健康建筑研究现状与发展趋势分析*

郭娇妮，刘小虎，刘 晗，陈秋瑜

引言

建筑环境与人体健康密切相关, 不良的建筑环境加剧了多种疾病的滋生，如：急性或慢性呼吸道综合症[1]、突发性公共卫生事件[2]、病态建筑综合症[3]等。2020年新冠疫情（COVID-19）席卷全球，而长时间居家隔离，也凸显了建筑环境对人体心理健康和社会健康的影响[4]。后疫情时代建筑领域迫切需要研究我们生活的建筑是否健康[5]，以及人体身心健康与建筑环境的影响机理等问题。

1946年世界卫生组织（WHO）《组织法》中将健康定义为：“不仅是消除疾病或羸弱，也是身体、精神与社会三方面的整体健康”[6]。而中国传统健康观在生理健康、心理健康、社会健康的基础上还包含了道德健康[7]。目前建筑领域对大健康的研究已将健康(Healthy)的概念延伸到全面健康(Wellness)，福祉(Wellbeing)以及终极幸福(Flourish)。我国《健康建筑评价标准》（T/ASC 02-2016）中定义“健康建筑”是在满足建筑功能的基础上，为建筑使用者提供更加健康的环境、设施和服务，促进建筑使用者身心健康，实现健康性能提升的建筑[8]。

现有研究从不同视角对健康建筑的研究进行了综述。（1）健康建筑评价标准方面，叶海、段冠囡等学者对比了国内外健康建筑评价标准，并指出现有规范中的不足[9，10]。（2）建筑的健康内涵方面，最有代表的为达达丽娜·汉克（Dadalina Hanc）等学者从建筑中幸福的广度和维度为切入点，归纳出9个关于幸福的主题，依次为环境满意度和舒适度、主观幸福感、生理健康、心理健康、社会总体幸福感、工作效率和认知表现、终极幸福感及其他[11]。（3）健康建筑的影响因素方面，部分学者分别针对通风系统[12]、湿度[13]、建筑健康指数[14]、室内空气污染[15]、医院使用后评估手段[16]、住房许可开发权[17]，以及办公人员[18]、患者[19]和老年群体健康[20]与建成环境的研究进行了综述。虽然现有综述加深了对健康建筑研究现状的了解，但缺乏从建筑整体视角对健康与建筑研究进展进行的系统分析。其次，大多学者的研究均采用定性分析，缺乏使用科学计量的定量分析方法。除此之外，部分学者在综述研究范围上局限于英语国家或发达经济体，缺乏针对更广泛视角下的研究展开综述，这些中低收入国家的建成环境如何影响人体健康，以及影响机制存在哪些异同，这也是当前研究需要填补的空白。

为了更全面了解健康建筑的研究现状，针对国内外健康建筑研究进展通过CiteSpace可视化软件从研究总量、国家和地区以及关键词共现聚类等方面进行定量分析，系统梳理健康建筑领域的研究热点和研究趋势，旨在对当下的健康建筑研究现状进行归纳和分析，为健康建筑相关研究方向和实践探索提供借鉴和参考。

1 研究数据来源

1.1 数据识别和收集

文献分别选择中国知网（CNKI）数据库和 Web of Science（WOS）数据库，时间选定为2015至2020年。通过借助数据库年度发表发文量对“健康建筑”研究总趋势分析发现（图1），2015年起国内外针对健康建筑的研究开始迅速增长，其原因主要是2014年美国推出了WELL建筑标准，并于2016年被我国引进，同年国务院也出台了“健康中国”系列政策，因此近六年对健康建筑的研究成为了热点之一。检索过程中，中文以TS=健康 AND (建筑 OR 建成环境）进行检索，英文以TS=(Healthy OR Wellness OR Wellbeing) AND (Building OR Built Environment)等多个关键词组合进行检索，检索类型包括了研究论文（Article）和综述(Review)。

