引入?yún)⒄栈鶞?zhǔn)的使用后評價方法及其在照明改造工程中的應(yīng)用

趙晨凱，劉瑞靈，姜天宇，唐笑涵，楊 彪

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)建筑學(xué)院，廣東 深圳 518055)

引言

作為一種研究型設(shè)計(research-based design)的常用方法，使用后評價(post-occupancy evaluation，POE)的定義是“對建筑物及其環(huán)境在建成并使用一段時間后進(jìn)行的一套系統(tǒng)的評價程序和方法”[1]。使用后評價通過對建筑及其環(huán)境的預(yù)期目標(biāo)與其實際使用情況和使用者的反饋進(jìn)行對照和比較，在城市規(guī)劃與建筑設(shè)計過程中建立起反饋機(jī)制，從而為建筑與環(huán)境的規(guī)劃、設(shè)計和決策提供可靠的依據(jù)，體現(xiàn)出了更廣大受眾的直接利益和設(shè)計實踐中“以人為本”的根本目標(biāo)。

從20世紀(jì)60年代至80年代，歐美國家從環(huán)境心理學(xué)的角度，逐步發(fā)展出了一套關(guān)于數(shù)據(jù)收集、技術(shù)分析、主客觀評價指標(biāo)、評價模型及設(shè)計導(dǎo)則等方法的體系，包括調(diào)研、訪談、系統(tǒng)觀察、行為地圖、檔案資料分析和圖像記錄等一整套開展POE的技術(shù)手段。自Presier等[2]建立相對完整的POE方法體系至今，使用后評價已經(jīng)成為國際上通用的成熟評價技術(shù)，并催生出了專業(yè)的POE服務(wù)機(jī)構(gòu)和從業(yè)人員。

我國在建成環(huán)境使用后評價領(lǐng)域的相關(guān)工作始于20世紀(jì)80年代。例如，常懷生[3]于1992年在全國范圍內(nèi)對住宅、辦公和醫(yī)療建筑開展了調(diào)查，吳碩賢團(tuán)隊在1900—1993年間開展了一系列從廳堂音質(zhì)擴(kuò)展到居住區(qū)生活與環(huán)境質(zhì)量的使用后評價[4]，并在該領(lǐng)域培養(yǎng)了一批人才。在照明與光環(huán)境領(lǐng)域，楊公俠[5]對視覺環(huán)境的使用后評價方法進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。李道增[6]在1999年出版的《環(huán)境行為學(xué)概論》和胡正凡和林玉蓮[7]在2000年出版的《環(huán)境心理學(xué)》中也對POE的基礎(chǔ)知識進(jìn)行了介紹。盡管如此，使用后評價在我國的實踐發(fā)展較為緩慢，一方面是因為參與各方意識薄弱，另一方面是因為缺乏長期、系統(tǒng)的實踐經(jīng)驗和相關(guān)數(shù)據(jù)庫，還有一方面是因為沒有明確的操作主體、標(biāo)準(zhǔn)的評估模版和成熟的方法體系[8]。

從科學(xué)方法和循證實踐的角度來看，由于時間、天氣、樣本等干擾變量(confounding variable)的存在，大多數(shù)基于單一時間軸的常規(guī)使用后評價數(shù)據(jù)都會面臨較低“外部有效性”(external validity)的風(fēng)險[9]。針對建筑光環(huán)境的照明改造工程，在各種建筑設(shè)計和施工類型中屬于施工周期較短、效果顯現(xiàn)較快的項目。無論是開展對改造后照明效果的使用者主觀評價，還是對光環(huán)境參數(shù)進(jìn)行客觀測量，相比開展全面的建筑使用后評價來說都更直觀明確，成本低而易于接受，更易于獲得有針對性的結(jié)論，以便進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。然而，我國的燈光亮化工程和照明改造工程中卻鮮有開展“使用后評價”的先例。

本研究適逢一項專為“深圳夜景2030”國際照明活動服務(wù)的小規(guī)模照明改造工程在某大學(xué)校園內(nèi)落成，便借此機(jī)會分別在改造前后進(jìn)行了關(guān)于使用后評價的調(diào)查研究，以期為使用后評價在我國照明改造工程中的廣泛應(yīng)用提供操作方法的模板和科學(xué)的實證數(shù)據(jù)。

1 引入?yún)⒄栈鶞?zhǔn)的使用后評價方法

作為一項適用于多領(lǐng)域的綜合性研究方法，POE涉及建筑環(huán)境、建筑功能、建筑設(shè)備和人的需求等各方面要素，并沒有參考規(guī)范和普遍認(rèn)可的一般性流程。執(zhí)行POE時的具體流程會根據(jù)實際情況需要和調(diào)查具體問題而定，不同建筑工程中POE的實際操作流程差異很大[10]。

