塑造促進健康的城市環(huán)境和建筑空間＊

趙希 翟建宇 曹穎

中國建筑設(shè)計研究院有限公司

國家住宅工程中心數(shù)字對象研究室

1 John Snow 于1854 年繪制的倫敦霍亂死亡病例分布

1 城市環(huán)境和建筑空間對健康的影響重大

1.1 城市環(huán)境在健康促進的概念和內(nèi)涵中占有重要位置

根據(jù)世界衛(wèi)生組織的定義，健康促進（Health Promotion）是一系列社會和環(huán)境的廣泛干預(yù)方法，可使人們加強對自身健康的掌控。這些方法旨在通過解決和預(yù)防不良健康的根源，使每個人的健康和生活質(zhì)量獲益并受到保護。健康促進包含三個要素，分別是社會的良好治理、人們的健康素養(yǎng)提升、健康城市的建設(shè)[1]。

1986年11月21日，第一次國際健康促進會議在加拿大首都渥太華召開，《渥太華憲章》確定了健康促進的核心原則，其主要部分在今天仍發(fā)揮著作用。該憲章明確指出住房是健康的基本條件和資源之一，以“創(chuàng)建支持性環(huán)境”作為健康促進的主要策略之一[2]。人與環(huán)境之間密不可分，生活、工作和休閑方式的改善能夠提升健康水平，所以說令人安全、振奮、滿意、愉悅的生活和工作條件是不可多得的健康資源之一。

1.2 健康是城市實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效標志之一

2015年9月舉行的聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展首腦會議，193個會員國正式通過了力爭到2030年實現(xiàn)的包括17項目標和169項具體目標的可持續(xù)發(fā)展目標?？沙掷m(xù)發(fā)展目標三為“讓不同年齡段的所有的人過上健康的生活，促進他們的安康”。其他16個目標幾乎全部直接或間接地與衛(wèi)生相關(guān)[3]。

2016年11月21～24日，第九屆全球健康促進大會在上海召開并發(fā)布《2030可持續(xù)發(fā)展中的健康促進上海宣言》[4]，該宣言正式提出健康和福祉在聯(lián)合國2030年發(fā)展議程及其可持續(xù)發(fā)展目標中的核心位置。該宣言提出，“城市和社區(qū)是實現(xiàn)健康的關(guān)鍵場所。人們每天生活、工作、休閑和購物的場所與健康息息相關(guān)。健康是任何城市實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效標志之一，健康使城市對全體居民而言更包容、更安全、更有活力?！?/p>

1.3 建筑學與健康領(lǐng)域的交叉研究前景廣闊

2019年7月9日，健康中國行動推進委員會印發(fā)《健康中國行動（2019-2030年）》第六項即是“健康環(huán)境促進行動”。良好的環(huán)境是健康的保障。世界衛(wèi)生組織研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境因素對健康的影響占到17%。愛國衛(wèi)生運動是促進健康環(huán)境的有效手段。該行動主要針對影響健康的空氣/水/土壤等自然環(huán)境問題、室內(nèi)污染等家居環(huán)境風險、道路交通傷害等社會環(huán)境危險因素，分別給出健康防護和應(yīng)對建議，并提出政府和社會應(yīng)采取的主要措施[5]。

1853年倫敦爆發(fā)霍亂，內(nèi)科醫(yī)生John Snow繪制了包含病例發(fā)生地點和死亡人數(shù)的專題地圖[6]。通過地圖，他發(fā)現(xiàn)一處取水設(shè)施附近疾病爆發(fā)較為集中，推測與該取水點有關(guān)（圖1）。在關(guān)閉該取水點的水泵后，疫情很快得到緩解。該項舉措讓人們確認了霍亂是由被污染的水源傳播，推動了倫敦市排水系統(tǒng)的改革。

1966年，美國賓夕法尼亞大學風景建筑和城市規(guī)劃的麥克哈格教授和研究生們收集和繪制了費城有關(guān)內(nèi)科疾病、社會弊病和精神病等三類統(tǒng)計資料，此外還收集了經(jīng)濟、民族、住宅質(zhì)量、空氣污染和密度等資料，并進行了相關(guān)性的研究。研究顯示，城市中心是各類疾病集中的地方，人口密度和病理分布呈現(xiàn)明顯一致的格局[7]。

