中国亚热带高原季风气候区小环境人体舒适感研究
——以云南大学为例

盛卫国李 晖邱惠怿周怡露

小环境中的植被、水体可以使“热岛”变“凉岛”，这不仅可以使人们心情愉悦，而且还影响着公共空间的使用率和使用频率[1]。研究室外小环境中人体舒适感的目的是发掘影响舒适感的因素，并根据收集的数据进行舒适度计算与舒适感评价[2-4]。室外环境中，影响人体舒适感的因素有很多，人体周围环境中的景观“小气候”会产生不同的温湿度、风速、风向，在这些因素影响下可计算出“舒适指数”或“不舒适指数”[5-9]，通过人为、有机地改善小气候环境，能够提升室外人体舒适感[1]。小环境中的人体舒适感不但受地形、地貌、人流等因素影响，还受到噪音大小和情绪氛围等因素影响[5，12-14]。

人体舒适感的影响与气温的关联最大，而在中国亚热带高原季风气候的影响下，气温变化因素较多，不能完全照搬既有的普适的标准来衡量舒适感。舒适感关键在于人的感受，因此还需结合使用者的体验及感受进行综合评价[15-18]。研究通过分析特定景观造成舒适感不同的原因，为在小环境内提高人体舒适感提供参考建议，并总结出基于气候特征条件下的人体舒适感的一般规律。

1 研究对象概述

云南大学呈贡校区坐落于昆明市呈贡新区，气候类型为亚热带高原季风气候。本研究选取了校区内的泽湖、图书馆、钟楼、体育场、文典广场、食堂、玫瑰园、明远楼、校医院、格物楼共十个典型景观区域为研究对象，空间位置及周边景观布局参看图1。其中，图书馆区域植被繁多，树木茂盛，主入口前是一座喷泉广场，点缀有若干植被，周边公共设施、景观小品齐备；钟楼区域位于云山山顶，周围植被主要为连片的薰衣草植株，四周开阔，乔木较少，另座椅等休憩设施较少，可达性不强；泽湖区域以水体为主，植被丰富，另专门设有一些游憩场地；体育场区域硬质地比例大，休憩设施较多，但植被覆盖率较低；文典广场主要用于集会，周边开阔，地形平坦，休憩设施较少，绿化覆盖率低；食堂区域硬质比例大，植被较少；玫瑰园种植了大片玫瑰，四周开阔，硬质地比例小，休憩设施较少；明远楼、校医院、格物楼区域以建筑群楼为主，硬质地较多，外部设置的休憩设施较少。在呈贡校区中，所选取的十处研究区域都具有空间聚合度较好、使用率和使用频率较高、景观布局差异较大等特点，可作为研究校内景观区域舒适感的典型代表。

图1 十处研究区空间位置及周边景观布局

2 研究方法及内容

2.1 研究方法

人体的舒适感受诸多因素影响，主要来自物理、心理、生理三个方面，为了研究的准确性和数据采集、分析的便利性，本研究主要从物理和心理两个方面进行研究。根据中国亚热带高原季风气候的特点，并依据国家标准（GB/T 27963—2011）《人居环境气候舒适度评价》[19]（以下简称《标准》），将昆明的夏半年划定为当年5月至10月，冬半年划定为当年11月至次年4月[12]。依据《标准》中冬半年推荐使用“风效指数”，加之三处景观区域的水域类型、植被覆盖率、立体垂直空间等差异较大的特点，本研究使用《标准》中的“风效指数”进行舒适度计算与评价，并将“温湿指数”作为参考。其中，“风效指数”计算公式为：

式中：K—风效指数，取整；T—℃，某一评价时段温度；V—m/s，某一评价时段风速；S—h/d，某一评价时段日照时数。

根据《标准》，对舒适度进行五个尺度的等级划分（表 1），舒适感程度对应采用寒冷、冷、舒适、热、闷热等五个尺度表示。将所测的气象数据进行计算，计算结果与表1中“风效指数”对照，并得出对应的舒适感觉程度。