图1 近40年CNKI和WOS数据库发表年度总量

1.2 筛选标准

对检索语言和地区不做限定。首先研究领域分别设定为“建筑科学与工程”, “Construction Building Technology”和“Architecture”，共识别符合要求的文献545篇。进一步通过人工审查对标题、摘要和全文进行筛选，遴选出内容包含人体健康的一个或多个类别与建筑环境因素研究相关的文章。

2 统计与聚类分析

最终获得中外文献244篇，其中外文文献131篇，中文文献113篇。其中包含了30个国家(15.54%)的相关研究，涉及的建筑类型包括居住建筑（16.66%）、办公建筑（3.65%）、医疗建筑（2.03%）、校园建筑（0.40%）、商业建筑（0.40%），并按照年度研究总量、国家及地区分布、关键词共现聚类进行梳理分析，以厘清现有研究进展和热点趋势。

2.1 年度发表总量变化趋势

年度发表量分析能够较好的反映出该领域研究的关注度和趋势变化。国内外针对健康建筑研究的发表年度总量分别增长42%和37%。对每一年进行切片分析发现，个别年度发表总量明显增长，如2015~2016年（WOS：200%）、2019~2020年（CNKI：130%）（图2）。可见，相关政策及法规对健康建筑的研究有显著推动作用。稳定增长可能是由于对医疗手段以外健康改善的探索，对重视以使用者为中心建筑环境研究的转向，以及对气候变化下的可持续建筑环境的持续关注。特别指出，受疫情持续影响下对健康建筑防疫需求的探索，对健康建筑的研究将持续增加。

2.2 研究突出的国家和地区分布

对文献结果在不同国家和地区的分布进行分析能够清晰的掌握研究侧重和差异，并探索新的研究趋势。以WOS数据库为例，参与研究贡献突出的国家为：美国（25.2%）、英国（16.0%）、中国（11.5%）、韩国（4.6%）、澳大利亚（3.8%）和加拿大（3.8%），这些国家都拥有本领域最多的研究成果及相关软件和设备，涉及健康的政策和建筑评价体系相对完善，所出台的住房与健康政策确保了每个人都能拥有安全、健康、负担得起（affordable）、便利的(accessible)和环境友好的住房[21]。2016年我国国务院印发了《“健康中国2030”规划纲要》，提出全方位干预健康的影响因素、维护全生命周期健康以及防控重大疾病。重点强调了要形成有利于健康的生活方式、生态环境和社会环境，延长健康寿命。

需要特别指出的是，中国、印度尼西亚、土耳其、巴基斯坦、巴西等11个发展中国家（40%）也在大力推进健康建筑的研究。如图所示，一方面发展中国家已对健康建筑有了明确的认识和深入的研究。另一方面，也应注意到在推动健康建筑研究待解决核心问题上的差异。据WHO估计，到2030年，全球卫生工作者的缺口主要集中在中低收入国家[22]。而我国的人均基础医疗设施和医疗人员水平接近低收入国家。

2.3 研究关键词共现聚类分析

对关键词进行共现分析，可以揭示当前研究领域的关注点，使用Timeline图谱将关键词进行共现聚类分析，关注聚类间历时跨度下的联系和变迁。得到外文文献关键词图谱网络节点数量N=234个，节点关联E=1067次，网络模块化指标Q=0.7792（Q＞0.3），平均轮廓值S=0.84（S＞0.5），表示聚类结果可信度高。最高中心性关键词依次为环境、建成环境、健康、性能、热舒适、暴露。高频聚类依次为：#0应对气候变化；#1污染评估；#3环境日光影响和控制；#4既有建筑；#5开窗布局等。结果表明，聚类#0应对气候变化一直是本领域研究的热点，涉及主题为室内空气质量、移动监控、时空变化、室内走廊、空气污染和热舒适、自适应模型、使用行为、室内整体舒适度、持续监测。可见国外的研究从2015年对性能、热舒适、室内空气质量与能耗的研究，转向2020年对COVID-19公共健康、声环境指标及心理健康的研究。集中围绕气候变化及污染评估等社会问题展开，而从中心性关键词和聚类可见关注点从建筑性能转向使用者行为及感受。

