环境行为学视角下的公共文化建筑设计研究
——以武汉大学万林艺术博物馆为例

张 霞 刘宇飞

随着我国城市化进程的加速和经济的快速发展，市民对精神文化的设施需求日益增加。在高速发展的同时，公共文化类建筑不再仅满足市民某种单一的功能需求，还需提供优质的物质环境，满足市民的精神体验。博物馆作为公共文化服务体系建设的重要内容，以及保障人民基本文化权益的重要阵地，数量规模随着经济发展而壮大。随着信息时代的到来，博物馆的设计也展现出新的发展趋势。2017年吴屹豪在《环境行为学视角下城市公共文化建筑外部空间研究》中采用以环境行为学为基础的POE研究方法，对活动人群进行时空分析，探讨了公共建筑外部空间优化策略；2018年韩学莹在《游客在博览建筑空间中的行为互动设计策略》中运用视觉测量法记录人群行为动态，以此总结4种博览建筑互动设计策略；2018年仝杰在《基于空间句法的城市规划展览馆建筑内部空间评价研究》中运用空间句法和调查问卷结合方法，对博览建筑内部空间的可达性与可识性进行评价分析。以上研究采用定量与定性相结合的分析的方法仅针对博物馆某一空间进行分析评价，本文在建筑环境心理学科的基础下，以人的行为模式为基本出发点，选取万林艺术博物馆作为研究对象，从游客与学生实际活动出发辅助以行为观察、调查问卷、空间分析等方式，分析游客与学生对博物馆的使用情况，以主客观数据结合的方式对万林艺术博物馆的建筑空间环境进行科学理性的评估，并总结归纳未来展演类建筑设计的发展趋势。

1 研究对象概述及数据运用

1.1 万林艺术博物馆概述

万林艺术博物馆坐落于武汉大学文理学部的核心地带，靠近武汉大学校正门处（图1）。博物馆处于校园主干道自强大道、科技路、樱花大道的交叉点。南侧为总图书馆，主要人流是学生；西侧为第五教学楼，是文理学部使用频率最高的教学楼，主要人流是学生；西南侧是珞珈广场，是校园内部最大的绿色广场，主要人流是游客；北侧是鉴湖，西北侧是樱花大道，是校园的景观游览路线，主要人流是游客；东侧是学生宿舍，主要人流是学生（图2）。万林艺术博物馆的建立是校内学生歇息与交流的场所，也是游客游览的必经地，具有浓厚的文化气氛。

图1 万林艺术博物馆地理位置

图2 万林艺术博物馆周边建筑

博物馆位于场地东侧，场地内部分为尖角广场、绿地及博物馆三个部分（图3）。尖角广场位于校园道路的交汇口，是进入万林艺术博物馆的节点。博物馆西侧布置绿地，设置80m长的景观步道，步道上间隔设置座椅。博物馆坐落在场地东侧的台地上，利用场地高差凸显建筑，建筑四周形成小广场，周围布置座椅。

图3 万林艺术博物馆总平面

万林艺术博物馆采用非线性的外部造型，形似飞来之石，建筑周围绿树环绕，毗邻武汉大学中心湖。外立面采用铝合金板人工浇筑、敲打而成，通过光线漫反射与周围的自然环境融合。博物馆整体高达28m，宽度为78m，前段悬挑跨度达48m，建筑面积为8410.3m2。

1.2 研究方法及数据

（1）研究区域划分

本文将万林艺术博物馆的外部空间按照其停留设施的布置方式进行区域划分。其中A区域是万林艺术博物馆建筑入口前端所设置平缓、舒展的景观楼梯。B1区域位于万林艺术博物馆的尖角广场，是进入万林艺术博物馆片区的节点。B2区域位于场地内部博物馆西侧的绿地步道。B3、B4、B5、B6、B7区域位于万林艺术博物馆建筑四周的台地之上。B3位于万林艺术博物馆建筑入口西侧。B4、B5、B6分别位于博物馆西侧、南侧、东侧，处于博物馆主入口的背面。B7位于博物馆建筑入口处，四周环绕博物馆建造时所保留的百年古树。B8为万林艺术博物馆的屋顶观景平台（图4）。

