《Current Environmental Health Reports》:Assessing the Impact of Cool Roofs on Health and Wellbeing: A Scoping Review
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背景:极端高温对全球数百万生活在气候脆弱住房中的人们的健康与福祉构成威胁。凉爽屋顶是一种潜在的可负担且可扩展的被动冷却住房改造方案,可减少热暴露并改善社区健康与福祉。
目的:开展一项范围综述,以系统性地识别和描绘关于住宅凉爽屋顶对健康与福祉影响的研究,识别知识
背景:极端高温对全球数百万生活在气候脆弱住房中的人们的健康与福祉构成威胁。凉爽屋顶是一种潜在的可负担且可扩展的被动冷却住房改造方案,可减少热暴露并改善社区健康与福祉。
目的:开展一项范围综述,以系统性地识别和描绘关于住宅凉爽屋顶对健康与福祉影响的研究,识别知识差距,并为未来实证研究的设计提供信息。
设计:检索了1980年至2025年7月的六个在线数据库,以识别相关论文。研究人员选择了14篇将凉爽屋顶与非凉爽屋顶进行比较、测量其对健康与福祉影响的出版物,并在叙述性综合中总结了数据。
结果:所有出版物均为建模研究,其中大多数(71%)检验了凉爽屋顶对城市热岛(UHI)缓解的影响及其对健康的影响。大多数(93%)被评估人群位于高收入国家。不同研究对凉爽屋顶预计健康效益的估计范围差异很大,取决于研究背景、方法和结果。
结论:虽然该范围综述确定了强调凉爽屋顶潜在益处的建模研究,但评估其在低资源环境中应用的出版物缺乏以及实证证据的不足,凸显了需要进一步研究以确定其在结构脆弱社区中的有效性。
**Introduction**
气候变化导致的高温暴露对全球结构脆弱社区的健康和福祉构成威胁。即使全球变暖控制在2°C以内,到2050年,热带地区每年将有四分之一到一半的天数面临危险的高温和湿度。高温暴露会增加发病率和死亡率,短期暴露导致热应激和中暑,长期暴露增加心血管疾病、肾功能衰竭、呼吸系统疾病和心理健康症状的风险。目前全球0.9%的死亡归因于高温,自1990年代以来热相关死亡率增加了63.2%。高温影响分布不均,取决于地理和个人及社区的适应能力。凉爽屋顶通过提高屋顶太阳能反射率和热发射率来降低室内空气温度和城市热岛(UHI)效应。屋顶通常吸收超过80%的阳光,导致建筑过热。凉爽屋顶涂料是低成本、被动的建筑改造措施,可降低峰值室内温度和减少UHI。与空调不同,凉爽屋顶还能减少建筑能耗和污染物排放。反照率是衡量反射能力的指标。尽管已有综述关注凉爽屋顶在降低温度和改善能源使用方面的效果,但关于住宅凉爽屋顶对健康和福祉影响的证据尚不明确,因此进行了这项范围综述。
**Methods**
该范围综述遵循PRISMA-ScR清单。
**Eligibility Criteria**
**Types of Studies**:纳入了前后对照、前瞻性和回顾性队列、病例对照、分析性横断面、对照、非对照、随机(包括整群随机)和非随机研究,以及报告定量或定性数据的干预研究,也包括实验性、准实验性、观察性和建模研究。排除定性研究、综述和会议摘要。
**Types of Participants**:未基于家庭类型、社会经济地位或其他公平指标排除任何参与者。来自任何地区、气候类型和国家收入分类的研究均符合资格。
**Types of Housing**:包括所有静态永久住房类型,不包括移动房屋和船屋。
**Types of Intervention**:凉爽屋顶干预定义为安装或应用任何增加屋顶反照率的材料,如液体涂膜(LAM)、瓦片、涂料、石材/岩石、金属或瓷砖。
**Types of Outcomes**:纳入研究需调查居民健康、疾病或福祉相关结果的变化,包括直接健康测量、自我报告福祉和生活质量指标(如舒适度)。
