疫情后住宅建筑营造发展新动向

王志成

自2020年年初第一例新冠肺炎感染者确诊以来，数月里疫情在世界各国迅速爆发大流行。相较于2003年SARS病毒，新冠病毒快速传播除与病毒感染性较强有关外，也与近年来各国城市化住宅建筑高度发展造成的人口高度聚集、区域住宅建筑发展不平衡造成的人流跨区迁徙有着密切关联;而且在疫情大流行时，不同城市的住宅建筑营造体系和综合治理能力也体现出了巨大的差异性;新冠肺炎俨然成了市民居住健康的首要试剂。

鉴于这场疫情在各国大范围的爆发性流行，许多建筑师和城市学家正在重新思考后疫情时代的住宅营造模式和健康居住形式的发展方向。

疫情对建筑发展的影响

作为疫情防控的主战场，各类建筑已不仅仅是人们生活和工作的主要空间，更是人体健康的重要屏障。回顾历史，我们不难发现，每一次重大公共卫生事件的爆发，都会对城居环境和建筑设计的发展产生一定影响。

影响之一：瘟疫与古罗马城居建筑形式

公元前430年左右，古罗马城内爆发瘟疫，疫病肆虐了3年，带走了1/4的人口。在这场瘟疫中后来人们发现罗马城的铁匠很少染病，意识到炽热的火焰可以驱除空气中瘟疫病菌，于是活着的古罗马人都走出茅草屋，进入石墙瓦顶的住房中举起火炬，使整座城市燃烧，瘟疫终于散去。也由此发明了燃火熏香净化空气的方法，成为之后千年里人类预防瘟疫的重要手段。无论如何，我们今天也这样认为：当温度升高后，不耐高温“鼠疫耶尔森氏菌”会逐渐消失。这次大瘟疫，也成为人类有史以来有详细记载的第一次瘟疫。

学习和吸收了许多希腊文化的古罗马人，战胜瘟疫后对罗马城居建筑形式格外重视，废除所有茅草房屋后改建附有供水系统的石墙瓦顶建筑，特别是古罗马的供水系统被认为是古代历史最辉煌的奇迹之一。

影响之二：黑死病与英国住房空间结构

14世纪中叶，黑死病横扫欧洲，并在英国大规模爆发。在当时，私人居住空间的缺乏、居住条件拥挤是英国住房的典型特征。据资料记载，在中世纪英国最繁荣的伦敦城，多人挤在15英尺的蜗居中很普遍。不仅如此，当时城乡住房内部缺少必要分区、空气流通不畅都为黑死病的传播创造了有利条件。另外，由于石材昂贵，大部分普通民众通常用木材搭建主体结构，会选用篱条、麦秆、泥土和泥浆等材料筑墙，用茅草、芦苇等铺成屋。这种建筑材料为鼠类和跳蚤提供了合适的繁殖场所，使其可以和人类密切接触。

疫情过后的14世纪末，大范围黑死病流行促进了英国大众对居住条件的转变。英国住房的空间结构发生显著变化，单双层多房间住房逐渐普及，房屋功能空间划分明确。以伦敦重建为例，住房内的私人空间得到重视，并且房屋建筑材料质量也得以改善，建材由草木结构变为石木结构。其次，提出“宽阔的街道和富裕的空间取代了拥挤的建筑和弯曲的小道”的规划原则，强调功能分区“阳光、空气和绿化”为主导，营造出了健康安全城市人居环境。种种这些变化，一定程度上都有效遏制了黑死病的传播，而且时至今日，都可看到很多采取类似空间结构的居住建筑。

影响之三：军团菌与“健康建筑”

1976年正值美国建国200周年，然而当年费城正流行一种神秘的“军团症”。肺炎、高达41摄氏度的发热是这一病情的典型特征，庆幸的是病情并未二次爆发，而且军团症患者的病没有蔓延到他们的家人和朋友身上。最终，这次疫情有221例确诊病例，其中34例死亡。病情爆发6个月后，医生和科学家才找到军团症的元凶——一种从未见过的细菌机体（后定名为“嗜肺军团菌”）。

在“军团症”疫情的后续调查中，研究人员发现当时军团症的大多数患者都曾在费城贝尔维·斯特拉特福德饭店某个鸡尾酒会的房间里聚集过。根据这一线索，研究人员最终发现问题是出在贝尔维·斯特拉特福德饭店的空调系统上。调查结果表明，贝尔维·斯特拉特福德饭店的冷却塔水虽然由市政自来水供水补充，但经过不断的循环蒸发，水质已发生恶化。爆发疫情的时间正值7月，空调使用频繁，导致冷却塔水温升高，军团菌生长繁殖活跃。最终，军团菌通过中央空调冷却塔工作时形成的含菌气溶胶进入中央空调系统。当免疫力低下的人群吸入含有军团菌的气溶胶时，军团菌会进入肺部，并感染肺泡巨噬细胞，在其中增殖并扩散，引起可致命的急性呼吸道传染病。