图4 外部空间区域划分

（2）研究阶段及方法

本文研究分为三个部分展开。在第一部分运用时空轨迹数据和空间句法分别对万林艺术博物馆的外部空间和内部空间进行空间数据分析。第二部分采用行为观察法及调查问卷相结合的方式，针对第一阶段的空间数据分析结果进行对比和验证分析。第三部分，随机抽取万林艺术博物馆室内外活动人群进行不同程度的访谈交流，补足第二部分调研中的漏洞（图5～6）。

图5 全部的轨迹数据

①时空行为轨迹分析。在实地调研的过程中，运用运动轨迹记录软件，选择了部分游客与学生志愿者，进行了游客与学生的活动轨迹的记录。共收集了1119条游客与学生一天在校园内的行为轨迹，对收集的轨迹数据进行筛选后，共获得938名游客与学生的有效数据，共计约3780个轨迹点。

②PSPL观察法。万林艺术博物馆进行了为时7天的抽样观察，对453名游客及学生进行统计和记录。在图表上记录了万林艺术博物馆外部空间的使用情况、活动构成、停留人数、人群类型等信息。

③调查问卷。针对在校学生群体及游客拟定了关于万林艺术博物馆环境、空间、使用情况的调查问卷，随机抽取万林艺术博物馆的活动人群，现场填写问卷，共收获了134份问卷，剔除无效问卷，共获得有效问卷113份（表1）。

表1 调查问卷的数量分布概况

2 万林艺术博物馆空间数据分析

针对万林艺术博物馆分析评价中，首先将采用客观、高效、直观的空间句法与行为轨迹数据对万林艺术博物馆内部空间与使用人群进行分析。

2.1 使用人群密度分析

将筛选后的学生与游客轨迹数据导入ArcGIS后进行核密度运算，然后可用颜色来划分出区域中人流聚集程度。从万林艺术博物馆的核密度计算中可以看出人流聚集程度最大处为位于万林艺术博物馆建筑入口处的B7区域，其次为万林艺术博物馆的屋顶观景平台B8。位于场地入口的B1区域和景观楼梯A的地块也有大量的人群聚集。B1、A、B7为进入万林艺术博物馆建筑入口的主要流线，是场地内部可达性最高的三个地块。而位于主入口背面的B4、B5、B6区域人群聚集程度低，整体使用频率低下。B2区域处于场地内部景观绿道，在80m的长直步道中人群聚集程度低，内部设置的座椅设施使用频率低，人群分散在景观绿地周围。根据人在外部空间活动的特性，将人流划分为穿越性人流、随意性人流。在万林艺术博物馆的外部空间中，随意性人流目的明确，由直接进入博物馆的人群组成，选择最短路线即穿越尖角广场通过景观楼梯直接进入建筑入口。因此B1、A、B3是万林艺术博物馆人群聚集程度最大的区域。而对于随意性人流在万林艺术博物馆则体现在环绕博物馆建筑及绿地步道四周的人群，它们往往会选择整体上游览一遍万林艺术博物馆，人群较为分散，聚集程度低，会在游览的过程中随机选择停留的地点，因此万林艺术博物馆成为人群休闲、游憩、交流的场所。

2.2 使用人群停留时间分析

在ArcGIS中将万林艺术博物馆的整个场地划分为2m×2m的格子，统计所有轨迹点在划分的格子内的停留时间并求和，并用颜色来表达在万林艺术博物馆户外空间停留时间的长短。可以看出在人群聚集程度高的B1、A、B7、B8区域中都有长时间的停留，其中停留时间最长的区域为B7，而在人群聚集程度低的B3、B6区域也同样产生了长时间的停留。对于穿越性人流，万林艺术博物馆在最短路线上设置了基本座椅与辅助座椅，促进步行速度快、方向性强的穿越性人流在外部空间中停留。而针对随意性人流通过停留时间的计算可以看出在场地的周围也能形成长时间的停留行为。因此笔者认为，万林艺术博物馆的外部空间的设计中针对不同类型的人流模式，能够积极有效地促进停留行为的产生，满足他们的活动需求（图7～8）。

