游人對城市綠色空間的熱感知效應分析

卓志雄, 董靚,2

(1. 華僑大學 建筑學院, 福建 廈門 361021;2. 華僑大學 可持續景觀研究中心, 福建 廈門 361021)

城市熱環境是指影響人類生存發展并與熱相關的外部因素組成物理環境系統,是獨立于人體之外,對人體健康及工作生活產生直接影響的外部物理環境條件[1-3].城市綠色空間作為城市游人戶外休憩的重要組成部分,也會受到城市熱環境的影響[4-5].由于城市中諸多要素的設計方式不同,使區域熱環境發生了一定程度上的變化[6-7].城市熱環境是能夠被人直觀感知的,主要體現在游人對環境的熱感知層面,熱感知在為人類提供舒適的空間中起到重要的作用[8].

熱感知是指受測者對熱環境的主觀滿意度,并且結合受測者當下代謝率,以及所穿的著裝類型對環境中的空氣溫度、太陽輻射照度、風速和相對濕度的感知[9].熱感知常常用于反映熱環境的信息,可以使用熱舒適、熱感覺和熱可接受度3個指標進行評估[10-11].美國采暖、制冷和空調工程師協會(ASHRAE)將熱舒適定義為表達對熱環境滿意度的精神狀態,熱舒適可能會受到不同背景和文化因素的影響．在合理設計和規劃的城市綠色空間中,熱舒適可有效提升城市綠色空間的利用率,也會提高產生休閑運動、社會交流等活動的可能性.熱感覺是大多數熱實驗中的標準參數,是人們感受意識的主觀評價.熱可接受度被定義為大多數游人都能接納的環境[12].

城市綠色空間為游人提供了游憩空間,對游人的身心健康具有重要的作用[13-15].在熱環境的影響下,游人對城市綠色空間的熱感知及滿意度已經產生了變化,了解城市綠色空間的熱感知效應是重要的研究方向.因此,本文研究游人對城市綠色空間的熱感知效應,探討游人熱感知影響因素,以及熱感知與城市綠色空間滿意度的關系.

1 熱感知的影響因素

熱感知受到物理因素、個體因素和心理因素的影響[8].然而,游人熱感知與相關影響因素的具體聯系尚未得到佐證.基于前人的研究,綜合諸多影響因素,提出概念框架,以探明不同因素與游人對城市綠色空間的熱感知和滿意度之間的關系.

游人熱感知及滿意度的影響因素概念框架,如圖1所示.圖1中：PET為生理等效溫度.

圖1 游人熱感知及滿意度的影響因素概念框架Fig.1 Conceptual framework of influence factors of tourist thermal perception and satisfaction

1.1 物理因素

由空氣溫度、相對濕度、風速、PET、太陽輻射照度、衣著熱阻和活動水平等物理因素共同對戶外熱舒適產生影響[16].空氣溫度、風速、相對濕度、太陽輻射照度均可由儀器直接測得,理想的熱舒適是各因素共同作用的結果.

衣著熱阻和活動水平是熱舒適的重要影響因素.人們往往更傾向于改變自己的著裝和活動水平,以適應熱環境而達到舒適狀態[17].人們習慣采取某些行為方式緩解外界熱環境給自己帶來的不舒適,從而擴大對外界熱環境的可接受范圍.例如,在炎熱的夏季,人們通過減少自身活動量、喝冷飲等行為提高自身的熱舒適[18].

PET是在慕尼黑能量平衡(MEMI)模型基礎上提出的熱舒適指標,適用范圍主要集中于戶外環境[19].相較于其他熱指數,PET不僅考慮了空氣溫度、風速等客觀指標,而且涵蓋了人的身高、體質量、年齡、著裝熱阻和活動水平等,成為一個相對合理的人體熱舒適評價指標.因此,近年的相關研究基本會使用PET作為評價指標.此外,PET可經軟件計算獲得,使用較為方便[20].

