中國亞熱帶高原季風氣候區小環境人體舒適感研究
——以云南大學為例

盛衛國李 暉邱惠懌周怡露

小環境中的植被、水體可以使“熱島”變“涼島”，這不僅可以使人們心情愉悅，而且還影響著公共空間的使用率和使用頻率[1]。研究室外小環境中人體舒適感的目的是發掘影響舒適感的因素，并根據收集的數據進行舒適度計算與舒適感評價[2-4]。室外環境中，影響人體舒適感的因素有很多，人體周圍環境中的景觀“小氣候”會產生不同的溫濕度、風速、風向，在這些因素影響下可計算出“舒適指數”或“不舒適指數”[5-9]，通過人為、有機地改善小氣候環境，能夠提升室外人體舒適感[1]。小環境中的人體舒適感不但受地形、地貌、人流等因素影響，還受到噪音大小和情緒氛圍等因素影響[5，12-14]。

人體舒適感的影響與氣溫的關聯最大，而在中國亞熱帶高原季風氣候的影響下，氣溫變化因素較多，不能完全照搬既有的普適的標準來衡量舒適感。舒適感關鍵在于人的感受，因此還需結合使用者的體驗及感受進行綜合評價[15-18]。研究通過分析特定景觀造成舒適感不同的原因，為在小環境內提高人體舒適感提供參考建議，并總結出基于氣候特征條件下的人體舒適感的一般規律。

1 研究對象概述

云南大學呈貢校區坐落于昆明市呈貢新區，氣候類型為亞熱帶高原季風氣候。本研究選取了校區內的澤湖、圖書館、鐘樓、體育場、文典廣場、食堂、玫瑰園、明遠樓、校醫院、格物樓共十個典型景觀區域為研究對象，空間位置及周邊景觀布局參看圖1。其中，圖書館區域植被繁多，樹木茂盛，主入口前是一座噴泉廣場，點綴有若干植被，周邊公共設施、景觀小品齊備；鐘樓區域位于云山山頂，周圍植被主要為連片的薰衣草植株，四周開闊，喬木較少，另座椅等休憩設施較少，可達性不強；澤湖區域以水體為主，植被豐富，另專門設有一些游憩場地；體育場區域硬質地比例大，休憩設施較多，但植被覆蓋率較低；文典廣場主要用于集會，周邊開闊，地形平坦，休憩設施較少，綠化覆蓋率低；食堂區域硬質比例大，植被較少；玫瑰園種植了大片玫瑰，四周開闊，硬質地比例小，休憩設施較少；明遠樓、校醫院、格物樓區域以建筑群樓為主，硬質地較多，外部設置的休憩設施較少。在呈貢校區中，所選取的十處研究區域都具有空間聚合度較好、使用率和使用頻率較高、景觀布局差異較大等特點，可作為研究校內景觀區域舒適感的典型代表。

圖1 十處研究區空間位置及周邊景觀布局

2 研究方法及內容

2.1 研究方法

人體的舒適感受諸多因素影響，主要來自物理、心理、生理三個方面，為了研究的準確性和數據采集、分析的便利性，本研究主要從物理和心理兩個方面進行研究。根據中國亞熱帶高原季風氣候的特點，并依據國家標準（GB/T 27963—2011）《人居環境氣候舒適度評價》[19]（以下簡稱《標準》），將昆明的夏半年劃定為當年5月至10月，冬半年劃定為當年11月至次年4月[12]。依據《標準》中冬半年推薦使用“風效指數”，加之三處景觀區域的水域類型、植被覆蓋率、立體垂直空間等差異較大的特點，本研究使用《標準》中的“風效指數”進行舒適度計算與評價，并將“溫濕指數”作為參考。其中，“風效指數”計算公式為：

式中：K—風效指數，取整；T—℃，某一評價時段溫度；V—m/s，某一評價時段風速；S—h/d，某一評價時段日照時數。

根據《標準》，對舒適度進行五個尺度的等級劃分（表 1），舒適感程度對應采用寒冷、冷、舒適、熱、悶熱等五個尺度表示。將所測的氣象數據進行計算，計算結果與表1中“風效指數”對照，并得出對應的舒適感覺程度。

