原文作者：Karolina M. Zielinska-Dabkowska和Kyra Xavia
Karolina M. Zielinska-Dabkowska和Kyra Xavia撰文警告，城市中的摩天大楼掠夺了人们的阳光，并对人类的健康、福祉和可持续发展造成威胁。
“为光而战”（The struggle for light），1935年瑞士建筑学家Le Corbusier是这样描述建筑的历史的。今天，随着现代都市的天空被高楼挤占，这个词应该在政策制定者和城市规划者的耳边响起。
在世界上人口最稠密的城市之一——香港，高层建筑在大部分时间里都遮挡了公共空间的光照。
来源：Ian Teh/Panos
摩天大楼的建造正在热火朝天地进行着。全球以中国为首，去年共建造了143座200米以上的高楼，其中88座在中国（参见“垂直发展”）。随着城市人口增长，到2025年中国需要建成10个相当于纽约规模的城市或者说500万座大楼，来为农村进城人口提供住所。大多数建筑将是格局紧密的公寓塔楼。这些“垂直城市”会很像世界上人口最稠密的城市之一香港——那里每平方公里挤着26,000人。
在亚洲以外，即使是法兰克福、阿姆斯特丹和伦敦等历史悠久的欧洲城市，现在也向摩天大楼敞开了怀抱。伦敦的天际线将在未来十年被510座高楼重绘。迪拜、多哈等中东城市也在竞相建造更多华丽的空中高楼。
然而密集垂直开发的代价是巨大的。将高楼近距离地建在一起大大减弱了楼宇内部及周围的自然光照水平。在亚洲和澳大利亚，紫外线辐射在阴影遮蔽的“城市峡谷”可被降低90%。从维生素D缺乏到近视，长期低自然光照射对健康造成广泛影响的证据正逐渐显现。此外，密集、黑暗的城市也是高耗能和不可持续的。
来源：Council on Tall Buildings and Urban Habitat
阳光被偷走并非什么新问题。英国和日本很早以前就有规划法律保护采光权。在美国，旧金山用《阳光条例》保护公园和广场的光照；在瑞士，苏黎世将居住区新增高层建筑可以投射阴影的时间限制为冬季每天不超过2小时。上个月，德国成为了第一个采用欧洲建筑日光新标的国家。
而在其他地方，保护措施是缺失的。许多高楼在建造时没有规划限制或高度限制。在不健康的环境完全固定下来之前，需要重新思考开发的规模。
令人意外的是，世界卫生组织（WHO）的健康城市理念或联合国的17个可持续发展目标都没有提到自然光的获取。自然光照的可获取性需要成为全球有关可持续生活、健康和福祉讨论的一部分。
研究上的空白需要填补，包括城市光损失对人类、动物和植物的影响，以及对可持续发展和能源的影响。自然采光标准对指导建筑师和城市规划者也至关重要。
生活在阴影下
日光对我们的身心健康非常重要。自然光驱动着从昼夜节律到睡眠和情绪等基本生物过程。大多数人造光源会对这些过程造成干扰，而LED灯发出的富含蓝光的白光甚至可能有害（尤其在夜间）。
十八世纪工业革命之前，为了保存住宅建筑物的热量，且由于玻璃极其昂贵，还未变得实用，建筑物的窗户一般很小，当时大多数城市居民白天基本在室外度过。
后来，工业建筑的设计逐渐转向更大的窗户及天窗，为人们的活动提供了充足的日光照明。白炽灯在市场上出现后，人工照明将白天延伸至夜晚。如今，现代社会如此依赖电灯，我们似乎已经忘记了接受自然光照的重要性。
结果很明显。今天的欧洲人和北美人平均90%的时间在室内度过，人们在办公室的灯光下从早晨坐到深夜，孩子们在室内的时间也更长了，而就算来到室外，他们玩耍的庭院、游乐场和公园也常常处在建筑物的遮蔽之下。
由此产生的健康影响逐渐显现，令人担忧。例如，20世纪60年代以来，全球近视人数的增长已证明和低日光照射有关联。如今，大约70%-80%居住在台湾、日本、香港、新加坡以及东亚其他地区的青年患有近视，相比之下，在20世纪50年代的中国，只有10-20%的人口近视。到2050年，全球可能会有一半人口近视。然而，只需每天在户外的明媚阳光中待2个小时，就有可能预防近视。研究人员正在努力揭开其中涉及的生物机制。
同样，全球约有10亿人缺乏维生素D或维生素D水平不足。缺乏维生素D会削弱骨骼，一些健康专家已经发现与此相关的病症逐渐增多，如佝偻病和骨质软化症。根据WHO的数据，人体内80-100%的维生素D来源于皮肤接受紫外线B照射。日光照射产生的维生素D在人体内的存留时间是通过补充剂获取的维生素D的两倍，并且没有毒性风险。
冬季室外自然光照不足与季节性情感障碍（SAD）及抑郁症相关。全球高达10%的人口被认为患有季节性情感障碍。接受室外日光照射可以减轻症状。
