建筑格局對(duì)人類(lèi)健康的影響

建筑格局對(duì)人類(lèi)健康的影響

一建筑格局與人類(lèi)生存環(huán)境城市建筑是城市財(cái)富的主要組成部分。人的一生有70%的時(shí)間在建筑物里面，建筑應(yīng)當(dāng)有益于使用者的健康，有益于侵害人類(lèi)的各種傳染病和疾病的防治，使室內(nèi)人員安全、健康、舒適和幸福。只有這樣，我們才會(huì)有良好的生活質(zhì)量和很高的工作效率。但是，現(xiàn)在的建筑，尤其是城市建筑，不但有相當(dāng)一部分達(dá)不到這個(gè)要求，而且有一部分建筑還會(huì)危及人的健康，甚至?xí)乖诮ㄖ锩婀ぷ骱蜕畹娜藛T染上疾病。2003年的“非典”襲擊，就給我們建筑界敲響了警鐘?！胺堑洹边@種被世界衛(wèi)生組織（WHO）稱為“嚴(yán)重急性呼吸綜合癥”（SevereAcuteRespiratorySyndrome，SARS）的呼吸道急性傳染病有比較強(qiáng)的傳染力。當(dāng)時(shí)，衛(wèi)生專(zhuān)家強(qiáng)調(diào)，保持室內(nèi)的空氣質(zhì)量，經(jīng)常打開(kāi)窗戶，使空氣流通，是最為有效的預(yù)防措施之一。但是，我國(guó)不少建筑不能或很難實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)措施。有些辦公樓和賓館、飯店完全封閉，依賴現(xiàn)代空調(diào)通風(fēng)，窗戶不能打開(kāi)或者很難打開(kāi)；有些居住建筑進(jìn)深太大，窗戶設(shè)計(jì)不合理，通風(fēng)很難；絕大多數(shù)建筑沒(méi)有采用自然通風(fēng)技術(shù)；現(xiàn)代空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)缺乏定期檢修，很多已經(jīng)不能達(dá)到原來(lái)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不能保證室內(nèi)空氣的質(zhì)量。這就是說(shuō)，建筑同疾病及其預(yù)防是相互關(guān)聯(lián)的。那么，建筑怎樣成為病態(tài)的？在工作生活環(huán)境方面存在著采用新技術(shù)的新建筑反而不如老建筑的問(wèn)題。這就要追溯到建筑的形成鏈，即建筑形成的各個(gè)環(huán)節(jié)。開(kāi)發(fā)商把“質(zhì)量控制”任務(wù)交給建筑師，然后通過(guò)工程師設(shè)計(jì)供熱、通風(fēng)和照明系統(tǒng)。建筑師并非工程師，所以他們只能依賴工程師的設(shè)計(jì)。工程師采用規(guī)范里的公式計(jì)算整棟房屋的空氣分布系統(tǒng)，而從設(shè)計(jì)和安裝來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)是最便宜的。假如不知道客戶的具體需求或者由于成本的制約而沒(méi)有考慮客戶的具體需求，就會(huì)采用不符合客戶要求的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。同樣，通常會(huì)采用統(tǒng)一的照明，很少考慮到具體的照明需要。建筑和工程決策可能彼此很少協(xié)調(diào)。例如，一個(gè)非常吸引人的建筑空間，具有一個(gè)高的、包有玻璃而充滿陽(yáng)光的中庭，無(wú)法排出聚集在其頂部的熱空氣。施工開(kāi)始以后，質(zhì)量控制的責(zé)任轉(zhuǎn)移到承包商。在房屋建造過(guò)程中，發(fā)生很多變更，從而改變了設(shè)計(jì)。所以建筑商就會(huì)走捷徑，搞簡(jiǎn)化。房屋建成以后，可以在內(nèi)部構(gòu)建墻體和隔墻，最后安裝設(shè)備和機(jī)器，但通常不大注意通風(fēng)進(jìn)出口的位置或者假設(shè)氣流通道經(jīng)過(guò)某一個(gè)空間。