雖然暫缺一般性流程，但是有一些處理方法卻是在各類使用后評價實驗中都常常被采納的，主要包含調(diào)研、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析三個步驟。調(diào)研階段為了解建筑背景和現(xiàn)狀，需要研究者和各方面溝通或通過其他途徑收集資料；數(shù)據(jù)收集包括主觀評價和客觀測量兩大內(nèi)容，前者要求采用問卷調(diào)查、訪談和全程調(diào)研評估的方式，后者則需要根據(jù)實際需要進(jìn)行聲光熱等物理因素測量、室內(nèi)質(zhì)量檢測或設(shè)備能耗等的統(tǒng)計；數(shù)據(jù)分析階段主要采用統(tǒng)計學(xué)和評價學(xué)的分析途徑和工具，常見有失敗數(shù)分析法、對比評定法、清單列表法，以及計算機(jī)輔助分析工具等[8]。

對于新建項目和改造項目的差異，實施POE分析時應(yīng)有針對性地采用不同的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析方式。例如，使用對比評定法時，常對新建項目以可度量的標(biāo)準(zhǔn)和其他參照建筑進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋热鐚ㄖM(jìn)行物理數(shù)據(jù)的測量對比；但當(dāng)將使用后評價用于已有建筑的改造項目時，改造前后的建筑自身就是很好的前后比照，因此無需其他參照對象，而直接將采用客觀測量和主觀評價的方法用于改造前后的項目本身即可。

目前對于照明工程的評價主要都是基于物理參數(shù)的實施前軟件模擬[11]或?qū)嵤┖髮哟畏治龇╗12，13]的單次評價，但由于人對光環(huán)境的評價同時涉及到物理學(xué)與心理學(xué)的評價方面，僅僅使用物理參數(shù)不能全面描述人對光環(huán)境的感知和認(rèn)識，因此更適合進(jìn)行主觀問卷的調(diào)查方法。盡管主觀問卷法效率高，但由于外部干擾變量具有不可控性，主觀調(diào)查的結(jié)果很可能會受到如天氣、人流量、周圍環(huán)境變化、受訪樣本、受訪時間等因素的影響，降低POE結(jié)果的外部有效性。

為了減少干擾變量的影響，本文提出了適用于照明改造工程的“引入?yún)⒄栈鶞?zhǔn)的使用后評價方法”(Post-occupancy Evaluation with Reference，POE-R)，即分別在改造前后對目標(biāo)建筑和參照基準(zhǔn)建筑進(jìn)行照明參數(shù)的實地測量和使用者主觀問卷調(diào)查的評價方法。該方法在問卷方面采用對改造的目標(biāo)對象(Target)本身在工程實施前后分別進(jìn)行兩次調(diào)研，同時引入附近另一未納入改造工程的對象作為參照基準(zhǔn)(Reference)，讓潛在使用者同時對兩個對象進(jìn)行評價。

POE-R方法的有效性基于如下假設(shè)：參照基準(zhǔn)在改造工程實施前后并沒有變化，因此評價結(jié)果應(yīng)該保持穩(wěn)定不變，而前后兩次的差異是由改造之外的干擾變量所引起的；干擾變量所引起的評價結(jié)果的變化，同樣會作用在目標(biāo)對象上，因此可以用Reference的評價結(jié)果在改造工程實施前后的差值修正Target的評價結(jié)果，以消除干擾變量的影響，提高POE的外部有效性和整體評價效力。

2 某大學(xué)照明改造項目案例

2.1 項目背景介紹

本次照明改造工程的改造對象建筑物T棟(Target)位于廣東省深圳市城區(qū)某大學(xué)校園內(nèi)，是一棟主要功能為學(xué)術(shù)報告廳的獨棟建筑，該棟建筑物夜間進(jìn)出人流量不大，由于外部照明設(shè)施不完善導(dǎo)致光環(huán)境質(zhì)量較低，改造前實地測量不符合《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[14]和《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[15]的要求。

2019年5月，由照明設(shè)計師面出薰先生發(fā)起的主題為“深圳夜景2030”的世界照明調(diào)查團(tuán)(Lighting Detectives)論壇活動在深圳舉行，并在T棟建筑舉行了總結(jié)匯報和閉幕式。因此，主辦方和承辦方針對T棟的外部照明聯(lián)合開展了照明改造工程，以提高T棟入口和門廳的整體光環(huán)境質(zhì)量。照明改造工程實施前后的狀況對比如圖1、圖2所示。

圖1 照明改造前后T棟入口處的照明情況

圖2 照明改造前后T棟門廳照明情況

照明改造項目針對前期T棟建筑外部光照過暗的狀況，增設(shè)了照明設(shè)備，其中有三類燈具，以建筑入口位置向兩側(cè)依次是：設(shè)置在檐部的四盞朝向地面的投射燈，在檐部兩側(cè)的兩盞路燈和在路燈外側(cè)的兩盞環(huán)狀投射燈。具體位置如圖3白色方塊區(qū)域所示。

