塑造促进健康的城市环境和建筑空间＊

赵希 翟建宇 曹颖

中国建筑设计研究院有限公司

国家住宅工程中心数字对象研究室

1 John Snow 于1854 年绘制的伦敦霍乱死亡病例分布

1 城市环境和建筑空间对健康的影响重大

1.1 城市环境在健康促进的概念和内涵中占有重要位置

根据世界卫生组织的定义，健康促进（Health Promotion）是一系列社会和环境的广泛干预方法，可使人们加强对自身健康的掌控。这些方法旨在通过解决和预防不良健康的根源，使每个人的健康和生活质量获益并受到保护。健康促进包含三个要素，分别是社会的良好治理、人们的健康素养提升、健康城市的建设[1]。

1986年11月21日，第一次国际健康促进会议在加拿大首都渥太华召开，《渥太华宪章》确定了健康促进的核心原则，其主要部分在今天仍发挥着作用。该宪章明确指出住房是健康的基本条件和资源之一，以“创建支持性环境”作为健康促进的主要策略之一[2]。人与环境之间密不可分，生活、工作和休闲方式的改善能够提升健康水平，所以说令人安全、振奋、满意、愉悦的生活和工作条件是不可多得的健康资源之一。

1.2 健康是城市实现可持续发展的有效标志之一

2015年9月举行的联合国可持续发展首脑会议，193个会员国正式通过了力争到2030年实现的包括17项目标和169项具体目标的可持续发展目标。可持续发展目标三为“让不同年龄段的所有的人过上健康的生活，促进他们的安康”。其他16个目标几乎全部直接或间接地与卫生相关[3]。

2016年11月21～24日，第九届全球健康促进大会在上海召开并发布《2030可持续发展中的健康促进上海宣言》[4]，该宣言正式提出健康和福祉在联合国2030年发展议程及其可持续发展目标中的核心位置。该宣言提出，“城市和社区是实现健康的关键场所。人们每天生活、工作、休闲和购物的场所与健康息息相关。健康是任何城市实现可持续发展的有效标志之一，健康使城市对全体居民而言更包容、更安全、更有活力。”

1.3 建筑学与健康领域的交叉研究前景广阔

2019年7月9日，健康中国行动推进委员会印发《健康中国行动（2019-2030年）》第六项即是“健康环境促进行动”。良好的环境是健康的保障。世界卫生组织研究发现，环境因素对健康的影响占到17%。爱国卫生运动是促进健康环境的有效手段。该行动主要针对影响健康的空气/水/土壤等自然环境问题、室内污染等家居环境风险、道路交通伤害等社会环境危险因素，分别给出健康防护和应对建议，并提出政府和社会应采取的主要措施[5]。

1853年伦敦爆发霍乱，内科医生John Snow绘制了包含病例发生地点和死亡人数的专题地图[6]。通过地图，他发现一处取水设施附近疾病爆发较为集中，推测与该取水点有关（图1）。在关闭该取水点的水泵后，疫情很快得到缓解。该项举措让人们确认了霍乱是由被污染的水源传播，推动了伦敦市排水系统的改革。

1966年，美国宾夕法尼亚大学风景建筑和城市规划的麦克哈格教授和研究生们收集和绘制了费城有关内科疾病、社会弊病和精神病等三类统计资料，此外还收集了经济、民族、住宅质量、空气污染和密度等资料，并进行了相关性的研究。研究显示，城市中心是各类疾病集中的地方，人口密度和病理分布呈现明显一致的格局[7]。

美国相关机构针对25～54岁、有工作、有孩子的人的调查数据显示，人们平均有90%的时间待在室内，其中约65%的时间在家，22%的时间在办公室，3%的时间在其他建筑当中。建筑室内环境（包括空气、水、热舒适、声环境、光环境）与人体各个系统之间的关系在美国WELL建筑标准中得到了明显的体现。

近年来，国内相关城市规划的研究也注意到空间要素包括空间布局、开发强度、绿地与开放空间、水域与河流、城市街道的高宽比等因素会影响大气颗粒物的浓度和分布，从而揭示了城市规划与呼吸系统疾病之间的规律[8]。