表1 人居环境舒适度等级划分

研究需要测量数据为温度、湿度、风速、日照时数，使用便携式风速计测定温度（℃）、相对湿度（%）及风速（m/s），使用日照计测量太阳日照时数。并通过问卷调查，调查受访者的年龄分布（15岁以下；15～35岁；35～50岁；50岁以上）、性别比例（男、女）、十处景观区域的前往意愿偏好、前往时间（6：00—10：00；10：00—14：00；14：00—18：00；18：00—22：00）、停留时间（20min以下；20～40min；40～60min；60min以上）、整体舒适感（很舒适、一般舒适、不太舒适、不舒适）、第一印象下的舒适感（更加愉悦、比较愉悦、没影响、比较糟糕、更加糟糕）、临时休憩场所选择（水体旁、树荫下、路边长凳上、草坪上）、能否感知海拔高差影响舒适感（经常能、有时能、几乎不能、不能）、景观类型选择（自然景观、人文景观、自然和人文景观）等，分析研究校园区中影响人体舒适感的因素。将实地测量得到的气象数据进行计算，并结合问卷调查交叉分析结果，综合分析十处景观区域的舒适感。

2.2 研究结果及分析

本研究于2020年1月1日—7日进行了连续7日的28次实地调查和气象数据数据采集。为了保证研究整体性与准确性，数据采集时间点与问卷调查的时间保持一致，选择每天的9：00、13：00、17：00、21：00进行数据采集。

数据计算结果（表 2）显示：十处景观区域的舒适度为：图书馆、泽湖、格物楼、校医院、食堂、玫瑰园和体育场七处区域等级为3级，健康人群感觉舒适；钟楼、明远楼和文典广场三处区域等级为2级，健康人群感觉偏冷，较不舒适。

根据表2绘制出舒适度对比参考图（图2），从图中可以分析得出：舒适感最佳位置应位于正中间，即表示不冷也不热；K值越靠近中间位置，人体舒适感越好；K值越远离中间位置，人体舒适感越差。因此，据图可初步判断十处景观环境中舒适感为：格物楼＞校医院＞食堂＞图书馆＞体育场＞玫瑰园＞泽湖＞明远楼＞文典广场＞钟楼。

图2 十处景观区域人体舒适感对比参考

表2 十处景观区域舒适度计算评价

冬半年影响人体舒适感最主要因素是气温，昆明的全年最冷月为一月，因此选取一月作为调查月最为典型，更能够真实代表冬季校园区的舒适感状况[17，20]。将十处区域连续7日所测得28组数据进行统计分析，结果如图3所示：十处区域平均气温呈现出早晚低、午后高的特征，且图书馆、泽湖、钟楼三处区域白天同一时间段内的气温表现出总体不稳定且平均气温略低于其他区域的特点；十处区域平均风速表现出白间大、夜晚小的特征，格物楼、校医院、明远楼、食堂等区域白间风速和风向呈现出不稳定状态；十处区域相对湿度整体呈现出早晚高、午后低的特征。从计算结果来看，十处区域的舒适度整体符合中国亚热带高原季风气候特征，受低纬高原山地地形作用，正常人群整体感觉比较舒适。但由于小环境的不同，各区域会存在一定差异，因此还需要结合问卷调查，从人的感受出发综合得出各区域的人体舒适感。

图3 十处景观区域环境因子统计

调查问卷有效回收362份，数据显示：男性受访者比例为46.5%，女性比例为53.5%；51.8%受访者表示更愿意前往泽湖区域、21.9%愿意前往图书馆区域、11.4%愿意前往钟楼区域。在将性别与前往意愿数据进行交叉分析时发现（图4a）：无论男性还是女性，均超过半数以上的人更愿意前往泽湖区域，第二是图书馆区域，第三是钟楼区域。在选择休憩场所时（图4b），选择草坪上的男性比女性多4%；选择水体旁的男性比女性多21.4%；选择树荫下的女性比男性多18.8%，选择长凳上的女性比男性多36%。

图4 性别与前往意愿交叉分析

问卷调查中，超过85%的受访者愿意前往泽湖、图书馆、钟楼三处区域，因此将对三处区域进行典型性分析，将三处区域问卷数据进行交叉分析并分类（图 5 ，“游览时间×停留时长”表示为“游览时间”与“停留时长”交叉分析，下同），数据结果显示：泽湖区域停留时间多在20～40min，且在18：00—22：00前往愿意更高；钟楼区域停留时间多在20min以下，且在18：00—22：00前往愿意更高；图书馆区域在14：00—18：00与18：00—22：00前往愿意更高，在这两个时间段内停留时间多在1h以上。综合上述分析，三处景观区域18：00—22：00“人气”最足，虽然停留时间不等，但与校园区内师生学习、工作、休息时间相契合：18：00—22：00是师生结束一天学习、工作后的休息与锻炼时段，且18：00—22：00平均温度为15℃，空气湿度逐渐增大，风速逐渐减少，是一天中相对温润、安静的时间段。同样，“游览时间”与“舒适感受”交叉分析结果也显示大部分受访者认为18：00—22：00是一天中比较舒适的时间段。“停留时长”与“性别”交叉分析结果显示：泽湖区域和钟楼区域无论男性、女性，大部分会停留40min以下，图书馆区域不论男性、女性都会停留1h以上，而在前往意愿调查中，超过半数的受访者意愿前往泽湖区域，其次是图书馆区域，最后是钟楼区域，可以发现泽湖区域和钟楼区域在校园区的主要功能定位是游憩，而图书馆区域主要功能定位是学习和科研。

