办公室人员睡眠质量、觉醒度与近窗距离的关系——基于高密度城市区域办公空间现场调研问卷的数据分析

林　怡，刘　聪,付美祺,董英俊

(同济大学建筑与城市规划学院高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室，上海　200092)



办公室人员睡眠质量、觉醒度与近窗距离的关系
——基于高密度城市区域办公空间现场调研问卷的数据分析

林怡，刘聪,付美祺,董英俊

(同济大学建筑与城市规划学院高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室，上海200092)

办公室工作人员日间的绝大部分时间在办公室内度过。由于基地条件、结构要求、规划政策以及造价等因素的制约，在高密度城市区域的办公建筑中，办公室空间多为大进深、矮层高、朝向不佳，缺乏足够自然光。本研究通过对上海高密度地区的20个办公空间的实地调研，采集190份调研问卷，对办公人员睡眠质量、疲劳度、愉悦度、觉醒度、光环境评价等指标进行评估。结果显示办公人员工作位置距窗户的距离与两组睡眠因子“是否容易入睡”，“睡醒后是否感觉精神焕发”具有显著相关性，距离窗户近的工位利于办公人员的入睡和睡眠质量。近窗距离与工作人员的疲劳度和愉悦度没有显著相关性，但与觉醒度的“困倦度”成显性相关，远离窗户的工作人员在白天的工作时间段感觉更为困倦。

办公空间;睡眠质量;疲劳度;近窗距离;实地调研

引言

办公人员日间的绝大部分时间是在其所工作的办公室室内度过。作为构成办公空间物理环境的重要组成部分，光环境不仅影响办公人员的工作效率、认知能力，也对其情绪，健康产生显著作用[1-2]。大量研究显示，光作为人体昼夜节律的主要激发器，直接作用于位于下丘脑、作为中枢生物钟的视交叉上核(Suprachiasmatic Nucleus，SCN)，使得人体内在节律与外界环境同步。而缺乏必要的或不当的光照刺激则会引起人体生理节律紊乱，影响睡眠质量，并导致诸多健康问题，如情绪障碍、智力下降、糖尿病和肥胖，降低女性受孕率，增加流产和乳腺癌的风险，诱导心血管疾病和癌症等[3-4]。

位于高密度城市区域的办公建筑，由于其基地条件、结构要求、规划政策以及造价等因素的制约，办公空间进深较大，天花板较低，朝向不佳，这都限制了办公空间中可能获得的自然光照。我们假设，坐落在高密度城市区域的大进深办公空间，由于缺乏足够的自然光与人工照明，其光环境难以满足办公人员的生理需求，尤其是远离采光口的低照度区域。所处远离采光口区域的工作人员心理、情绪和睡眠质量都会受到负面影响。因此，本研究旨在通过实地调研上海高密度城市区域建成办公空间的光环境品质(自然采光与人工照明)，并采用现场实测与主观问卷的调研形式，探讨工作空间光环境与工作人员情绪、心理感受、疲劳度以及睡眠质量的影响关系。本文主要介绍问卷调研及部分数据分析结果。

1　调研方案

1.1调研设计

本次调研对象为位于上海市高密度城区典型办公空间及其办公人员。一方面对主要工作时间段内办公空间内的亮度分布，关键工位照度水平，室内人工照明照度水平，色温进行了实测，对采光口情况，遮阳措施，灯具及其布置方式等进行了记录。 在现场实测调研同时，办公室工作人员被邀请自愿完成一份纸质问卷。问卷包括视觉、心理与生理等方面的问题，并报告通常情况下的工作量和工作时长，完成对办公空间光环境的主观评价。为了最大程度地避免季节性因素影响，如季节性情感障碍(SAD)，选取春、夏两季(3月～7月)进行调研。调研期间天气状况为晴或多云。

1.2调研对象选择

本调研样本选取上海市13栋办公建筑中的20间办公室。这些办公建筑分别位于上海市的三个高密度城市区域。其区域容积率从1.5～12.5不等，低容积率区域主要为教育用地，如大学等。但选取的办公建筑其容积率均高于3.0。调研办公空间38%位于6层以下，19%位于6层与10层之间，43%高于10层；包括5间单元式、5间组团式和10间开放式办公室。考虑到尺寸以及使用人员数量上的差异，在单元式办公室内没有发放问卷。

