分體式空調(diào)辦公建筑不同設(shè)定溫度模式對(duì)健康的影響研究*

閆海燕 石芳寧 董夢如 孫 震 袁國棟

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們追求更舒適室內(nèi)環(huán)境的同時(shí)也帶來了建筑的高能耗現(xiàn)實(shí)問題[1]。為了節(jié)約公共建筑能源，中國政府早在2007年就提出限制公共建筑空調(diào)設(shè)定溫度的規(guī)定：公共建筑夏季空調(diào)溫度設(shè)置不得低于26 ℃[2]。在中國“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下，2021年廣東省等地方政府再次發(fā)布“辦公場所夏季制冷溫度設(shè)置不低于26 ℃”的通知，而我國辦公建筑設(shè)定溫度低于26 ℃的現(xiàn)象普遍存在[2]。周翔等[3]通過對(duì)上海辦公建筑人員空調(diào)使用行為的研究發(fā)現(xiàn)，人們?cè)O(shè)定較低溫度的主要原因?yàn)椴挥每紤]經(jīng)濟(jì)因素。在一項(xiàng)關(guān)于辦公建筑人員空調(diào)設(shè)定溫度影響因素的實(shí)測研究中，學(xué)者們旨在找到可能的方法來鼓勵(lì)更高的溫度設(shè)置，研究指出大多數(shù)人為了個(gè)人健康會(huì)把設(shè)定溫度調(diào)高（例如避免病態(tài)建筑綜合癥），人們對(duì)健康的關(guān)注要遠(yuǎn)大于節(jié)能。上述研究結(jié)果表明鼓勵(lì)人們節(jié)能不如宣傳健康[4]，設(shè)定溫度政策推行的關(guān)鍵在于健康。因此，研究不同設(shè)定溫度模式對(duì)健康的影響對(duì)于建筑節(jié)能和室內(nèi)健康環(huán)境營造具有重要的實(shí)踐意義。

建筑的主要目的是提供住所和增進(jìn)福祉，但它們也與一系列健康危害有關(guān)。佩德·沃爾科夫（Peder Wolkoff）等人[5]綜述相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)熱環(huán)境與人體健康、工作以及認(rèn)知能力密切相關(guān)。余娟等人[6]的研究表明，與長期處于自然通風(fēng)建筑環(huán)境的人群相比，全天逗留在空調(diào)建筑環(huán)境中的人群表現(xiàn)出的生理適應(yīng)性較弱，其皮膚溫度調(diào)節(jié)速度較慢、出汗率較低、對(duì)高溫環(huán)境的耐受能力較差、人體熱應(yīng)激能力退化，存在很多健康問題。因此，自然通風(fēng)建筑在人體健康和節(jié)能方面的價(jià)值不可否認(rèn)[7]。然而，為了改善室內(nèi)熱環(huán)境，提高人們的熱舒適，暖通空調(diào)系統(tǒng)仍然占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。張仲軍等人[8]將60名來自不同空調(diào)建筑的受試者暴露于氣候室中，發(fā)現(xiàn)來自分體式空調(diào)建筑的受試者在非中性環(huán)境下的體溫調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于來自中央空調(diào)建筑的受試者。綜上所述，現(xiàn)有研究已經(jīng)證實(shí)不同建筑類型營造的室內(nèi)熱環(huán)境會(huì)對(duì)人們的生理適應(yīng)能力存在影響，而對(duì)于相同的空調(diào)建筑，不同設(shè)定溫度營造的室內(nèi)熱環(huán)境對(duì)人體生理適應(yīng)能力方面的健康影響仍不明晰。

除了室內(nèi)熱環(huán)境與人體健康的關(guān)系，自世界衛(wèi)生組織30多年前宣布“病態(tài)建筑綜合癥”以來，影響人們舒適和健康狀況的室內(nèi)空氣質(zhì)量也一直是研究中的重點(diǎn)問題[9]。吉約姆·塞芬（Guillaume Sérafin）等[10]收集了自2000年以來全球辦公建筑中室內(nèi)空氣污染物濃度，并通過研究其致癌、誘變、重復(fù)毒性和內(nèi)分泌破壞效應(yīng)，把甲醛、PM2.5等列為優(yōu)先污染物。CO2雖然是一種無毒物質(zhì)，但在其含量顯著升高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致呼吸運(yùn)動(dòng)振幅、外周血流量、自主神經(jīng)功能表現(xiàn)和大腦皮層功能狀態(tài)發(fā)生顯著變化[11-12]，對(duì)人類健康有直接的影響[13]。通風(fēng)行為可以通過稀釋和減少室內(nèi)空氣污染物濃度來降低健康風(fēng)險(xiǎn)[14-15]。然而空調(diào)的使用會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境密閉，通風(fēng)減少，因此在夏季，空調(diào)使用行為與室內(nèi)空氣質(zhì)量密切相關(guān)。室內(nèi)熱經(jīng)歷會(huì)影響人們的空調(diào)使用行為[16]，那么經(jīng)歷不同設(shè)定溫度模式人群的空調(diào)使用行為有何差異，其差異對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響有多大，進(jìn)而又會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生什么影響？這些問題亟需解決。