這樣，印刷和復(fù)印設(shè)備安好了，但沒(méi)有任何專(zhuān)門(mén)的通風(fēng)設(shè)置。一個(gè)辦公室可能只有進(jìn)風(fēng)口而沒(méi)有出風(fēng)口。安裝工程師可能沒(méi)有正確地安裝空調(diào)系統(tǒng)，用戶入住后，通風(fēng)系統(tǒng)就不可能平衡運(yùn)轉(zhuǎn)。錯(cuò)誤和不良決策記錄表明，問(wèn)題是隱藏在建筑里面的，不正確的運(yùn)行和不良的維護(hù)只是加劇問(wèn)題的嚴(yán)重性而已。歐洲的一些國(guó)家，如瑞典、德國(guó)和荷蘭，職工在法律上有權(quán)參與雇主改變工作場(chǎng)所的計(jì)劃。例如，建筑法規(guī)規(guī)定，每一個(gè)人都有權(quán)朝向窗戶，沒(méi)有人應(yīng)當(dāng)在無(wú)窗的深處工作，而且必須有良好的熱環(huán)境。這些權(quán)利使有關(guān)環(huán)境事宜的談判變得復(fù)雜，很多人說(shuō)，“北歐的建筑師在畫(huà)一根線以前，用戶就已經(jīng)圍聚在制圖板旁邊了?！苯ㄖ粌H會(huì)損害室內(nèi)人員的健康，而且會(huì)損害周?chē)蟓h(huán)境。目前已經(jīng)知道的損害室內(nèi)人員健康的病癥和疾病有以下三種：①病態(tài)建筑綜合癥（SBS）；②與建筑有關(guān)的疾?。˙RI）；③多種化學(xué)敏感癥（MCS）。二病態(tài)建筑嚴(yán)重影響人類(lèi)的健康病態(tài)建筑所導(dǎo)致的是“病態(tài)建筑綜合癥”（簡(jiǎn)稱SBS），指發(fā)生在生活或工作在病態(tài)建筑里面的人員的急性的不舒服感覺(jué)等病癥。這種病癥的出現(xiàn)，同人員滯留在病態(tài)建筑里面的時(shí)間有關(guān)。到目前為止，醫(yī)生也查不出病因。這種病癥可能僅局限于發(fā)生在一棟建筑的一個(gè)房間或一個(gè)區(qū)域，也可能整棟建筑里面都有。1.病態(tài)建筑綜合癥的特征①建筑內(nèi)的人員出現(xiàn)急性不舒適癥狀。如頭疼，眼、鼻、喉發(fā)炎，干咳，皮膚干燥或發(fā)癢，頭暈，惡心，注意力不集中，疲勞，以及對(duì)氣味敏感等；②癥狀原因不明；③多數(shù)有急性不舒適癥狀的人反映，離開(kāi)建筑以后，癥狀很快就消失。產(chǎn)生病態(tài)建筑綜合癥的主要因素。一是不合適的通風(fēng)。1900年代早期和中期，建筑通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)要求每人每分鐘要有大約15立方英尺的室外空氣，以稀釋和去掉身體的氣味。到1973年由于石油禁運(yùn)，美國(guó)國(guó)家節(jié)能措施要求把提供通風(fēng)的室外空氣量減少到每人每分鐘5立方英尺。在很多情況下，這種減少室外空氣通風(fēng)率的措施對(duì)于保持室內(nèi)人員的健康和舒適是不合適的。不合適的通風(fēng)也可能由于供熱、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)不能有效地把新鮮空氣輸送到人而引起。實(shí)踐證明，不合適的通風(fēng)是病態(tài)建筑綜合癥產(chǎn)生的重要因素。在能源消耗最低的條件下，為了達(dá)到可接受的室內(nèi)空氣質(zhì)量，最近美國(guó)供熱、制冷和空調(diào)工程師學(xué)會(huì)（ASHRAE）修改了建筑通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，提供的室外空氣量最低為每人每分鐘15立方英尺，辦公樓為每人每分鐘20立方英尺，根據(jù)在該空間經(jīng)常的活動(dòng)情況，在某些空間（如吸煙區(qū)）可能需要每人每分鐘60立方英尺的室外空氣量。二是空氣和污染物的再循環(huán)?，F(xiàn)在很多建筑設(shè)計(jì)在減少吸入室外新鮮空氣量，采用室內(nèi)空氣循環(huán)回用。