建筑室內空氣環境與人員健康的研究與分析

林成楷 張榮鵬

1.概述

黨的十九大報告中將“健康中國戰略”作為我國發展基本方略中的重要內容，提出大健康觀的全局理念[1]。體現在建筑行業，即在建筑室內外環境的營造中，要達到美觀、舒適、健康三者的協同發展。隨著全球城市化進程的持續推進，建筑室內環境已經成為人類現今活動的主要區域。有研究表明，多數人80%以上的時間是在建筑內度過的[2]。隨著生活水平的不斷進步，人們對居住環境的水平提出了更高要求。因此，室內人居環境的舒適性與健康性已成為人們高品質生活的重要保證。

室內空氣環境是室內人居環境的重要組成部分，良好的室內空氣品質水平是實現高質量室內人居環境的前提條件之一[3]。從舒適性和安全性的層面來看，室內多種空氣污染物會對人員在室內工作和生活的舒適度和安全性產生直接影響。在具有良好的室內空氣品質的室內環境中生活工作，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，不良的室內空氣環境不僅可以在短時間內對人體產生一定影響，包括身心不適或一系列急性反應，而且可能產生長時間的健康危害，危害類型涵蓋人的呼吸系統、循環系統、免疫系統、神經系統等[5]。

2.室內空氣與人員健康研究領域的發展（由生理到心理）

學術界和工業界對健康建筑這一概念的認可和重視程度，在過去的十年間得到了迅速增長。事實上，早在半個多世紀之前，研究人員對室內空氣的健康問題進行了關注。早期關于室內空氣品質的相關研究，多是針對室內空氣對室內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，使很多建筑室內甲醛含量超標，由此造成了眼睛、皮膚等出現問題。這引起了科研人員的重視，開展了針對某些特定空氣污染物揮發機理和控制措施的研究。WHO 對人們在不良室內環境中的生理問題進行了總結，如咳嗽、呼吸短促、鼻塞、喉嚨痛、胸悶等，并將之定義為病態建筑綜合癥（SBS），可以說是對相關研究的歸納和總結，促進了人們對病態建筑的重視。

在之后的研究里，科研人員將研究的范圍和視角進一步擴大到了心理領域。在這個過程中，研究的問題也由作用更強烈、更迅速的健康危害，擴展到了影響相對較弱、作用時間更長的健康危害[6]。例如，近期的研究發現，中長期暴露在特定不良空氣環境中會引發抑郁癥等一系列心理癥狀，甚至會導致自殺傾向，并初步明確了導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月內生活在二氧化氮濃度較高的室內環境中，則更有可能患有注意力缺陷障礙的問題[9]。此外，相關研究也由室內空氣環境對人員健康的直接影響擴展到更深入的間接影響，并試圖從病理學的角度對其進行分析。例如，Eraly 等人在其研究中發現，某些空氣污染物可以導致人的慢性低度炎癥反應，進而帶來一系列間接的心理壓力和心理失調問題[10]。

3.健康室內空氣環境研究工具的進步

在傳統的建筑科學研究中，研究工具和方法主要側重于對室內空氣物理屬性的測量以及通風等建筑技術的研究。在近年來的健康室內空氣環境研究中，隨著學科交叉特點的進一步加強，建筑科學研究人員與生物科學、材料科學、醫療健康等領域的研究人員進行了更為密切的合作，也進一步拓展了健康室內空氣環境研究領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與人員早期心理健康發展障礙的相關性時，引入了生物科學的研究方法，通過一系列嚴格設計的動物實驗對研究問題進行了分析。通過對小鼠的實驗，他們發現特定的空氣污染物會對孕期的雌鼠產生影響，其生產的幼崽會在出生后一定時間內出現包括焦慮和認知障礙方面的特征[11]。這種通過動物實驗研究室內空氣環境健康影響的方法，在傳統的建筑室內空氣研究領域是不多見的。