**Information Sources**:检索了MEDLINE、EMBASE、Scopus、CINAHL Complete、Web of Science和Google Scholar,时间范围为1980年至2025年7月。
**Search**:搜索策略将问题分为“凉爽屋顶”、“热”和“住房”三个概念,根据数据库类型调整搜索词。
**Selection of sources of evidence**:筛选由主要作者(NB)使用rayyan.ai进行,共同作者(MS)筛选10%以评估一致性。标题和摘要相关者进入全文审查。通过共识解决不确定性,并检索纳入文献的参考文献列表。
**Data Charting Process**:开发数据图表表单,通过迭代过程持续更新。
**Data Items**:提取文章特征、研究特征、参与者、干预措施和结局(如死亡率、发病率、生活质量、睡眠、体力活动、生产力)的数据。
**Quality**:采用基于国际药物经济学与结果研究学会-医学决策制定学会(ISPOR-SMDM)建模良好实践指南的框架评价方法学质量和模型可信度,评估六个领域:模型结构、假设、数据输入、验证、不确定性分析和透明度,每个领域定性评为高、中或低。
**Synthesis of Results**:按研究设置和研究设计分组,总结各组的结局、测量方法和总体发现。
**Use of Artificial Intelligence Tools**:未在构思、设计、实施、数据提取、分析或撰写中使用生成式人工智能或大语言模型工具。
**Results**
**Selection of Sources of Evidence**:筛选了1,287个标题和摘要以及26篇全文,最终14篇符合纳入标准(图1)。初始10%子集的评分者间一致性为97.7%。排除8篇因测量错误结局,2篇因测量错误对照物,2篇因研究设计错误(1篇方案,1篇综述)。通过参考文献列表检索额外4篇报告。
**Characteristics of Sources of Evidence**:所有文献发表于2012年后,主要涉及美国(43%)、英国(14%)和德国(14%)。只有一篇评估了低收入和中等收入国家(LMIC)的非正规住区。所有论文均为建模研究。10项(71%)模拟了凉爽屋顶对UHI的影响,2项(14%)模拟室内条件,2项(14%)模拟室内和室外条件。大多研究测量整个研究人群的效应。只有一项研究按年龄、收入和种族估计了各普查区避免的死亡。资助来源不一,多数为公共研究、政府或机构支持。
**Results of Sources of Evidence**:12项(86%)研究报告了模型中使用的反照率值。4项(29%)将人行道和/或道路反照率与屋顶反照率同时增加。10项(71%)报告了对死亡率的影响,3项(21%)报告了热应激小时(定义为超过温度阈值的时间),2项(14%)报告了热舒适。效应估计范围广泛:相对风险降低在0.21%(夏季避免的热相关死亡,城市屋顶反照率为0.88)至58%(有效辐射减少20%)之间。两项研究报告冬季冷相关死亡率增加0.096%和0.23%。热应激小时减少每天2小时(柏林UHI影响)至91%(雅加达室内温度)。热舒适从无效果(罗马大学校园UHI评估)到非空调室内热舒适时间增加9.3%(日本木质城市房屋模型)。
**Quality of Sources of Evidence**:方法学可信度不一。最强的研究指定了从屋顶反照率改变到模拟环境或室内暴露,再到健康相关结局的清晰因果路径,并使用经过验证的、针对特定区域的暴露-反应函数。部分研究模型强,但提供的凉爽屋顶证据为间接,因为屋顶反照率变化与路面反照率、植被、灌溉或更广泛土地覆盖情景相结合,或未直接评估凉爽屋顶变化如何导致测量结果。