表1 人居環境舒適度等級劃分

研究需要測量數據為溫度、濕度、風速、日照時數，使用便攜式風速計測定溫度（℃）、相對濕度（%）及風速（m/s），使用日照計測量太陽日照時數。并通過問卷調查，調查受訪者的年齡分布（15歲以下；15～35歲；35～50歲；50歲以上）、性別比例（男、女）、十處景觀區域的前往意愿偏好、前往時間（6：00—10：00；10：00—14：00；14：00—18：00；18：00—22：00）、停留時間（20min以下；20～40min；40～60min；60min以上）、整體舒適感（很舒適、一般舒適、不太舒適、不舒適）、第一印象下的舒適感（更加愉悅、比較愉悅、沒影響、比較糟糕、更加糟糕）、臨時休憩場所選擇（水體旁、樹蔭下、路邊長凳上、草坪上）、能否感知海拔高差影響舒適感（經常能、有時能、幾乎不能、不能）、景觀類型選擇（自然景觀、人文景觀、自然和人文景觀）等，分析研究校園區中影響人體舒適感的因素。將實地測量得到的氣象數據進行計算，并結合問卷調查交叉分析結果，綜合分析十處景觀區域的舒適感。

2.2 研究結果及分析

本研究于2020年1月1日—7日進行了連續7日的28次實地調查和氣象數據數據采集。為了保證研究整體性與準確性，數據采集時間點與問卷調查的時間保持一致，選擇每天的9：00、13：00、17：00、21：00進行數據采集。

數據計算結果（表 2）顯示：十處景觀區域的舒適度為：圖書館、澤湖、格物樓、校醫院、食堂、玫瑰園和體育場七處區域等級為3級，健康人群感覺舒適；鐘樓、明遠樓和文典廣場三處區域等級為2級，健康人群感覺偏冷，較不舒適。

根據表2繪制出舒適度對比參考圖（圖2），從圖中可以分析得出：舒適感最佳位置應位于正中間，即表示不冷也不熱；K值越靠近中間位置，人體舒適感越好；K值越遠離中間位置，人體舒適感越差。因此，據圖可初步判斷十處景觀環境中舒適感為：格物樓＞校醫院＞食堂＞圖書館＞體育場＞玫瑰園＞澤湖＞明遠樓＞文典廣場＞鐘樓。

圖2 十處景觀區域人體舒適感對比參考

表2 十處景觀區域舒適度計算評價

冬半年影響人體舒適感最主要因素是氣溫，昆明的全年最冷月為一月，因此選取一月作為調查月最為典型，更能夠真實代表冬季校園區的舒適感狀況[17，20]。將十處區域連續7日所測得28組數據進行統計分析，結果如圖3所示：十處區域平均氣溫呈現出早晚低、午后高的特征，且圖書館、澤湖、鐘樓三處區域白天同一時間段內的氣溫表現出總體不穩定且平均氣溫略低于其他區域的特點；十處區域平均風速表現出白間大、夜晚小的特征，格物樓、校醫院、明遠樓、食堂等區域白間風速和風向呈現出不穩定狀態；十處區域相對濕度整體呈現出早晚高、午后低的特征。從計算結果來看，十處區域的舒適度整體符合中國亞熱帶高原季風氣候特征，受低緯高原山地地形作用，正常人群整體感覺比較舒適。但由于小環境的不同，各區域會存在一定差異，因此還需要結合問卷調查，從人的感受出發綜合得出各區域的人體舒適感。

圖3 十處景觀區域環境因子統計

調查問卷有效回收362份，數據顯示：男性受訪者比例為46.5%，女性比例為53.5%；51.8%受訪者表示更愿意前往澤湖區域、21.9%愿意前往圖書館區域、11.4%愿意前往鐘樓區域。在將性別與前往意愿數據進行交叉分析時發現（圖4a）：無論男性還是女性，均超過半數以上的人更愿意前往澤湖區域，第二是圖書館區域，第三是鐘樓區域。在選擇休憩場所時（圖4b），選擇草坪上的男性比女性多4%；選擇水體旁的男性比女性多21.4%；選擇樹蔭下的女性比男性多18.8%，選擇長凳上的女性比男性多36%。

圖4 性別與前往意愿交叉分析

問卷調查中，超過85%的受訪者愿意前往澤湖、圖書館、鐘樓三處區域，因此將對三處區域進行典型性分析，將三處區域問卷數據進行交叉分析并分類（圖 5 ，“游覽時間×停留時長”表示為“游覽時間”與“停留時長”交叉分析，下同），數據結果顯示：澤湖區域停留時間多在20～40min，且在18：00—22：00前往愿意更高；鐘樓區域停留時間多在20min以下，且在18：00—22：00前往愿意更高；圖書館區域在14：00—18：00與18：00—22：00前往愿意更高，在這兩個時間段內停留時間多在1h以上。綜合上述分析，三處景觀區域18：00—22：00“人氣”最足，雖然停留時間不等，但與校園區內師生學習、工作、休息時間相契合：18：00—22：00是師生結束一天學習、工作后的休息與鍛煉時段，且18：00—22：00平均溫度為15℃，空氣濕度逐漸增大，風速逐漸減少，是一天中相對溫潤、安靜的時間段。同樣，“游覽時間”與“舒適感受”交叉分析結果也顯示大部分受訪者認為18：00—22：00是一天中比較舒適的時間段。“停留時長”與“性別”交叉分析結果顯示：澤湖區域和鐘樓區域無論男性、女性，大部分會停留40min以下，圖書館區域不論男性、女性都會停留1h以上，而在前往意愿調查中，超過半數的受訪者意愿前往澤湖區域，其次是圖書館區域，最后是鐘樓區域，可以發現澤湖區域和鐘樓區域在校園區的主要功能定位是游憩，而圖書館區域主要功能定位是學習和科研。