美國相關(guān)機構(gòu)針對25～54歲、有工作、有孩子的人的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，人們平均有90%的時間待在室內(nèi)，其中約65%的時間在家，22%的時間在辦公室，3%的時間在其他建筑當中。建筑室內(nèi)環(huán)境（包括空氣、水、熱舒適、聲環(huán)境、光環(huán)境）與人體各個系統(tǒng)之間的關(guān)系在美國WELL建筑標準中得到了明顯的體現(xiàn)。

近年來，國內(nèi)相關(guān)城市規(guī)劃的研究也注意到空間要素包括空間布局、開發(fā)強度、綠地與開放空間、水域與河流、城市街道的高寬比等因素會影響大氣顆粒物的濃度和分布，從而揭示了城市規(guī)劃與呼吸系統(tǒng)疾病之間的規(guī)律[8]。

2 健康促進對建筑設(shè)計理念和方法提出了創(chuàng)新要求

建筑作為空間的容器，涉及“量”（恰當大小和容量）、“形”（合適的形狀）、“質(zhì)”（溫濕度或其他適當條件，防止物品受到損害）的規(guī)定性[9]?？臻g的“量、形、質(zhì)”三者之間是互相影響的。例如，質(zhì)的要求會反映在建筑空間尺度和建筑形態(tài)上，我國規(guī)范中對住宅樓日照時長的要求、各地政策法規(guī)及精確的計算工具就直接影響了當代居住區(qū)的形態(tài)[10]。

無論是美國WELL標準中的條文，還是我國健康建筑、健康住宅評價標準的條文和指標，大多數(shù)涉及到“質(zhì)”的規(guī)定，很容易讓人僅僅注意到指標要求，而忽視總體和宏觀的引導。在以往的研究中，人們往往關(guān)注更多的技術(shù)細節(jié)，比如通過何種過濾器可以將空氣、水處理至標準限值，或者哪些得分點更容易達到、性價比更高。

辯證地看，建筑空間的尺度和形態(tài)也會對建筑室內(nèi)外環(huán)境的性能指標產(chǎn)生直接影響。作為建筑師，如果關(guān)注哪些設(shè)計思想有利于健康建筑的實施、哪些設(shè)計方法可以應(yīng)用、何種設(shè)計策略能夠促進健康，將會產(chǎn)生事半功倍的效果。例如，在柯布西耶提出的“新建筑五點”中，“底層架空”有利于通風；“屋頂花園”提供了人們接觸自然和日常散步的場所；“橫向長窗”有利于引入天然光線，使建筑用戶得到更加開闊的視野。

最重要的是，健康建筑的理念就像一顆種子，如果建筑師在創(chuàng)作初期就種下，在設(shè)計前期和方案設(shè)計過程中融入，則可以生根發(fā)芽，對未來幾十年使用建筑的人產(chǎn)生潛移默化的影響，對整個項目裨益良多。在設(shè)計過程中，應(yīng)當按以下原則篩選設(shè)計策略：1）盡力營造有利于人體健康的建筑空間和環(huán)境；2）減少甚至規(guī)避具有健康風險的要素；3）通過空間塑造鼓勵建筑用戶選擇健康的生活方式。

3 WELL建筑標準提倡的總體布局策略和空間組織的原則

美國WELL建筑標準是將有關(guān)環(huán)境健康、行為因素、健康結(jié)果和影響人體健康的人口風險因素的科學與醫(yī)學研究及相關(guān)文獻，與領(lǐng)先的建筑設(shè)計和管理實踐相結(jié)合而開發(fā)出來的。結(jié)合美國WELL建筑標準V2版本、WELL社區(qū)標準的條文要求[11]，提出總體布局策略和空間組織原則，在設(shè)計前期將這些理念和設(shè)計方案相結(jié)合，相信會獲得促進健康的積極結(jié)果。

3.1 充分利用自然通風帶來的益處

營造健康的建筑環(huán)境需要優(yōu)良的空氣品質(zhì)，定時開窗通風可以降低空氣中各類可揮發(fā)顆粒物、微生物帶來的健康風險。人體有較為固定的溫濕度舒適區(qū)間，但恒溫恒濕系統(tǒng)不是最佳的解決方案，通過開窗所實現(xiàn)的自然通風可以為人們提供積極的體驗。研究表明，盡管自然通風的建筑其溫度和通風條件通常低于推薦標準，但出現(xiàn)病態(tài)建筑綜合征癥狀的人數(shù)確實少于采用機械通風的建筑。