图6 筛选后的轨迹数据

图7 万林艺术博物馆核密度

图8 万林艺术博物馆停留时间

2.3 内部空间句法分析

万林艺术博物馆建筑内部共三层，其中一层为入口门厅，提供咨询、储存及检票服务；二层为流动展厅，可根据展览内容灵活布置；三层为咖啡厅及室外观景平台，即使是在闭馆的时间，咖啡厅仍提供公共服务。博物馆内部采用流动空间的模式，形成空间接续式流线。在万林艺术博物馆的内部随机置入50名游客，运用空间句法中人流模拟可模拟游客在博物馆内部的行动路线，预测人群的分布情况。其中红色表示人流经过的频次最高处即人群聚集程度高的区域，蓝色表示人流经过的频次最少处即人群聚集程度低的区域。可以看出三层观景平台是人流经过频次最高处，是博物馆内部人群聚集程度最高的区域。在二层展厅人群基本围绕展墙匀质分布，且在展厅内部借助展墙使人流有向前行走的引导。在空间句法中视觉可理解度指标是衡量整体空间是否容易被理解，表达了游客在博物馆空间中是否容易迷路，其表达形式采用视觉连接度与视觉整合度散点的离散程度。当R2在0～0.5表明空间理解度差，当R2在0.5～0.7表明该空间理解度良好，当R2在0.7～1表明该空间理解度佳。通过计算可知，万林艺术博物馆一层视觉可理解度为0.808，二层展厅为0.877，三层咖啡厅及观景平台为0.645。博物馆内部空间整体空间理解度良好，游客在博物馆内部能够清晰地认知自身所处的位置。

3 万林艺术博物馆设计评价分析

通过行为轨迹数据与空间句法对万林艺术博物馆的内外空间设计进行客观清晰的分析，以下将以此为基础，结合PSPL观察法与调查问卷数据分别从万林艺术博物馆外部空间停留设施、内部空间的功能与流线等进行评价与探讨（图9～10）。

图9 人流模拟

图10 视觉可理解度

3.1 停留设施设计

由使用人群密度分析可以看出万林艺术博物馆的外部空间设计中形成大范围的人群聚集与点状分布人群聚集，且两类人群聚集中产生了长时间的停留行为。通过调查问卷的数据分析，对于影响在博物馆外部空间停留的原因中，26%选择了停留设施的设置，19.6%选择博物馆景观设计吸引其停留。通过实地调研的数据统计，在博物馆的外部空间产生多种活动（图11），活动类型以聊天、整理东西、玩手机为主，分别占据总人数的43.4%、18.9%、17.4%。结合在万林艺术博物馆外部空间的核密度和停留时间分析，在外部空间存在人群聚集与长时间停留。因此，可以明显地看出在万林艺术博物馆的外部空间设计中，运用停留设施形成交流的场所，能够有效地促进自发性活动的产生，激发了游客与学生的交流行为。

图11 活动类型分布图

通过实地调研的数据统计，绘制了万林艺术博物馆外部空间使用人群年龄构成（图12）和人群类型构成（图13）的分布图，使用万林艺术博物馆外部空间的人群以中青年人群为主，其中青年占据总人数的49.1%，中年占据总人数的29.6%，孩童和老年较少。且外部空间以2～3人的小群体为主，人群类型多样。由此可以看出万林艺术博物馆的外部空间设计对各类人群具有普适性，外部空间使用人群结构多样。