圖5 問卷數據交叉分析分類統計

十處景觀區域的數據測析結果顯示：圖書館、澤湖、格物樓、校醫院、食堂、玫瑰園、體育場七處區域人體舒適感為“舒適”；鐘樓、明遠樓、文典廣場三處區域人體舒適感覺為“冷”。結合問卷統計結果，51.8%受訪者表示更愿意前往澤湖區域、21.9%愿意前往圖書館區域、11.4%愿意前往鐘樓區域，14.9%愿意前往其他七處區域。因此，十處景觀區域中，澤湖和圖書館區域整體舒適感較佳；鐘樓、格物樓、校醫院、食堂、玫瑰園、體育場區域舒適感一般；明遠樓、文典廣場區域舒適感較差。圖書館區域植被茂密，休憩設施齊全，小氣候環境溫暖舒適，較適宜長時間停留，聲環境條件優越；澤湖區域景觀要素為水域和植被，綠化覆蓋率高，水域面積在十處區域中最大，晨、晚間會形成溫潤的“水陸風”小氣候，交通便捷；文典廣場和明遠樓區域主要以建筑群為主，空間布局開闊，缺少遮蔭擋風的植被和休憩設施，且風速較大，人體散熱快，小氣候環境中人體舒適感不明顯，不適宜長時間停留，受訪者停留時間一般為20分鐘以下。因此，綠地率高、景觀構成要素多、空間景觀圍合度高的景觀區域更能給人們帶來舒適感。

此外，經調研發現，半數的受訪者認為海拔影響著溫度和舒適感，測量數據也表明：鐘樓、明遠樓、文典廣場是十處區域中海拔相對較高區域，平均氣溫低于圖書館、澤湖區域1～2℃。由于鐘樓、明遠樓、文典廣場三處溫度低、風速大，導致人體散熱增大，更容易感到寒冷，引發不舒適感。此外，海拔的高低影響著景觀區域的可達性，海拔越高，可達性隨之降低，疲勞感同時增強，從而間接地影響著舒適感。除了海拔之外，在提供了公共服務設施（如休憩設施和遮蔭擋雨設施）的圖書館、澤湖等區域，人們通過使用休憩、遮蔭擋雨等公共設施可降低疲勞感和煩躁感，從而減少了心理和生理上出現的不舒適感。

結語

通過對亞熱帶高原季風氣候區的校園特定景觀區域的舒適度測析和調查，我們發現在大氣候環境影響背景下，各區域人體舒適感大體上趨于一致；但在特定的景觀小環境中，人體舒適感會呈現出一定的差異性。通過對十處景觀區域舒適度測析，對比發現造成特定景觀下的舒適感不同，主要由綠地覆蓋率、景觀空間圍合度、聲環境、景觀要素類型、服務設施配置、交通可達性六個因素綜合驅動影響。此外，研究發現通過環境因子算得的舒適感與受訪者前往意愿基本保持一致，這意味著人們處于景觀區域時，外在物理和內在心理上的舒適感基本趨于一致，人體主觀舒適感能和人居環境客觀舒適度形成統一。通過實地調研發現，綠地覆蓋率和植物郁閉度的增加可以更好地達到保濕增溫效果；同時，景觀空間圍合度的增加也可以更好地達到保溫增濕的效果。通過改善這兩者，可一定程度提升小環境內的舒適感，這在相關研究已得到驗證[21]。通過問卷分析得出：降低人們在景觀空間行走時的疲勞感和環境嘈雜感有利于提升人體舒適感；適當增加景觀要素類型也可增加舒適感。基于亞熱帶高原季風氣候，校園特定景觀下的人體舒適感的一般規律為：人們處于綠地覆蓋率高、景觀空間圍合度強、景觀要素類型豐富、聲環境安靜、服務設施配置完善、交通可達性便利的景觀空間中的舒適感最好。

資料來源：

表1：《人居環境氣候舒適度評價》（GB/T27963—2011）；

文中其余圖表均為作者自繪。