雖然研究证实，多数军团菌感染均与人工水环境如冷热水管道系统、空调冷却水、空气加湿器、淋浴水等有关。但时至今日，军团菌病症的防治依然是世界性难题。而军团菌传播路径的发现，直接成为1979年世界卫生组织定义“病态建筑综合症”（简称“空调病”）的重要原因之一，也正是从这时起，全球对“健康建筑”的城居理念和建筑技术研究全面启动。

影响之四：“非典”与淘大花园排污系统

2003年的香港，一个叫做淘大花园的小区，总计有331名患者感染非典，死亡42人，是全球著名的非典重灾区。根据事后的调查，淘大花园每栋建筑都有8条直立式污水管，用于收集整栋楼同一编号的污水。然而，就是这8条直通整楼的排污管，将小区住户的数百人命运串联在一起。

由于大部分居民家庭卫生间的地台排水口U型聚水器是干枯的，不能发挥隔气作用，最终使小区污水排放系统成为了传播病原体的隐患。不仅如此，由于小区居住密度大，当启动浴室内的抽风扇时，空气还会从污水管经地台排水口倒流进入浴室。浴室的抽风扇还会将这些含病毒的气溶胶排放至相邻单位的天井中，使病毒进入其他楼宇。

值得庆幸的是，“非典”中发生的这起“特殊感染事件”给了我们足够深刻的教训。17年后的今天，此次新冠病毒肺炎疫情并未发生类似程度的严重传播感染事件，某种程度上，这必须归功于近年来建筑发展取得的长足进步，通过严格执行相关防疫措施，绝大部分建筑都能够最大程度上避免建筑空间和环境造成的交叉感染。

建筑科学能帮助降低

COVID-19的风险吗？

建筑科学能够防控新冠病毒疫情吗？“是的，但不一定是你想的那样！”安大略省建筑保护协会主席劳埃德·奥尔特说。在现有城居住宅建筑的标准中，诸如建造形式、家居结构、家具设计以及HEPA过滤器和建筑物的供暖/制冷系统等问题，都会在减少COVID-19病毒传播风险方面有所作为。

问题之一：HEPA过滤器能捕获COVID-19病毒吗？

HEPA过滤器是否真的能捕获COVID-19病毒，初步的答案是肯定的。许多媒体错误地指出，HEPA类空气过滤净化器过滤不到0.3微米，因此不能捕捉空气传播的冠状病毒;这完全错了。

空气过滤净化器随着HEPA过滤能够有效地捕获导致新冠肺炎的COVID-19病毒。据美国航空航天局（NASA）不久前进行的非常技术性试验表明：COVID-19病毒大约0.125微米直径;而HEPA类空气过滤净化器能够有效捕获小于2.5微米至0.01微米的超细颗粒物质;其捕获率高达99%。因此，HEPA类空气过滤净化器能够捕获COVID-19病毒。

问题之二：COVID-19是通过空气传播的吗？

COVID-19病毒是否通过空气传播目前的共识是：COVID-19不是一种空气传播的病毒;而且其问题实质是新冠病毒可能不会到达空气过滤器。

相反，专家认为COVID-19病毒是通过人与人之间的接触，以及通过接触被感染者咳嗽和打喷嚏排出的携带病毒的飞沫传播的。咳嗽和打喷嚏对大多数人来说肯定是“空气传播的”，但是这种飞沫在从空气中落下并停留在表面之前能够传播的距离范围大约6英尺。此外，加州大学洛杉矶分校最近和联邦实验室的科学家合作进行了一系列跟踪研究发现，被感染者说话或咳嗽和打喷嚏排出携带COVID-19病毒的飞沫，首先是以雾状在空气中漂浮，然后以烟雾质的气溶胶方式传播。负责该研究的生物学教授劳埃德·史密斯告诉美国全国公共电台（NPR）记者：为什么COVID-19病毒传播得非常迅猛又如此广泛？就是它可以在空气中存活几个小时。因为我们在实验时持续了三个小时后，仍然有传染性的活性病毒存在。

