姜中天

中國建筑設(shè)計研究院有限公司

2020年初的新型冠狀病毒肺炎體現(xiàn)出了極強的傳染性，疫情已擴大至全球范圍。全國嚴防死守的社區(qū)管控模式產(chǎn)生了良好效果，絕大多數(shù)居民的生活方式均調(diào)整為“居家模式”，以避免人群聚集。居住環(huán)境中建筑裝修材料以及家具等散發(fā)的化學(xué)物質(zhì)、居民活動產(chǎn)生水蒸氣，在通風(fēng)換氣較差、氣密性較高的室內(nèi)容易產(chǎn)生各類室內(nèi)空氣污染，也容易發(fā)生結(jié)露，引起霉菌、螨蟲等大量繁殖。而“居家模式”恰恰會導(dǎo)致居民長期處于飽含化學(xué)物質(zhì)和微生物的對健康不利的環(huán)境中。另外，疫情發(fā)生時正值冬春之交，如果家中不同房間存在較大的溫差，居民在其間走動，容易產(chǎn)生溫度沖擊，引起血壓變化，對健康不利。

住宅的居住環(huán)境能否保證甚至增強居民健康，是全社會關(guān)注的重點。疫情期間人們的“居家模式”能否帶來疫情以外的健康風(fēng)險，如室內(nèi)污染物、溫濕度、睡眠環(huán)境、兒童和老人的在宅安全等，包括各類慢性疾病與住宅環(huán)境間的關(guān)系，需要用嚴謹?shù)难芯繑?shù)據(jù)、科學(xué)系統(tǒng)的評價結(jié)果等作為依據(jù)。

日本國土交通省下設(shè)的健康維持增進住宅研究委員會/健康維持增進住宅研考團在住宅健康領(lǐng)域深耕多年，通過嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗與數(shù)據(jù)分析，取得了卓越的成果，并于2013年6月出版發(fā)行了《健康住宅與居住行為指南》。該著作以居住者和專業(yè)人士為對象，對與居住健康關(guān)聯(lián)的科學(xué)和醫(yī)學(xué)依據(jù)進行了深入淺出的解讀。著作的中文版于2019年4月出版，在學(xué)術(shù)和工程領(lǐng)域獲得了一定的關(guān)注，本文對該成果進行簡要的介紹。

1 居家健康風(fēng)險判定的科學(xué)依據(jù)體系組成

居家健康風(fēng)險的判定主要由兩大體系組成，分別是主動和被動兩方面的體系性因素。其中，被動因素主要包括住宅的設(shè)計、施工、材料部品的采購等住宅建成以來的固有屬性；主動因素包括居住者的生活習(xí)慣、設(shè)備設(shè)施的使用習(xí)慣以及包括年齡等的人的屬性。該著作從影響居民健康的適宜的室內(nèi)熱環(huán)境、舒適的睡眠環(huán)境、清潔的空氣環(huán)境、安全放心的居住環(huán)境四個方面因素入手，將健康風(fēng)險判定的科學(xué)依據(jù)分為29個子項進行闡述，分析造成健康問題的原因，進而提出適宜的環(huán)境性能指標(biāo)、設(shè)計要求以及居住方式上的注意事項。

本書各子項風(fēng)險判定的科學(xué)依據(jù)相對獨立，在每個章節(jié)的首頁對該領(lǐng)域健康影響有關(guān)的知識以及建筑設(shè)計、居住方式等進行簡要介紹，后面的內(nèi)容則進行相對詳細的技術(shù)講解。雖然其中有一部分常識性的知識，但目前為止還沒有針對住宅與居住環(huán)境有關(guān)的各項內(nèi)容全部總結(jié)歸納成書的先例。在日本，住宅節(jié)能相關(guān)內(nèi)容有逐步成為社會全民義務(wù)的趨勢，該著作未予贅述。由于篇幅原因，本文簡要列舉幾個子項的局部內(nèi)容。