中文文献关键词图谱网络节点数量N=252个，节点关联E=578次，网络模块化指标Q=0.8276（Q＞0.3），平均轮廓值S=0.9651（S＞0.5），表示聚类结果可信度高。高频聚类依次为：#0健康建筑；#1健康住宅；#2评价标准；#3WELL建筑标准；#4霉菌污染；#6物联网；#8监控系统等。最高中心性关键词依次为健康建筑、健康住宅、建筑设计、室内环境、评价标准、以人为本。分析结果显示，国内的研究从2015年对健康住宅的研究转向2020年对健康建筑内涵、新冠疫情、挥发性有机物以及室内环境质量的研究。除此之外，从2017年起呈现出多元化研究趋势，另一方面研究重点向评价标准及设备和技术方向倾斜。

3 研究热点分析

基于以上分析，将已有研究成果按照需求—机理—应用的框架进行归纳，对应分别从地域性需求、社会问题，影响因素和绿色建筑健康性研究四个方面对国内外研究热点进行梳理和总结。

3.1 针对地域性需求差异的健康建筑研究

针对健康建筑的研究在世界范围内广泛开展，不同国家和地区在健康与建成环境研究中面临的核心问题存在差异，突出了对自身社会需求和发展的关注。WHO报告显示针对预期寿命差异，高收入国家中与环境因素或不良生活方式有关的非传染性疾病是导致差异的主要原因，而低收入国家可以通过卫生服务措施来预防和改善。例如，发达国家与建筑环境相关的健康问题主要是肥胖症、缺乏运动、慢性疾病等[22]。在建筑性能方面，有研究证明无线物联下的“智能”建筑提供了便利的人工环境，但加重了射频辐射的暴露[23]，对人体健康和安全造成潜在威胁。在既有建筑方面，一项针对新西兰出租房的居住者健康研究表明，潮湿阴冷与居住者健康不佳存在密切关联。而往往这种状况不佳的房间才被出租。一方面租户无法负担得起额外的供暖设备导致附加的精神压力和痛苦，更加剧了健康的恶化。另一方面，过度拥挤的出租房可能加重疾病的感染和传播[24]。

针对发展中国家关于健康与建成环境的研究主要由私密性缺失、过热、通风不足、以及室内污染物等造成，与健康相关的疾病主要为呼吸道疾病及社会健康等。在室内建筑环境方面，资源较少的国家更多的暴露于环境和家庭空气污染下[22]。原始的烹饪和取暖方式，加重了哮喘和儿童癌症的患病可能[25]。如一项针对南非临时住房的研究显示，由于生活条件不良而加重了疾病传播的概率[26]。因此，下一步有必要通过建筑手段来预防和改善人体健康，针对地域性需求对应进行健康与建筑环境的关联性研究。

3.2 针对社会问题的健康建筑研究

关于健康与建筑环境的研究是对当下社会问题的直接回应，其中当前备受关注的社会问题在健康建筑研究中的体现主要概括为六个方面：（1）关于气候变化，有研究表明全球变暖趋势与人体健康影响间存在直接关联，其加重了对健康相关的不利影响[27]。在此背景下也进一步加剧了高隔热、高气密性建筑带来的不利影响[28]；（2）关于疫情传播，有学者强调制度和文化因素（如居住密度）比城市特征更重要，并建议为低收入群体采取保护措施[29]；（3）关于难民问题，部分学者针对避难所的研究结果显示居住者优先考虑的因素是安全、热舒适和私密性[30]；（4）关于老龄化问题，老年群体对建成环境的不利影响更敏感[31]；（5）关于儿童健康，住房条件对减少儿童伤害和改善儿童健康方面具有一定潜力[32]；（6）关于居住隔离，有研究证明邻里关系、混合社区对居民的心理健康有积极影响[33]。住房稳定性、质量和安全、可负担性、社区环境会直接影响弱势群体的健康，并加重民族、种族和不同社会经济体间的不平等[34]。未来的研究可以针对弱势和边缘人群展开健康与建筑环境的动因分析，通过优化改善住房条件及不良影响，从而弱化群体间健康的不平等现状，最终达到改善社会问题的目的。