綜上所述，室內(nèi)熱環(huán)境、室內(nèi)空氣質(zhì)量等是影響居住者健康的重要因素。因此，本文以鄭州市和焦作市的分體式空調(diào)辦公建筑為研究對(duì)象，采用環(huán)境客觀測量與人體主觀調(diào)查相結(jié)合的方法，探究不同設(shè)定溫度模式下室內(nèi)熱環(huán)境及空氣污染對(duì)人體健康的影響。研究結(jié)果可為夏季分體式空調(diào)辦公建筑的節(jié)能政策推行和室內(nèi)環(huán)境健康問題的解決提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1 調(diào)研時(shí)間和地點(diǎn)

本次調(diào)研于2019年6—8月在鄭州市和焦作市進(jìn)行。鄭州市、焦作市分別位于河南省中部偏北和西北部位置，鄭州市北部與焦作市接壤。兩市均為中國《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50176—2016）[17]一級(jí)區(qū)劃中的寒冷氣候，夏季高溫多雨。

1.2 調(diào)研對(duì)象

本次調(diào)研隨機(jī)挑選了21棟分布在鄭州市和焦作市市區(qū)各個(gè)區(qū)域的分體式空調(diào)辦公建筑作為研究對(duì)象。被調(diào)研建筑均有由室內(nèi)人員自行控制的窗戶和分體式空調(diào)。所有建筑為磚混結(jié)構(gòu)，具有良好的隔熱性能，建筑內(nèi)部為常規(guī)辦公室布置。

在選定的建筑中，隨機(jī)挑選室內(nèi)人員作為受試者。所有受試者健康狀況良好，他們?cè)诋?dāng)?shù)刂辽倬幼?年以上，均已適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?。每位受試者都自愿參與本研究，為避免影響每位受試者對(duì)問卷問題的主觀選擇，調(diào)研中不會(huì)討論與測試相關(guān)的問題。為了獲取實(shí)際場景中的數(shù)據(jù)，調(diào)研期間，不對(duì)受試者加以任何干擾，受試者可以按照自己平時(shí)的喜好和習(xí)慣設(shè)置空調(diào)設(shè)定溫度，且能根據(jù)個(gè)人意愿調(diào)節(jié)服裝、開關(guān)門窗和使用空調(diào)。

1.3 現(xiàn)場測試方法

首先，現(xiàn)場調(diào)研采用調(diào)查問卷的形式來獲取受試者的基本信息、服裝熱阻、空調(diào)使用行為和空氣質(zhì)量滿意度?？諝赓|(zhì)量滿意度標(biāo)尺見表1。

表1 空氣質(zhì)量滿意度標(biāo)尺Tab.1 air quality satisfaction voting scale

其次，在進(jìn)行問卷填寫的同時(shí)進(jìn)行皮膚溫度、CO2濃度、甲醛濃度、PM2.5濃度、室內(nèi)外空氣溫度、相對(duì)濕度、黑球溫度、風(fēng)速等參數(shù)的測量，并對(duì)受試者的空調(diào)使用行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。皮膚溫度測定位置選擇在左手手背側(cè)手腕和手指之間的區(qū)域，這是因?yàn)槭趾褪种傅钠つw有最多的AVAs（動(dòng)－靜脈吻合）。AVAs是一種閥門，通過來自體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的中樞下丘腦信號(hào)直接控制血管收縮和舒張[18]。環(huán)境參數(shù)測點(diǎn)位置的布置按照ASHRAE手冊(cè)[19]進(jìn)行，室內(nèi)環(huán)境污染物濃度的測點(diǎn)布置按《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》[20]進(jìn)行，測試儀器均滿足ISO 7726標(biāo)準(zhǔn)[21]的要求，測試儀器詳細(xì)信息見表2。