2 溫度沖擊帶來的健康風(fēng)險

1 入浴前脫衣室中血壓收縮壓的上升（不同室溫、不同年齡人群的影響）

2 熱帶夜天數(shù)逐年變化（日本東京大手町）

3 大阪過去35 年由于酷熱引起的健康傷害（總評價結(jié)果）

表1 酷暑引起的健康問題

溫度沖擊（Heat Shock）指由于寒冷或者顯著溫差的影響，產(chǎn)生較大的血壓變化，從而給身體帶來較大負擔(dān)的情況。在家中，冬季裸身進入充滿熱水的浴缸中較容易出現(xiàn)這種情況。更衣室和浴室一般不設(shè)置采暖設(shè)備，從較暖的居室進入到不采暖的更衣室或浴室，并且脫光全部衣物，身體全部暴露在較冷的環(huán)境中，造成血壓急速上升；而進入浴缸熱水中時，血壓由于震驚反射作用再次上升，極易引起腦出血。再有，冬季室內(nèi)往往溫度不高，坐浴時人們一般會調(diào)高水溫，并且坐浴會讓身體充分浸水，水面往往超過肩膀，由于熱水的作用，皮膚血管充分擴張，向心臟回流的血液減少，導(dǎo)致血壓急速下降。由于坐浴期間身體被充分溫暖開始發(fā)汗產(chǎn)生脫水反應(yīng)，由此帶來血液粘稠度增加，容易引起心肌梗塞或者腦梗塞。另外，坐浴完成后從浴缸突然站立，容易產(chǎn)生頭部供血不足導(dǎo)致眩暈。血液循環(huán)能力較低、血壓調(diào)節(jié)能力較差的老年人在這樣的眩暈作用下容易產(chǎn)生其他并發(fā)情況，與住宅中其他功能空間不同，一旦出現(xiàn)眩暈跌倒在浴缸里，數(shù)分鐘就會溺水而亡。與日本大部分國土同緯度的中國東北地區(qū)，屬于寒冷地區(qū)以及嚴寒地區(qū)，雖然在冬天也采用供暖來保持室內(nèi)的舒適度，但是中國東北的城市和農(nóng)村住宅供暖方式差異較大，導(dǎo)致住宅室內(nèi)熱環(huán)境舒適度存在差異，而置于室外的戶廁更容易使老年人的身體產(chǎn)生較大溫差變化，由此帶來的心血管疾病健康風(fēng)險同樣不可小覷[1]。

Tochihara等人曾做過各人群入浴過程血壓變化的研究[2]。分別選取健壯的青年男子和老年人各8位作為受試對象，在23℃的預(yù)備室中停留30min以上，然后將衣物脫光，裸身進入10℃、15℃、20℃、25℃的人工氣候室（模擬更衣室）5min，接著進入40℃的溫水中（要求水面沒過肩膀）8min，這期間對受試對象的直腸溫度、皮膚溫度、血壓進行測量，并對其進行主觀感受的問詢。

結(jié)果表明，整個入浴的過程中，直腸溫度在年齡不同、室溫差不同的場景下未見不同。平均皮膚溫度，老年男子比青年男子略高，室溫越低這一現(xiàn)象越明顯。青年男子對更衣室中的溫度、熱水水溫分別表達“冷”和“熱”的感受要比老年人強烈。圖1顯示了不同年齡人群在更衣室中測得的收縮壓與在預(yù)備室中測得的收縮壓之間的差值。方差分析的結(jié)果表明，群體間、室溫間得到的差異明顯，有一定的交互性作用。在室溫為10℃、15℃、20℃時，老年人群體血壓收縮壓上升程度增加的差異度增大。25℃時，兩個群體未見差異。一般來說，安靜狀態(tài)下血壓在±10mmHg以內(nèi)變化，屬于生理性變化的范圍內(nèi)，可以認為沒有生理上的負擔(dān)。室溫20℃時，年輕人血壓上升幅度平均值為10mmHg，老年人血壓上升幅度平均值為25mmHg，生理負擔(dān)比較大。由上述結(jié)論可知，對于老年人，浴室、更衣室的溫度即使設(shè)置為20℃，也可能達不到使老年人無生理負擔(dān)的要求。

為避免“熱沖擊”對居民健康的影響，冬季有必要保持非居住空間（走道、衛(wèi)生間、更衣室、浴室）的室溫達到一定溫度。其中，走道、廁所的室溫不宜低于15℃，需要裸身進入的空間如更衣室、浴室等不應(yīng)低于20℃，對于老年人，這兩個溫度還要適當(dāng)提高。對于非集中供暖區(qū)域的住宅，工程上較為有效的辦法是在需要提升室溫的空間增設(shè)電采暖設(shè)備；對于農(nóng)房，在加強戶廁入戶改造的同時，也根據(jù)情況采取一定的輔助采暖措施。