3.3 针对影响因素的研究

健康本身是一个受到多因素影响的复杂问题，影响健康的环境因素不仅包括物理、化学和生物等自然环境因素，还包括社会环境等诸多因素。针对健康与建筑环境影响因素的研究主要可分为室内空气质量、声环境、光环境、风环境、微生物环境、建筑设备、建筑材料、整体居住环境以及特殊人群等维度。如表1所示，对现阶段有关健康建筑影响因素研究的重要结论进行了列举。但仅依据理想状态下对单一影响因素的研究，并不能充分说明建筑与健康的关系[19，35]。这种线性研究在解释系统的动态和复杂行为方面缺乏实际意义。即针对建筑领域中健康的影响因素在单一状态下仅仅进行标准值的累加并不能得到长效的健康结果。需要更全面的了解住房如何影响人体健康，进一步研究健康建筑的可持续发展影响因素和关联性，确定其相关边界、联系、研究方法和层次结构等[36]。

表1 人体健康与建筑环境的影响因素研究

使用者的舒适度是主观感受，且不同影响要素间还存在补偿心理及需求差异。此外，不同舒适类型的重要性可能也因使用人群不同而有所区别。针对特定人群的研究包括办公人群[5,18,39,48]、老年人[23,40,56]、患者[19]、建筑工人[49]、儿童[32]、学生[50]、残疾人[51]、顾客[52]、低收入人群[53]。这些研究结果证明，住户与住房提供者之间针对健康住宅在特征偏好上存在差异[54]。未来需要进一步针对不同类型使用者进行研究：（1）目前基于健康建筑的研究多针对高风险患病人群，很少有研究关注通过建筑手段在医疗背景以外改善或支持完全健康的研究[55]，而对于使用者日常行为下的健康研究还有待拓展；（2）研究证明健康效应在性别间存在差异。与女性相比，男性对于室内环境质量更易获得满足感[56]，且居住者性别在室内环境菌落组成上存在差异[57]。WHO在报告中建议进一步了解性别差异下对建筑健康性的不同需求，并针对性降低风险因素的暴露程度[22]。目前的研究缺乏对比研究对象性别差异的影响分析。

现阶段研究的关注点主要集中于建成环境的物质因素，而人体健康受到个人经验和偏好的影响[35]，应综合考虑多因素对使用者认知和感受相互作用的叠加效应[59]。目前关于人体健康与建筑关联性背后的致病因果逻辑及聚合影响机理尚不明确。未来对于健康与建成环境间的相互作用机制及影响程度，以及结合使用者行为和偏好在建筑环境中对健康的影响研究仍是下阶段的研究重点。

3.4 针对绿色建筑健康性的研究

绿色建筑和可持续建筑可以在节约能耗和成本，以及改善使用者健康状况方面产生显著效益[60]。针对绿色建筑健康性的研究主要集中在对评价标准分析上。与WELL标准一致，LEED和DGNB等评价标准的新版本都纳入了对使用者健康影响的指标[52]。有研究证明，通过评级标准的建筑会提高使用者的物理环境感知程度与工作效率[61]，满意度与健康[62，63]产生积极影响。建筑在材料和能源使用模式上越绿色，建筑也越健康，负面影响则越小。

