程中，研究的問題也由作用更強(qiáng)烈、更迅速的健康危害，擴(kuò)展到了影響相對(duì)較弱、作用時(shí)間更長(zhǎng)的健康危害[6]。例如，近期的研究發(fā)現(xiàn)，中長(zhǎng)期暴露在特定不良空氣環(huán)境中會(huì)引發(fā)抑郁癥等一系列心理癥狀，甚至?xí)?dǎo)致自殺傾向，并初步明確了導(dǎo)致這種心理健康影響的空氣污染物成分[7、8]。還有研究指出，如果嬰幼兒在出生后的三個(gè)月內(nèi)生活在二氧化氮濃度較高的室內(nèi)環(huán)境中，則更有可能患有注意力缺陷障礙的問題[9]。此外，相關(guān)研究也由室內(nèi)空氣環(huán)境對(duì)人員健康的直接影響擴(kuò)展到更深入的間接影響，并試圖從病理學(xué)的角度對(duì)其進(jìn)行分析。例如，Eraly 等人在其研究中發(fā)現(xiàn)，某些空氣污染物可以導(dǎo)致人的慢性低度炎癥反應(yīng)，進(jìn)而帶來一系列間接的心理壓力和心理失調(diào)問題[10]。

3.健康室內(nèi)空氣環(huán)境研究工具的進(jìn)步

在傳統(tǒng)的建筑科學(xué)研究中，研究工具和方法主要側(cè)重于對(duì)室內(nèi)空氣物理屬性的測(cè)量以及通風(fēng)等建筑技術(shù)的研究。在近年來的健康室內(nèi)空氣環(huán)境研究中，隨著學(xué)科交叉特點(diǎn)的進(jìn)一步加強(qiáng)，建筑科學(xué)研究人員與生物科學(xué)、材料科學(xué)、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的研究人員進(jìn)行了更為密切的合作，也進(jìn)一步拓展了健康室內(nèi)空氣環(huán)境研究領(lǐng)域的研究工具和研究方法。例如，Bolton 等人在研究不良空氣品質(zhì)與人員早期心理健康發(fā)展障礙的相關(guān)性時(shí)，引入了生物科學(xué)的研究方法，通過一系列嚴(yán)格設(shè)計(jì)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)研究問題進(jìn)行了分析。通過對(duì)小鼠的實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)特定的空氣污染物會(huì)對(duì)孕期的雌鼠產(chǎn)生影響，其生產(chǎn)的幼崽會(huì)在出生后一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)包括焦慮和認(rèn)知障礙方面的特征[11]。這種通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究室內(nèi)空氣環(huán)境健康影響的方法，在傳統(tǒng)的建筑室內(nèi)空氣研究領(lǐng)域是不多見的。

此外，得益于新型傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，也得益于智慧建筑和智慧城市等概念的成熟和推廣，健康室內(nèi)空氣環(huán)境的研究工具也呈現(xiàn)出數(shù)字化和智能化的趨勢(shì)。例如，隨著便攜式人體生理信息動(dòng)態(tài)收集技術(shù)的不斷完善，以及大批量生理數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理能力的進(jìn)步，使研究人員對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行連續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間的生理監(jiān)測(cè)有了更為可靠的手段，從而為相關(guān)研究指出了新的研究方向。工業(yè)界也順應(yīng)這一潮流，在低成本、低功耗的智能監(jiān)測(cè)產(chǎn)品開發(fā)方面做了許多工作，積極開發(fā)出了面向住宅公寓、辦公建筑、商業(yè)建筑等不同場(chǎng)景下的智能空氣環(huán)境感知儀器與管理平臺(tái)，為保障人居環(huán)境健康作作出了貢獻(xiàn)[12]。