表2 儀器的測量范圍和精度Tab.2 measured range and accuracy of instruments

1.4 數(shù)據(jù)收集

通過實(shí)地調(diào)查，共收集有效問卷和相應(yīng)的客觀環(huán)境參數(shù)529套。根據(jù)調(diào)研時(shí)受試者在問卷中所填寫的空調(diào)設(shè)定溫度，以規(guī)定的公共建筑最低設(shè)定溫度（26 ℃）為界限，按照設(shè)定溫度的高低把調(diào)研所獲得的數(shù)據(jù)分為兩組：實(shí)驗(yàn)組（高設(shè)定溫度模式≥26 ℃）和對(duì)照組（低設(shè)定溫度模式＜26 ℃），其中實(shí)驗(yàn)組291套，對(duì)照組238套。調(diào)研獲取的受試者基本信息如表3所示。

表3 受試者背景統(tǒng)計(jì)Tab.3 subjects background statistics

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（standard effective temperature, SET）考慮了空氣溫度、平均輻射溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、代謝率、服裝熱阻等相關(guān)因素的綜合效應(yīng)，采用二節(jié)點(diǎn)模型對(duì)SET進(jìn)行計(jì)算[19]。采用Bin法，將自變量按所需區(qū)間進(jìn)行分組，平均值作為每組的變量。采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)比較不同組數(shù)據(jù)；對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行加權(quán)線性回歸分析；通過標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)法計(jì)算權(quán)重；采用協(xié)方差分析檢驗(yàn)回歸線之間的顯著性。所有統(tǒng)計(jì)分析均采用SPSSv26.0軟件進(jìn)行，以P值描述2組數(shù)據(jù)間的差異水平，P＜0.05（*）表示差異顯著，P＜0.001（***）表示差異極其顯著，P＞0.05（ns）表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱濕環(huán)境

兩組室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)如圖1所示，調(diào)研期間室外空氣溫度范圍為24.5 ℃～39.3 ℃，平均溫度為33 ℃。經(jīng)檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組的室內(nèi)空氣溫度和相對(duì)濕度均顯著大于對(duì)照組（P＜0.001），而兩組的室外空氣溫度無顯著性差異（P=0.250）。即調(diào)研期間，兩組受試者的室外熱暴露無差異，而與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組受試者暴露的空調(diào)環(huán)境溫度更高，濕度更大。

圖1 室內(nèi)外熱濕環(huán)境Fig.1 indoor and outdoor thermal and humid environments

2.2 空調(diào)依賴程度

2.2.1 空調(diào)使用模式

通過對(duì)空調(diào)使用模式情況的統(tǒng)計(jì)（圖2）發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組空調(diào)使用模式主要集中于“感覺熱時(shí)開”和“一進(jìn)門就開，離開時(shí)關(guān)”。不同空調(diào)使用模式意味著受試者對(duì)空調(diào)的依賴程度不同。“感覺熱時(shí)開”對(duì)空調(diào)的依賴程度較弱，稱之為弱依賴空調(diào)模式；“一進(jìn)門就開，離開時(shí)關(guān)”對(duì)空調(diào)的依賴程度較強(qiáng)，稱之為強(qiáng)依賴空調(diào)模式。在辦公建筑中，人們不需要支付使用空調(diào)的費(fèi)用，因此兩組頻率最高的空調(diào)使用模式均為不節(jié)能的強(qiáng)依賴模式。對(duì)于較節(jié)能的弱依賴模式，對(duì)照組受試者很少采用（6%），而實(shí)驗(yàn)組有35%的受試者采用這種模式，即相比于對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組對(duì)空調(diào)的依賴程度較弱。

