室內情景照明對個人空間邊界和人際距離感知的影響

繆曉波，董小萌，蘇 航，楊 彪

(哈爾濱工業大學(深圳)建筑學院智能照明實驗室(iLLab)，廣東 深圳 518055)

引言

在我國高密度人口條件下，人均可獲得的實際個人空間與心理層面上感到舒適的個人空間存在矛盾，個人行為暴露在公共空間中，降低了私密性和安全感[1]。公共空間設計中，不僅要滿足公共功能，還要兼顧個性化行為的需求[2]。但多數的物理空間一旦建成，基本無法滿足不同時段下不同行為模式的功能需求。尤其對于像圖書館、餐廳等類型的公共空間，存在著主流和個性化行為對環境需求的矛盾。因此，如何在公共空間中加強或營造個人空間是目前建筑領域的重要議題之一。

1 情景照明提出及應用現狀

在2007年，飛利浦公司首次推出“情景照明”(AmbiScene)的概念和產品，這一概念源于對傳統照明應用市場的細分和深化，可為解決時間與空間的限制、主流與個性的矛盾提供新思路。情景照明通過編程控制實現光環境根據空間需要進行實時動態變化，其核心就是讓燈光融入情景、成就情景、升華情景。同時物聯網、大數據、人工智能等技術的發展及其在照明領域中的應用，為情景照明未來發展又增添了更多的可能性[3]。郭琳等[4]的研究同樣驗證了通過光環境進行氛圍營造的方式可以對人產生積極影響。

多位學者研究了學校[5，6]、工作場所[7]、醫院[8]和老年護理中心[9]等場所的情景照明，但這些研究都是針對某一特定場景的，且并未涉及光環境對個人空間的影響。Adams等[10]使用實驗室止步距離法檢查了人際距離在低(1.5 lx)和高(600 lx)光照水平下的舒適度。Fujiyama等[11]使用止步距離法研究五種照度(0.67～627 lx)下的舒適距離，結果顯示平均舒適距離在4.0～5.2 m的范圍內，并且在較高的光照水平下有輕微縮小距離的趨勢。Fotios等[12]運用眼動儀在真實場景中分析出行人做出人際判斷的典型觀察距離為15 m，遠高于Hall基于定性研究提出4 m的人際距離。上述研究主要體現室外光環境對行人的個人空間影響，而沒有提及關于室內情景照明的應用。

綜上所述，已有關于光環境與個人空間的研究集中在同一場景內的單一行為，無法解決同一空間內多行為模式之間的矛盾，且研究對象多為室外道路照明場景中的行人。另外，光的空間分布也是影響個人空間的潛在因素，但相關實證研究較少。因此，本研究以通過情景照明實現同一空間內多行為模式共存為目標，擬設置多種場景和多行為的情景照明，開展室內情景照明對個人空間邊界和人際距離感知影響的實驗研究。

2 實驗設計與方法

2.1 實驗方法

已有關于個人空間和人際距離的測量研究中，研究者通常采用自然觀察法[13]、投射法CID[12]或止步距離法[10，11]。本實驗采取止步距離法和主觀問卷結果作為評價指標，在實驗室條件下進行將心理距離外化為物理距離的距離感知實驗，探究不同照明分布、不同顏色光、性別以及接近方式對個人空間與距離感知的影響，旨在為情景照明優化提出改進策略。本實驗將使用止步距離法[14]，以對空間的感知和人與人之間最小距離為研究對象，采取心理物理學實驗方法，探究不同照明分布、光的顏色以及接近方式對個人空間與距離感知的影響。

本實驗分為兩組，第一組主要探索12種照明空間分布對個人空間和距離感知的影響；第二組主要探索3種光源顏色參數對個人空間和距離感知的影響，繼而得到最優的照明組合。

2.2 實驗參數選取

實驗選取了12種照明分布模式、3種色光和2種不同接近方式作為研究的自變量，人與人之間所能忍受的最小個人空間邊界距離(止步距離)與主觀調查問卷數據作為因變量。

2.2.1 照明分布模式

12種照明分布模式被選擇作為該實驗自變量，燈具分布示意如圖1所示。實驗空間內均勻分布四組燈條，每組燈條長3.3 m，由兩個1.2 m的LED燈條和一個0.9 m的LED燈條首尾連接。實驗條件中光的空間分布通過獨立調節單組燈條線性百分比(100%、50%、25%、10%和0%)來實現，四組燈條全開最大時環境照度約為1 000 lx，不同模式之間的環境照度分布變化在100～1 000 lx之間，這個區間也是平時日常生活工作經常使用的照度區間。色溫選取兩種，分別為6 500 K和2 200 K。實驗空間內燈條分布及編號信息見表1，從進入實驗室起的第一組燈條為編號1，往后依次為編號2、編號3和編號4。圖2為12種照明模式實景照片。

