建築師如何設計空氣？

人類可以在不進食的情況下存活30天，不喝水的情況下存活3天，而在不呼吸的情況下僅能存活3分鐘。當然，我們對空氣的需求是永恆不變的，我們在室內和室外隨時都依賴著空氣，儘管它往往不如我們希望的那麼潔淨。難聞的氣味使我們意識到空氣質量不好，但影響我們健康的許多刺激物和不健康氣體並不容易通過氣味察覺。氣味是最明顯的信號，因為它們能夠被大腦和神經系統有意識地感知，讓我們能夠判斷身處的環境。

我們需要更深入地瞭解糟糕的室內空氣質量從哪裡來，為什麼它在建築環境中需要被重視，以及如何通過設計獲得良好的室內空氣質量和舒適度。

各種現代化產品（塗料、地毯、地板、傢俱飾面、化妝品、噴霧劑等）中的化合物所釋放出的氣體對健康有著各種各樣的不利影響，從注意力和意識易間斷，到包括呼吸系統疾病和癌症在內的重大長期健康問題。然而，有時化學和生物污染物以及其他無氣味物質，甚至是房間的窒悶，都會影響我們的健康和舒適度，並引發頭痛、疲勞、過敏和其他不適症狀。

我們一邊從城市受到污染的新聞中瞭解到室外空氣質量的重要性，一邊理所當然地認為室內空氣質量良好（尤其是在使用空調的建築物中）。但不幸的是，室內空氣通常也並不潔淨，還會在我們不知情的情況下對我們造成傷害。然而，設計師的職責恰恰是確保這些工作環境的質量並消除這種威脅。因此，你需要知道的是

室內空氣質量（ IAQ：Indoor Air Quality ）包括溫度、濕度、污染物濃度等多種因素。然而，一般來說，室內空氣質量指的是建築使用者的舒適度、健康和幸福感。因此，雖然可以客觀地測量出污染物和顆粒物，但空氣質量指數也受主觀因素影響。年齡、性別、甚至國籍和文化等因素都會影響個人對空氣質量的感知方式。人類主要通過氣味感知空氣質量，因為其他類型的感官系統需要更重的污染效果才能被刺激。但是，即使在無意識的情況下，糟糕的空氣質量也會對建築使用者的健康造成短期和長期的危害。

它為什麼重要？

建築的功能以及它的占用率，可以決定室內空氣質量的接受標準和可能產生的後果。例如，糟糕的空氣質量會對醫院和學校的弱勢人群造成更大危害。醫院內惡劣的空氣質量不僅會導致病人感染和疾病傳播，這也會對醫護人員造成影響，使得他們的工作效率和有效護理能力下降。據研究，自然通風和日光照射有助於病後恢復，改善患者的心理健康。

對於學校亦是如此，糟糕的室內空氣質量會影響到學生和教員。糟糕的空氣質量可能導致學生缺勤，哮喘和其他呼吸道疾病的加重，並造成注意力和學習效率的下降。處於發育階段的兒童會比成人吸入更多比例的空氣，因而他們更容易受到環境污染的影響。同時，糟糕的空氣質量也會影響教員的出勤和教學質量 。

在家或辦公室中，空氣污染的後果同樣難以察覺，因為很多症狀都很難被明確歸因於特定原因。比起在家，人們更難把控辦公室內的環境，因此更容易造成注意力和工作效率的下降。在辦公大樓或通風不良的會議室裡，高濃度的二氧化碳會使人感到暈眩和疲倦，從而影響員工的決策能力。如果家中的空氣質量過差，可能導致悶氣或其他不適，影響睡眠質量，同時引發呼吸道疾病和頭痛。

它要如何測量？

室內空氣的污染源可以分為四類。‘戶外污染源’包括交通和工業污染。‘使用者相關的活動和產品’包括由烹飪、吸煙、個人護理和使用打印機產生的污染。與建築相關的兩類是‘建材和傢俱’以及‘通風系統部件’。‘建材和傢俱’包括由膠合板、塗料、傢俱和地板牆面帶來的污染，‘通風系統部件’則指濾網、通風管和加濕器造成的污染。

這些污染源在與其它產品接觸後，或在其運作中，釋放本身固有的微粒與/或氣體。風率、風速、溫度、相對濕度、空間內的活動、暴露在污染中的頻率與時間等因素影響著污染物產生的作用，也對感知室內空氣質量有綜合性的影響。

在評估建築物的室內空氣質量時，需要考慮窒悶程度、氣體污染物和氣味的數量、顆粒物的數量等因素。空氣的窒悶程度通常通過檢測二氧化碳的水平來決定，污染物則通過空氣中的 VOCs（揮發性有機化合物 ）來判斷。例如，室外空氣中二氧化碳的正常濃是 250-350 ppm（百萬分之），而室內通風良好的話一般在 350-1000 ppm 這個區間裡。當二氧化碳濃度超過 1000 ppm 時，使用者可能會開始抱怨空氣變糟而且容易犯困。當二氧化碳濃度達到 2000-5000 ppm 時，空氣會明顯變得不新鮮，使人感覺沉悶和阻塞，並且可能導致頭痛、犯困、注意力不能集中、心跳加速和輕微的眩暈嘔吐感。在大多數司法管轄區，工作場所的二氧化碳濃度在 8 小時內不能超過 5000 pm。此外，室內 VOC 的水平通常是室外的 2-5 倍，因為很多家用產品會釋放這些化學物。