因?yàn)槭覂?nèi)空氣冬天已被加熱，夏天則已被冷卻，比完全吸入室外空氣再經(jīng)加熱或冷卻要便宜得多。建筑的門(mén)窗等與室外相通的部位則盡可能密封，室外空氣不可能從這些部位進(jìn)入室內(nèi)。三是室內(nèi)源化學(xué)污染物。很多室內(nèi)空氣污染來(lái)自建筑內(nèi)部的污染源。例如，粘附物、地毯、室內(nèi)裝飾、木制品、復(fù)印機(jī)、殺蟲(chóng)劑和清洗劑可能散發(fā)包括甲醛在內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）。抽煙環(huán)境會(huì)造成很高的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量和其他有毒的化合物，還會(huì)產(chǎn)生人能呼吸進(jìn)去的懸浮顆粒。研究表明，有些揮發(fā)性有機(jī)化合物在高濃度下會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生長(zhǎng)期而嚴(yán)重的影響，而有些則是眾所周知的致癌物質(zhì)。低和中等程度的多種揮發(fā)性有機(jī)化合物也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。諸如一氧化碳、二氧化氮和可呼吸顆粒等燃燒產(chǎn)物可能來(lái)自未排出的煤油和煤氣加熱器、木材燃燒爐、壁爐和煤氣爐。四是室外源化學(xué)污染物。進(jìn)入房屋的室外空氣可能是室內(nèi)空氣污染的源頭。例如，汽車(chē)尾氣污染物、衛(wèi)生管道排氣及建筑排放的廢氣（如從衛(wèi)生間和廚房排出的）可能通過(guò)設(shè)置不當(dāng)?shù)倪M(jìn)風(fēng)口、窗戶和其他開(kāi)口進(jìn)入房屋。此外，燃燒產(chǎn)物可能從鄰近的汽車(chē)庫(kù)進(jìn)入房屋。五是生物污染物。生物類(lèi)污染物包括細(xì)菌、霉菌、花粉和病毒等。這些污染物可能在滯留于管道、加濕氣和排水槽中的不流動(dòng)的水中繁殖，也可能集聚在排水管溝、地毯或保溫材料里的水中繁殖。有時(shí)，昆蟲(chóng)或鳥(niǎo)的落下物也可以是生物污染的源頭。生物污染引起的疾病有：咳嗽、胸悶、發(fā)熱、發(fā)冷、肌肉疼痛以及粘膜發(fā)炎和上呼吸道阻塞等過(guò)敏性反應(yīng)。如一種名為L(zhǎng)egionella的室內(nèi)細(xì)菌已經(jīng)引發(fā)過(guò)Legionnaire病和Pontiac發(fā)熱兩種疾病。2.解決病態(tài)建筑綜合癥所采用的辦法①除去或限制污染源。當(dāng)污染已知且能夠控制時(shí)，這是一種解決室內(nèi)空氣質(zhì)量的有效辦法。具體包括：定期維護(hù)供熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，即定期清理或更換過(guò)濾層；更換聚集污水的排水管溝和地毯；設(shè)置吸煙區(qū)；把污染源散發(fā)物排到室外；把油漆、粘合劑、溶劑和殺蟲(chóng)劑儲(chǔ)藏在通風(fēng)良好的地方，并在通風(fēng)良好的地方和無(wú)人的時(shí)候使用這些污染源物品；以及在人員入駐之前，有足夠時(shí)間使新建或改建區(qū)的建筑材料廢氣散發(fā)。②增加通風(fēng)率。增加通風(fēng)率和空氣分布常常是降低室內(nèi)污染程度經(jīng)濟(jì)有效的措施。供熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須滿足當(dāng)?shù)亟ㄖ?guī)范通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)的最低要求。但是，很多系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)并不能保證達(dá)到設(shè)計(jì)的通風(fēng)率。