天津市高校公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境布局研究

李德新 王安策

摘 要： 為解決當(dāng)前大學(xué)生群體日益嚴(yán)重的健康問題，對天津市高校公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境布局進(jìn)行研究。借鑒國內(nèi)外健康促進(jìn)的相關(guān)研究要素，調(diào)查天津市內(nèi)9所高校公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間當(dāng)前的使用情況，獲取在校大學(xué)生對公共教學(xué)區(qū)外部空間的環(huán)境質(zhì)量評價(jià)。通過對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行因子分析，得出主要的環(huán)境影響因素為坐憩空間舒適性、植被鋪裝、水景質(zhì)量、文化景觀數(shù)量以及空間整潔程度。結(jié)合在校大學(xué)生的行為特征與使用需求，對河北工業(yè)大學(xué)12教學(xué)樓庭院的空間布局進(jìn)行優(yōu)化，并利用PedSim軟件模擬，對比空間改造前后的人流分布情況。結(jié)果表明，通過對原有空間進(jìn)行改造能夠提高外部休憩空間的使用效率，促進(jìn)健康行為的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：公共教學(xué)區(qū);外部休憩空間;健康促進(jìn)環(huán)境;空間布局;行為模擬

中圖分類號(hào)：TU244.3? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ?文章編號(hào)：1674-7356（2021）-01-0089-06

國務(wù)院2019年發(fā)布了《健康中國行動(dòng)（2019—2030年）》文件[1]，將健康工作中心由“醫(yī)治”轉(zhuǎn)向“預(yù)防”，以推動(dòng)社會(huì)整體的健康發(fā)展。當(dāng)前我國大學(xué)生群體的整體健康水平存在著相當(dāng)嚴(yán)重的問題，長時(shí)間久坐、學(xué)習(xí)生活壓力大導(dǎo)致在校大學(xué)生出現(xiàn)了體質(zhì)下降、心理承受能力差以及社會(huì)適應(yīng)能力弱等現(xiàn)象。校園外部空間健康促進(jìn)環(huán)境能夠通過自然環(huán)境的療愈作用[2]，以及提供活動(dòng)場地支持大學(xué)生的體力活動(dòng)[3]與社交活動(dòng)[4]，達(dá)到促進(jìn)大學(xué)生健康的目的。但是近年來部分大學(xué)校園建設(shè)盲目追求速度，外部空間質(zhì)量難以保障，毫無個(gè)性的外部空間環(huán)境缺乏應(yīng)有的活力，難以起到健康促進(jìn)的作用[5]。因此提升校園外部空間活力，創(chuàng)造健康促進(jìn)環(huán)境成為改善大學(xué)生健康水平的關(guān)鍵因素。威廉·懷特[6]發(fā)現(xiàn)舒適的休憩設(shè)施是影響外部空間使用的重要因素，通過提高座椅的舒適性能夠提高公共空間的使用頻率。公共教學(xué)區(qū)作為校園中主要的學(xué)習(xí)區(qū)域，人流活動(dòng)密集，營造充滿活力的公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間，創(chuàng)造健康促進(jìn)支持環(huán)境，對促進(jìn)大學(xué)生健康發(fā)展意義重大[7]。

對于校園外部空間健康促進(jìn)環(huán)境的研究主要包括健康支持環(huán)境與校園外部空間設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。健康促進(jìn)環(huán)境的研究主要集中于城市規(guī)劃與社區(qū)環(huán)境層面，Stokols[8]提出了健康促進(jìn)環(huán)境的維度和標(biāo)準(zhǔn)，從生理健康、心理與情緒健康以及社會(huì)凝聚力等方面，提出健康促進(jìn)環(huán)境應(yīng)當(dāng)具備的特征。Giovanna[9]認(rèn)為自然環(huán)境的可用性和吸引力是影響體力活動(dòng)水平的主要因素，強(qiáng)調(diào)自然環(huán)境是維持體力活動(dòng)水平、減少壓力、實(shí)現(xiàn)審美和健康目標(biāo)的動(dòng)力來源。校園外部空間的研究主要集中于空間環(huán)境構(gòu)成要素[10]以及空間中的行為模式[11]兩個(gè)方面，分別以環(huán)境和人作為主體，研究校園外部空間的設(shè)計(jì)策略。通過對文獻(xiàn)的梳理發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于校園健康促進(jìn)環(huán)境的研究相對較少，同時(shí)外部空間設(shè)計(jì)策略對空間的提升效果沒有得到進(jìn)一步的檢驗(yàn)。