热舒适或热应激代理结局(如湿球黑球温度、通用热气候指数(UTCI)、地中海室外舒适指数(MOCI)、室内过热小时数)的证据较弱。常见局限性包括缺乏对实际凉爽屋顶实施数据的验证、不确定性的传播不完整、室内暴露建模有限。从屋顶表面温度降低到地面环境温度降低的假设存在较大不确定性。没有研究根据实际安装后的观测温度数据验证地面温度降低。一些研究承认健康相关暴露更可能与室内或个人暴露相关,但仍使用基于室外温度的暴露-反应函数。
**Discussion**
**Summary of Evidence and Interpretation of the Findings**:识别了2012年至2023年间14项研究,总体支持凉爽屋顶降低热相关死亡率、减少热应激和提高室内热舒适,但方法学质量不一,效应估计应谨慎解释。所有14项研究均为建模研究,采用三种分析途径:七项应用既有热死亡率流行病学文献中的暴露-反应函数;四项从当地数据推导自己的暴露-反应或天气学函数;三项未应用健康暴露-反应函数,而是报告热舒适或热应激指征作为健康相关代理。这些方法提供了在特定建模假设下潜在的健康效益估计,但不能作为因果证据。凉爽屋顶通过室外和室内两条因果链影响健康,但文献很少明确区分。室外途径中,屋顶反照率增加可能减少感热通量和UHI,但降温效果衰减到行人高度。室内途径中,反照率增加直接减少通过建筑围护结构的热传导。没有研究通过室内途径产生可归因于凉爽屋顶的避免死亡估计。室内途径仅以热舒适或热应激代理表示,且室内暴露指标从未与健康暴露-反应函数相关联。对低资源社区室内热暴露的纳入不足。反照率水平缺乏共识,控制和凉爽屋顶房屋的反照率值分别为0.13至0.35和0.3至0.9。许多模型探索了多种冷却干预措施,但只报告合并效应。
**Comparison with the Literature**:近期综述涉及UHI健康影响、社区热适应干预和屋顶降温性能,但没有专门从健康和福祉角度评估凉爽屋顶。更广泛的UHI-健康综述将凉爽屋顶仅视为几种物理缓解策略之一,未考虑其对室内环境的影响。社区热适应干预综述侧重行为、教育和社区准备策略。屋顶降温策略综述主要评估热性能、城市降温、建筑能耗或材料性质,对健康结局的评估有限。本综述的独特贡献在于对凉爽屋顶干预的健康特定综合。
**Recommendations for Future Research**:需要真实世界中高质量的实证研究来验证建模结果。未来研究应采用解释性设计,如集群随机对照试验(cRCT),因为干预在建筑(集群)层面实施。应评估更广泛的结局域,如全因死亡率、入院率、疾病发生率、心血管和热应激指标、睡眠质量、热舒适和热相关症状。正在进行的研究如非洲农村凉爽屋顶试验、墨西哥、布基纳法索、印度、斐济和纽埃的REFLECT研究,以及HeatNexus队列中的热适应试验,但需要更多研究探索不同环境中的有效性。
**Limitations**:该范围综述存在若干局限性:缺乏预先注册的方案,增加了偏倚风险;限制纳入明确测量健康结果的论文,可能排除了仅报告温度影响但讨论健康含义的文献;搜索策略可能遗漏,未检索灰色文献和非英文出版物;术语定义挑战;Google Scholar搜索限于前100条结果;仅限制家庭应用;筛选一致性评估只涵盖10%的记录;质量评价由单名评审员进行,涉及主观判断。
**Conclusions**
虽然该范围综述通过建模研究强调了凉爽屋顶的潜在益处,但缺乏实证证据将凉爽屋顶与室内温度及相关的健康和福祉结果联系起来,特别是在LMIC和低资源社区。需要研究凉爽屋顶对住户健康和福祉的实际影响,以评估其作为气候适应干预措施的适用性,并解决全球环境健康不平等问题。随着全球气温上升和热浪频率及严重程度增加,迫切需要不同环境中凉爽屋顶对居民健康和福祉有效性的实证证据,以支持对气候适应性住房的有效投资。