建筑生物学与生命科学：在全球范围内创造更健康的室内环境

在日益城市化的世界中，我们大约90%的时间都在室内度过。室内环境的质量极大地影响着我们的健康和福祉。建筑生物学与生命科学提供了一种全面的方法，以理解和减轻我们家庭、办公室和其他室内空间中的环境压力源，从而确保所有人拥有一个更健康、更可持续的未来。

什么是建筑生物学？

建筑生物学，也称为Baubiologie（德语“建筑生物学”），是一门综合性学科，研究建筑与其居住者健康之间的关系。它考虑了广泛的因素，包括建筑材料、室内空气质量、电磁场（EMF）以及居住空间的整体设计。其目标是创造不仅美观，而且能促进身心健康的环境。

建筑生物学的核心原则主要于1970年代在德国发展起来，强调了环境因素的相互关联性及其对人类健康的影响。这些原则此后获得了国际认可，并应用于从住宅到商业建筑和公共空间的各种环境中。

建筑生物学的关键原则

建筑生物学涵盖了广泛的考量因素。建筑生物学与可持续发展研究所（IBN）概述了25项原则。其中一些最关键的原则包括：

• 使用天然和纯净的建筑材料：优先选择挥发性有机化合物（VOC）含量低、不含有害化学物质且来源可持续的材料。例如实木、粘土、天然石材和纤维素绝缘材料。
• 优化空气质量：确保适当通风，以减少霉菌孢子、尘螨和化学烟雾等污染物的积聚。考虑使用带有HEPA过滤器的空气净化器，并采取措施减少室内湿度。
• 最大限度减少电磁场（EMF）：减少来自无线设备、电线和电力线等源头的电磁场暴露。这可能包括屏蔽电线、使用有线互联网连接，以及创建低电磁场水平的睡眠区。
• 创造健康的照明条件：使用模仿自然阳光的全光谱照明，以支持昼夜节律和改善情绪。避免闪烁的灯光和过度的蓝光照射，尤其是在晚上。
• 推广亲生命设计：将自然元素融入室内环境，如植物、自然光和室外景观。亲生命设计已被证明可以减轻压力、改善认知功能并提升整体福祉。
• 关注水质：通过安装滤水器和定期检测水质，确保获得清洁安全的饮用水。

生命科学：建筑设计的生物学基础

在建筑生物学的背景下，生命科学指的是理解建筑环境对人类健康的生物学和生理学影响。它弥合了建筑设计与人体生物学之间的差距，为创造更健康的室内空间提供了科学基础。这包括考虑建筑材料、空气质量、照明和其他环境因素如何影响我们的免疫系统、呼吸系统、神经系统和整体生理功能。

建筑生物学中生命科学的关键方面包括：

• 理解VOCs的影响：挥发性有机化合物（VOCs）由许多建筑材料、家具和清洁产品释放。这些化学物质会刺激眼睛、鼻子和喉咙，引发过敏，并导致长期健康问题。生命科学研究有助于识别VOCs及其潜在的健康影响。
• 霉菌和霉菌毒素的作用：建筑物中的霉菌生长会释放霉菌毒素，这是一种有毒物质，可引起广泛的健康问题，包括呼吸系统问题、神经系统症状和免疫系统功能障碍。生命科学原则指导室内环境中霉菌生长的预防和修复。
• 电磁场（EMF）的影响：生命科学研究探索电磁场对人体细胞和组织的生物学效应。这项研究为减少电磁场暴露和最大限度降低潜在健康风险的策略提供了信息。
• 昼夜节律的重要性：由人造光和不规律的睡眠模式引起的自然昼夜节律紊乱，会对我们的健康产生负面影响。生命科学原则强调创造支持健康昼夜节律的照明环境的重要性。
• 肠道微生物组与建筑环境：新兴研究表明，建筑环境可以影响我们肠道微生物组的组成和功能，而肠道微生物组在免疫功能、消化和整体健康中起着至关重要的作用。

具体的环境压力源及缓解策略

1. 室内空气质量

室内空气质量差是一个主要问题，尤其是在通风不足的密闭建筑中。常见的污染物包括：

• 挥发性有机化合物（VOCs）：由油漆、粘合剂、家具和清洁产品释放。
• 霉菌孢子：在潮湿环境中生长并释放霉菌毒素。
• 颗粒物：来自燃烧源、灰尘和花粉的微小颗粒。
• 氡气：一种从地下渗入建筑物的放射性气体。
• 一氧化碳（CO）：一种由不完全燃烧产生的无色无味气体。

缓解策略：

• 通风：通过定期开窗或使用机械通风系统（如热回收通风机 - HRVs）确保充分通风。
• 空气净化：使用带有HEPA过滤器的空气净化器去除颗粒物，使用活性炭过滤器吸收VOCs。
• 低VOC材料：选择低或无VOC排放的建筑材料、家具和清洁产品。
• 防霉：控制室内湿度水平，及时修复漏水，并确保建筑物地基周围排水良好。
• 氡气检测与缓解：检测氡气，如果水平过高，则安装氡气缓解系统。
• 一氧化碳探测器：安装一氧化碳探测器，以在一氧化碳达到危险水平时向居住者发出警报。