因此，通過對天津市9所高校公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間進(jìn)行量化研究，分析外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境影響因素，通過軟件模擬探究外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境提升策略，為營造高品質(zhì)、高活力的健康校園外部空間環(huán)境提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

一、健康促進(jìn)與校園環(huán)境

“健康促進(jìn)”概念是1986年世界衛(wèi)生組織在第一屆健康促進(jìn)大會(huì)中提出的，旨在使人們知道如何保持健康，選擇健康的生活方式。美國健康促進(jìn)雜志將健康促進(jìn)的手段總結(jié)為提高認(rèn)知、改變行為以及創(chuàng)造支持性環(huán)境，其中創(chuàng)造支持性環(huán)境是保證健康持續(xù)改善的最大影響因素。揚(yáng)·蓋爾[12]將人的行為分為必要性行為、自發(fā)性行為以及社會(huì)性行為三種類型，當(dāng)前在校大學(xué)生除日常上下課等必要性行為之外，大多數(shù)人選擇了長時(shí)間久坐的靜態(tài)生活方式，缺乏體力活動(dòng)與心理壓力大成為影響大學(xué)生健康的主要因素。健康促進(jìn)環(huán)境通過營造良好的校園外部空間環(huán)境，促進(jìn)休憩、學(xué)習(xí)以及社會(huì)交往等自發(fā)性行為的產(chǎn)生，改變當(dāng)前大學(xué)生靜態(tài)的生活方式，減少久坐行為，提高體力活動(dòng)水平，同時(shí)能夠提供自然療愈與社會(huì)支持環(huán)境從而達(dá)到健康促進(jìn)的目的。

心理學(xué)家溫勒提出了行為研究公式B=f（P*E），即人的行為方式（Behavior）會(huì)受到人的個(gè)性（Personality）以及所處的環(huán)境（Environment）的影響，改變當(dāng)前大學(xué)生的生活方式，需要從滿足使用人群的實(shí)際需求以及改善校園外部空間環(huán)境因素兩方面進(jìn)行研究。外部休憩空間能夠?yàn)槿藗內(nèi)粘５男蓓?、交談、娛樂等自發(fā)性活動(dòng)提供場地支持，在校大學(xué)生在年齡、受教育程度以及心理需求上較為統(tǒng)一，同時(shí)日常行為活動(dòng)具有一定的規(guī)律性，其活動(dòng)內(nèi)容與活動(dòng)特征便于總結(jié)歸納。通過調(diào)研當(dāng)前高校公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間的使用情況，獲取大學(xué)生對當(dāng)前空間的評價(jià)與需求，分析校園外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境的影響因素，探究校園外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境布局的優(yōu)化策略。

二、外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境影響因素研究

（一）調(diào)研范圍與內(nèi)容

以天津市內(nèi)9所高校公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間作為調(diào)研對象，根據(jù)揚(yáng)·蓋爾“三類十二條”空間質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與公共空間相關(guān)理論研究設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，從建成環(huán)境因素與使用人群行為特征兩方面探究健康促進(jìn)環(huán)境的影響因素。

（二）外部休憩空間建成環(huán)境因素分析

通過對9所高校的調(diào)研，利用李克特5級量表問卷獲取在校大學(xué)生對當(dāng)前公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間的評價(jià)，共收到有效問卷345份，通過SPSS建立數(shù)據(jù)庫對調(diào)研結(jié)果進(jìn)行因子分析。因子分析是通過對原有變量進(jìn)行濃縮，對變量包含的信息進(jìn)行總結(jié)歸納，得出影響健康促進(jìn)環(huán)境的主要影響因素。