2 健康促进对建筑设计理念和方法提出了创新要求

建筑作为空间的容器，涉及“量”（恰当大小和容量）、“形”（合适的形状）、“质”（温湿度或其他适当条件，防止物品受到损害）的规定性[9]。空间的“量、形、质”三者之间是互相影响的。例如，质的要求会反映在建筑空间尺度和建筑形态上，我国规范中对住宅楼日照时长的要求、各地政策法规及精确的计算工具就直接影响了当代居住区的形态[10]。

无论是美国WELL标准中的条文，还是我国健康建筑、健康住宅评价标准的条文和指标，大多数涉及到“质”的规定，很容易让人仅仅注意到指标要求，而忽视总体和宏观的引导。在以往的研究中，人们往往关注更多的技术细节，比如通过何种过滤器可以将空气、水处理至标准限值，或者哪些得分点更容易达到、性价比更高。

辩证地看，建筑空间的尺度和形态也会对建筑室内外环境的性能指标产生直接影响。作为建筑师，如果关注哪些设计思想有利于健康建筑的实施、哪些设计方法可以应用、何种设计策略能够促进健康，将会产生事半功倍的效果。例如，在柯布西耶提出的“新建筑五点”中，“底层架空”有利于通风；“屋顶花园”提供了人们接触自然和日常散步的场所；“横向长窗”有利于引入天然光线，使建筑用户得到更加开阔的视野。

最重要的是，健康建筑的理念就像一颗种子，如果建筑师在创作初期就种下，在设计前期和方案设计过程中融入，则可以生根发芽，对未来几十年使用建筑的人产生潜移默化的影响，对整个项目裨益良多。在设计过程中，应当按以下原则筛选设计策略：1）尽力营造有利于人体健康的建筑空间和环境；2）减少甚至规避具有健康风险的要素；3）通过空间塑造鼓励建筑用户选择健康的生活方式。

3 WELL建筑标准提倡的总体布局策略和空间组织的原则

美国WELL建筑标准是将有关环境健康、行为因素、健康结果和影响人体健康的人口风险因素的科学与医学研究及相关文献，与领先的建筑设计和管理实践相结合而开发出来的。结合美国WELL建筑标准V2版本、WELL社区标准的条文要求[11]，提出总体布局策略和空间组织原则，在设计前期将这些理念和设计方案相结合，相信会获得促进健康的积极结果。

3.1 充分利用自然通风带来的益处

营造健康的建筑环境需要优良的空气品质，定时开窗通风可以降低空气中各类可挥发颗粒物、微生物带来的健康风险。人体有较为固定的温湿度舒适区间，但恒温恒湿系统不是最佳的解决方案，通过开窗所实现的自然通风可以为人们提供积极的体验。研究表明，尽管自然通风的建筑其温度和通风条件通常低于推荐标准，但出现病态建筑综合征症状的人数确实少于采用机械通风的建筑。

通风不良会导致头痛、疲劳、头晕、恶心、咳嗽、打喷嚏、呼吸急促、对眼鼻喉和皮肤造成刺激。需要注意的是，对于自然通风的空间，有必要确保室外空气质量和噪音水平符合要求。

WELL条款要求项目通过机械或自然的方式从外部引入新风，以稀释用户和家具产生的空气污染物。当室外空气质量可以接受时，通过鼓励建筑用户开窗，促进其与室外环境的连接；当室外空气质量良好时，开窗（表1）可以提供优质的室外空气，降低室内空气污染物水平，有利于健康。

2 传统民居利用巷道、河道组织自然通风

表1 WELL（V2版本）可开启窗的条款及其设计参数

3 利用CFD 软件进行自然通风环境模拟分析

4 深圳华侨城天鹅湖三期项目通过屋面绿化将自然环境引入城市和建筑

5 深圳华侨城天鹅湖三期项目屋面绿化实景

6 深圳华侨城天鹅湖三期项目屋面绿化实景

表2 WELL（V2版本）天然采光的条款及其设计参数

除开窗之外，室外气候、建筑方位、建筑间距以及建筑形式与构造，都直接或间接影响自然通风的效果[12]。在我国传统民居中，充分利用选址布局和空间组织来促进自然通风，特别是利用巷道、河道、天井、院落等空间元素组织通风[13]，既改善了空气质量又降低了室内温度（图2）。组织好自然通风同时也是当代建筑设计的基本要求，《民用建筑设计统一标准》（GB 50352—2019）第5.1.3条要求建筑布局“应利用自然气流组织好通风”，《城市居住区规划设计标准》（GB 50180—2018）第7.0.7条要求居住区规划设计“应统筹建筑空间组合、绿地设置及绿化设计，优化居住区的风环境”。在设计前期，对建筑的自然通风效果进行充分研判和模拟评估（图3），也有利于建筑在实际运行中的自然通风实施效果。