值得注意的是，绿色认证评估依赖于可衡量的物质性室内建筑环境和服务指标，但绿色建筑的优势超出了室内环境质量因素可量化的范围[61]，非物质因素很难衡量，因此容易被忽视[26]。然而，部分研究表明与非绿色建筑相比，绿色建筑对使用者的健康和认知有积极作用，但作用有限[39]。居住者的健康和幸福感不仅取决于建筑设计和类型，还取决于建筑的管理及建筑内提供的服务。此外，被评定的绿色建筑由于高昂的成本和复杂的运营技术，反而造成大量空置，成为“不可支付的绿色”。因此，有必要进一步研究绿色建筑的健康效益，将影响健康的非物质因素加入评估体系。

4 健康建筑研究趋势展望

当前健康建筑研究已取得显著进展，仍有必要在更广泛的维度下进行深入研究。进一步探析“健康”的内涵和外延，以及健康与建筑环境的因果路径、影响边界及维度，个体的差异性和能动性。此外，由于对健康最经济的干预措施是实施负担得起的，兼具可持续性、可推广性和公平性的措施。因此，结合区域特征及当前社会需求，健康建筑领域进一步的研究可以从以下几个方面切入。

4.1 地域特征下的溯因解释研究

现有研究多基于发达国家对健康建筑的政策演变和机理研究，但忽略了欠发达地区建筑中存在的不健康诱因及健康危机。基于不同国情，健康建筑实施的障碍和驱动因素也不同。例如美国的WELL标准意在通过改善建成环境，缓解由现代建筑技术及居住隔离等社会问题带来的心理健康及社会健康问题。而英国和新西兰最早是由老旧住宅保温不足造成健康问题而使健康建筑研究得到广泛关注。WHO在变革性健康促进报告中指出健康最不利的人群承担着最大的风险和负担，而疫情更暴露了这种健康的不平等性[56]。因此，除了以发达国家为鉴，对于欠发达地区现存的不足及问题展开研究也同样具有重要意义。以回应人口众多、社会老龄化、城市环境问题，中低收入国家亟待发展医疗以外的促进健康的措施，并且提供广泛负担得起、易推广的健康建筑设计策略，避免建筑性能提升而导致的高昂造价和高闲置率。据此以溯因为目的，关注欠发达地区健康与建成环境现状，以低技术、可支付特征为切入点，广泛开展针对地域特征差异的健康—建筑的溯因解释及关键技术研究。针对36.11%的农村人口，约4.9亿的流动人口[64]，确保基层“最后一公里”对于发展中国家更具有现实意义，从而真正让健康普惠于更广泛的人口发展和更综合的社会进步。

4.2 统筹整体观下建筑环境的动态机制研究

将建成环境看作一个整体、动态、具有多重交互作用的复杂系统，确保在更广泛的背景下讨论建筑健康性的影响因素是健康建筑进一步研究的目标[58]。现有研究多采用逐级拆解并科学量化的研究方法，孤立并弱化了各因素间的普遍联系性。因此，从整体角度看待人与建筑的关系，理解各维度间部分都是整体的分形同构，每个层级又都是一个完整有机的小系统，在系统下实现动态平衡机制，是对建筑环境—健康二者相互作用关系研究进行更准确、全面分析的重要保障。例如，乡土民居正是代表舒适、健康和生态友好的理想范本，近千年更迭下的乡土建筑呈现了独特的自适应机制，通过建筑形式和使用行为又映射在地域文化中，形成了一种以自然为中心多因素共同作用的综合文化体系。文化的传承为乡土智慧的延续提供了途径，多种环境因素相互影响共同作用于使用者的健康和福祉。因此，开展统筹整体观下人与建筑环境动态协调机制研究，搭建完善的理论研究框架，能够更全面、清晰的理清环境因素对于人体健康的作用机制。