空氣中的顆粒物包括“可吸入懸浮顆粒”和“極細顆粒”，這兩種顆粒尺寸不同，並且在不同的量級引起身體不適感並導致健康隱患。較大的顆粒（小於 10 微米）在每立方米空氣 20 微米的水平下是有危害的。2.5 微米以下的顆粒則不能超過每立方米 10 微米。這類測量是常用於判斷大城市空氣質量指數的標準。霧霾和煙霧主要是由這些較小的顆粒引起的，並且是可以肉眼觀察到的戶外空氣質量差的證據。在室內的話，判斷空氣質量最明顯的因素是氣味。然而，評估氣味在某種程度上比其他測量更為主觀，因為它不僅包括其濃度和強度的分析，還要考慮其帶來的愉悅程度（氣味是否被認為是令人愉快或者不快）。

如何通過設計保證優質的室內空氣質量：

在較嚴酷的氣候條件下，通常的做法是儘量將建築物的室內與室外隔絶。但是保溫和氣密會讓污染物滯留在建築物內，導致室內空氣質量不佳，這便引出了良好通風系統的重要性。通風系統可以利用自然通風，機械通風以及兩者結合。通風系統影響著空氣質量，其最重要的便是要有足夠高的換氣率把新鮮空氣供應到有需要的地方。

在機械通風系統中，可以通過自動或手動的監測器來決定何時需要在空間裡進行通風。自動化系統是最高效的方法，因為可以設定時間或設定程序以檢測污染物，例如二氧化碳的水平。然而，手動控制則可以根據使用者對舒適度的感知而進行調控。機械繫統中另外一個重要的人為因素是維護和保養。如果沒有定期維護，比如更換空氣濾網，即使是設計得再好的通風系統也不會按照預期發揮作用。

另一種選擇便是自然通風，這消減了使用機械通風時其設備和管道系統產生的昂貴費用，同時也降低了運作成本。從心理上講，建築使用者很享受在室內也能感受到大自然的體驗。誠然，自然通風是不可控的，因此自然通風的供給並不時時都是充足的。對一些特定的地域、氣候以及建築類型而言，僅依賴自然通風會為其增加額外的風險，主要包括室外空氣和噪音污染，以及極端的室內外溫差。

眼下的許多通風系統是將自然通風和機械通風兩方面相結合，因此也被稱為混合系統。今天，可持續性認證系統認可了室內空氣質量和新鮮空氣的重要性，並將其納為規範項。BREEAM（ 英國綠色建築認證 ）中的“健康與幸福感”規範項指出，能減少空氣污染源和具有自然通風潛力的設計都是評估建築可持續性的加分項。同樣的，由美國綠色建築協會（ USGBC ）所推行的 LEED （綠建認證）也對在建築設計中包含但不侷限於僅包含自然通風的良好空氣質量實行嘉獎。WELL（ WELL 建築標準 ）對室內空氣質量有更為整體性的要求，作為該標準中七個核心概念之一的“空氣”裡有多個可認證的“規範項”，包括禁菸、清潔規程、濕度控制等。

這些認證系統可作為指南，引導建築師和設計師為建築提供健康的空氣。綜合來看，改善室內空氣質量的最佳做法是從源頭減少污染，並在室內改善通風和淨化空氣。一個切實的著手點便是仔細篩選零污染材料和設備，以此來儘可能地消除空氣中的 VOCs，但各種客觀因素可能使這變得不切實際，甚至不可行。

接下來需考慮的是通風，這要確保每小時有充足的換氣量充盈整個空間。換氣量會受到空間內的使用和活動等因素的影響。進入室內的空氣應是被淨化過的，被過濾掉顆粒物質的。這裡值得注意的是，如果濾網缺乏維護，其自身將變成污染源。

還有一種方案是將植物融入建築設計，例如綠植牆或室內植物區。植物不僅能過濾空氣中的二氧化碳和一些有害的化學物質，而且人類天性熱愛生命，多與大自然接觸有利於身心健康，但僅僅依靠植物自身是很難解決建築空氣質量問題的。一些可以淨化空氣的建築材料，比如含 Activ’Air 技術（將甲醛轉化為惰性混合物以達到消除的目的）的產品，也能通過吸收空氣中的甲醛來提高室內空氣質量。

今天，空氣污染成為最普遍的環境殺手，尤其是在發展中國家，全球每年約有 700 萬人因此死亡。新建築有機會在其設計階段加入室內空氣質量的考量，但許多老建築，或那些不曾在意室內空氣指數的建築，仍可通過翻新來改善室內環境，並從中受益良多。我們大部分時間都是待在室內，所以室內空氣質量值得我們的努力和投資，以確保每一口我們所呼吸到的空氣都是健康的。