图12 人群年龄构成图

图13 人群类型构成图

万林艺术博物馆在外部空间的停留设施设计中采用多种座椅组合的方式，促进不同人群之间的交流。在核密度图中人群聚集程度低的B2、B5、B6区域，通过实地调研数据的统计（图14），可以看出在B2、B5、B6区域中使用人群类型最多的是情侣，分别占据各区域总人数的50%、52.6%、47%。通过随机访谈可知，B5、B6区域受到情侣的青睐，一方面B5、B6区域内借助建筑本身倾斜的墙体构成天然的雨蓬遮蔽阳光，即使在没有树木遮蔽的情况下也能形成良好的微气候；另一方面由于B5、B6区域位于博物馆主入口的背面，可达性低，具有良好的私密性。而选择B2区域，一方面由于B2区域尺度较大，人群更多地关注绿地景观，使得在80m的长直步道上停歇人群较少；另一方面B2区域采用长条状的木质座椅，适合情侣之间保持亲密距离。而在核密度图中人群聚集程度低的B4区域受到了家庭与朋友群体的青睐，分别占据B4区域总人数的37.5%、28.8%。由于在B4区域中采用圆桌式座椅设施，能有效地促进小群体间面对面的交流，保持群体间的交往尺度。在万林艺术博物馆的停留设施设计中，停留设施类型具有多样性，且结合私密性灵活布置座椅设施，以此吸引不同类型人群的停留，创造不同类型人群的交流场所。

图14 区域内人群类型构成图

3.2 以游客为中心的功能的设计

在对万林艺术博物馆内部空间人流模拟分析结果中，可以看出三层的室外观景平台是人群聚集程度最高的区域，且通过人群聚集程度与人群停留时间的分析中可以看出在万林艺术博物馆的B8区域（即室外观景平台）整体使用频率高、人群聚集程度大，并产生长时间的停留。在万林艺术博物馆的功能设计中，将游客的体验放在首位，在博物馆的三层空间作为公共服务区设置咖啡厅和观景平台，满足博物馆基本展览功能外，强调了博物馆休憩、交流的功能。通过调查问卷的分析，对于博物馆内部最喜欢的空间，35.8%选择三层的室外观景平台，19.7%选择了三层咖啡厅。以上的数据分析和统计结果，笔者认为万林艺术博物馆的功能设计中，以游客为中心将咖啡厅和观景平台置入其中，能够产生趣味性和丰富性，使之成为吸引游客前来博物馆影响因素之一，同时观景平台的设计利用博物馆建筑的第五立面，打破传统博物馆室内外的界限，在满足博物馆展览的基本需求外，又为游客提供观景、交流与休憩的场所，满足游客的精神需求，以此延长游客在博物馆内部的停留时间（图15）。

图15 三层室外观景平台

3.3 空间接续式流线设计

万林艺术博物馆内部空间视觉可理解度的指标反映了在匀质空间的内部，游客能够清晰认知自身所处地点，整体空间理解度良好，在其内部采用了空间接续式流线，在展览空间中通过展墙分隔展览空间，空间引导性不强，利用倾斜的展墙形成的空间形态、强烈的向上指引的楼梯、空间的明暗对比吸引参观者形成多种行进路线。万林艺术博物馆的流线设计既形成了由室外到室内再过渡到室外的有序性设计，又形成了内部空间流线的无序性设计。万林艺术博物馆将室内流线延伸到室外场地，使建筑的内部空间成为外部空间向内延伸的一部分。参观者沿着万林艺术博物馆室外大台阶处的“Z”字形坡道缓步而上，经过室外剧场步入入口空间处的小广场进入博物馆内部，依次经过博物馆的门厅、一层展厅、二层展厅，最终到达万林艺术博物馆的三层屋顶平台，在平台上远眺武汉大学校园内部珞珈山及图书馆。整个博物馆形成室内外连续且相似的空间体验，使参观者能够强烈地感知到建筑无边界、展览无边界、活动无边界。

通过调查问卷的统计，对于博物馆参观流线，51.33%选择随意参观；对于参观者观展过程中是否明确自身的位置，47.8%选择大概知晓自身位置，30.9%选择清楚知晓自身位置，博物馆内部虽然没有固定的游览路线，但参观者仍可以分辨前行路线，基本不会迷路。通过调查问卷的结果与空间句法对万林艺术博物馆空间的验证，笔者认为万林艺术博物馆的内部空间既能保持相对独立又能保持紧密的联系，游客在博物馆内部既可以自由选择游览路径，又能清晰地认知自己所处位置不会出现迷路的状况，使游客在博物馆游览过程中得到精神放松（图16）。