通風不良會導致頭痛、疲勞、頭暈、惡心、咳嗽、打噴嚏、呼吸急促、對眼鼻喉和皮膚造成刺激。需要注意的是，對于自然通風的空間，有必要確保室外空氣質(zhì)量和噪音水平符合要求。

WELL條款要求項目通過機械或自然的方式從外部引入新風，以稀釋用戶和家具產(chǎn)生的空氣污染物。當室外空氣質(zhì)量可以接受時，通過鼓勵建筑用戶開窗，促進其與室外環(huán)境的連接；當室外空氣質(zhì)量良好時，開窗（表1）可以提供優(yōu)質(zhì)的室外空氣，降低室內(nèi)空氣污染物水平，有利于健康。

2 傳統(tǒng)民居利用巷道、河道組織自然通風

表1 WELL（V2版本）可開啟窗的條款及其設(shè)計參數(shù)

3 利用CFD 軟件進行自然通風環(huán)境模擬分析

4 深圳華僑城天鵝湖三期項目通過屋面綠化將自然環(huán)境引入城市和建筑

5 深圳華僑城天鵝湖三期項目屋面綠化實景

6 深圳華僑城天鵝湖三期項目屋面綠化實景

表2 WELL（V2版本）天然采光的條款及其設(shè)計參數(shù)

除開窗之外，室外氣候、建筑方位、建筑間距以及建筑形式與構(gòu)造，都直接或間接影響自然通風的效果[12]。在我國傳統(tǒng)民居中，充分利用選址布局和空間組織來促進自然通風，特別是利用巷道、河道、天井、院落等空間元素組織通風[13]，既改善了空氣質(zhì)量又降低了室內(nèi)溫度（圖2）。組織好自然通風同時也是當代建筑設(shè)計的基本要求，《民用建筑設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB 50352—2019）第5.1.3條要求建筑布局“應(yīng)利用自然氣流組織好通風”，《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計標準》（GB 50180—2018）第7.0.7條要求居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計“應(yīng)統(tǒng)籌建筑空間組合、綠地設(shè)置及綠化設(shè)計，優(yōu)化居住區(qū)的風環(huán)境”。在設(shè)計前期，對建筑的自然通風效果進行充分研判和模擬評估（圖3），也有利于建筑在實際運行中的自然通風實施效果。

3.2 盡量改善建筑室內(nèi)的天然采光環(huán)境

大多數(shù)空間的照明現(xiàn)狀都是為滿足個體的視覺需求而設(shè)計的，并未考慮晝夜節(jié)律和心理健康。作為建筑師，應(yīng)當了解光線與人體健康的關(guān)系，以便塑造有利于健康的光環(huán)境。

光是視覺和晝夜節(jié)律系統(tǒng)的主要驅(qū)動力，夜間暴露于明亮的光線會導致人體晝夜節(jié)律紊亂，給健康帶來負面影響，如乳腺癌、代謝和睡眠障礙。光照不僅能夠影響個人情緒，減少抑郁癥狀，還與健康直接相關(guān)，影響人們恢復(fù)和愈合的方式。嚴重抑郁癥的患者和心臟病發(fā)作后恢復(fù)患者的房間窗戶面向陽光，比窗戶面向建筑物或其他障礙物的恢復(fù)時間短。研究表明，辦公環(huán)境中良好的景觀視角和明亮的光照，與員工的優(yōu)異表現(xiàn)之間有著密切的聯(lián)系。

建筑設(shè)計和室內(nèi)布局對室內(nèi)空間的采光量有很大影響。應(yīng)在建筑設(shè)計的各個階段，從建筑的外立面設(shè)計到室內(nèi)的設(shè)計和布局，都考慮室內(nèi)日光的獲取度（表2）。為確保用戶可以獲取足夠的日照，需要根據(jù)季節(jié)性差異因素計算室內(nèi)空間的日光獲取度。

通過建筑設(shè)計和空間布局可以為室內(nèi)環(huán)境提供合適的照明。

（1）側(cè)窗、中庭和天窗是用于增加空間日光的重要設(shè)計元素，其可開啟部分可以改善通風環(huán)境。保溫性能差的窗戶不利于采暖季的節(jié)能，大面積的玻璃窗可能具有難以清潔、眩光、不易開啟和價格昂貴等缺點。需要權(quán)衡利弊，做好各項性能參數(shù)之間的協(xié)調(diào)。