1.2 個體因素

影響熱感知的個體因素包括性別、教育水平和經濟水平[21].女性通常比男性具有更高的熱感覺和熱可接受度,因為在同等條件下,女性的新陳代謝率低于同齡男性.教育水平與人的熱舒適也存在一定的關系,Aljawabra等[22]發現教育水平與人的熱舒適呈負相關關系.此外,相較于其他階層,經濟水平較低的階層通常具有較高的熱可接受度,一些學者也指出經濟水平較高的群體在不舒適的環境中會有更多的資源提升熱舒適[23].

1.3 心理因素

心理因素包涵陪伴關系、熱經歷、游憩動機等,它們綜合疊加起來可以影響游人的熱感知.陪伴關系是影響游人熱感知的重要心理因素,沒有同伴的游人在戶外空間比有同伴的人感覺更熱、更不舒適[22].熱經歷會影響人們對環境的熱可接受性和適應性,本地游人對不同的熱環境有較高的容忍度,在不同群體當中,熱經歷較長的人對環境有更高的容忍度[24].

Cohen等[25]指出,由于心理原因,游人期望在綠色空間有一個更好的熱環境.例如,在寒冷的冬季,人們對熱量需求較大而去綠色空間游玩,這是因為游人在冬季對熱環境有更高的期望.

2 測試數據與方法

2.1 研究區域

福建省福州市位于北緯25°15′～26°39′,東經118°08′～120°31′,屬于典型的河口盆地.《福州市城市綠地系統規劃(2015-2020)》對福州市熱環境與風道控制的規劃說明了福州市夏季中心城區地表溫度概況和熱環境指數概況.福州市中心城區內的地表溫度在30 ℃以上的區域占比約為88%.在熱環境指數情況方面,福州中心城區內炎熱及酷熱區域占比約為27.19%,三環內炎熱及酷熱區域占比高達84%,涼爽舒適區域寥寥無幾.因此,福州市熱環境舒適度較差.

2.2 樣地的選擇

由福州市夏季中心城區地表溫度概況和熱環境指數概況可知,福州市中心城區地表溫度較高,且占比面積較大.參考福州綠地系統規劃概況可知,鼓樓區城市建筑密度較大,城市綠色空間數量較多,分布較為廣泛且類型眾多.因此,樣地選址主要以鼓樓區域為主.

基于此,對城市綠色空間進行實地調研,選取15處不同形態特征且具有代表性的城市綠色空間作為研究樣地.樣地選擇分布圖,如圖2所示.

圖2 樣地選擇分布圖Fig.2 Distribution diagram of sample plots selection

2.3 熱環境實測

采用Kestrel 5400型熱應力跟蹤儀進行氣象測量.氣象測量主要內容包括空氣溫度、相對濕度、太陽輻射照度和風速. 實測前已經過專業氣象檢測單位校準.在實測過程中,將每個測點的存儲時間控制在2 min以上,待數據穩定后進行存儲.實測期間,用三腳架將實驗儀器固定在距地面1.5 m高度處,從而能夠最準確地獲得人體熱環境感知的數據[26].

選擇2020年福州市最熱的8月、9月進行熱環境實測,最大化地體現城市綠色空間對不舒適城市氣候環境的調節能力.每次實測時間從9：00-21：00,涵蓋白天最熱的時間和人們戶外活動仍然活躍的早期夜間時間[27-28].實測期間需保證熱環境要素的正常穩定,氣象測量將對城市綠色空間進行連續3 d的實測[29].

在實測期間,天氣情況均高溫晴朗.實測期間的氣象參數測量結果,如表1所示.表1中：ta為空氣溫度;RH為相對濕度;G為太陽輻射照度;v為風速.

表1 實測期間的氣象參數測量結果Tab.1 Meteorological parameter results during actual measurement

2.4 問卷調查

為了探究游人對熱環境的感知效應,進行游人熱環境感知問卷調查,問卷主要分為兩個部分：第1部分為被調查者的基本情況,包括年齡、性別、身高、體質量、衣著、教育背景、職業、月收入等個人信息;第2部分為被調查者所處環境的狀況,包括游人游憩動機、陪伴關系、活動水平、熱經歷、活動時間長度、居住年限、衣著熱阻,以及游人對熱感覺、熱舒適、熱可接受度、熱環境滿意度的評判.

