引言
研究住宅居室空間凈高是一個綜合性問題，它聯(lián)系到氣候條件、各地建筑標準、工程造價、人體工程學尺度、使用者的健康、和生活習慣等方方面面的因素，并不能一概而論。本文將著重討論在我國常見的普通住宅凈高范圍內(nèi)，何種居室空間凈高對人體健康的益處最大。分析將涵蓋不同居室凈高對人體生理健康和心理健康兩方面的影響，通過對參考文獻內(nèi)的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)分析總結(jié)，從而形成住宅的健康居室空間凈高設(shè)計建議。
一、居室空間凈高與生理健康
凈高與人體生理健康最顯著的影響包括室內(nèi)空氣質(zhì)量和人體熱舒適感覺兩方面。
1. 居室凈高與居室空氣質(zhì)量
室內(nèi)空氣中對人體有害的污染物，除了由外界環(huán)境中引入室內(nèi)的空氣污染物外，人體自身也是一個污染源，一個健康的人在室內(nèi)也會排出多種污染物。這些污染物在開敞環(huán)境中雖對人的影響不大，但在相對封閉且面積較小的室內(nèi)往往會使人頭暈、疲勞、記憶力減退。居室凈高從很大程度上影響室內(nèi)單位時間的換氣次數(shù)、室內(nèi)二氧化碳含量等因素。
健康人在24小時內(nèi)排出的主要污染物及數(shù)量
1.1 居室凈高與室內(nèi)通風換氣
有關(guān)研究資料表明，人均居住的體量由9立方米擴至12立方米時，室內(nèi)細菌數(shù)可減少1/3，若擴張到24立方米，室內(nèi)細菌數(shù)就可減少2/3，[1]這說明合理的居住體量（居住面積?凈高），對改善居室內(nèi)部的空氣質(zhì)量是非常重要的。
除居室內(nèi)的細菌外，二氧化碳濃度也是評價居室空氣質(zhì)量的主要指標。按照我國《室內(nèi)空氣中二氧化碳衛(wèi)生標準》GB/T17094-1997中的相關(guān)規(guī)定，室內(nèi)空氣中二氧化碳衛(wèi)生標準值應(yīng)≤0.10%。按人靜坐時呼出的二氧化碳量為0.016-0.025m3/h，室外二氧化碳濃度為0.03%計算，人需要的新鮮空氣量為35.7m3/h。若居室每小時換氣1-2次，則人均居室容積為17.8-35.7m3。當人均居住面積一定時，居室凈高如果能適當提升，則將可改善室內(nèi)的換氣次數(shù)。 [1]
人體自然產(chǎn)生的生理反應(yīng)也是評價居室凈高健康與否的重要依據(jù)。實踐表明，當二氧化碳含量達到0.07%時有少數(shù)對氣味敏感的人就能感覺到不良氣味和不適的感覺；當二氧化碳含量達到0.1%時，空氣的其他性狀開始出現(xiàn)惡化，出現(xiàn)顯著的不良氣味，人們較普遍會出現(xiàn)不舒適的感覺。[4]通過我國一項對溫暖地區(qū)的試驗研究顯示，被測試人對凈高2.4m、2.5m和2.6m的居室內(nèi)部的二氧化碳感覺更明顯，大部分反應(yīng)室內(nèi)有不良氣味，明顯高于在凈高2.8m和3m居室內(nèi)的被測試人。 [4]
不同凈高立位呼吸帶的二氧化碳平均濃度
1.2 居室凈高與污濁空氣帶高度
居室凈高一方面影響到居室內(nèi)的通風換氣體積大小，另一方面也影響到污濁空氣帶（二氧化碳、氨氣、揮發(fā)性脂肪酸、微生物）的高度。國外實驗研究資料表明，當凈高為3.2m時，最污濁的空氣帶在人體的呼吸帶以上，此時人的肺的通氣量幾乎是正常的。當降低凈高時，室內(nèi)污濁的空氣帶就會隨之降低并與人的呼吸帶高度相吻合。為了確保室內(nèi)的污濁空氣帶在人體的呼吸帶以上，在寒帶地區(qū)的居室高度建議應(yīng)不小于2.7m，溫帶地區(qū)應(yīng)不小于3m。
我國也進行過相關(guān)方面的調(diào)查研究，在其他方面的控制變量保持一致的情況下，當居室凈高為2.94m時，居室內(nèi)部的衛(wèi)生健康狀況良好；2.74m時次之，2.54m時最差，其表現(xiàn)為一氧化碳、細菌含量最高。因此，按照居室凈高為2.7m左右計算，是可以滿足健康衛(wèi)生要求的。