在有嚴(yán)重污染源的場(chǎng)所里，可采用局部通風(fēng)把污染的廢氣直接排到室外。在廁所、復(fù)印間和印刷設(shè)備間，局部通風(fēng)是排除污染物的最有效的措施。③清潔空氣。清潔空氣是污染源控制和通風(fēng)的一項(xiàng)輔助措施，有一定的局限性。應(yīng)該說(shuō)，空氣清潔器可能是有效的，但使用有局限性。④教育和溝通。從防御和治理室內(nèi)空氣質(zhì)量管理計(jì)劃來(lái)說(shuō)，教育和溝通都是重要的措施。當(dāng)房屋的使用人員、管理人員和維護(hù)人員全面溝通，并了解室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生原因和后果時(shí)，他們就可以更有效地合作去預(yù)防問(wèn)題的發(fā)生，或者在問(wèn)題發(fā)生以后，共同去解決。⑤盡可能采用自然通風(fēng)和照明。從圖1看出，在商業(yè)建筑的年平均支出中，工資居首位。如果減少缺勤人員和提高工作效率而節(jié)省1%的工資，則每年可省出2美元/平方英尺，足以支付能源費(fèi)用?？梢?jiàn)，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量并非是很困難的事。圖1商業(yè)建筑每年平均支出三與建筑有關(guān)的疾病“與建筑有關(guān)的疾病”（簡(jiǎn)稱BRI）是醫(yī)生可以查出來(lái)的疾病，而且這種疾病同建筑內(nèi)部的污染情況直接有關(guān)。與建筑有關(guān)的疾病的特征：①建筑內(nèi)的人員出現(xiàn)的癥狀有：咳嗽、胸悶，發(fā)熱，發(fā)冷，以及肌肉疼痛等。②疾病可以明確診斷，而且可以清楚地查出病因。③病人離開(kāi)建筑后，需要一段時(shí)間才能康復(fù)。1984年世界衛(wèi)生組織的報(bào)告指出，世界上大約有30%的新建筑和更新改造的建筑會(huì)使內(nèi)部人員發(fā)生同“室內(nèi)空氣質(zhì)量”（IAQ）有關(guān)的病癥。例如，1976年在美國(guó)費(fèi)城參加會(huì)議的美國(guó)軍團(tuán)人員中，有182人患上神秘的肺炎。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室工作，才查出罪魁禍?zhǔn)资沁^(guò)去從未見(jiàn)過(guò)的細(xì)菌機(jī)體Legionellapneumophila，如果沒(méi)有外加的干預(yù)，這種細(xì)菌機(jī)體易于在建筑的冷卻塔的熱水中繁殖。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這種熱水的濕氣通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入建筑以后，就會(huì)使許多人得病。Legionella引起的另一種與建筑有關(guān)的疾病是發(fā)熱，癥狀是發(fā)熱、發(fā)冷、頭疼和周身疼痛。如果職工疑似患有與建筑有關(guān)的傳染病或疾病，則需要立即到醫(yī)院。例如，與建筑有關(guān)的氣喘，如果不及時(shí)治療，可能會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生永久的、不可逆的傷害。根據(jù)健康專(zhuān)家們的意見(jiàn)，要注意檢查受微生物污染的水體和加濕器，因?yàn)樗麄兛赡芤鹋c工作有關(guān)的哮喘和過(guò)敏性肺炎。研究人員還應(yīng)當(dāng)調(diào)查可能致病的具體毒素。例如，惡心和頭疼提示，一氧化碳可能通過(guò)空氣管道系統(tǒng)潛入房屋。神秘的瘙癢可能是管道外包層玻璃纖維暴露所引起。嚴(yán)重的咳嗽和喉嚨發(fā)炎可能是不正確地使用地毯吸塵器的最終結(jié)果。