衣著熱阻遵循ISO 7730《中等熱環境PMV和PPD指數的測定以及熱舒適條件的規范》和ASHRAE 55-2010《人類居住的熱環境條件》中受試者的服裝水平,并使用clo值評估此期間內游人的著裝水平.同時,活動水平采用了修改后的數值.關于先前熱經歷的問題旨在了解受測者的即時熱體驗.

游人的熱感覺、熱舒適、熱可接受度及滿意度的評判采用5點量表.熱感覺分別為非常熱(-2)、熱(-1)、中性(0)、涼快(+1)、非常涼快(+2);熱舒適分別為非常不舒適(-2)、不舒適(-1)、中性(0)、舒適(+1)、非常舒適(+2);熱可接受度分別為完全不接受(-2)、有點不接受(-1)、中性(0)、有點接受(+1)、完全接受(+2);滿意度分別為非常不滿意(-2)、不滿意(-1)、中性(0)、滿意(+1)、完全不滿意(+2)．

在實測期間,同時對福州市口袋公園中的游人進行線下問卷發放.為了保證問卷的回收率與質量,對游人進行問卷調查前,需征求游人的意愿,對問卷內容進行解釋說明,并采取贈送紀念品的方式回饋游人的支持.隨機抽取調查對象進行訪談.

本次問卷調查共發放500份問卷,回收451份問卷,刪除無效問卷8份后,收回有效問卷443份.

3 測試結果與分析

3.1 游人熱感知影響因素分析

3.1.1 物理因素影響分析 通過RayMan軟件計算出各時段實測點的PET,通過 SPSS 軟件統計分析PET與熱環境因子之間的相關性.PET與熱環境因子的相關性分析,如表2所示.表2中：P為顯著性(雙側);*表示在0.05水平(雙側)上顯著相關;**表示在0.01水平(雙側)上顯著相關.

表2 PET與熱環境因子的相關性分析Tab.2 Correlation analysis between PET and thermal environmental factors

由表2可知：PET與太陽輻射照度、空氣溫度有顯著的正相關關系(P<0.01);PET與相對濕度呈顯著的負相關關系(估計系數為-0.651,P<0.05);PET與風速沒有明顯的相關性,該結果可能與本次研究區域的位置有關,在高密度的城市建成區中,建筑物較為密集,阻隔了斑塊之間的空氣交流,導致城市風廊存在一定的缺失,從而使冷熱空氣難以得到交換.

因此,影響游人熱舒適的熱環境因子主要是太陽輻射照度、空氣溫度,而后是相對濕度.在炎熱的夏季,通過營造舒適性的遮陰空間是提升熱環境舒適度的最有效途徑.

物理因素對熱感知的影響,如表3所示.由表3可知：PET與熱感覺存在顯著正相關關系(估計系數為0.170,P<0.01),即當PET逐漸增大時,游人感覺更加越炎熱,引起熱感覺偏高;衣著熱阻與熱舒適、熱感覺、熱可接受度均存在顯著負相關關系(P<0.01),隨著衣著熱阻的減少,游人對城市綠色空間熱環境的熱舒適隨之提升.

表3 物理因素對熱感知的影響Tab.3 Effects of physical factors on thermal perception

這意味著當游人所處的戶外環境越熱,人們穿的衣服就越薄,即穿熱阻較小的著裝來適應外部環境,提升人體的舒適感.人們的熱感知主要來源于對戶外環境的認知,衣服的厚薄是基于人們對外界的溫度有心理預期之后的結果.

文中研究是在夏季進行的,其結果說明了在炎熱的天氣條件下,游人穿的衣服越薄,才會感覺舒適,對環境的接受程度才會越高.研究發現游人的活動水平與熱感覺、熱可接受度存在顯著關系,游人的活動水平在此時成為對環境感知的體現,即隨著活動水平的增大,游人熱感覺愈加不舒適,對環境的熱接受度則越低.