2. 居室凈高與熱舒適
除室內(nèi)空氣質(zhì)量，居室空間的凈高也與人體的熱舒適感覺相關(guān)。通過實驗測試不同凈高居室環(huán)境中人體皮膚溫度的對稱指數(shù)，觀察人體皮膚溫度動態(tài)的變化，可以正確判斷不同凈高居室中微小氣候作用對人體機體的熱負荷，從而判定居室凈高的健康標準。對我國溫暖地區(qū)的人群測試中顯示，當某凈高環(huán)境中對稱指數(shù)在0.6-1.0，或大于1.0時說明人體體溫調(diào)節(jié)狀態(tài)處于不典型對稱或緊張狀態(tài)。[4]在該測試中，2.4m和2.5m凈高的居室中皮膚溫度對稱指數(shù)在0.6-1.0之間的人數(shù)占比為50%，大于1.0的分別為12.5%和14.6%，說明在凈高2.4m和2.5m的居室中，多數(shù)人的體溫調(diào)節(jié)出現(xiàn)了紊亂現(xiàn)象。因此，由熱舒適的環(huán)境條件來看，室內(nèi)凈高以不低于2.6m為宜。
不同凈高空間內(nèi)人體皮膚溫度對稱指數(shù)
二、居室空間凈高與心理健康
1. 行為層高和心理空間
建筑的主要目的之一就是在于為身處其中的人提供足夠而適當?shù)纳罴盎顒涌臻g。但在人對居室空間大小的衡量維度中，對于居室長寬高三維的量度一向不是等價的，人對居住面積的要求向來大于對居室高度的需求。
居室層高為身處其中的人所服務(wù)，自然就涉及到其是否能夠滿足平均身高的人的各種活動需求。根據(jù)2015年6月30日發(fā)布的《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告》中顯示，中國成年男性平均身高為1.70m，女性為1.56m。因此，以我國男子平均身高1.70m為基準，其舉手摸高可達到2.10m左右，如手持一件簡單物品則需2.20m左右，這說明2.20m基本可作為中國居住者的靜行為提供的最低高度。該高度與《建筑工程建筑面積計算規(guī)范》中所規(guī)定的：“建筑物的建筑面積應(yīng)按自然層外墻結(jié)構(gòu)外圍水平面積之和計算，結(jié)構(gòu)層高在2.20m及以上的，應(yīng)計算全面積?！敝械南嚓P(guān)規(guī)定是吻合的，也是合理的。
建筑面積的計算是以使用功能為標準，2.20m的層高實際上剛剛滿足上面所提到的最底限的使用功能。按平均身高計算，原地跳躍摸高的高度為2.35m，急走跳躍摸高為2.50m，這兩個高度即是擴大化后的人的行為高度，2.50m以上就是一般行為所達不到的心理空間。以凈高為2.80m的居室空間來看，其心理空間高度即是30cm。隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，居室內(nèi)通風換氣手段的多樣化和高效化提升，各地區(qū)采用取消或減小心理空間從而降低層高的方法已經(jīng)成為必然的趨勢。
常規(guī)行為空間與心理空間
在我國國情下的多年建筑實踐中，降低層高的住宅總不受人們歡迎，究其原因極有可能涉及到有關(guān)房屋高度的傳統(tǒng)歷史因素。在我國的歷史傳統(tǒng)心理觀念中，低矮意味著寒酸，高大則標志著闊綽；伴隨著這種傳統(tǒng)觀念的流傳，現(xiàn)代國人也難免將居室空間層高的降低與改善居住條件這兩者看作對立的兩面。
2. 心理壓抑感問題
降低居室空間凈高還有人體壓抑感的問題，其屬于心理健康范疇，是對建筑的主覺映像。