此外，得益于新型傳感技術、網絡技術和大數據技術的快速發展，也得益于智慧建筑和智慧城市等概念的成熟和推廣，健康室內空氣環境的研究工具也呈現出數字化和智能化的趨勢。例如，隨著便攜式人體生理信息動態收集技術的不斷完善，以及大批量生理數據實時處理能力的進步，使研究人員對研究對象進行連續、長時間的生理監測有了更為可靠的手段，從而為相關研究指出了新的研究方向。工業界也順應這一潮流，在低成本、低功耗的智能監測產品開發方面做了許多工作，積極開發出了面向住宅公寓、辦公建筑、商業建筑等不同場景下的智能空氣環境感知儀器與管理平臺，為保障人居環境健康作作出了貢獻[12]。

4.健康室內空氣環境研究與地方醫學的結合

值得注意的是，地方醫學也在健康室內空氣環境的研究中起到了獨特的作用。有些學者將健康室內空氣環境研究與地方醫學的理論相結合，創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，徐四維等人發現，我國古代建筑在室內空氣品質營造中，就已經發展出基于建筑設計并且兼顧人居健康的“九宮八風”理論[13]。九宮是中國古代天文學的名詞之一，來源于古代天文學家通過井字格將天空分為九分。在“九宮八風”理論中，九個方格代指人與其周圍的八個方位，而這八個方位也象征著一年四季的八個節氣，每一個節氣一般有其對應的方位。該理論指出，與節氣主導風向一致的風稱為實風，相反則為虛風，其他方向的稱為正風。當人所處的自然通風環境處于實風時，人體會處于一個較為健康的狀態，反之，則會使疾病的產生概率增加，具體體現在有關人體臟器的疾病與虛風有較強的關聯性。這項研究從中國古代的醫學和營造學的相關理論出發，對研究健康建筑室內環境的營造提供了新的視角和方法。

5.國內外對健康空氣環境的相關標準和規定

制定與室內空氣品質相關的標準和導則，是營造健康室內空氣環境的重要指導和保證措施。隨著健康建筑概念的進一步深入人心，國內外出臺了一系列針對健康建筑評價的標準與導則。其中，比較有代表性的標準包括美國的《WELL 建筑標準》（WELL Building Standard），以及我國首部以健康建筑為主題的評價標準《健康建筑評價標準》（T/ASC02-2016）。該類標準往往由一系列環境指標有機構成，在指導健康建筑的建設方面具有較強的系統性和全面性。

值得注意的是，不同國家的健康建筑評價標準所采取的技術體系和框架并不完全一致。比如，《WELL 建筑標準》主要技術框架為空氣、水、營養、光、健身、舒適和精神，而我國的《健康建筑評價標準》則設計為空氣、水、舒適、健身、人文和服務。雖然框架設計和側重點并不完全相同，但兩個標準都把室內空氣環境列為健康建筑的首要評價對象，足以反映出健康空氣環境在健康建筑中的地位和作用。

除了針對健康建筑評價的綜合標準外，還有很多專項標準也對指導健康空氣環境的營造起到了重要作用。比如，我國制定和使用的《室內空氣質量標準》（GB/T1888-2002）、《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（GB 5025-2010）、《室內裝飾裝修材料有害物質限量》（GB 18580～18588-2001）和《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2001）[14-16]，這些專項標準和健康建筑綜合標準一起，共同組成了我國現行的室內空氣質量標準評價體系。

6.總結

建筑室內空氣環境的品質與健康問題已經受到越來越多的社會關注。現有的研究已經明確指出了室內空氣環境與人員健康之間的關聯性，從多個方面和視角對健康室內空氣環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踐。該領域的近期研究凸顯了學科交叉的特點。不同領域的研究人員通過密切合作，進一步拓展了健康室內空氣環境研究領域的研究工具和研究方法，也將研究的范圍和視角進一步擴大到心理學領域。此外，地方醫學也在健康室內空氣環境的研究中起到了獨特的作用，而新型傳感技術、網絡技術和數據技術的快速發展，也為該領域的研究提供了新契機。相信隨著人們生活水平的不斷進步和對健康居住環境重視程度的不斷提高，健康室內環境方面的研究能夠得到更多的關注和發展，為“健康中國”戰略的穩步推進作出支持和貢獻。