地下空间中自然光介入程度对人工作绩效的影响研究_刘享杰.pdf

2023 年 2 月第 34 卷第 1 期照明工程学报ZHAOMING GONGCHENG XUEBAOFeb2023Vol.34No.1地下空间中自然光介入程度对人工作绩效的影响研究刘享杰1，苏航1，谭有恒2，虞刚1，杨彪1(1.哈尔滨工业大学(深圳)建筑学院，广东 深圳518055;2.哈尔滨工业大学(深圳)实验与创新实践教育中心，广东 深圳518055)摘要:地下空间由于建筑条件限制，缺乏足够自然光，不利于长时间驻留工作人员的生理和心理健康。为了探究地下空间中不同自然光介入程度对人工作绩效的影响，本研究采用现场准实验的方法，选取济南地区自然光介入程度不同的三个地下空间(济南西站、奥体中心站、印力印象城)作为实验地点，采集了 12 名被试者不同时间(白天、黑夜)、不同场景(有自然光介入/无自然光介入)下的工作情绪、工作状态和工作效率数据。研究结果表明，地下空间不同自然光介入程度对人的工作绩效有显著影响，当自然光介入比例从 7%26%时，可以显著缓解抑郁情绪，提升注意力的主观评价得分;当自然光介入比例达到 97%时，除了上述影响外，还可缓解困惑情绪，增强活力情绪，提升工作效率。结论可为地下空间光环境优化设计提供参考依据。关键词:地下空间;自然光介入程度;现场准实验;工作绩效;双重差分法中图分类号:TU113.5文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1004-440X.2023.01.013Study on the Influence of the Proportion of Natural Light Intervention onHuman Performance in Underground SpaceLIU Xiangjie1，SU Hang1，TAM Yau Hang2，YU Gang1，YANG Biao1(1.School ofArchitecture，Harbin Institute of Technology(Shenzhen)，Shenzhen518055，China;2.Education Center of Experiments and Innovations，Harbin Institute of Technology(Shenzhen)，Shenzhen518055，China)Abstract:Underground space is limited by building conditions and lacks sufficient natural light，which isnot beneficial to the physical and mental health of workers In order to investigate the influence of differentdegrees of natural light intervention in underground space on human performance，this paper adopted themethod of field quasi-experiment，selected 3 underground spaces in Jinan(Jinan West Station，OlympicSports Center Station，and SCPG Impression City)with different levels of natural light intervention asexperimental sites，and collected data on work mood，work status and work efficiency of 12 subjects atdifferent times(day and night)with different scenarios(with or without natural light intervention)Theresults show that different levels of natural light intervention in underground spaces have a significant impacton people s work performance When the proportion of natural light intervention from 7%to 26%，it cansignificantly relieve depression and improve the subjective evaluation score of attention;When the proportionof natural light intervention reaches 97%，in addition to the above effects，it can also relieve confusion，enhance energic mood and improve work efficiency The findings can provide a reference for the optimaldesign of the underground space light environmentKey words:underground space;proportion of natural light intervention;field quasi experiment;workperformance;differences-in-differences method基金项目:国家自然科学基金面上项目(52078161);广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目(HITSZUQP21002)通信作者:谭有恒，E-mail:tanyouheng 第 34 卷第 1 期刘享杰等:地下空间中自然光介入程度对人工作绩效的影响研究79引言随着我国经济的快速发展，城市土地资源极度紧缺，地下空间的开发可以有效缓解这一城市问题。