1.3问卷受访者

所有问卷均在调研中单独发放和回收。190名受调查者中112人(59%)为男性，78人(41%)为女性。分为五个年龄阶段，分别为小于30岁(63%)，30～39岁(34%)，40～49岁(2人)，50～59岁(3人)以及60岁以上(0人)，其中有一位受访者未注明年龄。72名受调研者位于组团式办公室，另外118人位于开放式办公空间。所有受访者视线均可直达窗户，其中63名受访者个人工作区域可以得到日光直射。所有受访者均未报告存在色觉异常，均拥有正常或矫正后正常视力，其中96人佩戴眼镜或隐形眼镜。所有人均已在被调研的办公空间工作三个月以上。

1.4问卷设计

每名受访者的问卷包含32个问题，需3～4分钟完成。问卷分为三部分，第一部分为被试个人基本情况，问卷将可能的选项列出供被调研者勾选。第二部分为办公室环境基本情况，包括工位视野，遮阳设施及人工照明设施使用的情况选择。第三部分为受访者心理，生理两个方面的评估或自报告内容，包括自评估情绪、活力、疲劳度和睡眠质量等，以及对室内光环境的主观评价。其中有关光环境的专业术语，比如色温、亮度、眩光等，在问卷内都做详细解释或选用较通俗的表述，以避免受访者对此类问题的误解。

1)基本情况——此部分问卷除如年龄、性别、视力矫正镜片的使用等的基本信息外，还需被试填写工作时间和工作位置的情况。关于“工作时间”的问题是“每周平均在办公室工作多少天？”，备选答案分别为“1～3天”，“4～5天”，“超过5天”。其中选择“1～3天”的问卷数据将不被参与分析。关于“工作位置”的问题是“你的工作位置距离最近的窗的距离是多少？”，备选答案为“小于2 m”，“2 m～4 m”，“大于4 m”。

2)疲劳度——疲劳度量表选项摘自TNO/RUL Chronic Fatigue and Work Questionnaire[5]。要求受访者选择在最近三个月中经常困扰他们的问题，如“注意力不集中”，“喉咙发干”，“容易困倦”，“视力模糊”，“烦躁”，“食欲不佳”，“头痛”，“眼睛干涩”，“皮肤干涩”，“头晕”。选项数量不限，被调研者可全选，亦可全部不选。

3)愉悦度和觉醒度——受访者的“愉悦度”和“觉醒度”使用5级语义差别量表进行评估。其中愉悦度量表包括三组选项：不幸福的/幸福的(unhappy- happy), 烦躁的/快乐的(annoyed-pleased), 不满意的/满意的(unsatisfied-satisfied)。觉醒度量表包括三个选项：缺乏活力/活力充沛(lacking in energy-energetic)，清醒的/困倦的(wide awake-sleepy)，平静的/兴奋的(calm-excited)。量表选项摘自Pleasure-Arousal-Dominance(PAD) model[6]。为了获得相对独立的因子，中文选用的词组是从一系列相近的形容词中挑选而得。要求受访者根据近三个月的总体情况进行评估。

4)睡眠质量——受访者需回答7个关于睡眠质量的指标问题，包括“经常睡眠不足五个小时”，“醒来后感觉精神焕发”，“日间需要喝咖啡或能量饮料保持清醒”，“经常感觉缺乏睡眠”，“入睡很容易”，“半夜醒来后难以再次入睡”，“需要服用安眠药帮助入睡”[5]。受访者根据最近三个月的情况对每个问题回答“是”或者“不是”。 指标“睡醒后感觉精神焕发” 和“入睡很容易”回答为“是”，意味着受访者睡眠质量良好，“否”则意味着睡眠质量较差。其余5个指标则情况相反。

5)光环境整体评价——问卷要求被试对光环境的四个指标进行主观评估：光色(暖/冷)，亮度(暗/亮)，眩光(有眩光/无眩光)以及光环境整体满意度(不满意/满意)，均采用5级语义差别量表进行评估。