3 室內(nèi)熱環(huán)境對睡眠質(zhì)量、人體疲勞感的影響

日本的大城市及其周邊地區(qū)，由于受熱島現(xiàn)象和全球氣候變暖的影響，城市區(qū)域溫度逐年上升。日本氣象廳統(tǒng)計了東京大手町熱帶夜1天數(shù)的逐年變化情況，與20世紀30年代相比，現(xiàn)在的熱帶夜天數(shù)增加了大約4倍（圖2）。在這約100年的時間里，日本整體的平均氣上升了溫約1℃，而東京地區(qū)上升了約3℃。由此可以看出，目前城市溫度上升的主要因素仍是熱島現(xiàn)象。大量的研究表明，這樣的氣溫上升現(xiàn)象，對能源、資源、人體健康、城市生態(tài)系統(tǒng)等多個方面均有著不良影響[3，4]。這其中對居民健康有所影響的，除重則致死的中暑以外，還有不至于導(dǎo)致死亡但較為嚴重的感染疾病，以及雖然不嚴重但影響人數(shù)眾多的睡眠問題與疲勞累積問題等[5]（表1）。

在日本大阪，對過去35年時間里，由于氣溫上升而產(chǎn)生的人體健康影響評價研究結(jié)果[5]如圖3所示。一方面，5～10月由于氣溫上升導(dǎo)致受影響的人數(shù)增加；另一方面，11～4月受影響的人數(shù)減少。夏季酷熱主要還是影響睡眠問題與疲勞累積問題，再有就是65歲以上老人由于熱負擔(dān)過重導(dǎo)致死亡的問題，特別是6～9月會有所增加?？梢钥闯鰪某跸闹镣硐?，夏季酷暑對人體健康的影響持續(xù)時間較長。基于DALY（Disability-adjusted Life-year：傷殘調(diào)整生命年）對受各種疾病困擾的經(jīng)濟指標(biāo)評價的結(jié)果，由于健康影響，全年會增加207億日元的經(jīng)濟損失。在不同疾病引起健康問題所帶來的經(jīng)濟損失中，睡眠問題的影響為212億日元，最為顯著；疲勞累積的影響為90億日元。由此可以看出，夏季酷熱引起的人體輕度健康問題會帶來較大經(jīng)濟損失。另外，由于寒冷負擔(dān)帶來的經(jīng)濟損失減少了120億日元，這也是過去35年以來氣溫逐漸上升，為寒冷帶來的健康影響逐步有所緩和的結(jié)果。

我國各主要一、二線城市隨著城市面積的擴張、城市建設(shè)強度的增加，其熱島現(xiàn)象與日本某些大城市相比有過之而無不及，和日本關(guān)注城市溫度上升對健康影響研究類似，國內(nèi)已有相關(guān)研究，從城市尺度的室外氣象不同時間尺度概念模型出發(fā)，提取室外氣象信息特征，提出了用于室內(nèi)環(huán)境分析的室外長時間尺度的氣候特征和綜合環(huán)境信息特征描述模型。該結(jié)果可更準(zhǔn)確反映建筑物環(huán)境信息響應(yīng)，是室內(nèi)環(huán)境趨利避害必須考慮的重要因素[6]。這些研究結(jié)果可為我國各大中城市的總體規(guī)劃和建設(shè)提供一些參考。為避免城市酷熱化造成的居民健康影響，作為根本解決問題的方式，比較理想的是實施降低城市氣溫的緩解手段。為使城市氣溫回歸到20世紀70年代的水平，以削減地表或建筑物向大氣中排出的熱負荷為目標(biāo)的緩解手段與熱負荷削減量的關(guān)系評價結(jié)果[7]（圖4）。

可是，僅處理一棟建筑實現(xiàn)整體氣溫降低是不現(xiàn)實的，以城市或區(qū)域的尺度整體考慮該問題才會見效。所以在長期的“緩解手段”充分發(fā)揮效益前，目前能做的只有利用空調(diào)設(shè)備進行室內(nèi)降溫。而使用空調(diào)也是引起睡眠障礙、睡眠寒冷、自律神經(jīng)功能障礙等的主要因素。所以目前來看，充分評估空調(diào)帶來的睡眠問題及其可能帶來的健康影響是比較迫切和急需的。