目前我国城市地下空间累计建设已达 24 亿平方米1，多数为地下交通和商业空间，使用频率高、使用人群广，大量工作人员长时间驻留进行维护和管理。但地下空间缺乏自然光，会对人的心理和生理等方面产生一定的负面影响2。有研究表明，地下人群夜间褪黑激素的浓度几乎是白天的三倍3，且容易产生压抑、沉闷、烦躁、单调等情绪4，5，同时对认知表现产生负面影响6。因此探究地下空间中自然光对人工作绩效的影响，可以为地下空间光环境的优化设计提供理论指导，营造更加舒适健康的地下空间环境品质。1地下空间中自然光对工作绩效的影响近年来，随着地下空间的开发利用，人们对地下空间环境开始逐渐重视，许多学者对地下空间中人工光环境对人工作绩效的影响进行了深入的探究。研究表明，在地下空间内恒定的照明环境中，人的工作状态、工作效率和工作情绪等都会受到一定负面影响7，8。同时，也有学者认为这种受限的环境因素会放大包括环境、情感和动机等所有工作场所常见的问题9，也会对工作绩效产生影响。Kim等10 通过实验验证发现在地下空间中引入自然光和自然绿植可以起到缓解压力的作用。Kller 等3 研究发现，在地下空间缺乏刺激的低照度光环境、噪声较多的声环境以及较差的空气质量下，工作人员的褪黑素水平变化幅度比地上员工大，且睡眠时间更长。事实上无论是在地上空间还是地下空间，自然光也普遍被认为比传统人工光源更为健康，许多规范标准也设置了相关的条款，国内外相关研究工作者针对自然光对人工作绩效的影响开展了广泛而深入的研究。Alimoglu 等11 认为办公室内的自然光会对工作人员的心理和生理产生积极影响。Mohamed等12 发现相比于有窗环境，无窗环境下工作的人员主观幸福感更低、整体睡眠质量也更差。Borisuit等13 发现在天然光环境下，受试者的视觉舒适度更高，且警觉性、情绪状态、幸福感等非视觉功能也比人工照明光环境下更好。Alimoglu 等11 通过现场实验的方式发现每天接受至少 3 h 的阳光照射可以减轻工作压力，提高工作满意度。Heschong14 通过大量数据调查发现，采光充足的空间内，人的学习认知表现更好。综上所述，由于实验设计中难以对自然光进行严格控制，目前对自然光的研究大都采用现场准实验的方式。且多数有关于地下空间中自然光的影响研究，仅针对有或无自然光的特殊情况，缺乏对不同自然光介入程度的精细化研究。因此，本研究采用现场准实验的方法，针对地下空间中不同自然光介入程度对人工作绩效的影响进行研究。2研究方法本研究通过现场准实验的方法，选取济南地区自然光介入程度不同的三个地下空间(济南西站、奥体中心站、印力印象城)作为实验地点，采集 12名被试者的工作情绪、工作状态和工作效率数据，以探究在不同实验场景内的自然光介入程度对人工作绩效的影响。2.1自然光介入程度评价方法目前，采光系数(daylight factor，DF)、有效采光度(useful daylight illuminance，UDI)和自主采光阈(daylight autonomy，DA)是国内外最为常用的三个评价室内自然采光的指标。其中 DF 目前最为常用，但该指标没有考虑实际的天气情况，且当室内光环境有天然光源和人工光源共同营造时，也不能描述室内的光环境15。UDI 和 DA 作为动态指标，考虑到了各种实际的天气情况，但主要用于计算机模拟中15，16。因此，目前缺乏可以对自然光和人工光混合的室内光环境中自然光介入比例进行评估的指标。本研究中，结合采光系数的计算公式，提出当某一点位处于混合光环境中，该点位白天与夜间照度的差值即该点位白天自然光所产生的照度，该照度与白天光环境照度的比值即该点位自然光介入比例，则计算式为:自然光介入比例=(白天照度 夜间照度)/白天照度(1)该计算有效性基于假设:室内空间所用的人工光源昼夜照度不变，或变化很小。80照明工程学报2023 年 2 月2.2实验场景选取本研究选取济南西站、奥体中心站、印力印象城作为实验地点。其中，济南西站换乘大厅自然采光方式为天窗采光，自然光介入程度较高;奥体中心站 D区出入口设计了下沉庭院，结合天窗引入自然光，自然光介入程度较低;印力印象城自然采光方式为中庭天窗采光，自然光介入程度最低。本研究在每个地点中选取两种场景，分别为有自然光介入场景和无自然光介入场景，作为后续的实验场景。各场景全景照片如图1 所示，自然光介入比例计算结果见表1。图 1实验场景全景照片Fig.1Panoramic photos of the experimental scene表 1实验场景概况表Table 1Overview table of experimental scenarios地点实验场景自然光介入比例济南西站有自然光介入场景97%无自然光介入场景奥体中心站有自然光介入场景26%无自然光介入场景印力印象城有自然光介入场景7%无自然光介入场景2.3实验数据采集本实验用于评价工作绩效的指标共三类，分别为工作情绪、工作状态和工作效率。其中，通过主观问卷的方式对工作情绪数据进行收集，具体内容参照布鲁奈尔心境量表。问卷主要包含六个维度的情绪指标(愤怒、困惑、抑郁、疲惫、紧张和活力)，共 23 个条目构成，这些条目采用李克特五点式的计分方式，评分范围从 0 到 4，其中 0 代表完全没有，4 代表非常多 17。工作状态数据同样采用主观问卷测量方法，内容包含困难、注意力、工作效率、压力、乏力程度和视觉评价六个指标。采用 Likert 7 级标尺来进行投票，表中感觉及满意度标尺 3 代表最负面评价，+3 代表最正面评价，在投票过程中，告知受试者标尺上每个刻度的含义，以第一项困难为例，3 +3分别代表:非常困难、困难、有点困难、一般、有点容易、容易、非常容易。其余的项目类似采用相同的定义 18。工作效率则