4.健康室內(nèi)空氣環(huán)境研究與地方醫(yī)學(xué)的結(jié)合

值得注意的是，地方醫(yī)學(xué)也在健康室內(nèi)空氣環(huán)境的研究中起到了獨(dú)特的作用。有些學(xué)者將健康室內(nèi)空氣環(huán)境研究與地方醫(yī)學(xué)的理論相結(jié)合，創(chuàng)造出具有地方特色的研究方法，并取得了積極的研究成果。例如，徐四維等人發(fā)現(xiàn)，我國(guó)古代建筑在室內(nèi)空氣品質(zhì)營(yíng)造中，就已經(jīng)發(fā)展出基于建筑設(shè)計(jì)并且兼顧人居健康的“九宮八風(fēng)”理論[13]。九宮是中國(guó)古代天文學(xué)的名詞之一，來源于古代天文學(xué)家通過井字格將天空分為九分。在“九宮八風(fēng)”理論中，九個(gè)方格代指人與其周圍的八個(gè)方位，而這八個(gè)方位也象征著一年四季的八個(gè)節(jié)氣，每一個(gè)節(jié)氣一般有其對(duì)應(yīng)的方位。該理論指出，與節(jié)氣主導(dǎo)風(fēng)向一致的風(fēng)稱為實(shí)風(fēng)，相反則為虛風(fēng)，其他方向的稱為正風(fēng)。當(dāng)人所處的自然通風(fēng)環(huán)境處于實(shí)風(fēng)時(shí)，人體會(huì)處于一個(gè)較為健康的狀態(tài)，反之，則會(huì)使疾病的產(chǎn)生概率增加，具體體現(xiàn)在有關(guān)人體臟器的疾病與虛風(fēng)有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。這項(xiàng)研究從中國(guó)古代的醫(yī)學(xué)和營(yíng)造學(xué)的相關(guān)理論出發(fā)，對(duì)研究健康建筑室內(nèi)環(huán)境的營(yíng)造提供了新的視角和方法。

5.國(guó)內(nèi)外對(duì)健康空氣環(huán)境的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定

制定與室內(nèi)空氣品質(zhì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則，是營(yíng)造健康室內(nèi)空氣環(huán)境的重要指導(dǎo)和保證措施。隨著健康建筑概念的進(jìn)一步深入人心，國(guó)內(nèi)外出臺(tái)了一系列針對(duì)健康建筑評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)與導(dǎo)則。其中，比較有代表性的標(biāo)準(zhǔn)包括美國(guó)的《WELL 建筑標(biāo)準(zhǔn)》（WELL Building Standard），以及我國(guó)首部以健康建筑為主題的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)《健康建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（T/ASC02-2016）。該類標(biāo)準(zhǔn)往往由一系列環(huán)境指標(biāo)有機(jī)構(gòu)成，在指導(dǎo)健康建筑的建設(shè)方面具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和全面性。

值得注意的是，不同國(guó)家的健康建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)所采取的技術(shù)體系和框架并不完全一致。比如，《WELL 建筑標(biāo)準(zhǔn)》主要技術(shù)框架為空氣、水、營(yíng)養(yǎng)、光、健身、舒適和精神，而我國(guó)的《健康建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》則設(shè)計(jì)為空氣、水、舒適、健身、人文和服務(wù)。雖然框架設(shè)計(jì)和側(cè)重點(diǎn)并不完全相同，但兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都把室內(nèi)空氣環(huán)境列為健康建筑的首要評(píng)價(jià)對(duì)象，足以反映出健康空氣環(huán)境在健康建筑中的地位和作用。

除了針對(duì)健康建筑評(píng)價(jià)的綜合標(biāo)準(zhǔn)外，還有很多專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)指導(dǎo)健康空氣環(huán)境的營(yíng)造起到了重要作用。比如，我國(guó)制定和使用的《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T1888-2002）、《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB 5025-2010）、《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量》（GB 18580～18588-2001）和《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2001）[14-16]，這些專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和健康建筑綜合標(biāo)準(zhǔn)一起，共同組成了我國(guó)現(xiàn)行的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系。

6.總結(jié)

建筑室內(nèi)空氣環(huán)境的品質(zhì)與健康問題已經(jīng)受到越來越多的社會(huì)關(guān)注?，F(xiàn)有的研究已經(jīng)明確指出了室內(nèi)空氣環(huán)境與人員健康之間的關(guān)聯(lián)性，從多個(gè)方面和視角對(duì)健康室內(nèi)空氣環(huán)境作出了許多有意義的研究，并逐步將許多研究成果付諸實(shí)踐。該領(lǐng)域的近期研究凸顯了學(xué)科交叉的特點(diǎn)。不同領(lǐng)域的研究人員通過密切合作，進(jìn)一步拓展了健康室內(nèi)空氣環(huán)境研究領(lǐng)域的研究工具和研究方法，也將研究的范圍和視角進(jìn)一步擴(kuò)大到心理學(xué)領(lǐng)域。此外，地方醫(yī)學(xué)也在健康室內(nèi)空氣環(huán)境的研究中起到了獨(dú)特的作用，而新型傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，也為該領(lǐng)域的研究提供了新契機(jī)。相信隨著人們生活水平的不斷進(jìn)步和對(duì)健康居住環(huán)境重視程度的不斷提高，健康室內(nèi)環(huán)境方面的研究能夠得到更多的關(guān)注和發(fā)展，為“健康中國(guó)”戰(zhàn)略的穩(wěn)步推進(jìn)作出支持和貢獻(xiàn)。