4 導(dǎo)致病態(tài)住宅的化學(xué)物質(zhì)的種類及濃度

為避免病態(tài)住宅2問題的出現(xiàn)，關(guān)鍵是要降低室內(nèi)化學(xué)污染物濃度。

目前，日本厚生勞動省對甲醛等13種空氣污染物的最低濃度要求與總揮發(fā)性有機物的濃度值（TVOC，Total Volatile Organic Compounds）提出了暫行的規(guī)定（表2，3）。這13種空氣污染物的控制指標(biāo)，從毒性學(xué)的角度判斷標(biāo)準(zhǔn)為：人即使一生中全部時間均處于該濃度的空氣中，該污染物的攝取量也不足以對其健康造成影響，那么該濃度的最大允許值即為該污染物的最低濃度要求。大連理工大學(xué)呂陽等人對北京及大連兩座城市人居環(huán)境與老幼健康研究給出了居住環(huán)境中健康風(fēng)險判定的科學(xué)依據(jù)[8，9]，研究表明兩座城市住宅室內(nèi)甲醛及TVOC均有超標(biāo)現(xiàn)象，室內(nèi)灰塵中的半揮發(fā)性有機化合物（SVOC，Semi-volatile Organic Compounds）值得關(guān)注。另外，生活源產(chǎn)生的醛、酮、烴、芳香族化合物等對人體健康有很大危害，室內(nèi)化學(xué)污染物對人體健康存在影響。

另外，總揮發(fā)性有機物的最低濃度要求，從日本國內(nèi)實施的實態(tài)調(diào)查結(jié)果來看，是一個維持合理范圍區(qū)間的最低值，并不完全基于其對人體健康的影響來確定。與日本相比，我國缺乏長時間暴露限值，所以室內(nèi)環(huán)境參數(shù)限值還要進一步考慮實際情況，充分考慮不同地區(qū)建筑營造方式以及人的生活方式[10]。另外，室內(nèi)裝修、家具添置等行為引起的空氣污染物疊加問題愈加凸顯，需要引起重視，并采用科學(xué)有效的手段對其進行預(yù)防和控制。當(dāng)然這一切的工作，其目的是盡可能將污染物控制在最低濃度要求以下，并且越低越好。

表2 日本厚生勞動省對室內(nèi)空氣中的化學(xué)物質(zhì)濃度控制目標(biāo)值

表3 已明確控制目標(biāo)值的揮發(fā)性有機物及其對人體健康的影響

4 采取緩解熱島措施后的熱負荷削減效果（獨戶住宅）

5 生活噪音的聽感以及住戶對于隔音性能評價的回答結(jié)果

為將室內(nèi)各化學(xué)污染物濃度控制在目標(biāo)值以下，有以下六種措施可供參考：1）祛除污染源；2）進行適當(dāng)?shù)臋C械排風(fēng)；3）開窗通風(fēng)；4）設(shè)置空氣凈化裝置或設(shè)施；5）采用帶有吸附性面層或具有一定空氣凈化能力的建筑材料；6）一定條件下，可進行室內(nèi)烘烤處理。

需要注意的是，當(dāng)采用措施4和5時，應(yīng)注意結(jié)合應(yīng)用場景進行各類產(chǎn)品的技術(shù)選型，并注意加強濾芯等的更換和維護；當(dāng)采用措施6時，部分污染物的濃度指標(biāo)不降反升，應(yīng)注意操作人員的防護，并且該措施施行后的實際效果在一定情況下會不明顯，在專業(yè)技術(shù)人員評估后方可進行。

5 聲環(huán)境與睡眠質(zhì)量的關(guān)系

噪聲引起的睡眠問題，不僅對當(dāng)天入睡有一次影響，也會對第二天的活動存在二次影響。除了將室內(nèi)的等效連續(xù)噪聲級控制在一定范圍內(nèi)，還需要在建筑平面方案中考慮臥室的排布位置，在隔聲、吸聲的建筑構(gòu)造措施上加以考慮。