1.5统计分析

根据问卷数据，我们计算综合睡眠质量与疲劳度，然后与需要探究的变量(包括：光环境参数、愉悦度、觉醒度、离窗距离等)进行统计分析。统计采用多个独立样本的非参数检验，使用Kruskal-Wallis 检验方法，用于分析变量间是否具有显著性差异，根据P值判断关联性是否显著。显著性水平设置为0.05，但由于心理学研究的差异性，如果P值接近于0.05，比如0.055，也可以认为其结果是显著的。Kruskal-Wallis检验实质是两独立样本的曼-惠特尼U检验在多个样本下的推广，也用于检验多个总体的分布是否存在显著差异。其原假设是：多个独立样本来自的多个总体的分布无显著差异。

2　问卷结果分析

本次所调研的办公单位在所处建筑朝向、工作特性等方面具有一定的差异性。可能会导致同一办公空间受访者的分析结果与该单位的建筑空间的特性或工作状态高度相关，而产生数据偏差。但是由于本调研中采用了较大的样本量，可以忽略上述偏差对结果的影响。我们统计分析了睡眠质量，愉悦度，活力度，疲劳度，光环境评估和工作位置离窗距离各要素之间的相关关系。限于篇幅，本文只讨论睡眠质量和疲劳度与其余变量之间的关系。

2.1近窗距离与睡眠质量

图1为受访者的7项睡眠指标与其近窗距离的关系统计图。列联分析结果显示，“是否醒来后感觉精神焕发”(P=0.014)，“是否容易入睡”(P=0.024)与工作位置近窗距离显著相关，其他4项无相关性，1项未进行分析(表1)。在此基础上，又通过多重对应分析进一步研究窗口距离和呈线性相关的两个睡眠指标的对应关系，并采用二维对应图来体现关联性(图2)。结果表明，对应图中两个维度的贡献率分别为39%和22%，对应分析高度可信。说明受访者的睡眠状态和近窗距离存在一定的显著关联，距窗口的距离大于4 m的受访者更倾向于“休息得不好”和“入睡困难”；而当距离在2～4 m之间或者距离<2 m时，受访者更倾向于“休息得很好”和“入睡容易”。

图1　睡眠指标与近窗距离关系统计表 Fig.1　The Data of Sleep Quality Items and Distance to Window

表1　睡眠质量7项指标与近窗距离相关性分析

*因只有不到4个受访者选择服用安眠药，因此该项数据未进行下一步分析。

图2　睡眠指标与受访者工作位离窗距离的双指标联合比较图Fig.2　The Contribution Rate of Sleep Quality Items and Distance of Window

2.2近窗距离与疲劳度

此外，亦对疲劳度的10个分项指标进行了与近窗距离的相关性分析。由卡方检验的结果显示，只有“眼睛是否干涩”一项与近窗距离关联性显著(P=0.030)。其中,离窗距离为2～4 m时，眼睛干涩程度最大，其次是小于2 m,超过4 m时候眼睛干涩程度最小。而其他各分项与近窗距离相关性均不显著(表2)。统计上认为疲劳度在总体上与近窗距离相关性不显著。

表2　疲劳度10项指标与离窗距离相关性分析

2.3近窗距离与愉悦度、觉醒度

对近窗距离与愉悦度、觉醒度各子项的相关性分析显示，只有觉醒度的“困倦度”显示出与近窗距离的显著相关(P=0.045)，离窗距离越近，受访者自我评估越倾向于“清醒”，越远离窗户越倾向于“困倦”。其他各项未呈现显著差异性(表3)。