圖2 空調(diào)使用模式分布情況Fig.2 distribution of air conditioner usage modes

2.2.2 空調(diào)使用時(shí)長

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的空調(diào)使用月數(shù)分布頻率如圖3a所示，實(shí)驗(yàn)組的空調(diào)使用月數(shù)顯著小于對(duì)照組（P=0.001）。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組每天空調(diào)使用時(shí)長分布頻率如圖3b所示，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組每天空調(diào)使用時(shí)長平均值分別為8 h和10 h，經(jīng)檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組每天空調(diào)使用時(shí)長顯著小于對(duì)照組（P=0.000）。即整個(gè)夏天實(shí)驗(yàn)組受試者暴露于空調(diào)環(huán)境的時(shí)間少于對(duì)照組。由圖3c可知，強(qiáng)依賴空調(diào)模式的空調(diào)使用月數(shù)和每天空調(diào)使用時(shí)長均顯著大于弱依賴空調(diào)使用模式（P＜0.001），即空調(diào)依賴程度與空調(diào)使用時(shí)長呈正相關(guān)。經(jīng)檢驗(yàn)，兩組每天空調(diào)使用時(shí)長與室外溫度無關(guān)（P=0.204），即辦公建筑每天空調(diào)使用的時(shí)長更多地取決于人們對(duì)空調(diào)的依賴程度，而不是室外溫度。

2.3 對(duì)體溫調(diào)節(jié)能力的影響

服裝熱阻和風(fēng)速均會(huì)影響人體的皮膚溫度[22-23]，為了減少兩者的影響，本文采用SET來評(píng)價(jià)人體皮膚溫度與環(huán)境溫度的關(guān)系。在中性環(huán)境下，維持體溫的熱能由基礎(chǔ)代謝提供，人體的代謝處于穩(wěn)定狀態(tài)[24]。因此由圖4a可知，中性環(huán)境下（25 ℃～27 ℃），兩組的皮膚溫度無顯著性差異（P=0.061）。中國人體出汗的環(huán)境溫度閾值在33 ℃以上[23]，而本文空調(diào)環(huán)境中的溫度遠(yuǎn)低于33 ℃，因此在本研究的非中性環(huán)境下，人體體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要通過血管擴(kuò)張和收縮來控制皮膚溫度，以在溫度變化時(shí)保持體溫恒定。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，為了減少散熱，流向皮膚的血液會(huì)隨著周圍血管收縮而減少，因此皮膚溫度降低。相比之下，當(dāng)溫度較高時(shí)，皮膚表面的血管會(huì)擴(kuò)張以增加散熱導(dǎo)致皮膚溫度升高[24]。由圖4b可知，皮膚溫度和SET呈正相關(guān)（P=0.000），在相同的SET下，實(shí)驗(yàn)組的皮膚溫度高于對(duì)照組，且隨著SET的升高，差異增大。經(jīng)檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組的斜率顯著大于對(duì)照組（P=0.000），這表明實(shí)驗(yàn)組受試者的皮膚溫度對(duì)環(huán)境溫度的變化更敏感，調(diào)節(jié)速度更快。同時(shí)由圖4a可知，在偏涼環(huán)境下（≤25 ℃），兩組受試者的皮膚溫度無顯著性差異（P=0.236）。而在偏熱環(huán)境下（≥27 ℃），實(shí)驗(yàn)組受試者的皮膚溫度顯著高于對(duì)照組（P=0.049）。這表明兩組受試者在偏涼環(huán)境下的體溫調(diào)節(jié)能力無差異，而在偏熱環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)組受試者的體溫調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于對(duì)照組。

2.4 室內(nèi)空氣質(zhì)量差異

參照《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 18883—2002）[25]確定CO2標(biāo)準(zhǔn)限值為0.1%，參照《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50325—2020）[20]確定Ⅱ類民用建筑工程的甲醛標(biāo)準(zhǔn)限值為0.08 mg/m3，參照《建筑室內(nèi)細(xì)顆粒物（PM2.5）污染控制技術(shù)規(guī)程》（T/CECS 586—2019）[26]確定二級(jí)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)限值為75 μg/m3。將統(tǒng)計(jì)調(diào)研期間的甲醛濃度按1 ppm=1.341 mg/m3進(jìn)行換算。室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)分布頻率如圖5所示，由圖5a可知，實(shí)驗(yàn)組的CO2濃度超標(biāo)率（28%）遠(yuǎn)小于對(duì)照組（41%）；由圖5b可知，實(shí)驗(yàn)組的甲醛濃度超標(biāo)率為57%，對(duì)照組為63%；由圖5c可知，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的PM2.5濃度達(dá)標(biāo)率分別高達(dá)93%和96%。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在辦公建筑中CO2和甲醛超標(biāo)率較高，尤其是對(duì)照組，而PM2.5濃度偏低，達(dá)標(biāo)率均高達(dá)90%以上。因此鄭州市和焦作市夏季分體式空調(diào)辦公建筑解決室內(nèi)空氣質(zhì)量問題主要就是解決CO2和甲醛污染的問題。