圖3 照明改造增加燈具位置示意圖

2.2 數(shù)據(jù)收集

為全面了解改造前后T棟建筑的照明狀況，在工程實施前后均進(jìn)行了“光環(huán)境的客觀測量”和“使用者的主觀評價”。照明改造前的實地測量時間為2019年5月5日22：00—22：30，此時校園內(nèi)人流較小，周圍環(huán)境穩(wěn)定，對數(shù)據(jù)測取的干擾較少；問卷調(diào)查的時間為2019年5月6日20：00—22：00，這個時間段內(nèi)校園內(nèi)來往師生較多，可以得到較多的數(shù)據(jù)樣本。改造后測量時間為2019年6月9日22：00—22：30，問卷調(diào)查時間為2019年6月11日20：00—22：30。

1)實地測量。為了探明改造前后的T棟外部是否符合照度標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，本研究測取了建筑外部的夜間水平照度，測量點分別為T棟建筑的入口處，建筑外的臺階處和建筑正前方的道路處。在三個測量位置均畫出邊長三米的正方形，各線上的相鄰點之間距離為1.5 m，在九個點上各測取三個有效數(shù)據(jù)，減少單次測量的誤差。水平照度的具體測量位置如圖4所示。

圖4 T棟建筑入口處水平照度測量位置示意圖

2)問卷調(diào)查。考慮到光環(huán)境與人的感受緊密相關(guān)，本研究對使用者進(jìn)行了問卷調(diào)查，問卷調(diào)查的內(nèi)容是針對T棟建筑(Target)和R棟建筑(Reference)的外部照明情況同時評分。R棟是距離T棟一百米左右的教學(xué)樓，由同一條校園道路連接，兩棟建筑所處的整體環(huán)境狀況類似，因此將R棟建筑定為本研究案例中的參考基準(zhǔn)。為了進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可靠性，一部分受訪者從R棟走向T棟，另一部分則從T棟走向R棟，并在該過程中進(jìn)行評分。評分項目有整體照明狀況、人臉清晰度、安全性、亮度、方向性、眩光和美觀度八個方面，涉及到對于光環(huán)境理性的評價和感性的感受。分值按照Likert量表，從-3到3分有七個等級，分值越高代表越舒適。

3 結(jié)果與分析

3.1 光環(huán)境的客觀測量

表1中數(shù)據(jù)是T棟三處測量位置的水平照度值，根據(jù)每個點所測取的三個值，將其求平均值，代表該點處的水平照度。再對九個格點的水平照度求平均值，以代表該區(qū)域的平均水平照度。表1中，位置1到位置9的每個數(shù)值都有3個數(shù)據(jù)點，共計162個數(shù)據(jù)點。

表1 照明改造前后T棟入口處的水平照度測量值

由表1可知，改造前各區(qū)域的水平照度均低于1.0 lx，不滿足基本的室外照明需求，影響行人對路面形態(tài)的辨析。由于照明改造的新增燈具的位置靠近建筑物，因此門口和臺階處的水平照度值出現(xiàn)很明顯的提升。建筑前的道路平時并不用于機(jī)動車的通行，其水平照度4.9 lx基本達(dá)到夜間行人使用道路的需求。臺階處的平均水平照度在改動前后均低于標(biāo)準(zhǔn)要求的40 lx，但是在改動后水平照度達(dá)到30.9 lx，照明水平有較大提升，降低了行人在臺階處行走的危險性[16]。

3.2 使用者的主觀評價

照明改造前后兩次調(diào)查各收集了40份有效問卷，包括每次對T棟和R棟進(jìn)行評分后收集的數(shù)據(jù)。根據(jù)所涉及的八個方面，將所得到的四十組數(shù)據(jù)求平均值，得到表2。表2中每個值由40個數(shù)據(jù)點求平均值得到，總共有1 600個數(shù)據(jù)點。

表2 照明改造前后使用者調(diào)查問卷得分

圖5 照明改造前后使用者問卷調(diào)查結(jié)果

根據(jù)水平照度的測量結(jié)果，進(jìn)行照明改造之后T棟照明整體水準(zhǔn)有明顯的提升，根據(jù)圖5，本研究發(fā)現(xiàn)在照明改造后的問卷調(diào)查中，不僅T棟建筑的得分上升了，R棟建筑的分值也有了明顯的升高。而由于在T棟建筑經(jīng)過了改造，R棟建筑并未發(fā)生變化，因此其前后評價得分應(yīng)當(dāng)保持基本不變。