图16 万林艺术博物馆流线

3.4 展示媒介的设计

笔者在实地调研的过程，通过采访了不同人群对于万林艺术博物馆的看法，了解到很多游客在观展过程中，采用数字媒体技术的展览方式比传统的展陈方式更容易受到吸引与停留。在万林艺术博物馆的二层流动展厅中，即采用了传统的展陈方式，利用展墙展示，展品与游客之间相对静止，仅限展品对游客进行单向的信息传递；又采用多媒体技术，运用显示屏现象，将传统平面化的展示进行空间化的组合，以更加动感的方式进行展品展示，提升展览的感染力。笔者认为，在万林艺术博物馆的内部，利用屏幕取代传统的展墙，可以使游客在屏幕前受到动态图像及声音的吸引产生停留，从而引导游客主动地接受知识，并与展品、环境形成交流互动（图17～18）。

图17 万林艺术博物馆展厅展墙

图18 万林艺术博物馆多媒体展示

4 博物馆建筑设计趋势分析

大多数的艺术博物馆不仅是建筑，更是构成了形态多样的文化场所。当代的公共文化类建筑设计应当鼓励游客参与交流，使公共文化建筑成为社会交往的场所。文章通过对万林艺术博物馆的分析与评估，对未来的展演类公共文化建筑提出了4点发展趋势：

（1）室外场地设计

一方面在场地设计中停留设施可结合场地合理布置，运用多种停留设施的类型，形成可供停留、交流、休憩的场所，丰富室外活动的类型；一方面可结合展品设计，与室内观展流线相结合，延伸观展流线；另一方面信息化的建筑表皮与非线性建筑的流行使建筑本身成为展品的一部分，其场地流线设计可围绕建筑本体进行设计。

（2）以人为本的功能设计

在博物馆的功能设计中，满足基本展览需求，可增设观众服务区、休息区等供游客冥想、交流的场所，以此满足游客在观展之余的其他功能需求，加强人与人之间的交流互动，使游客在观展中信息传递由单向转向双向，丰富游客的精神体验。

（3）展示媒介的运用

展演类建筑应将交互设计与展陈设计融为一体，展示技术的发展，使数字媒体的设备与建筑的构件或空间界面融为一体。数字媒体技术的产生重新整合了建筑的空间、装置与观众的感受，创造了数字信息与展示空间高度融合的新空间形式。

（4）空间流线设计

信息时代的到来，空间接续式流线所形成的流动空间模式的展演类建筑增多，自由灵活的观展模式受到大众的青睐。因其内部空间多由大空间构成，展陈方式多样化，显示屏显像、投影仪投射显像及虚拟现实技术的运用，使展演类建筑内部空间墙体的划分方式被多种科技元素取代，空间的界限越来越模糊，形成一个个具有场景式、互动式、多媒体式的展览区域，打破了传统的空间划分方式，给游客带来不同的体验环境。

结语

在此次对于万林艺术博物馆的评估分析中，所使用的时空轨迹数据与空间句法指标分析能够直观又客观地反映博物馆外部空间游客活动的时空分布规律，以及对于内部空间游客使用情况预测分析，与行为观察和调查问卷的主观数据相结合可以更为全面地反映博物馆空间的使用情况。通过主客观的数据的结合，可以更为全面地分析探讨万林艺术博物馆的使用情况。

最后，通过调研数据可以看出，随着我国城市发展和人民文化水平的不断提高，展演类的公共文化建筑不再只针对单一建筑去考虑设计。现代的公共文化建筑突破其自身的封闭状态，注重场地设计，将其转化成为社会交往场所；内部空间注重以人为本，优先考虑精神需求，注重虚空间设计；展厅空间强调交互性、多样性及场景化，从而为当代公共文化建筑的空间变化提供更多的可能性。

资料来源：

图1～2：作者根据《武汉大学校园总体规划（修编）》绘制；

图5～6：作者根据行为轨迹数据绘制；

图7～8：作者根据行为轨迹数据经ARCGIS软件计算分析图绘制；

图9～10：作者根据Depthmap软件计算分析图绘制；

表1：作者根据调查问卷数量进行绘制；

其余图片均为作者绘制、拍摄。