3.1.2 個體因素影響分析 個體因素對熱感知的影響,如表4所示.由表4可知：：教育水平與熱可接受度、熱舒適無顯著關聯性;教育水平為初中以下的人群與熱感覺有負相關關系(估計系數為-1.305,P<0.01),這說明相較于低學歷的游人,學歷較高的游人往往對熱環境有更高的熱感覺,意味著受教育程度可能會改變游人出行的偏好和期望;月收入與以上熱舒適、熱感覺、熱可接受度3個指標均無顯著關系,體現了不同收入的階層并不會對其環境熱評價產生影響;性別與熱感知存在一定的相關性,其中,男性與熱感覺和熱可接受度存有微弱的負相關關系,相較于男性,在同等環境中,女性對熱環境的熱可接受度偏低,該結果與文獻[21]的研究結果相似,女性對環境熱應力的耐受水平在整體上低于男性.

表4 個體因素對熱感知的影響Tab.4 Effects of individual factors on thermal perception

3.1.3 心理因素影響分析 心理因素對熱感知的影響,如表5所示.

表5 心理因素對熱感知的影響Tab.5 Effects of psychological factors on thermal perception

由表5可知以下3個結論.

1) 1個月～0.5 a,1～3 a的熱經歷與熱感覺之間有顯著的負相關關系(P<0.01),與有生活20 a以上的熱經歷相比,短期的熱經歷體驗會影響游人的熱感覺,導致游人在同等環境中會認為戶外環境更熱;熱經歷為0.5～3 a與熱可接受度有顯著的關聯性(P<0.05),故較短時間熱經歷的游人對熱環境的忍受程度偏低;1～20 a的熱經歷與熱舒適也存在一定的顯著關系,長時間的熱經歷會使游人對城市的熱環境具有更高的適應性和接受度,熱舒適度相對較高.這與以往的研究成果相似,熱經歷本身是一種對環境的心理適應,在游人熱感知影響因素中扮演著重要的角色.

2) 已有研究發現陪伴是熱感知的重要心理因素,陪伴關系會影響到人們對城市綠色空間的熱感知,缺少陪伴的游人在戶外露天場所比有陪伴的人感到更熱更不舒服.從分析結果可以發現,獨自前來的人與熱舒適存在負相關關系,與有同伴的相比,獨自前來的人認為環境偏熱,人體舒適感覺較差.這說明陪伴是一個重要的心理因素,它可以影響到游人的熱感知,有陪伴的游人對城市綠色空間往往會覺得更加舒適.

3) 在游憩動機中,與朋友會見具有較高的熱舒適(估計系數為1.610,P<0.01)和熱感覺(估計系數為2.108,P<0.01),故游人對綠色空間熱環境有較高的熱可接受度是因為會見朋友這一因素充當了促使游人前往綠色空間的驅動內因.此外,游人出于散步放松而前往城市綠色空間呈現了較高的熱舒適和熱感覺.因此,游人使用城市綠色空間的游憩動機對熱感知具有明顯的影響作用,當因游憩動機而游覽城市綠色空間,熱環境并不是游人出現在此的主要原因,此時,游人對綠色空間熱環境的要求和期望值偏低.

3.2 游人熱感知滿意度分析

經多項Logistic回歸模型分析,可得物理因素、個人因素對游人滿意度的影響,如表6所示.由表6可知：PET、衣著熱阻和活動水平對游人滿意度的影響并不顯著,這可能是由于這兩項因素都是游人可以自主控制的因素,故不會明顯影響游客對環境的滿意程度;在個體因素中,教育水平、性別與滿意度評價無顯著關系;在經濟水平與游人滿意度之間關系分析中,月收入1 500元以下的人群與游人滿意度存在顯著的負相關關系(估計系數為-1.001,P<0.05),說明高收入水平的人群對綠色空間的滿意度偏低.該結果表明,擁有高收入水平的游人對環境可能有更高的要求和期望,他們對城市綠色空間的游憩滿意度往往會表現出較低的水平.