图5 问卷数据交叉分析分类统计

十处景观区域的数据测析结果显示：图书馆、泽湖、格物楼、校医院、食堂、玫瑰园、体育场七处区域人体舒适感为“舒适”；钟楼、明远楼、文典广场三处区域人体舒适感觉为“冷”。结合问卷统计结果，51.8%受访者表示更愿意前往泽湖区域、21.9%愿意前往图书馆区域、11.4%愿意前往钟楼区域，14.9%愿意前往其他七处区域。因此，十处景观区域中，泽湖和图书馆区域整体舒适感较佳；钟楼、格物楼、校医院、食堂、玫瑰园、体育场区域舒适感一般；明远楼、文典广场区域舒适感较差。图书馆区域植被茂密，休憩设施齐全，小气候环境温暖舒适，较适宜长时间停留，声环境条件优越；泽湖区域景观要素为水域和植被，绿化覆盖率高，水域面积在十处区域中最大，晨、晚间会形成温润的“水陆风”小气候，交通便捷；文典广场和明远楼区域主要以建筑群为主，空间布局开阔，缺少遮荫挡风的植被和休憩设施，且风速较大，人体散热快，小气候环境中人体舒适感不明显，不适宜长时间停留，受访者停留时间一般为20分钟以下。因此，绿地率高、景观构成要素多、空间景观围合度高的景观区域更能给人们带来舒适感。

此外，经调研发现，半数的受访者认为海拔影响着温度和舒适感，测量数据也表明：钟楼、明远楼、文典广场是十处区域中海拔相对较高区域，平均气温低于图书馆、泽湖区域1～2℃。由于钟楼、明远楼、文典广场三处温度低、风速大，导致人体散热增大，更容易感到寒冷，引发不舒适感。此外，海拔的高低影响着景观区域的可达性，海拔越高，可达性随之降低，疲劳感同时增强，从而间接地影响着舒适感。除了海拔之外，在提供了公共服务设施（如休憩设施和遮荫挡雨设施）的图书馆、泽湖等区域，人们通过使用休憩、遮荫挡雨等公共设施可降低疲劳感和烦躁感，从而减少了心理和生理上出现的不舒适感。

结语

通过对亚热带高原季风气候区的校园特定景观区域的舒适度测析和调查，我们发现在大气候环境影响背景下，各区域人体舒适感大体上趋于一致；但在特定的景观小环境中，人体舒适感会呈现出一定的差异性。通过对十处景观区域舒适度测析，对比发现造成特定景观下的舒适感不同，主要由绿地覆盖率、景观空间围合度、声环境、景观要素类型、服务设施配置、交通可达性六个因素综合驱动影响。此外，研究发现通过环境因子算得的舒适感与受访者前往意愿基本保持一致，这意味着人们处于景观区域时，外在物理和内在心理上的舒适感基本趋于一致，人体主观舒适感能和人居环境客观舒适度形成统一。通过实地调研发现，绿地覆盖率和植物郁闭度的增加可以更好地达到保湿增温效果；同时，景观空间围合度的增加也可以更好地达到保温增湿的效果。通过改善这两者，可一定程度提升小环境内的舒适感，这在相关研究已得到验证[21]。通过问卷分析得出：降低人们在景观空间行走时的疲劳感和环境嘈杂感有利于提升人体舒适感；适当增加景观要素类型也可增加舒适感。基于亚热带高原季风气候，校园特定景观下的人体舒适感的一般规律为：人们处于绿地覆盖率高、景观空间围合度强、景观要素类型丰富、声环境安静、服务设施配置完善、交通可达性便利的景观空间中的舒适感最好。

资料来源：

表1：《人居环境气候舒适度评价》（GB/T27963—2011）；

文中其余图表均为作者自绘。