所以通风变得非常重要。但专家认为：装置普通型通风器或HRV过滤器的住宅，可能只会清除室外空气中的花粉和灰尘;如果有人碰巧在你的进气口咳嗽，就不会清除COVID-19。但是，如果你住在高效净化空气循环的地方，HEPA过滤器就可能有很大帮助。

问题之三：住宅公寓会循环新鲜空气吗？

住宅建筑是否循环新鲜空气是防控新冠疫情和其它流感的第一保障。佛罗里达大学物理学教授艾莉森·贝利博士指出：在建筑物的供暖/制冷系统中引入更多过滤的室外空气，有助于从建筑物中排除空气污染物，降低感染的可能性。但遗憾的是，多年来有些被动式和高品质住宅建筑一直在做相反的事情：关上窗户，循环空气。结果是房屋、学校和办公楼长期通风不良。这不仅会促进诸如病毒或普通流感等常见疾病的传染与扩散，还会严重损害认知功能。

防控病毒疫情的住房必须能够循环新鲜空气，因此未来的住宅建筑需要良好的、可控的和工程化系统来输送和循环新鲜空气。无论是房子里的大HRV还是公用楼寓里，每个家庭都应该有一个排气系统来排出不新鲜的空气，并且有一种方法来引入适量的新鲜空气。

问题之四：居室中的湿度值得关注吗？

居室湿度是值得关注的一大建筑問题。随着气候变暖，虽然这不是什么大问题，但是有大量研究表明：居室保持40%到55%的湿度可以减少病毒在住宅建筑内的传播。正如美国绿色建筑协会（AGBA）顾问彼得·约斯特指出，“在秋冬季，室内的相对湿度越高，病毒落地越快。”

彼得·约斯特博士和社会保护协会医学博士斯蒂芬妮·泰勒合作的相关研究揭示：干燥的室内空气会导致更多的人感染呼吸道疾病的病毒。这有助于解释为什么流感季节是在秋冬天。显而易见的解决方案是住宅建筑能够为室内提供相对健康的湿度。据泰勒博士介绍，一项对养老院老年人群的研究显示，室内空气湿度低与传染病患者增加和认知能力下降相关;当室内相对湿度为40%～60%时有利于防控病毒的感染，特别是老年人的呼吸和胃肠道感染显著减少65%～90%。有趣的是，另一项以学校教室湿度作为甲型流感非药物干预的研究表明，当教室湿度保持在相对湿度40%以上时，空气中的传染性飞沫较少，患流感的缺课儿童也大大较少。

我们需要住宅、教室和办公楼等建筑提供适宜的水和空气来对抗感染。但是反对室内加湿的人，通常是建筑专业人士，可以理解当室外温度低时，他们会担心冷凝问题。尽管在创建室内相对湿度空气的建筑方面存在多种挑战，但这是值得关注的一大建筑问题。

问题之五：走廊和门厅能防控疫情吗？

基本的答案是肯定的。诸如独立住宅、医院、校舍以及一些酒店和宾馆都是走廊式建筑，这有助于传染性疫情的防控。即使在民居公寓里，也应该有一个两端都有门的门厅;一个门厅可做为大壁橱，以及足够的空间来脱下你的外套和鞋子，而不需要进家门;另一个门厅也可以解决快递或外卖的宅送等问题，它可以作为一个中间地带，存放东西，就像一个巨大的储物柜。

问题之六：厨房餐厅的建造形式重要吗？

为了减少传染性病毒传播的风险，建筑师应当把封闭的厨房餐厅带回来。因为许多现代家庭都会出现这一现象：孩子们坐在餐厅的桌子上做作业，爸爸在厨房里闲逛，妈妈则努力完成一些食物烹饪的事情……这种现象无疑会增加冠状病毒等疾病传播与感染的风险。

早在1926年女建筑师玛格丽特·舒特设计的法兰克福封闭式厨房，重点是不让家人在厨房中闲逛碍事，其封闭式设计就像是医院的护士站，具有现代建筑和现代化健康生活理念的显著特征。未来住宅建筑的厨房也应当是封闭式设计，厨房餐厅与卧室、书房、工作间应做到动静分区，避免烹饪噪音和炊事行为对家人休息、工作的干扰。当然，厨房餐厅不再是过去住房的活动中心，而是被设计成一个功能性空间;在这里，对家庭健康和幸福至关重要的饮食活动尽可能快速有效地进行。客人不能在餐厅内闲聊，家人也不应该在厨房闲逛;它更应该是可烹饪也可清洗的独立式卫生区域。