1. 因子分析適用性檢驗(yàn)

首先對調(diào)查問卷結(jié)果的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測得出Alpha系數(shù)為0.689，在可接受的范圍內(nèi)。同時(shí)通過取樣適當(dāng)性量數(shù)檢驗(yàn)（KMO）與巴特利特球形度檢驗(yàn)判斷調(diào)研數(shù)據(jù)能否提取公因子，在因子分析中，當(dāng)巴特利特球形度接近0時(shí)，因子之間的相關(guān)性越強(qiáng)，KMO數(shù)值大于0.7時(shí)各變量信息重疊度較高，適宜進(jìn)行因子分析。經(jīng)過計(jì)算得出KMO數(shù)值為0.722，巴特利特球顯著性為0.00，滿足進(jìn)行因子分析的條件。

2. 建成環(huán)境主要影響因素確定

公因子方差即原有變量的共同度，表示原有變量能夠被提取的最終因子所表示的程度，此次數(shù)據(jù)影響因素的共同度全部在0.6以上，可以認(rèn)為提取的最終因子對原有變量解釋能力可以接受。由表1可知，前5項(xiàng)初始特征值大于1，因此SPSS將歸納5個(gè)主要成分作為最終的影響因子。通過表2旋轉(zhuǎn)成分矩陣描述各個(gè)主要影響因子的主要內(nèi)容。

選擇每個(gè)因子中大于0.6的內(nèi)容作為解釋因素，對影響休憩空間使用的主要因素進(jìn)行總結(jié)歸納，得出影響休憩空間使用的主要環(huán)境因素為：①坐憩空間舒適性（休憩空間的數(shù)量、座椅的舒適性和座椅空間遮陽物的數(shù)量）;②植被鋪裝（植物的豐富程度、地面鋪裝材質(zhì)）;③水景質(zhì)量;④文化景觀數(shù)量;⑤空間整潔程度。

（三）使用人群行為特征分析

在調(diào)研過程中，通過統(tǒng)計(jì)使用人群的活動(dòng)內(nèi)容與相應(yīng)空間特征，分析在校大學(xué)生的行為特點(diǎn)與使用需求，探究符合大學(xué)生自發(fā)性行為需求的空間布局特征。

1. 休憩空間中的行為內(nèi)容分析

對休憩空間中行為類型的發(fā)生頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖2），得出當(dāng)前公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間發(fā)生頻率最高的活動(dòng)類型為休息行為與交談行為，等待行為與學(xué)習(xí)行為占有一定比例，社團(tuán)活動(dòng)的發(fā)生頻率最低。

2. 休憩空間的主觀阻礙因素分析

公共教學(xué)區(qū)作為大學(xué)生日常使用最為頻繁的區(qū)域，其外部休憩空間的使用概率相對較大，但實(shí)際使用情況并不理想。通過對當(dāng)前公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間使用的主觀阻礙因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（圖3），休憩空間私密性差成為最主要的使用阻礙因素，其次為遮陽物不足、座椅數(shù)量不足、受到周圍交通干擾、到達(dá)不方便以及空間周圍景觀差。因此，在提升空間環(huán)境的同時(shí)需要營造空間良好的私密性，創(chuàng)造相對獨(dú)立的空間環(huán)境，減少周圍環(huán)境對休憩空間的干擾。

3. 使用人群功能需求分析

在了解使用人群行為特征的同時(shí)，針對大學(xué)生對當(dāng)前休憩空間的功能需求進(jìn)行研究，從而使得休憩空間能夠更好地滿足大學(xué)生日常使用需求。在期望增加的設(shè)施調(diào)研中（圖4），對于當(dāng)前休憩空間增加遮陽設(shè)施的需求最高，其次為休閑座椅和景觀小品，與因子分析得出的環(huán)境影響因素一致。