例如：在日本，“森林浴”（Shinrin-yoku）的概念被整合到建筑设计中，通过采用天然材料和通风系统，引入新鲜的、经森林过滤的空气。这种方法旨在减轻压力，改善建筑居住者的福祉。

2. 电磁场（EMF）

电磁场是由电子设备、电线和无线通信技术产生的不可见的能量场。对电磁场暴露的担忧包括潜在的健康影响，如睡眠障碍、头痛和某些癌症风险增加，尽管研究仍在进行中，尚未有定论。建筑物中电磁场的来源包括：

• 电线：电流通过电线时产生电磁场。
• 无线设备：智能手机、Wi-Fi路由器和其他无线设备发射射频电磁场。
• 电器：微波炉、冰箱和电视等电器会产生电磁场。
• 电力线：高压电力线会产生强电磁场。

缓解策略：

• 保持距离：增加您与电磁场源之间的距离。
• 屏蔽：使用屏蔽材料，如防电磁场涂料或织物，以减少电磁场暴露。
• 有线连接：使用有线互联网连接代替Wi-Fi。
• 关闭电源：不使用时关闭电子设备，尤其是在睡眠区域。
• 屏蔽电线：使用屏蔽电线以减少电磁场辐射。

例如：在瑞典，建筑规范通常要求仔细规划电气装置以最大限度地减少电磁场暴露，特别是在卧室和儿童房。一些家庭还选择在家里使用屏蔽材料以进一步降低电磁场水平。

3. 水质

获得清洁安全的饮用水对健康至关重要。水中的污染物可能包括：

• 铅：可能从旧的铅管中渗入水中。
• 细菌和病毒：可能污染水源。
• 杀虫剂和除草剂：可能从农业区流入供水系统。
• 药品：可能通过废水处理厂进入水系统。
• 氯和氯胺：用于消毒水，但可能对健康有负面影响。

缓解策略：

• 滤水器：安装滤水器以去除铅、氯和细菌等污染物。考虑为特定水龙头安装全屋过滤器或即用型过滤器。
• 水质检测：定期检测水质以识别潜在污染物。
• 更换铅管：用铜管或塑料管替换旧的铅管。
• 软水器：使用软水器减少矿物质积聚并改善水质。

例如：在许多发展中国家，获得清洁水是一个重大挑战。像Water.org这样的组织致力于为有需要的社区提供安全用水和卫生设施，改善公共卫生并减少水媒疾病的传播。

4. 霉菌和湿气

霉菌在潮湿的环境中茁壮成长。霉菌会向空气中释放霉菌毒素，可能引起一系列健康问题。霉菌生长的常见原因包括：

• 泄漏：屋顶、管道或地基的泄漏。
• 高湿度：室内湿度水平过高。
• 通风不良：浴室、厨房和地下室通风不足。
• 冷凝：在窗户和墙壁等冷表面上形成冷凝水。

缓解策略：

• 控制湿度：使用除湿机和排气扇控制室内湿度。
• 修复泄漏：及时修复泄漏，以防止水渍和霉菌生长。
• 改善通风：确保浴室、厨房和地下室有适当的通风。
• 霉菌修复：如果存在霉菌，请聘请专业的霉菌修复公司安全有效地清除。

例如：在古老的欧洲建筑中，使用石灰抹灰等传统建筑材料，因为它们具有透气性，有助于调节湿度和防止霉菌生长。这是一种自然的建筑生物学方法，利用材料创造更健康的家园。

5. 照明

照明显著影响我们的昼夜节律、情绪和整体健康。不良照明可能导致：

• 眼睛疲劳：闪烁或不足的照明可能导致眼睛疲劳和头痛。
• 睡眠障碍：晚上暴露于蓝光会扰乱睡眠模式。
• 季节性情感障碍（SAD）：缺乏自然光可能导致冬季的季节性情感障碍。

缓解策略：

• 自然光：通过使用大窗户和天窗，最大限度地利用自然光。
• 全光谱照明：使用模仿自然阳光的全光谱灯泡。
• 调光灯：使用调光灯根据一天中的不同时间调整光线强度。
• 蓝光过滤器：在晚上使用电子设备上的蓝光过滤器。
• 光疗：使用光疗箱治疗季节性情感障碍。

例如：斯堪的纳维亚国家，冬季漫长，日照时间有限，已经采用了创新的照明解决方案来对抗季节性情感障碍和改善福祉。这包括使用光疗灯和将自然光融入建筑设计。

亲生命设计：在室内与自然连接

亲生命设计是一种建筑设计方法，旨在使建筑居住者与自然更紧密地联系。它融入了植物、自然光和室外景观等自然元素，以创造更具恢复性和支持人类健康的环境。亲生命设计的好处包括：