问题之七：抗生素耐药性会影响住宅建筑吗？

这必然会改变我们的生活方式，特别是将影响现代的住宅建筑。曾获2014年USGBC绿色建筑推广领导奖和2015年玛丽·米勒建筑保护贡献奖的劳埃德教授指出，自从1882年罗伯特·科赫发现肺结核是由一种杆菌引起以来，人们就已经知道了细菌理论，但是直到第二次世界大战后他们才使用抗生素。其实，住宅建筑及其规划和公共政策在应对疾病方面出奇地有效。

⑵紫外触媒预制板。曾获得“Healthy building领跑者”金奖的海因斯建筑公司，紫外触媒预制板是该公司研发推出的一种新型混凝土预制板，可以杀毒抑菌与净化居室环境空气。这种预制板制作时拌有特殊光触媒粉末，能在阳光照射时以紫外线分解反应时杀毒抑菌，并能清除空气中的有害物质。实验结果证明，这种预制板表面抗病菌性达到45%～78%，并可以清除空气中一氧化氮、二氧化氮等80%～95%的氮氧化物。

⑶抗菌型瓷砖。近年来，通过美国绿色建筑协会（AGBA）与LEEDTM评估体系导向，美国最大的两家建筑用瓷和卫生瓷公司普尔特家园和Centex的建筑产品现已大部分改为抗菌制品。其正在主导市场并跃居《绿色资源》排行榜首的新型抗菌建材有Ago、CuO金属氧化物建筑用瓷;Ag、Co金属离子地板瓷砖;远红外陶瓷和稀土抗菌陶瓷等;可应用于防控传染性疾病住宅的墙壁、隔壁、厨房、卫生间、阳台与地板等。

启示之四：墙体材料

墙体材料也是新冠病毒给家居设计的一大启示，而且要避免荒谬的石膏板与纸质材料作为居室墙体;前者不防潮也不防霉，后者是一遇到水就会分解。根据美国绿色建筑协会住宅发展部负责人凯尔斯·马伦博士的推荐，后疫情时代住宅建筑选用的墙体材料主要有：

⑴SHy墻体材料：“室内的相对湿度越高，病毒落地越快”;这是冠状病毒最致命的环境条件。SHy墙体材料是美国绿色建筑协会住宅业务发展部门推荐的第一墙体材料。它是宾夕法尼亚州立大学建筑系新一代建筑材料研发组最近开发的。据介绍，室内面积只需使用30%的SHy材料，即可保持室内的最佳湿度。这种墙体材料采用纳米系硅粘土、化学吸湿剂与海底火山水泥进行夹层式制成墙体用板材，在湿度为55%以下时，基本不吸收水分，但当室内湿度一旦超过55%时，即开始吸湿;相反，当室内湿度过低，它还会放出湿气保持45%～55%的室内湿度。

⑵AHy壁砖材料。这是弗吉尼亚科技大学的建筑系教授吉米·琼斯研制新推出的具有调节室内湿度性能的住宅建筑用壁砖材料。AHy壁砖材料采用在佛罗里达半岛开采的非晶质蛋白石的硅藻岩制作而成。由于它是多孔构造，具有吸收并释放出空气水分的功能。在气温20℃、湿度80%的环境下，贴有这种壁砖的房间里的湿度可保持在60%，它的吸收并释放出湿气的能力为木材（例如钢琴用云杉木）的15倍。因此，居精通墙体贴上这种壁砖，在潮湿季节可防止壁面出现水珠或生霉，而在干燥的秋冬季则使居室湿度可保持在55%。长期抗菌保健。

⑶LTAHC瓷砖材料。这是美国建筑科学研究院（NIBS）向AGBA推荐的新型墙体材料。它采用光催化技术，在瓷砖表面制作了一层具有抗菌作用的膜，这种膜可有效地抑制传染病杂菌的繁殖，防止霉变的发生。其成形产品是用最现代烧结技术制成的，特有的紧密度能抵抗压力、磨损和踩踏，并能抵抗化学产品、霉菌、霜冻和火灾。用这种LTAHC材料制成的天花板材、墙体材料与瓷砖等，特别适用于预防传染病情的医院、食品厂、食品店以及浴室、厨房、卫生间等墙体装饰。

译据美国杂志《建筑记录特刊》2020年4月号。原文作者：美国佛瑞斯特研究院权威顾问、社会经济学家沃纳·伍尔夫。

译据加拿大杂志《绿色资源报告》2020年4月第12期。原文作者：加拿大麦吉尔大学建筑规划学教授珍妮·沃尔夫博士。（译作者声明：版权授予刊载者，拒绝网摘与转载）