四多種化學(xué)敏感癥多種化學(xué)敏感癥（簡(jiǎn)稱MCS）是人們處在有可識(shí)別的特殊的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）環(huán)境中才會(huì)發(fā)生的病癥，現(xiàn)在還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)方法通過(guò)測(cè)試器官功能來(lái)解釋癥狀。所以，這是一種目前還不完全了解、尚待研究的復(fù)雜的疾病。五自然通風(fēng)技術(shù)我們成天呼喚高新技術(shù)，總認(rèn)為只有高新技術(shù)才能改變我們的生活和環(huán)境，才能保證我們的建筑有益于人們的健康。實(shí)踐證明，綜合運(yùn)用古代技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)，融入可持續(xù)理念，設(shè)計(jì)和建造出來(lái)的可持續(xù)建筑，不但可以去除幾乎所有新建筑所帶來(lái)的對(duì)環(huán)境和人類(lèi)的危害，大大減少運(yùn)行費(fèi)用，而且能保持人們所期望的功能。自然通風(fēng)技術(shù)就是古代技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)的整合。同機(jī)械通風(fēng)相比，在室內(nèi)同等空氣質(zhì)量的情況下，自然通風(fēng)不但能減少基建投資和運(yùn)行成本，而且可降低能耗，減少對(duì)環(huán)境的污染，有利于使用者的健康和疾病的預(yù)防，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少醫(yī)療費(fèi)用。正是由于自然通風(fēng)有這么多好處，自然通風(fēng)建筑在歐洲和美國(guó)越來(lái)越普遍，自然通風(fēng)技術(shù)日益受到“綠色建筑”或“可持續(xù)建筑”界的重視。正在研究解決的諸如：室外空氣通風(fēng)率的可靠性，室外空氣進(jìn)入室內(nèi)后的分布，室內(nèi)空氣流動(dòng)和質(zhì)量分析，自然通風(fēng)建筑濕氣的控制，室內(nèi)增壓，以及室外污染空氣進(jìn)入等問(wèn)題。美國(guó)學(xué)者對(duì)采用不同通風(fēng)系統(tǒng)的房屋做了調(diào)查，結(jié)果如圖2所示。從圖可見(jiàn)，總的說(shuō)來(lái)，自然通風(fēng)效果最好，機(jī)械通風(fēng)次之，全空調(diào)效果最差。圖2不同通風(fēng)情況下發(fā)現(xiàn)病態(tài)建筑綜合癥的房屋棟數(shù)1.自然通風(fēng)的主要方式①穿越式通風(fēng)（圖3）。室外空氣從房屋一側(cè)的窗流入，另一側(cè)的窗流出。此時(shí)，房屋在通風(fēng)方向的進(jìn)深不能太大，否則就會(huì)通風(fēng)不暢。進(jìn)氣窗和出氣窗之間的風(fēng)壓差大，房屋內(nèi)部空氣流動(dòng)阻力小，才能保證通風(fēng)流暢。圖3穿越式通風(fēng)②浮力煙囪式通風(fēng)（圖4）。主要依靠密度差異使室外冷空氣從高度低的窗處進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)的暖空氣則從高位窗處排出。通常用煙囪或天井來(lái)產(chǎn)生足夠的浮力，促進(jìn)通風(fēng)。但是，即使微弱的風(fēng)也會(huì)在房屋的外表面產(chǎn)生壓力，也能促進(jìn)空氣流通。圖4浮力煙囪式通風(fēng)③單側(cè)式局部通風(fēng)（圖5）。局限于房間的通風(fēng)。此時(shí)，空氣的流動(dòng)是由于房間內(nèi)的浮力效應(yīng)，微小的風(fēng)壓差和湍流。因此，單側(cè)式局部通風(fēng)的驅(qū)動(dòng)力甚小，而且變化大。圖5單側(cè)式局部通風(fēng)在建筑設(shè)計(jì)中，