在對當(dāng)前休憩空間期望增加的功能調(diào)研中（圖4），充電電源功能需求占比最高，當(dāng)前大學(xué)生對電子設(shè)備的依賴程度迅速增加，在選擇學(xué)習(xí)、休息等活動(dòng)地點(diǎn)時(shí)，空間中是否配置充電設(shè)施成為選擇空間的首要因素。同時(shí)對于售賣功能的需求也較為強(qiáng)烈，當(dāng)前公共教學(xué)區(qū)售賣功能主要以自動(dòng)販賣形式的存在，商品種類單一，使用反饋較差，需要增加新的的售賣形式滿足當(dāng)前大學(xué)生的多層次需求。

（四）外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境影響因素確定

通過對天津市高校公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間的研究，依據(jù)行為研究公式E=f（P*E）得出健康促進(jìn)環(huán)境影響因素，包括建成環(huán)境因素中坐憩空間舒適性、植被鋪裝、水景質(zhì)量、文化景觀數(shù)量以及空間整潔程度，個(gè)性影響因素中使用人群主要的活動(dòng)類型與空間特征，對休憩空間私密性的心理需求以及充電電源和售賣功能的功能配置需求。針對以上因素對公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間進(jìn)行改造提升，利用軟件模擬空間改造前后使用情況，探究外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境改造措施對使用人群行為模式的影響。

三、外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境布局模擬優(yōu)化

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，通過軟件模擬預(yù)測建筑設(shè)計(jì)的使用情況也逐漸得到了人們的關(guān)注。2019年亞洲計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)研究會(huì)議上，Grasshopper作為研究工具得到大量應(yīng)用[15]。PEDSIM[16]是Grasshopper中對于空間行為的仿真模擬軟件，通過agent-based（代理人基模型）即擁有自主意識(shí)的智能體，模擬人在空間中的行動(dòng)，并且以圖像的形式呈現(xiàn)出模擬結(jié)果。PEDSIM通過在rhino中確定agent的起點(diǎn)、終點(diǎn)以及興趣點(diǎn)等一系列組件，基于社會(huì)力模型與避免碰撞模型來模擬人的步行行為。通過建立模型對外部空間進(jìn)行模擬（圖5），根據(jù)模擬結(jié)果的行為流線軌跡分布確定空間的使用情況。

依據(jù)因子分析得出的公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間環(huán)境影響因素與在校大學(xué)生的使用需求，對河北工業(yè)大學(xué)北辰校區(qū)12教學(xué)樓庭院空間進(jìn)行改造，并通過PedSim對空間改造前后的使用情況進(jìn)行模擬，探究外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境布局模式。PedSim通過流線圖用來反映空間中人的行為特征，在路徑選擇上，模擬個(gè)體會(huì)選擇最短路線達(dá)前往目標(biāo)終點(diǎn)，當(dāng)空間中只存在交通行為等必要性活動(dòng)時(shí)，模擬結(jié)果通常反映為直線。當(dāng)模擬個(gè)體受到興趣點(diǎn)吸引并發(fā)生自發(fā)性行為時(shí)，會(huì)脫離原有前進(jìn)方向轉(zhuǎn)向興趣點(diǎn)并持續(xù)一定的訪問時(shí)間，同時(shí)在訪問期間會(huì)圍繞興趣點(diǎn)形成不規(guī)則曲線。通過改變當(dāng)前外部休憩空間布局，利用行為軌跡模擬結(jié)果，探究公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境布局模式。

河北工業(yè)大學(xué)北辰校區(qū)12教學(xué)樓庭院空間布局呈三面圍合的形式（圖6），以滿足日常的交通功能為主，附帶自行車停放功能，空間布局以單一鋪地形式為主，綠化配置差。通過對當(dāng)前空間使用情況進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)（圖7），行為流線以直線為主，表示空間中的行為以交通行為為主，無明顯的訪問行為軌跡，流線相對集中表明空間的使用效率低，與實(shí)際使用情況相符。