表1 照明分布模式的具體參數

圖1 實驗空間內燈條分布示意圖Fig.1 Distribution of light in the experimental space

圖2 照明分布模式實景照片Fig.2 The photos of 12 light distributions in the experimental scene

2.2.2 光源顏色選擇

本研究共選擇3種色光作為實驗自變量。根據前人的研究，本文選取Fotios等[15]實驗中的紅色、藍色和綠色作為實驗中三種特殊色光參數。而這三種顏色的光通常被用于部分特殊公共空間氛圍營造上，例如酒吧、劇場、視唱空間等娛樂場所。在實驗室中通過Thouslite LEDCube設備，使用LCH參數實現相關色光的調節。該實驗光源是多通道可調控照明設備，可保證相同光品質的前提下光亮度可調，能保證實驗室光源的穩定性，提供均勻且無頻閃的照明環境。表2為3種色光的具體參數與實景照片，圖3為實驗光源位置示意與實景照片。

表2 色光相關參數

圖3 實驗空間內調光燈源位置及配光范圍Fig.3 Light position and light distribution range in the experimental space

2.2.3 不同接近方式

為研究不同接近方式對距離和空間感知的影響，我們選擇用止步距離法將被試的心理距離外化為物理距離，從而使用數據進行量化。常規的止步距離法實驗是主試向被試方向靠近，當被試感到主試朝他們走來不舒服時，可以向主試喊“停下”，之后測量主試與被試間的實際距離。但結合實際生活中的人行為模式，人際關系中不僅存在陌生人的被動靠近，還存在對陌生人主動接近的行為，故本實驗不僅對主試向被試靠近的距離進行研究，還加入了被試主觀上接近主試的距離研究。以上兩者為兩種不同的接近方式，每種不同的光環境下都要各進行一次。圖4、圖5分別為實驗室中主被試位置關系和實驗進行中的兩種接近方式。

圖4 主試與被試位置關系Fig.4 Position relationship between the principal experimenter and the subject

圖5 兩種接近方式示意圖Fig.5 Two ways of approaching

2.3 實驗流程設計

實驗招募被試20名(10名男性和10名女性)，由深圳大學城本科生和研究生(碩士/博士)組成，年齡分布在18～30歲之間，被試者均視力正常或經過佩戴眼鏡后矯正視力正常，無視覺疾病或功能障礙，并且身體健康，心理素質良好。考慮到性別因素會對實驗結果產生影響，本實驗選擇一名男性主試與一名女性主試參與實驗，兩名實驗員分別面對5名男性被試與5名女性被試進行止步距離法實驗，具體實驗人員安排見表3。

表3 實驗員與被試安排

考慮到環境心理學實驗的復雜性，本實驗中注意了以下幾點：(1)人員和分組是隨機的；(2)主試與被試是不相識的；(3)一個被試只做一次實驗，這樣可以保證實驗的有效性，克服練習效應；(4)全部實驗均在同一個室內場地進行，場地無柱子等參考點，實驗分為男對男、女對女、女對男、男對女四種情況。男對男，即前面的男為主試，后面的男為被試，以下各組亦同。

20名被試需要在12種照明分布模式和3種色光情況下分別完成45 min的空間和距離感知實驗。實驗過程中，被試在15種不同光環境下進行兩項不同的任務：(1)在適應當前光環境后，填寫對當前光環境感受的主觀調查問卷；(2)在適應當前光環境后，主試原地不動，被試先向主試方向走去，兩者面對面逐漸縮短距離，當被試感覺當前距離不舒適，是能夠與陌生人接近的最短距離時停下，測量兩者間距離；接下來兩者恢復原位，被試原地不動，主試向被試方向走去，兩者面對面逐漸縮短距離，當被試感覺當前距離不舒適，是能夠與陌生人接近的最短距離時要求主試停下，測量兩者間距離，圖6為實驗流程實景圖。

圖6 實驗流程實景圖Fig.6 Flowchart ofthe experimental scenario

實驗開始前告知被試實驗流程，讓被試與主試進行預實驗，預備實驗結果不計入統計結果。當被試已經調整好狀態和熟悉實驗步驟后，告知實驗員實驗開始。將根據實驗參數選取中確定的三組變量進行隨機排序，20位被試的實驗參數順序均不相同。

3 實驗結果與分析

3.1 止步距離分析

本研究共得到20名被試的實驗數據，數據包括15種照明環境、兩種不同行為模式下主被試之間的距離均值。其中12種照明模式由兩種色溫(6 500 K、2 200 K)與六種照明空間分布模式組合獲得，該六種空間分布模式在此用a、b、c、d、e、f表示。3種色光模式由A～C表示。