表6 物理因素與個體因素對游人滿意度的影響Tab.6 Effects of physical factors and individual factors on satisfaction of tourists

心理因素對游人滿意度的影響,如表7所示.由表7可知：0.5 a以上的熱經歷與游人滿意度呈現顯著的正相關關系,這說明當游人戶外環境的熱體驗越久,人們對周圍環境有更好的適應性,進而影響游人的熱感知,這與游人的場所依戀性存在緊密的聯系,從而導致游人對城市綠色空間的滿意度就越高;在游憩動機中,只有會見朋友與滿意度之間存在微弱關系,這是因為會見朋友產生的社交活動會使游人在戶外空間停留更長時間的可能性偏高,而缺少陪伴的游人可能很快對周圍的環境失去游玩的興趣,進一步說明游人在游憩城市綠色空間時,有陪伴者會在一定程度上影響游人的滿意度.

表7 心理因素對游人滿意度的影響Tab.7 Effects of psychological factors on satisfaction of tourists

熱感知指標對游人滿意度的影響,如表8所示.由圖8可知：熱舒適、熱感覺和熱可接受度對游人滿意度均表現出顯著的影響;當熱舒適、熱可接受度和熱感覺越高,游人對環境的滿意度也就越高.因此,熱舒適、熱感覺和熱可接受度均是影響游人對城市綠色空間滿意度的因素.

表8 熱感知指標對游人滿意度的影響Tab.8 Effects of thermal perception factors on satisfaction of tourists

4 結論與討論

提出游人熱感知及滿意度影響因素概念框架,以期更好地理解熱環境影響下游人對城市綠色空間的熱感知情況,探討熱感知諸多影響因素與游人滿意度之間的關系.

1) 探究游人熱感知的影響因素,PET主要受到太陽輻射照度、空氣溫度的影響,PET與熱感覺存在顯著正相關關系.衣著熱阻與熱感知(熱舒適、熱感覺、熱可接受度)存在顯著負相關關系,活動水平與熱感覺和熱可接受度存在負相關關系,該結果可能與研究的時間在夏季有關.而當研究時間在冬季或過渡季節時,衣著熱阻、活動水平與熱感覺和熱可接受度則會存在正相關關系,因為處于微冷或冷應激環境中的游人會提高活動水平或者衣著熱阻,以維持身體的生理熱平衡,從而在環境中達到較為舒適度的狀態.因此,游人的衣著熱阻與活動水平會因季節的變化而對游人的熱感知產生不同的影響.

2) 就個體因素而言,教育水平對熱感知有直接的影響.較低的教育水平與熱感覺呈現負相關關系,高學歷人群對戶外環境有更高的熱感覺.游人的熱感知因性別而異,在相同環境中,女性的適應性較差,對熱環境的接受程度偏低.游人熱經歷對游人的熱感知有顯著積極的影響關系,熱經歷較長的游人對周圍熱環境有更高的適應性和接受度.陪伴水平可以影響游人的熱感知,與同伴同行的游人對熱環境的敏感性相對較低,往往會覺得城市綠色空間更加舒適.

3) 在游人熱感知滿意度分析中,高收入人群比低收入人群的滿意度更低,高收入水平的游人對環境可能有更高的要求和期望.熱經歷與游人滿意度存在正相關關系,當熱經歷時間越長,環境的適應性越強,游人熱環境感知滿意度也隨之提高.此外,在戶外游憩時擁有陪伴在一定程度上也會影響游人對熱環境的滿意度,往往有陪伴的人會有較高的滿意度.熱感覺、熱舒適、熱可接受度均對游人滿意度表現出顯著的影響,由此可知,沉浸于城市綠色空間的游人對熱感知有較高的要求,熱感知會影響游人使用綠色空間的滿意度.因此,改善熱環境對提高游人游憩滿意度是至關重要的,可以通過地面改造、種植更多的植物等策略緩解夏季熱應激.