根據(jù)對公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間環(huán)境因素的分析以及使用人群的需求，結(jié)合空間環(huán)境與特征，從坐憩空間舒適性、植被鋪裝、功能需求以及私密性需求等方面對12教的庭院空間布局進(jìn)行優(yōu)化（圖10）。根據(jù)交通流線規(guī)劃以及綠化設(shè)施布置，將庭院空間分為三個(gè)區(qū)域。

1. 在右側(cè)靠近道路的區(qū)域設(shè)置固定的自行車停放區(qū)，規(guī)范停車行為，減少自行車隨意擺放造成的不良影響。

2. 中間區(qū)域作為主要的交通區(qū)域，保留原有的交通流線，滿足使用人群上下課期間快速到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的需求。沿道路設(shè)置休憩座椅，通過綠化以及地面鋪裝界定休憩空間與交通空間的界限，保證休憩空間相對的領(lǐng)域感，同時(shí)良好的綠化配置能夠提供足夠的遮陽物，提高座椅的舒適性。

3. 左側(cè)區(qū)域受交通影響最小，空間較為安靜，作為庭院空間中主要的學(xué)習(xí)空間，設(shè)置可以移動(dòng)的桌椅組合滿足不同人群的使用模式。增加售賣功能，提供簡單的餐飲服務(wù)以及充電電源功能滿足大學(xué)生對空間的功能需求，同時(shí)售賣空間能夠?qū)梢苿?dòng)桌椅組合形成良好的自然監(jiān)視作用，避免桌椅設(shè)施丟失損壞。對改造后的河北工業(yè)大學(xué)12教學(xué)樓庭院空間進(jìn)行軟件模擬，結(jié)合空間流線圖（圖8）與熱力圖（圖9）分析空間中的流線分布情況。

庭院空間中原有的交通流線得到了保留，使教學(xué)區(qū)的大學(xué)生能夠快速到達(dá)教學(xué)區(qū)各個(gè)空間。同時(shí)空間中出現(xiàn)了大量對新增售賣功能以及座椅的訪問流線，對于空間的探索度明顯提高，相較于改造前的流線分布情況，改造后庭院休憩空間的使用頻率得到了明顯的提升。通過軟件模擬發(fā)現(xiàn)，根據(jù)量化得出的健康促進(jìn)環(huán)境因素對外部空間布局進(jìn)行改造，能夠提高空間活力，促進(jìn)更多行為發(fā)生，實(shí)現(xiàn)外部空間健康促進(jìn)的作用。

四、結(jié)語

在國家健康促進(jìn)計(jì)劃的背景下，探究公共教學(xué)區(qū)外部休憩空間健康促進(jìn)環(huán)境布局模式，營造有利于促進(jìn)大學(xué)生健康的校園外部空間環(huán)境意義重大。通過對調(diào)研數(shù)據(jù)量化分析得出坐憩空間舒適性、植被鋪裝、水景質(zhì)量、文化景觀數(shù)量以及空間整潔程度五個(gè)環(huán)境影響因素，以及對當(dāng)前外部休憩空間私密性的心理需求以及充電電源、售賣等功能需求，對特定空間的布局模式進(jìn)行優(yōu)化改造，并利用仿真模擬軟件驗(yàn)證改造內(nèi)容的有效性。結(jié)果表明通過不同層次的座椅設(shè)置、完善空間植物配置、提高休憩空間私密性以及增加空間功能能夠提高外部空間的使用頻率，減少大學(xué)生的室內(nèi)久坐行為，增強(qiáng)人與自然環(huán)境的互動(dòng)，促進(jìn)大學(xué)生群體健康行為的發(fā)生。

[參考文獻(xiàn)]

[1]? 健康中國行動(dòng)（2019—2030年）[J]. 中國數(shù)字醫(yī)學(xué)，2019，14（11）：17.