圖5 室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)分布Fig.5 distribution of indoor air quality parameters

進(jìn)一步檢驗(yàn)顯示，實(shí)驗(yàn)組的CO2和甲醛濃度均顯著小于對(duì)照組（P＜0.05），尤其是CO2濃度超過標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí)，兩組CO2濃度差異更大（P=0.000）。由圖5d可知，弱依賴空調(diào)模式的室內(nèi)CO2和甲醛濃度顯著低于強(qiáng)依賴空調(diào)模式（P＜0.05），即空調(diào)依賴程度影響室內(nèi)污染物濃度，弱依賴空調(diào)模式對(duì)室內(nèi)空氣污染物濃度有積極影響。由2.2.1節(jié)可知，實(shí)驗(yàn)組對(duì)空調(diào)的依賴程度較弱，因此實(shí)驗(yàn)組的CO2和甲醛濃度均顯著小于對(duì)照組。甲醛濃度會(huì)隨著溫濕度的升高而增加[27]，由2.1節(jié)可知，實(shí)驗(yàn)組的室內(nèi)空氣溫度和相對(duì)濕度均顯著大于對(duì)照組，而實(shí)驗(yàn)組的甲醛濃度卻顯著低于對(duì)照組，這表明相比于對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組的弱依賴空調(diào)模式抵消了其較高溫濕度對(duì)甲醛濃度的不利影響。

2.5 甲醛暴露健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

由2.4節(jié)可知，兩組甲醛濃度超標(biāo)率較高，室內(nèi)甲醛污染嚴(yán)重，而甲醛作為一類致癌物，對(duì)人體健康危害很大，因此對(duì)甲醛暴露進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)十分必要。

采用美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法[28]，甲醛癌癥風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法見式（1）和（2）：

式中：CancerRisk為癌癥風(fēng)險(xiǎn)；SF為斜率因子，kg·d/mg；CDI為平均日暴露劑量，mg/kg·d。

式中：C為污染物濃度，mg/m3；IR為呼吸速率，m3/d；ED為暴露持續(xù)時(shí)間，d；BW為體重，kg；AT為終身時(shí)間，d。

查詢美國EPA的IRIS數(shù)據(jù)庫獲取SF值[29]為4.55×10-2kg·d/mg；根據(jù)《中國人群暴露參數(shù)手冊(cè)（成人卷）》[30]，獲得成年男、女性的呼吸速率分別為17.70 m3/d和14.30 m3/d；暴露持續(xù)時(shí)間通過以下公式計(jì)算：暴露持續(xù)時(shí)間=每天工作時(shí)間平均值/24×每周工作天數(shù)平均值×1年的周數(shù)×職工工作年限，其中每天工作時(shí)間平均值按調(diào)研實(shí)際時(shí)間保守估計(jì)為8 h，每周工作時(shí)間為5天，1年的周數(shù)為365/7，職工年限為40年；美國環(huán)境保護(hù)署定義70年作為計(jì)算壽命周期內(nèi)的致癌效應(yīng)，則終身時(shí)間為25 550天。

兩組的甲醛致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果如表4所示，實(shí)驗(yàn)組的甲醛致癌風(fēng)險(xiǎn)顯著小于對(duì)照組（P=0.044），兩組甲醛致癌風(fēng)險(xiǎn)均超過美國EPA提出的安全限值（1×10-6），這表明夏季辦公建筑室內(nèi)甲醛濃度存在較大的健康隱患，尤其是對(duì)照組。