多晒太阳还有可能缓解其他病症。例如，约有17亿人（即全球人口的23%）被认为患有潜伏性结核感染。维生素D仍然和预防这种疾病有关。即使是在英国这样的高收入国家，冬季光照的减少也和六个月后结核病的发病高峰相关。光照还可能减轻医院和医疗系统的负担，因为有研究指出在阳光充足的房间里，病人感受到的压力减轻，需要的药物减少，康复得也更快。
应当重新审视光生物学领域的研究以及紫外线、可见光和红外线辐射对生物体的影响。可能需要重新考虑对暴露在阳光下的健康恐惧——主要是对皮肤癌和早衰的担心。数十年来，人们一直被提倡避开阳光直射，做好防护，避免皮肤和眼睛受到伤害。研究人员应该对接受日光照射提出平衡的建议，在避免晒伤的同时促进维生素D的生成，并应该研究防晒霜的影响。
能耗增加
如果忽视阳光的作用，城市还将无法实现可持续发展的目标，包括降低碳排放和能源消耗。阳光是免费的，一座将阳光利用起来的建筑可以在照明和取暖上节约20%-60%的能源成本。高层办公楼常常比低层楼更耗能。超过20层的办公楼每平方米建筑面积的用电量是7层以下办公楼的近2.5倍。其中的原因还需要进一步研究，但高楼层更多地暴露于风和阳光直射可能会增加对供暖和制冷的需求。
然而建筑师对形式的重视依然大于功能。高层建筑的遮蔽会使落在屋顶光伏太阳能板上的太阳辐射减少30-40%，限制了清洁能源的产量。建筑的朝向也常常未被考虑，朝北的公寓现在在北欧很普遍。而如果毗邻的建筑挡住了阳光，关于窗户尺寸的立法（例如在英国、德国、日本、澳大利亚和美国）就起不到什么作用了。
阳光还可以促进城市中树木和植被的生长，树木植被会吸收二氧化碳和空气污染，由此起到净化空气、减少温室气体排放的作用。如果缺少足够的阳光进行光合作用，树木会处于不健康状态，生长乏力。在城市中植树缓解热岛效应的作用随着城市密度上升而下降。其中的细节需要通过进一步研究城市绿化和照明来了解。
法律的不足
立法不足对此负有很大的责任。在许多国家，土地所有者拥有开发其地块上下空间的专有权。例如，一个三层建筑的拥有者可以允许在其土地上建造一座35层的摩天大楼，从而从中获利。在纽约，空中的开发权可以交易，这就允许高层建筑的上部可以延伸到相邻的低层建筑或土地上面。
法律约束的松懈助长了密集开发，威胁着宝贵的公共空间。例如，纽约中央公园的南侧计划建造或在建的塔楼有7座，其中最高的一座将投下1.6公里、相当于于6个曼哈顿标准街区长度的阴影。通常这不会征求公众的意见，美国也没有法律要求公开建筑规模或其阴影的信息。公众要求获得阳光照射的呼声越来越高（例如，参见文章go.nature.com/2gkoyqg）。
相比之下，英国在保障采光权上有着一些最严格的法律。1832年《时效法》规定，如果一座建筑通过其窗户已经持续享有20年阳光照射，那么业主拥有永远享有光照不被干扰的权利。建筑测量员和司法体系都保障人们的采光权，尽管如此，开发商还是会钻法律的空子，例如向居民支付看似慷慨的补偿费，但是和之后数十年他们所能获得的收益相比，不值一提。向居民宣传采光权的法律指引应该在所有城市普及。
更加光明的未来
全球需要有一个明确的方向。保护享有阳光和日照的目标和行动应该被纳入联合国2030可持续发展议程及世界卫生组织的“人人享有卫生保健”政策。国家和地区政府应该全面立法保护采光权。
在地区层面，市政府、城市规划者和政策制定者必须优先保证良好的“日光照射”——获取充足的自然光以改善公众健康和生活质量。获取自然光必须融入城市规划的早期阶段。所有应用都应该针对拟建造楼宇投射的阴影提供全面分析。此外，公司和学校应该鼓励员工和儿童中午在室外休息更长时间。
需要开展更多研究来理解自然光和生物昼夜节律之间的关系，以及它们对健康和身心状态的影响。许多社会正在老龄化，应该对缺乏阳光与失智、阿尔兹海默症之间的联系进行探究。另一个潜在的研究问题是日光照射与慢性炎症和自身免疫性疾病之间是否存在关系。对环境的影响也需要进一步研究，目前关于城市中阴影和植被的研究，以及例如建筑物内霉菌的生长的研究，都非常少，而这些都可能对健康造成影响。
各城市应当成立跨学科技术委员会来建言献策，成员可以包括日光照明、城市规划、可持续发展、建筑、工程、医学、神经科学和时间生物学等领域的顶级专家和专业人员。
建筑师应当整合庭院、室内花园和天窗，尽可能多地引入日光。自然采光的法规和标准必须更新。应当为儿童、普通老人、养老院老人及残疾人提供更好的户外活动空间。需要进一步研究城市扩张的替代模式，使自然光的益处不被削弱。
应当就所有规划项目征求公众意见，并告知公众维护采光权的法律途径。最近英国和中国对开发商诉讼案的裁决维护了采光权，美国规划部门也驳回了几起高楼建造方案，这些事件照亮了未来的道路。
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