噪聲對睡眠的干擾，以往進行過大量的調(diào)查研究，不同的人對低頻噪聲、復(fù)雜噪聲的感受差別很大。無法感知與能夠感知噪聲且覺得不適的人都大量存在，所以對不同的人，討論噪聲刺激和不適反應(yīng)是很困難的。噪聲從來源上主要分為建筑外部噪聲和建筑內(nèi)部噪聲，外部噪聲主要來自于道路交通噪聲，相對單一，解決手段主要是加強門窗的隔聲、吸聲性能；而內(nèi)部噪聲較為復(fù)雜，也成為影響睡眠的主要問題。在集合住宅中，主要矛盾集中在居民對樓板的重量撞擊聲不滿引起的心理、生理壓力。日本20世紀80年代以來不斷提高住宅隔聲性能，在對該時期建設(shè)的集合住宅及其約3 600戶居民的問卷調(diào)查回答中，“鋼琴等樂器的聲音”與“小孩哭聲、玩耍聲”等出現(xiàn)的頻次較高，“樓上的腳步聲”與“小孩跑跳的聲音”等會讓人感覺隔聲性能不好的重量撞擊聲引起的問題較大（圖5）。

隔聲、吸聲、隔震等是一整套系統(tǒng)性的技術(shù)措施，目前住宅項目的隔聲性能降低，主要是由于安裝附墻設(shè)備管線等剔鑿墻體產(chǎn)生聲橋、樓板過薄導(dǎo)致重量撞擊聲隔聲性能不足、給排水管線吸聲措施不足、設(shè)備機房隔聲減震措施不足等因素造成。作為抑制建筑內(nèi)部噪聲的技術(shù)措施，可以采用設(shè)備管線與建筑結(jié)構(gòu)主體分離的墻面系統(tǒng)；采用架空地面等隔聲、吸聲性能較高的樓地面系統(tǒng)；采用吸聲性能較強的給排水管線系統(tǒng)；調(diào)整建筑方案中機房位置，避免與居室相鄰等，都是行之有效的。

6 結(jié)語

居家健康這一主題的內(nèi)涵和外延很廣，居家健康風(fēng)險如果沒有科學(xué)依據(jù)的支撐，很難達到實現(xiàn)量化判定的目標(biāo)?！督】底≌c居住行為指南》這本著作雖然是從日文翻譯而來，其中的很多研究也是基于日本的居住習(xí)慣和環(huán)境條件開展，但是其中的一些科學(xué)問題、居家健康問題、居住建筑內(nèi)外部條件變化問題、老年人問題等還是基于住宅的使用主體，即普通居民開展，健康的共性問題也很多，對我國發(fā)展居家健康風(fēng)險判定有一定借鑒意義。該著作主要是由日本重點從事建筑環(huán)境領(lǐng)域研究的學(xué)者和專家編著，其內(nèi)容也來自于近10年以來日本建筑與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進行一定跨學(xué)科合作的研究成果。里面有大量的試驗數(shù)據(jù)和調(diào)查研究結(jié)論，基于健康這一主線，科學(xué)地解釋了很多居民行為與工程應(yīng)用層面的矛盾和問題，也在一定程度上補充了它們的不足。在健康這一主線下的被動因素問題，可以結(jié)合我國特點，通過合理被動式的建筑設(shè)計，營造符合節(jié)律協(xié)同需求的室內(nèi)環(huán)境氣候響應(yīng)節(jié)律，協(xié)同人體、建筑、自然三者節(jié)律營造思路，形成符合中國文化和氣候特征的可持續(xù)健康人居室內(nèi)環(huán)境[11]，有效減少居住健康風(fēng)險。受篇幅影響，本文僅對其中的部分內(nèi)容進行了編輯和整理。受到新冠病毒疫情影響，大部分居民居家活動，這樣雖然隔離了病毒，但容易遇到其他的居家健康問題。該著作在一定程度上能夠?qū)幼…h(huán)境的健康風(fēng)險判定提供科學(xué)依據(jù)，希望廣大讀者能夠進一步閱讀和參考。同時，也希望經(jīng)過業(yè)內(nèi)人士的共同努力，出版一本符合我國國情的類似書籍，為健康中國目標(biāo)的最終實現(xiàn)貢獻力量。