4.3 基于使用主体的人因互动机制研究

“建筑综合症”背后的根源问题是技术依赖下对环境和生活方式的彻底改变，削弱了使用者对建筑环境的主观控制和调节能力，例如缺乏对个人私密性及舒适度的可控性。进一步深入研究使用者在建筑环境中的行为特征，考虑受生活习惯、文化等因素造成的不当使用行为能否被进一步证实，可能是评判影响健康结果的关键影响因素之一。因此，综合个体偏好及需求差异，探索基于使用主体下全面表征健康的关键性影响指标和方法，提取与这些结果相关的关键建筑性能指标。例如对建筑环境使用者无意识行为下的生理反射机制开展分类研究，预测基于文化背景的习惯性适应行为背后的行为动机，明确使用者主动适应行为下的补偿机制，分析使用者主观意识与建筑环境之间如何相互作用并最终影响健康结果。借助感应和图像识别系统实时反馈，深度学习、模拟行为偏好并优化策略，实现智能技术交互式设计应用，都是开展使用主体与建筑环境人因互动机制研究的重要关注点。

4.4 基于循证的健康建筑设计与评价

遵循基于已有研究证据渐进式的健康建筑循证设计研究，通过跟踪调查并验证策略的有效性和长期效益，进一步基于最新研究证据反馈形成动态评价体系，实现问题导向下的良性设计迭代。设计环节对于健康的改善并不能一蹴而就，区别于瞬时满意度及舒适度，对同一人群的长效健康结果进行纵向跟踪研究。打破研究、应用和使用反馈分离的局面，据此展开针对有利健康和不利健康案例的实证研究，并建立证据库，最终借助大数据及人工智能等技术手段，针对大量的实证分析结果进行推演是完善健康建筑研究的重要趋势。此外，对已有研究较难重复研究结果或进行交叉验证是目前遇到的主要问题之一。因此，有必要提高研究技术和方法的可比较性，便于对结果进行Meta-分析，探索差异性背后的普适性及影响因素间的关联性也是进一步展开研究的重要关注点。

结语

为了更全面的了解建筑环境与人体健康的关联及影响，区别与以往针对健康建筑研究以英语国家为主或发达经济体国家为研究样本的研究综述，从学科整体视角系统分析对比不同发展阶段的国家在健康建筑研究领域的进展。通过科学计量分析发现国内外对健康建筑的研究呈现持续增长，2015年至今针对健康建筑的研究发文年度总量分别增长了42%和37%，体现了从技术导向到人文关怀的转变。从国家和地区分布清晰可见发达国家与发展中国家在健康建筑领域的研究侧重和差异。从研究关键词聚类分析可见总体呈现多元化趋势，国外趋向围绕气候变化及污染评估等社会问题展开，国内侧重对评价标准、设备和技术研究。按照从健康建筑研究“需求—机理—应用”的框架，研究热点呈现出对地域性需求、社会问题、影响因素、绿色建筑健康性四个方面的关注。

进一步可从溯因解释—统筹整体观—人因互动机制—循证设计与评价四个方面展开，研究基于低技术、可支付特征的健康—建筑环境的溯因解释研究，加强对弱势群体及偏远地区建成空间健康现状、问题和对策的关注；开展统筹整体视域下建筑环境动态协调机制研究，更全面理清多因素耦合下的综合影响；探索基于使用主体下全面表征健康的关键性影响指标和方法，借助图像识别和深度学习行为偏好，实现智能交互式应用；以长效健康为目标，进行基于已有研究结果渐进式的健康建筑循证设计研究。进而丰富多阶段、多尺度、多层级的分类研究，并通过多学科合作实现各尺度对接。然而，本文在数据收集时设置的筛选条件决定了分析结果存在一定局限性，未来可进一步完善优化，综合研究更广泛视野下的健康和福祉。

综上所述，通过“建筑行为”促进舒适健康—环境友好—可持续发展的多目标建成环境系统设计，提升人口整体健康、环境健康、生态健康下的可持续发展。从治愈提前到预防，更好的增强全民健康素质，缩小健康差距，以此作为对健康中国的良好补充。在粗放发展后的今天，对健康建筑的研究将从更长远的角度改变无数人甚至几代人的生活和幸福。

图、表来源文中图、表均由作者绘制。

图1：作者基于CNKI数据库和WOS数据库检索数据可视化分析数据结果整理绘制。