• 减轻压力：接触自然已被证明可以减轻压力和焦虑。
• 改善认知功能：自然环境可以增强认知功能和创造力。
• 提升幸福感：亲生命设计可以促进幸福感并提高整体生活质量。

亲生命设计元素的例子包括：

• 室内植物：增加室内植物以净化空气并创造更自然的环境。
• 自然光：通过大窗户和天窗最大限度地利用自然光。
• 水景：融入喷泉或水族馆等水景。
• 天然材料：使用木材、石头和竹子等天然建筑材料。
• 自然景观：通过窗户和阳台提供室外景观。

例如：新加坡的邱德拔医院是亲生命设计的典范。该医院融入了茂密的绿植、自然光和水景，为患者创造了一个治愈的环境，并为员工提供了一个支持性的环境。

可持续建筑材料的重要性

选择可持续的建筑材料对于创造健康和环保的室内环境至关重要。可持续材料是指：

• 可再生：由可自然补充的资源制成。
• 可回收：由回收材料制成。
• 低VOC：排放低或无挥发性有机化合物。
• 耐用：持久耐用，维护需求极少。
• 本地采购：从本地供应商处采购，以减少运输成本和环境影响。

可持续建筑材料的例子包括：

• 竹子：一种快速可再生的资源，坚固且用途广泛。
• 再生木材：从旧建筑或结构中回收的木材。
• 再生混凝土：由回收骨料制成的混凝土。
• 粘土：一种天然、可持续的建筑材料，透气且有助于调节湿度。
• 麻凝土：一种由麻纤维、石灰和水制成的生物复合材料。

例如：在德国，建筑中使用木材、粘土和稻草等天然建筑材料的趋势日益增长。这些材料不仅可持续，还有助于创造更健康的室内环境。

建筑生物学与生命科学的全球案例研究

1. 被动房标准

被动房标准是一项严格的能效标准，同时也优先考虑室内空气质量和居住者健康。被动房旨在最大限度地减少供暖和制冷的能耗，同时提供舒适健康的室内环境。被动房的主要特点包括：

• 高度绝缘：厚实的绝缘层以最大限度地减少热量损失。
• 气密性：气密性施工以防止气流和热量损失。
• 热回收通风：从排出的空气中回收热量的机械通风系统。
• 高性能窗户：具有低U值和高太阳热增益系数的窗户。

全球影响：被动房在全球范围内越来越受欢迎，特别是在欧洲和北美。它们为传统建筑提供了一种可持续和健康的替代方案。

2. WELL建筑标准

WELL建筑标准是一个基于性能的系统，用于测量、认证和监控影响人类健康和福祉的建筑环境特征。它侧重于七个关键概念：

• 空气：室内空气质量和通风。
• 水：水质和可及性。
• 营养：健康食品选择和营养信息。
• 光：照明设计和自然光暴露。
• 健身：体育活动的机会。
• 舒适：热舒适和声学舒适。
• 精神：心理和情绪健康。

全球影响：WELL建筑标准正被全球范围内的公司和组织采用，以创造更健康、更高效的工作场所。

3. 中国的健康建筑运动

随着快速的城市化和工业化，中国在空气污染和室内空气质量方面面临着重大挑战。中国的健康建筑运动致力于制定和实施改善家庭、办公室和公共场所室内环境质量的策略。关键举措包括：

• 更严格的建筑规范：实施更严格的建筑规范，以减少建筑材料的排放。
• 空气净化技术：推广使用空气净化器和通风系统。
• 绿色建筑认证：鼓励采用LEED和中国绿色建筑标签等绿色建筑认证。
• 公众意识运动：提高公众对室内空气质量重要性的认识。

全球影响：中国改善室内空气质量的努力有可能对全球健康和可持续性产生重大影响。

创造更健康室内环境的可行性见解

以下是您可以采取的一些实际步骤，以创造更健康的室内环境：

• 评估您的家：对您的家进行全面评估，以识别潜在的环境压力源，如霉菌、电磁场和不良空气质量。
• 改善通风：通过定期开窗或使用机械通风系统确保充分通风。
• 选择低VOC材料：选择低或无VOC排放的建筑材料、家具和清洁产品。
• 减少电磁场暴露：通过增加与电磁场源的距离、使用屏蔽材料以及在不使用时关闭电子设备，最大限度地减少电磁场暴露。
• 改善水质：安装滤水器并定期检测水质。
• 控制湿度：将室内湿度保持在30%至50%之间，以防止霉菌生长。
• 融入亲生命设计：在您的家中增加室内植物，最大限度地利用自然光，并融入天然材料。
• 寻求专业帮助：咨询建筑生物学顾问或其他合格的专业人士，以获得个性化的建议和推荐。

结论

建筑生物学和生命科学为创造支持人类健康和福祉的更健康室内环境提供了一个全面的框架。通过理解建筑生物学的原则并实施切实可行的缓解策略，我们可以创造促进身心健康、减少环境压力源并为更可持续的未来做出贡献的家庭、办公室和其他室内空间。在全球范围内采纳这些原则对于创造更健康、更具韧性的社区至关重要。