3.2 尽量改善建筑室内的天然采光环境

大多数空间的照明现状都是为满足个体的视觉需求而设计的，并未考虑昼夜节律和心理健康。作为建筑师，应当了解光线与人体健康的关系，以便塑造有利于健康的光环境。

光是视觉和昼夜节律系统的主要驱动力，夜间暴露于明亮的光线会导致人体昼夜节律紊乱，给健康带来负面影响，如乳腺癌、代谢和睡眠障碍。光照不仅能够影响个人情绪，减少抑郁症状，还与健康直接相关，影响人们恢复和愈合的方式。严重抑郁症的患者和心脏病发作后恢复患者的房间窗户面向阳光，比窗户面向建筑物或其他障碍物的恢复时间短。研究表明，办公环境中良好的景观视角和明亮的光照，与员工的优异表现之间有着密切的联系。

建筑设计和室内布局对室内空间的采光量有很大影响。应在建筑设计的各个阶段，从建筑的外立面设计到室内的设计和布局，都考虑室内日光的获取度（表2）。为确保用户可以获取足够的日照，需要根据季节性差异因素计算室内空间的日光获取度。

通过建筑设计和空间布局可以为室内环境提供合适的照明。

（1）侧窗、中庭和天窗是用于增加空间日光的重要设计元素，其可开启部分可以改善通风环境。保温性能差的窗户不利于采暖季的节能，大面积的玻璃窗可能具有难以清洁、眩光、不易开启和价格昂贵等缺点。需要权衡利弊，做好各项性能参数之间的协调。

（2）室内空间的布局也会影响用户接受的日光照射。例如，为了让常用空间有日光照射，会议室有时会被设计在楼层中央，通过人工照明实现所需的照度。

3.3 将丰富的自然元素引入建筑环境

研究表明，接触绿色或自然景观会产生各种积极的情绪和认知健康表现，包括减压、提升记忆力和其他方面的认知表现。水、自然光和自然景观的存在会促进人体健康。在建筑内部，可以通过多种途径实现接触自然并从中获益，包括直接的（如办公室里的植物）、间接的（如窗口景观）、代表性的（如照片）与自然接触的元素。在建筑空间中提供接触自然的机会可以在健康环境中发挥关键作用，帮助减轻压力来源，为情感健康、注意力、工作效率和整体福祉带来积极影响。

对于自然环境的态度可以借鉴我国传统建筑观念，中国传统园林非常注重山石、水池、花木等自然物对形成景观所起的作用[14]。在建筑组团和社区层面，可以利用社区花园和屋顶花园兼顾都市农业；在屋面、道路、停车场等部位有组织地设置绿色空间或采用本地化植物覆盖，有效缓解区域热岛效应（图4～6）；与海绵城市和低影响开发技术相结合，针对不同概率降雨量设置相应合理的技术及设施，如植被与生态浅沟、绿色屋面、口袋湿地、本土植物再造等（表3）。

3.4 为随时随地运动创造便利条件

身体锻炼不足可导致过早死亡和慢性疾病，包括2型糖尿病、心血管疾病、抑郁症、中风、痴呆症和某些形式的癌症。尽管大众普遍了解身体锻炼的益处，但2016年的最新全球估计表明近1/4的成年人没有足够的体育锻炼。WELL旨在促进运动及身体活动，通过在生活、学习、工作和娱乐空间创造增强体育活动的机会，培养积极的生活习惯，阻止久坐行为（表4）。

在设计初期，建议对场地踏勘和分析过程中，在对可共享的运动场所、可利用的城市公园及医疗服务设施充分利用的基础上（图7），宜采取以下措施：

（1）提升建筑的可达性

在建筑组团和社区层面，注重提升建筑的步行可达性和骑行可达性。例如，在社区内进行可步行的设计并考虑设置自行车道（如行人通道、无障碍设计、行人路径的维护），同时通过建筑立面和街道陈设的活跃设计，增加人们外出步行的可能性。