（2）室內(nèi)空間的布局也會影響用戶接受的日光照射。例如，為了讓常用空間有日光照射，會議室有時會被設(shè)計在樓層中央，通過人工照明實現(xiàn)所需的照度。

3.3 將豐富的自然元素引入建筑環(huán)境

研究表明，接觸綠色或自然景觀會產(chǎn)生各種積極的情緒和認知健康表現(xiàn)，包括減壓、提升記憶力和其他方面的認知表現(xiàn)。水、自然光和自然景觀的存在會促進人體健康。在建筑內(nèi)部，可以通過多種途徑實現(xiàn)接觸自然并從中獲益，包括直接的（如辦公室里的植物）、間接的（如窗口景觀）、代表性的（如照片）與自然接觸的元素。在建筑空間中提供接觸自然的機會可以在健康環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用，幫助減輕壓力來源，為情感健康、注意力、工作效率和整體福祉帶來積極影響。

對于自然環(huán)境的態(tài)度可以借鑒我國傳統(tǒng)建筑觀念，中國傳統(tǒng)園林非常注重山石、水池、花木等自然物對形成景觀所起的作用[14]。在建筑組團和社區(qū)層面，可以利用社區(qū)花園和屋頂花園兼顧都市農(nóng)業(yè)；在屋面、道路、停車場等部位有組織地設(shè)置綠色空間或采用本地化植物覆蓋，有效緩解區(qū)域熱島效應(yīng)（圖4～6）；與海綿城市和低影響開發(fā)技術(shù)相結(jié)合，針對不同概率降雨量設(shè)置相應(yīng)合理的技術(shù)及設(shè)施，如植被與生態(tài)淺溝、綠色屋面、口袋濕地、本土植物再造等（表3）。

3.4 為隨時隨地運動創(chuàng)造便利條件

身體鍛煉不足可導致過早死亡和慢性疾病，包括2型糖尿病、心血管疾病、抑郁癥、中風、癡呆癥和某些形式的癌癥。盡管大眾普遍了解身體鍛煉的益處，但2016年的最新全球估計表明近1/4的成年人沒有足夠的體育鍛煉。WELL旨在促進運動及身體活動，通過在生活、學習、工作和娛樂空間創(chuàng)造增強體育活動的機會，培養(yǎng)積極的生活習慣，阻止久坐行為（表4）。

在設(shè)計初期，建議對場地踏勘和分析過程中，在對可共享的運動場所、可利用的城市公園及醫(yī)療服務(wù)設(shè)施充分利用的基礎(chǔ)上（圖7），宜采取以下措施：

（1）提升建筑的可達性

在建筑組團和社區(qū)層面，注重提升建筑的步行可達性和騎行可達性。例如，在社區(qū)內(nèi)進行可步行的設(shè)計并考慮設(shè)置自行車道（如行人通道、無障礙設(shè)計、行人路徑的維護），同時通過建筑立面和街道陳設(shè)的活躍設(shè)計，增加人們外出步行的可能性。

（2）增加室內(nèi)外運動場地

針對不同人群對運動場地的需求，結(jié)合各區(qū)域至運動場地的步行距離與小路網(wǎng)、老人和兒童的活動場地分布等綜合因素，考慮運動場地的分布。

（3）減少電梯的使用，設(shè)計便于步行使用的樓梯

若干系統(tǒng)性文獻總結(jié)（包括來自各種類型的建筑，如機場、醫(yī)療機構(gòu)、大學和辦公室的國際數(shù)據(jù)）表明，改進樓梯間和標牌能增加樓梯使用率。樓梯應(yīng)鄰近主要入口處，在物理和視覺上位于電梯與自動扶梯之前，樓層之間至少有一個樓梯或其他活動路徑（如坡道）對常駐建筑住戶開放，可通往項目的所有樓層，設(shè)計美觀，并利用音樂、藝術(shù)品、自然設(shè)計元素、游戲化等方式提升樓梯的利用率，以可以朝向中庭、庭院或通過窗戶、天窗采光為最佳。

（4）增設(shè)運動支持的設(shè)施

7 場地周邊公園、運動場地等設(shè)施分析

表3 WELL（V2版本）自然元素的條款及其設(shè)計參數(shù)

表4 WELL （V2版本）鼓勵運動的條款

表5 WELL（V2版本）阻隔污染源的相關(guān)條款和設(shè)計參數(shù)