表4 甲醛終身癌癥風(fēng)險(xiǎn)估算Tab.4 estimated lifetime cancer risk of formaldehyde

2.6 空氣質(zhì)量滿意度

由2.4節(jié)可知，盡管實(shí)驗(yàn)組的空氣污染物濃度顯著小于對(duì)照組，但兩組的空氣質(zhì)量滿意度并無顯著性差異（P=0.106）。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，空氣質(zhì)量滿意度與PM2.5濃度、甲醛濃度均無關(guān)（P＞0.05），僅有實(shí)驗(yàn)組的CO2濃度與空氣質(zhì)量滿意度呈負(fù)相關(guān)（圖6a）（P=0.000）。而由圖6b可知，兩組空氣質(zhì)量滿意度均與室內(nèi)空氣溫度呈負(fù)相關(guān)（P＜0.001），這可能是因?yàn)橛捎跍囟鹊纳仙沟梦氲目諝忪手瞪?，從而?dǎo)致吸入的空氣對(duì)人體呼吸道粘膜的冷卻作用減弱而使人產(chǎn)生了悶感[31]，因此空氣質(zhì)量滿意度降低。綜上所述，實(shí)驗(yàn)組的空氣質(zhì)量滿意度受CO2濃度和室內(nèi)空氣溫度的綜合影響，而對(duì)照組的空氣質(zhì)量滿意度主要受室內(nèi)空氣溫度的影響。由此可知，兩組空氣質(zhì)量滿意度無顯著差異的主要原因可能是因?yàn)閷?duì)照組的室內(nèi)空氣溫度顯著低于實(shí)驗(yàn)組。

圖6 室內(nèi)空氣質(zhì)量滿意度Fig.6 indoor air quality satisfaction

有實(shí)驗(yàn)室研究表明，溫度對(duì)空氣質(zhì)量滿意度的影響要大于CO2[32]。但是從本次現(xiàn)場調(diào)研來看，在實(shí)驗(yàn)組，CO2濃度對(duì)受試者空氣質(zhì)量滿意度的影響程度（56%）略大于室內(nèi)空氣溫度（44%），而在對(duì)照組，CO2濃度對(duì)受試者的空氣質(zhì)量滿意度沒有影響。因此，可以推斷長期待在低溫環(huán)境下，可能會(huì)降低人們對(duì)CO2濃度的敏感性，進(jìn)而影響人們對(duì)空氣質(zhì)量的有效感知。故在對(duì)照組，不僅CO2等污染物濃度更高，而且人們的感知能力較差，這無疑將會(huì)增加人們的健康風(fēng)險(xiǎn)。

3 討論

3.1 低設(shè)定溫度模式暴露會(huì)增加人們的空調(diào)依賴程度

由2.2節(jié)可知，相比于低設(shè)定溫度模式，高設(shè)定溫度模式下人們對(duì)空調(diào)的依賴程度較低，這可能是由不同設(shè)定溫度模式下人們體溫調(diào)節(jié)引起的熱耐受能力差異造成的。

現(xiàn)有研究已經(jīng)表明相比于自然通風(fēng)建筑，長期處于空調(diào)建筑環(huán)境人群的生理調(diào)節(jié)能力較弱[6]。而本研究發(fā)現(xiàn)即使同為空調(diào)建筑，不同設(shè)定溫度模式也會(huì)對(duì)人們的體溫調(diào)節(jié)能力產(chǎn)生影響，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可以由兩種模式熱暴露的差異來解釋：由2.1和2.2.2節(jié)可知，相比于高設(shè)定溫度模式，低設(shè)定溫度模式暴露的空調(diào)環(huán)境溫度更低、時(shí)間更長，因此削弱了人體對(duì)偏熱環(huán)境的體溫調(diào)節(jié)能力。而低設(shè)定溫度模式下，人們的弱體溫調(diào)節(jié)能力將會(huì)導(dǎo)致人體熱應(yīng)激能力退化并對(duì)偏熱環(huán)境的耐受能力減弱[6]，從而增加了人們對(duì)空調(diào)的依賴程度。

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，使用過空調(diào)的人會(huì)更喜歡選擇空調(diào)作為環(huán)境調(diào)節(jié)的手段[33]，而本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，采用低設(shè)定溫度模式的人會(huì)更依賴空調(diào)。

3.2 低設(shè)定溫度模式暴露對(duì)健康帶來的負(fù)面影響

由前文分析可知，低設(shè)定溫度模式對(duì)健康產(chǎn)生的負(fù)面影響有：削弱了人們對(duì)偏熱環(huán)境的體溫調(diào)節(jié)能力、增加了室內(nèi)CO2和甲醛的濃度、加劇了居住者的甲醛致癌風(fēng)險(xiǎn)、降低了人們對(duì)空氣質(zhì)量的有效感知。出現(xiàn)這些情況的主要原因如下。

一是室內(nèi)空氣溫度方面：2.1、2.6和3.1節(jié)的結(jié)果表明，相比于高設(shè)定溫度模式，低設(shè)定溫度模式較低的室內(nèi)空氣溫度削弱了人們對(duì)偏熱環(huán)境的體溫調(diào)節(jié)能力并降低了人們對(duì)CO2濃度的敏感性，進(jìn)而影響了人們對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的有效感知。