普遍情況下分析，世界各國家的居室凈高度要求值均能滿足各國人民的通常行為高度并留有一定的心理空間。因此，在討論居室凈高所給人帶來的感覺時，有必要與其他國家的人口平均高度和居室凈高要求做出比較。以荷蘭為例，根據(jù)2019年的世界人口相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其男性平均身高達到1.81m，確實遠超過中國男性的平均身高1.70m。[9]但從荷蘭的平均居室凈高數(shù)值來看，僅為2.50m[6],并無因為身高而所做的過多提升。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)觀察，包括冰島、瑞典、挪威等平均身高較高的國家，同樣未曾出現(xiàn)過高的居室凈高規(guī)定限制。既然我國國人較低的身高享受著同樣甚至更高的居室空間，為何還會出現(xiàn)明顯壓抑感呢。
人的心理現(xiàn)象是復(fù)雜的現(xiàn)象，按信息論觀點，人的心理活動也是信息的交換過程，是客體信息輸入與主體信息交換的過程。我國對2.60m居室凈高的壓抑感，是與已有2.80m凈高或更高的房屋的信息交換的結(jié)果。從人的視角中的幾何角度分析，當居住者在室內(nèi)窗戶的對面墻壁處站立時，天花對人的壓抑感取決于室內(nèi)可見天花面積與全部天花面積的比值K（天花可見度）。目前，以我國的凈高為2.80m的空間計算，視點平均高度為1.58m；國外以凈高2.50m計算，視點平均高度為1.78m。假定視線與視平線夾角為30°，進深4.50m，這時我國的天花可見度為53%，國外則為71%?？梢?，在此情況下外國人的壓抑感明顯比我國應(yīng)該強烈。下表中列出了幾種不同層高情況下，天花可見度的數(shù)值。
不同條件下凈高帶來的心理壓抑感
誠然，上面所述的理論上的壓抑感只是一方面，實際上人的壓抑感則更多的從心理的方面需要作出解釋。
3. 心理對社會環(huán)境的主觀反映
從心理角度分析，除了居室空間凈高的實際高度數(shù)值這種環(huán)境的物理刺激以外，也與人對環(huán)境的適應(yīng)情況和心理作用有關(guān)，這稱為人對環(huán)境的主觀反映。將綜合我國居民所處的社會發(fā)展現(xiàn)狀進行進一步分析。
人對環(huán)境的主觀反應(yīng)，除了和外界環(huán)境的物理刺激有關(guān)之外，還與人對環(huán)境的適應(yīng)情況和心理作用有關(guān)。這種反應(yīng)呈復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系：φ0（主觀反映）=f（ωi、ωf、φ）
其中φ指環(huán)境提供的物理刺激，如熱量、聲音、視覺空間的量度（包括天花高度）等。ωf是對環(huán)境的適應(yīng)性，是指中樞神經(jīng)與感覺器官之間在特定的輸入條件下，神經(jīng)元發(fā)生出的振幅減弱程度，通俗講就是人體感覺對環(huán)境的適應(yīng)。 [6]
因為當人的某種需求壓倒一切時，心理函數(shù)的機制力量會呈現(xiàn)出轉(zhuǎn)化。 [6]如居住房屋窗戶上裝設(shè)鐵柵欄自然會使人有被囚禁感，但防盜的需求得到了滿足，這時囚禁感自然化為烏有。又比如，住在廉價青年旅社中，正常甚至更低凈高空間中的多層床鋪的訪客，其壓抑感自然應(yīng)該是不言而喻的，但是由于廉價的住宿費用上的得到了補償，這種壓抑感就會從很大程度上得到緩解。
因此，考慮我國現(xiàn)代社會逐漸走向小康社會，人民生活水平不斷提高。住房不再只是單純作為人們遮風避雨的容身之處，更多的人愿意將住房作為可以大幅度改善生活品質(zhì)的途徑之一；尤其現(xiàn)階段我國平均房價處于較高點，人們相比過去社會需要付出更多才能獲得屬于自己的住處，自然從心理上就會對此住處的內(nèi)部環(huán)境需求更高，其中之一就表現(xiàn)在對于房屋居室凈高所帶來的優(yōu)質(zhì)室內(nèi)環(huán)境的需求。
三、設(shè)計建議
1. 人體生理健康需求