運動出行能增加身體鍛煉水平，是取代久坐交通模式（如駕駛）的好方法，而且運動出行與可持續(xù)發(fā)展目標具有協(xié)同效應(yīng)。然而，許多空間和社區(qū)的設(shè)計并不支持運動通勤，缺乏鼓勵、參與運動所需的設(shè)施。應(yīng)當為運動通勤者和積極鍛煉的住戶提供便利設(shè)施，如安全可靠的自行車存放、更衣及淋浴設(shè)施。鼓勵建筑運營方制定政策，允許建筑住戶和訪客帶著自行車通往住戶空間并使用建筑內(nèi)部的電梯（或貨運電梯）。

3.5 阻隔污染源，消減健康不利因素

除了設(shè)置高品質(zhì)的空氣和水處理系統(tǒng)，還可以通過以下措施阻隔污染源（表5）：

（1）住宅、幼兒園、學校、戶外休閑活動區(qū)的選址遠離主要道路和高速公路。

（2）除了在室內(nèi)禁煙，在建筑入口、可開啟窗扇、新風入口周邊7.5m內(nèi)禁煙，在公園、娛樂區(qū)、步行廣場、停車場和娛樂設(shè)施禁煙。如果建筑內(nèi)部設(shè)置吸煙區(qū)，必須與其他空間的通風途徑完全分開。

（3）在建筑出入口進行污染物滲透管理。建筑用戶可能通過衣服和鞋子將顆粒物（如大腸桿菌等毒素）帶入室內(nèi)。因此，常用的通往建筑外部的步行出入口應(yīng)配備格柵、鞋篩、開槽或卷材地墊組成的入口通道系統(tǒng)，至少要與入口同寬并按要求清潔。

（4）空氣污染很多來源于室內(nèi)，包括清潔產(chǎn)品、辦公設(shè)備和潮濕環(huán)境。由于某些空氣污染源是不可避免的，將這些源頭物理分離，并結(jié)合直接排氣系統(tǒng)，是保護個人的有效方法。因此，建議所有的洗手間、廚房、含清潔和化學品的存儲間、配備大容量打印機和復(fù)印機的房間以及高濕度區(qū)域使用自動關(guān)閉門，使所有相鄰的常用空間和前庭分開，同時利用排風扇使回風排出室外而非循環(huán)使用。

（5）為了處理內(nèi)部產(chǎn)生的噪音問題，應(yīng)在平面設(shè)計時考慮空間的目的和用途，將空間的聲環(huán)境分為嘈雜、安靜和混合空間，在空間組織上避免嘈雜空間對安靜空間的影響。

4 結(jié)語

高質(zhì)量的住房、健康的場所、良好的環(huán)境設(shè)計，在世界衛(wèi)生組織及其他關(guān)注健康和疾病預(yù)防的機構(gòu)中已有充分的重視。而建設(shè)領(lǐng)域，行業(yè)協(xié)會、行政主管部門在設(shè)計前期對健康的重視還不夠，遠未形成共識。借新冠肺炎疫情這次公共衛(wèi)生事件，建筑行業(yè)內(nèi)部對于健康意識有了一定提升。

塑造健康的建筑環(huán)境，對于個體的收益是顯而易見的。在宏觀層面，健康建筑的實施能夠降低全社會的醫(yī)療成本。對于企業(yè)而言，提供有利于健康的建筑設(shè)計和運營模式，能顯著改善雇員的工作效率，提升企業(yè)利潤，同時減少員工病假給公司帶來的損失。與一般的建筑相比，達到健康性能要求的建筑在初期需要大量額外投入，包括空氣過濾系統(tǒng)、水凈化系統(tǒng)、照明、更多的綠植、新增的建筑空間等。特別是按照WELL建筑標準的設(shè)計和運營要求，和我國當前平均建筑投資水平比較，需要更多的投資，可以嘗試在少數(shù)高品質(zhì)、高質(zhì)量的建筑中增設(shè)健康目標，打造示范工程和樣板，帶動行業(yè)向前發(fā)展。

最后，應(yīng)當明確地意識到建筑環(huán)境可以切實降低健康風險，卻很難治療更不可能治愈疾病，總體上是起到預(yù)防而非治療的作用，已經(jīng)明確發(fā)生的疾病仍需依靠醫(yī)生的治療和醫(yī)院設(shè)施的保障。