[2]? Eckerling M. Guidelines for designing healing gardens[J]. Journal of Therapeutic Horticulture，1996（8）： 21-25.

[3]? Ford E S，Caspersen C J. Sedentary behaviour and cardiovascular disease： a review of prospective studies[J]. International Journal of Epidemiology，2012，41（5）： 1338-1353.

[4]? Berkman L F，Glass T，Brissette I，et al. From social integration to health： Durkheim in the new millennium[J]. Social Science & Med-icine，2000，51（6）： 843-857.

[5]? 王墨晗. 建成環(huán)境設(shè)計(jì)促進(jìn)健康行為的研究綜述[J].城市建筑，2018（11）：107-110.

[6]? 威廉·H·懷特，小城市空間的社會(huì)生活[M]. 葉齊茂，倪曉暉，譯.上海：上海譯文出版社，2016：3.

[7]? Strange C C，Banning J H. Designing for learning： Creating campus environments for student success[M]. San Francisco，CA： Jossey-Bass，2015：31-78.

[8]? Stokols D. Establishing and maintaining healthy environments： Toward a social ecology of health promotion[J]. American Psychologist，1992，47（1）： 6-22.

[9]? Calogiuri G，Chroni S. The impact of the natural environment on the promotion of active living： An integrative systematic review[J]. BMC public health，2014，14（1）： 873.

[10]? 邢鵬威. 嶺南地區(qū)既有高校外部空間優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2018.

[11]? 李志遠(yuǎn). 基于行為分析的大學(xué)校園外部空間原型研究[D]. 天津：天津大學(xué)，2016.

[12]? 揚(yáng)·蓋爾，交往與空間[M]. 何可人，譯. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[13]? Pazhouhanfar M，Kamal K M S. Effect of predictors of visual preference as characteristics of urban natural landscapes in increasing perceived restorative potential[J]. Urban Forestry & Urban Greening，2014，13（1）： 145-151.

[14]? Zandvliet D，Broekhuizen A. Spaces for learning： Development and validation of the school physical and campus environment survey[J]. Learning Environments Research，2017，20（2）： 175-187.

[15]? Papasotiriou T. Identifying the Landscape of Machine Learning-Aided Architectural Design-A Term Clustering and Scientometrics Study[C]//Proceedings of the 24th CAADRIA Conference： Volume 2，Wellington： Victoria University of Wellington，2019：815-824.

[16]? Lee J，Lee H S. Agent-driven accessibility and visibility analysis in nursing units[C]//24th International Conference on Computer-Aided Architectural Design Research in Asia： Intelligent and Informed，CAADRIA 2019. The Association for Computer-Aided Architectural Design Research in Asia （CAADRIA），2019： 351-360.

Health Promotion Environment Layout of the Resting Space Outside the Public Teaching Zone in Universities in Tianjin

——A Case of Hebei University of Technology

LI Dexin， WANG Ance

（School of Architecture and Art Design， Hebei University of Technology， Tianjin 300132， China）

Abstract： In order to solve the increasingly serious health problems of college students， this paper studies the health promotion environment layout of the resting space outside the public teaching zone in universities in Tianjin. Based on the relevant study factors of health promotion at home and abroad， this paper investigates the service condition of the resting space outside the public teaching zone of nine universities in Tianjin to achieve environmental quality evaluation from students. Via factor analysis， the main environmental factors are made up of the comfort of resting space， vegetation covering， waterscape quality， quantity of cultural landscapes and space neatness. Combined with the behavioral characteristics and needs of students， the courtyard space layout of 12th Teaching Building of Hebei University of Technology is optimized with PedSim software to simulate and compare the distribution of people flow before and after the space transformation. The result shows that the transformation of the original space can improve the space use efficiency of the outside resting space and promote healthy behaviors.

Key words： public teaching zone; outside resting space; health promotion environment; space layout; behavioral simulation