回顧前文中居室凈高對人體生理健康的影響的分析中可知，凈高對室內(nèi)空氣質(zhì)量的確有人可以明確感知到的影響。其主要從居室內(nèi)通風換氣角度和污濁空氣帶高度的角度兩方面對人體健康造成影響，另外，居室凈高也對室內(nèi)熱舒適環(huán)境即人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)有一定影響。因此，綜合凈高對室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量和熱舒適感覺所帶來的改變，為了保證居室內(nèi)人的健康，推薦的居室空間凈高數(shù)值為2.60m-2.70m為宜。
2. 人體心理健康需求
從前文中居室凈高對人體心理感受的影響的分析中可看出，其實我國現(xiàn)有常規(guī)房屋凈高設(shè)計已經(jīng)完全可以滿足我國人民的日常使用需求，并尚留有一定心理凈高空間。空間壓抑感的存在更多的要從心理學及社會心理反映角度進行分析，壓抑感的表現(xiàn)從更大程度上可以解釋為人在限定社會條件下對更優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境的心理需求，此種需求可以從很大程度上通過適應(yīng)時間及社會發(fā)展而逐漸得到緩解。因此，從心理健康角度分析，推薦的居室空間凈高達到常規(guī)的2.70m即可，在情況允許的條件下，可以在一定程度上進行提高，盡量保證人的心理凈高空間，從一定程度上舒緩心理壓抑感。
3. 室內(nèi)空間比例
在確定居室空間凈高時，也應(yīng)注意房間內(nèi)部高度與寬度的比例所產(chǎn)生的視覺效果，在一般情況下，大面積的房間所需凈高較高，而小面積的房間則應(yīng)適當降低。同時，不同的房間規(guī)模往往會得出不同的心理感受，高而窄的空間容易使人產(chǎn)生興奮、激昂的情緒，且具有嚴肅的態(tài)度，但如果空間太高也容易產(chǎn)生不溫暖的感覺；相較而言，寬而短的空間使人感覺寧靜、開放、親切，但如果凈高過低則使人產(chǎn)生壓抑的感覺。通常來講，住宅建筑空間應(yīng)該是小巧的、友好的、溫暖的氣氛，利用空間比例的微妙變化，使物質(zhì)功能和精神情感結(jié)合起來，才能獲得理想的效果。
4. 建筑經(jīng)濟效果
誠然，居室凈高不能為了人的健康和舒適度而無限度的增加，作為房地產(chǎn)開發(fā)商要保證能在經(jīng)濟成本最大化的情況下盡可能保證凈高。
在相同建筑面積的條件下，受到層高變化影響的主要是外墻、內(nèi)墻、墻體飾面等。此外，隨著整體建筑高度的加大，其基礎(chǔ)設(shè)計隨荷載的加大而增加，外墻、內(nèi)墻等垂直稱重及分隔構(gòu)件的增加，垂直構(gòu)件的抹灰裝飾量增加；因空間體積加大而造成的水、暖、電、空調(diào)設(shè)備容量的增加等等，從而造成了工程總造價的增加。 [11]
根據(jù)資料分析，住宅層高從3m降低到2.8m，平均每套住宅綜合造價可降低4%左右。平均每降低0.1m，能降低造價2%左右。 [11]層高和凈高的降低可以使基礎(chǔ)、墻體、柱、內(nèi)外裝修、管線、采暖等工程量減少，從而降低工程造價。
因此，綜合前文中所討論的居室空間凈高與人體生理和心理健康的關(guān)系，同時結(jié)合從房地產(chǎn)開發(fā)商角度而進行的最優(yōu)化成本計算考慮，建議住宅內(nèi)部的常用空間凈高不低于2.7m為宜。此居室凈高數(shù)值，可以從健康的角度保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量和人體熱舒適感覺，并保證降低人在室內(nèi)時心理上的壓抑感，同時兼顧一定的經(jīng)濟效益從而達到最優(yōu)效果。
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建筑物層高對工程造價的影響. http://www.yjf8.com/CaiWuHuiJi/4975.aspx
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