（2）增加室内外运动场地

针对不同人群对运动场地的需求，结合各区域至运动场地的步行距离与小路网、老人和儿童的活动场地分布等综合因素，考虑运动场地的分布。

（3）减少电梯的使用，设计便于步行使用的楼梯

若干系统性文献总结（包括来自各种类型的建筑，如机场、医疗机构、大学和办公室的国际数据）表明，改进楼梯间和标牌能增加楼梯使用率。楼梯应邻近主要入口处，在物理和视觉上位于电梯与自动扶梯之前，楼层之间至少有一个楼梯或其他活动路径（如坡道）对常驻建筑住户开放，可通往项目的所有楼层，设计美观，并利用音乐、艺术品、自然设计元素、游戏化等方式提升楼梯的利用率，以可以朝向中庭、庭院或通过窗户、天窗采光为最佳。

（4）增设运动支持的设施

7 场地周边公园、运动场地等设施分析

表3 WELL（V2版本）自然元素的条款及其设计参数

表4 WELL （V2版本）鼓励运动的条款

表5 WELL（V2版本）阻隔污染源的相关条款和设计参数

运动出行能增加身体锻炼水平，是取代久坐交通模式（如驾驶）的好方法，而且运动出行与可持续发展目标具有协同效应。然而，许多空间和社区的设计并不支持运动通勤，缺乏鼓励、参与运动所需的设施。应当为运动通勤者和积极锻炼的住户提供便利设施，如安全可靠的自行车存放、更衣及淋浴设施。鼓励建筑运营方制定政策，允许建筑住户和访客带着自行车通往住户空间并使用建筑内部的电梯（或货运电梯）。

3.5 阻隔污染源，消减健康不利因素

除了设置高品质的空气和水处理系统，还可以通过以下措施阻隔污染源（表5）：

（1）住宅、幼儿园、学校、户外休闲活动区的选址远离主要道路和高速公路。

（2）除了在室内禁烟，在建筑入口、可开启窗扇、新风入口周边7.5m内禁烟，在公园、娱乐区、步行广场、停车场和娱乐设施禁烟。如果建筑内部设置吸烟区，必须与其他空间的通风途径完全分开。

（3）在建筑出入口进行污染物渗透管理。建筑用户可能通过衣服和鞋子将颗粒物（如大肠杆菌等毒素）带入室内。因此，常用的通往建筑外部的步行出入口应配备格栅、鞋筛、开槽或卷材地垫组成的入口通道系统，至少要与入口同宽并按要求清洁。

（4）空气污染很多来源于室内，包括清洁产品、办公设备和潮湿环境。由于某些空气污染源是不可避免的，将这些源头物理分离，并结合直接排气系统，是保护个人的有效方法。因此，建议所有的洗手间、厨房、含清洁和化学品的存储间、配备大容量打印机和复印机的房间以及高湿度区域使用自动关闭门，使所有相邻的常用空间和前庭分开，同时利用排风扇使回风排出室外而非循环使用。

（5）为了处理内部产生的噪音问题，应在平面设计时考虑空间的目的和用途，将空间的声环境分为嘈杂、安静和混合空间，在空间组织上避免嘈杂空间对安静空间的影响。

4 结语

高质量的住房、健康的场所、良好的环境设计，在世界卫生组织及其他关注健康和疾病预防的机构中已有充分的重视。而建设领域，行业协会、行政主管部门在设计前期对健康的重视还不够，远未形成共识。借新冠肺炎疫情这次公共卫生事件，建筑行业内部对于健康意识有了一定提升。

塑造健康的建筑环境，对于个体的收益是显而易见的。在宏观层面，健康建筑的实施能够降低全社会的医疗成本。对于企业而言，提供有利于健康的建筑设计和运营模式，能显著改善雇员的工作效率，提升企业利润，同时减少员工病假给公司带来的损失。与一般的建筑相比，达到健康性能要求的建筑在初期需要大量额外投入，包括空气过滤系统、水净化系统、照明、更多的绿植、新增的建筑空间等。特别是按照WELL建筑标准的设计和运营要求，和我国当前平均建筑投资水平比较，需要更多的投资，可以尝试在少数高品质、高质量的建筑中增设健康目标，打造示范工程和样板，带动行业向前发展。

最后，应当明确地意识到建筑环境可以切实降低健康风险，却很难治疗更不可能治愈疾病，总体上是起到预防而非治疗的作用，已经明确发生的疾病仍需依靠医生的治疗和医院设施的保障。