二是空調(diào)依賴程度方面：為了節(jié)約能耗、減少散熱量，調(diào)研期間受試者使用空調(diào)的同時(shí)一般關(guān)閉門窗，室內(nèi)處于密閉狀態(tài)，而CO2和甲醛濃度主要由室內(nèi)通風(fēng)水平影響[34]。由2.2節(jié)可知，相比于高設(shè)定溫度模式，低設(shè)定溫度模式受試者對(duì)空調(diào)的依賴程度更高，空調(diào)使用時(shí)長更長，因此室內(nèi)通風(fēng)不足，導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染物濃度升高。同時(shí)，低設(shè)定溫度模式受試者對(duì)空調(diào)的較強(qiáng)依賴也對(duì)人們的體溫調(diào)節(jié)能力產(chǎn)生了不利影響。

基于上文不同設(shè)定溫度模式對(duì)健康的影響分析，驗(yàn)證了中國政府對(duì)辦公建筑設(shè)定溫度規(guī)定的合理性。因此應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)“辦公場所夏季制冷溫度設(shè)置不低于26 ℃”規(guī)定的執(zhí)行力度。鼓勵(lì)人們節(jié)能不如宣傳健康，故建議中國加大低設(shè)定溫度對(duì)健康負(fù)面影響的宣傳，引導(dǎo)人們采取高設(shè)定溫度模式。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，高設(shè)定溫度模式受試者的年齡顯著大于低設(shè)定溫度模式（P=0.000）。根據(jù)世界衛(wèi)生組織對(duì)年齡階段的劃分，按照年齡的大小分為兩種人群：青年人（＜45歲）和中老年人（≥45歲）。經(jīng)檢驗(yàn)，中老年人的空調(diào)設(shè)定溫度顯著大于青年人（P=0.011），同時(shí)女性的空調(diào)設(shè)定溫度顯著大于男性（P=0.000），這與以往研究結(jié)果一致。隨著年齡的增加，人體代謝率會(huì)降低，需要更高的環(huán)境溫度來保持舒適。相比于男性，女性更容易感到寒冷，偏好較高的溫度[35]。因此，應(yīng)著重加強(qiáng)對(duì)青年人和男性的引導(dǎo)。

4 結(jié)論與建議

本文通過研究鄭州市和焦作市分體式空調(diào)辦公建筑不同設(shè)定溫度模式下室內(nèi)熱環(huán)境及空氣污染對(duì)人體健康的影響，得出以下結(jié)論和建議。

一是分體式空調(diào)辦公建筑中存在兩種典型的空調(diào)使用模式，分別是“感覺熱時(shí)開”和“一進(jìn)門就開，離開時(shí)關(guān)”。實(shí)驗(yàn)組的空調(diào)依賴程度和空調(diào)使用時(shí)長均小于對(duì)照組。

二是兩組受試者的室外熱暴露無差異，而相比于對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組受試者暴露的空調(diào)環(huán)境溫度更高，濕度更大。

三是在偏熱環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)組受試者的體溫調(diào)節(jié)能力要強(qiáng)于對(duì)照組。

四是鄭州市和焦作市夏季分體式空調(diào)辦公建筑室內(nèi)主要空氣污染物為CO2和甲醛。實(shí)驗(yàn)組的CO2、甲醛濃度以及甲醛致癌風(fēng)險(xiǎn)均顯著小于對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組的弱依賴空調(diào)模式抵消了其較高溫濕度對(duì)甲醛濃度的不利影響。

五是兩組受試者的空氣質(zhì)量滿意度無顯著差異。實(shí)驗(yàn)組的空氣質(zhì)量滿意度受CO2濃度和室內(nèi)空氣溫度的綜合影響，而對(duì)照組的空氣質(zhì)量滿意度主要受室內(nèi)空氣溫度的影響。長期待在對(duì)照組，會(huì)降低人們對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的有效感知。

六是室內(nèi)溫度影響人們的空氣質(zhì)量滿意度，若靠人的主觀感受去檢測室內(nèi)空氣質(zhì)量，可能會(huì)導(dǎo)致人們盲目降低空調(diào)設(shè)定溫度，從而將會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生不利影響并造成能源的浪費(fèi)。因此，建議室內(nèi)配備空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，在超出標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，及時(shí)提醒人們采取措施。

圖表來源：

圖1-6：作者繪制

表1-4：作者繪制