色溫對人際距離感知的影響結果見表4，6 500 K色溫下距離平均值顯著大于2 200 K色溫下距離平均值(p=0.023)，說明在低色溫光環境下人與人之間的距離更易拉近。在模式a、b、c和f中，6 500 K和2 200 K之間的感知距離存在顯著差異，模式a、b和c的距離在6 500 K色溫環境下相比2 200 K色溫環境下較大，模式f的距離在2 200 K時較大。不同照明分布模式對人體感知距離影響如圖7所示，六組中有四組之間存在顯著差異，分別是：a和b、a和c、a和e、d和e。a和b的顯著差異說明，在環境照度相同情況下，不同空間照明分布會引起距離感知不同，由亮到暗的分布模式會讓人體感知距離降低。此外，對于其他3組顯著差異不能排除是照度不同引起的差異。

表4 12種照明模式下止步距離平均值

圖7 六種照明分布模式下人際距離均值對比圖Fig.7 Comparison of mean interpersonal distances for six lighting distribution patterns

光色對人際距離感知的影響結果見表5，三種色光下距離平均值由大到小依次為色光C(綠=61.70 cm)、色光B(藍=57.65 cm)和色光A(紅=56.70 cm)。且進行配對樣本t檢驗后，實驗結果表明A～C三種特殊色光中的止步距離未呈現顯著差異。

表5 三種光色下人際距離感知平均值

兩種靠近方式對人際距離感知方面的影響結果如圖8所示，當被試主動接近主試時可以接受的最近距離遠遠小于被動地接受主試靠近的最小距離(主動靠近距離平均值：59.24 cm，被動接近距離平均值：62.94 cm)。由配對樣本t檢驗結果可知，被動接近的距離平均值顯著高于主動靠近的距離平均值(p=0.0002)，因此人在主動靠近時更易接受較短的距離。

圖8 兩種接近方式對比圖Fig.8 Comparison chart of the two approaches

3.2 主觀問卷數據分析

將主觀問卷數據進行平均值計算，五組對比詞匯的數據繪制如圖9所示，分別包括狹窄的、寬敞的，緊張的、放松的，私密的、公共的，昏沉的、清醒的和激動的、平靜的。問卷結果顯示，寬敞—狹窄詞匯對比上，2 200 K的色溫環境會比6 500 K的色溫環境更感到狹窄(p<0.001)；在緊張—放松詞匯對比上，兩種色溫環境沒有明顯的差異；在公共—私密詞匯對比上，2 200 K的色溫環境會比6 500 K的色溫環境更感到私密(p<0.001)；在昏沉—清醒詞匯對比上，2 200 K的色溫環境會比6 500 K的色溫環境更感到昏沉(p<0.001)；在平靜—激動詞匯對比上，2 200 K的色溫環境會比6 500 K的色溫環境更感到激動(p<0.001)。

五組數據結果顯示，在2 200 K色溫下，人會感覺到環境更昏沉，空間更狹窄、私密，心情更緊張激動，且無論是2 200 K還是6 500 K色溫下，f模式均取得了最大值。圖9(a)、(c)、(d)數據均顯示在圖9(e)照明分布模式下取得最小值。

4 結論與展望

不同光環境下的個人空間會有不同的邊界。本研究在實驗室環境內，通過止步距離實驗和主觀問卷調查所得到的結果表明：不同行為模式、不同色溫及不同照明空間分布模式均能夠對個人空間和距離感知產生影響；人在主動靠近時更易接受較短的距離；不同色溫環境下，相比于高色溫，低色溫環境會讓人體感知距離變小；由亮到暗的照明空間分布模式會降低人體感知距離。同時，本實驗還存在一定的不足，未來在實驗設置時，應當控制人眼部位的照度一定，以及在距離測量時選取更準確的參照物作為代表。

上述實驗中，我們通過距離數據的測量和主觀問卷的分析之間有較強的一致性，即光環境對個人空間的人際距離感知從物理層面和心理層面均得到了驗證。其中，光的色溫與接近方式是對空間和距離感知影響最大的因素，在設計公共空間與個人空間矛盾較大的建筑光環境時可以優先考慮該因素。例如在電梯這樣的封閉小空間中，可以采用高色溫的均勻照明，使人們有更加寬敞的空間感受。此外降低光環境的色溫可以縮小個人空間的邊界，使人可以接受更短的人際距離，提高空間的私密感，因此像餐廳這類空間中，在滿足均勻照明以及基本照度下，可以設計較低色溫的光環境，能帶給人們溫暖放松的感覺，拉近用餐者個人心理距離。

建筑師可以通過優化照明環境來“增強”傳統的物理空間。尤其是當人處于公共空間中卻又亟需安全感和私密性，依靠家具布置和空間變換無法達到目的時，從心理層面改善人們對空間尺度的認知能夠產生巨大作用。本研究為室內公共空間的光環境設計提供了一定的參考，通過情景照明滿足不同時段下不同行為模式的功能需求，提高空間利用率。同時，通過設置與行為模式相匹配的情景照明和光環境，緩解人們在公共空間中的緊張感和不適感，營造更好的建筑環境。