之前引入R棟建筑作為對照時，目的是給受訪者對照評價的基準(zhǔn)，但是考慮到R棟的評價分值在前后兩次調(diào)查中有較大浮動，本研究引入POE-R處理方法。用R棟建筑的兩次分值作為參考基準(zhǔn)，用T棟建筑的分值減去R棟的分值得到T棟的相對分值，再比較前后兩次相對分值的變化量：設(shè)X=T2-T1，Y=(T2-R2)-(T1-R1)，角標(biāo)1、2分別表示前、后兩次問卷。

用X代表在沒有對比的條件下，T棟建筑的改善狀況；用Y代表引入?yún)⒄战ㄖ锖蠓从吵龅奶嵘剑驗門2-R2與T1-R1分別表示在照明改造前后兩次調(diào)查中T棟相對于R棟的分值，兩次相對分值之差表示評價提升程度。即X代表傳統(tǒng)POE進(jìn)行統(tǒng)計分析的，Y則代表POE-R的數(shù)據(jù)處理方式。

圖6 傳統(tǒng)POE與POE-R方法的數(shù)據(jù)處理結(jié)果對比

在進(jìn)行了X與Y的數(shù)值比較后，本研究發(fā)現(xiàn)除去“整體照明”這一項外，POE-R得出的取值大幅低于傳統(tǒng)POE處理方法的取值，尤其是“亮度”一項上兩種方法得出的結(jié)果存在大幅度差距，說明傳統(tǒng)POE對改善程度的評價過高。

以數(shù)據(jù)中的“眩光”一項為例，X的值為0.35而Y的值為零，若使用POE傳統(tǒng)的處理方法，得出的結(jié)論是：若使用POE傳統(tǒng)的處理方法，得出的結(jié)論是：照明環(huán)境在各項主觀評價上均有較大的提升，僅有眩光的改善效果較為不明顯；而使用POE-R時，因為排除了參考對象R棟評分上升的因素，所以得到的結(jié)果中T棟的改善程度會降低，甚至在使用者的評價中眩光是沒有任何改善的。

3.3 案例討論與結(jié)論

本研究使用POE評價方法體系，包括客觀數(shù)據(jù)測量和主觀評價調(diào)查。在主觀調(diào)查時，考慮到T棟建筑自身單獨對比所得出的數(shù)值易受到外部干擾因素的影響，因此使用POE-R，以參照建筑R棟的評價得分作為評價基準(zhǔn)，調(diào)整T棟的得分。

通過對照度的測量和問卷調(diào)查的結(jié)果處理，本文得出以下結(jié)論：

1)案例照明工程改造后，T棟入口處照明狀基本符合CIE的照度標(biāo)準(zhǔn)要求，地面過暗的情況基本得到解決；

2)通過對問卷結(jié)果的分析，研究發(fā)現(xiàn)使用者對T棟的主觀滿意度整體上有所提升，僅有對眩光情況的評價并沒有實質(zhì)性的提升；

3)由于參考對象R棟的評價分值也有上升，因此使用POE-R得出的分值要比傳統(tǒng)POE要低，即相較于將單一對象直接對比，實質(zhì)上T棟的改善水平要更低。

本研究的評價系統(tǒng)仍存在著一些問題，例如：數(shù)據(jù)的測量方面不全，研究只測量了水平照度，缺少反映人臉清晰度的垂直照度；問卷沒有避免指向性很強(qiáng)的的提問，因而受訪者很容易可以猜到此份問卷的意圖[17]；由于外部干擾變量具有不可控性，主觀調(diào)查的結(jié)果很可能會受到例如天氣、人流量、受訪樣本、受訪時間等，導(dǎo)致原來可能反映出來的數(shù)據(jù)差異并未得到體現(xiàn)。

盡管存在干擾變量，但是POE-R用引入的參照建筑物修正目標(biāo)建筑物的得分，可以在很大程度上消解主觀性調(diào)查的不確定性，接近固有的得分差距，使原本難以測量的主觀評價在一定程度上變得可度量，使最終結(jié)果更為客觀可信。

4 結(jié)論與展望

本研究所采用的POE-R是對使用后評價方法的探討。針對改造項目的使用后評價，由于可以同時收集到改造前后的測量數(shù)據(jù)和主觀評價，測量所得的物理數(shù)據(jù)可以和權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比；在主觀評估方面使用POE-R，引入?yún)⒖嘉镆允沟谜{(diào)查對象可以自身前后對照，是一個較為客觀可靠的評估方法。

POE-R的研究方法可以被應(yīng)用到改造項目方面的使用后評價中，結(jié)合實際的物理測量，如IEQ各方面、能源消耗等，具有較好的普適性，可以調(diào)查使用者對于建筑某一方面的滿意度，并將滿意度量化，以增加客觀性和科學(xué)性。