表3　愉悦度、觉醒度与离窗距离相关性分析

基于篇幅所限，本文不讨论光环境评价与其他因素之间的相互关联性。

3　讨论

问卷数据分析结果显示，受访者工作位置离窗远近与办公人员睡眠质量“醒来后感觉精神焕发”，“容易入睡” 两组睡眠指标显著相关，距窗小于4 m的办公人员相比于距窗大于4 m的办公人员更容易入睡，休息得更好。我们推测这一结果是由于近窗距离影响了受访者可获得的光照量的多少而产生的。本次现场调研的照度实测数据显示，在白天工作时段即便考虑进人工照明也有30%的办公室工作面平均照度小于300 lx。而工位眼部高度的垂直照度平均值全部低于1 000 lx，且20间办公室中只有4间大于500 lx。距窗4 m以外工作位，其自然光照水平无论是垂直照度还是水平照度都远低于100 lx[8]。亦有对我国寒冷地区既有办公建筑进行的调研显示，大进深的办公室在进深方向照度衰减非常快，北向办公室距窗4 m位置的自然光照度已降至100 lx以下[9]。因而距采光窗越近工作人员，其日间受光量相对较大，进而有较高的睡眠品质；远离窗的工作人员，则由于日间获得的光照刺激较少，则倾向于睡眠质量较差。这一结论也与Iwata[10]和Hubalek[11]进行的白天光照强度与睡眠质量的跟踪研究结果相一致。而另5个睡眠因子，虽并未显示出与近窗距离的相关性，但“感觉缺乏睡眠”和“再次入睡困难”两个指标在具体数量上仍是距离小于2 m的受访者数量最少，显示相对睡眠品质较好。但考虑到该结论是基于受访者对于近3个月时间睡眠总体情况的主观评估， 可能需要通过长期的数据跟踪采集，才能更为明确其关联机制。

此外，以往许多的研究已证实光照刺激(单色光或高亮白光)无论在夜间还是日间，对于睡眠剥夺或缺少睡眠的人员的褪黑激素起到抑制作用，进而提高了其生理觉醒度、警觉性[12-15]。亦有研究在日间工作时段，给予正常状态下的被试进行对比实验，结果显示，眼部照度1 000 lx较之200 lx的被试，困倦度、活力度和愉悦度均得到了提高[16]。我们的假设是靠近窗户的工作人员，由于他们可以获得更多的光照量，在觉醒度上也应表现更佳。但本次现场调研结果中，近窗距离与觉醒度的“兴奋度”和“活力度”子项不显著相关，只与“困倦度”子项显著相关；且与愉悦度的三个子项均无相关性。这一结论与以往研究也不完全一致。我们推测困倦度与近窗距离关联性与对睡眠质量的关联相类似，更靠近采光窗的工作人员由于可获得更高的光照刺激，褪黑激素被抑制，进而减少了困倦感。而受访者对于“兴奋度”和“活力度”的评估可能受其他外部条件、工作性质以及心理因素的影响更大，因此并没有显示出关联性。

以往的大量研究已经证实办公人员对于窗户的喜好[17]。其中对于自然光的渴望是窗户在办公环境中如此重要的原因之一，而窗户所提供的与室外环境的交流通道以及室外景观也是影响工作人员愉悦度的重要因素。基于此似乎越靠近窗户的工作人员愉悦度应该越高。然而窗户所产生的负面影响如眩光和热舒适度问题，又会降低使用者的愉悦度、满意度[18]。而且，本次分析只涉及窗户的距离因素，因此与愉悦度的三个子项数据分析并没有显示出相关性也是可以理解的。

对于近窗距离与疲劳度的影响关系的分析显示疲劳度除“眼睛干涩”一项指标外，其余9项指标均与离窗距离并没有显著相关。虽然以往一些研究也显示了窗户提供的自然景观可以减轻办公人员精神紧张或疲劳[7]；而日间明亮的光照对于缓和被剥夺夜间睡眠人的情绪以及精神疲劳度也被多个研究所证实[13-14]。然而，本次调研结果并没能证实近窗距离和疲劳度间的相关性假设。一是可能本次疲劳度指标多为身体疲劳指标，而非精神疲劳度指标；二是可能受到问卷数量或复杂的现实条件所限制，可在后续研究中进行更为针对性的研究。

4　小结

本次调研根据190名受访者的问卷结果，分析了工作位置离最近窗户的距离与睡眠质量、疲劳度、觉醒度和愉悦度的影响关系。其中，数据显示在高密度城市区域的办公空间中，工作人员工作位离窗的距离与其睡眠质量呈负相关，究其原因可能与工作人员日间所接受的光照量有关。昼夜交替的明-暗光照刺激对人体的昼夜节律非常重要，睡眠质量更受到这一周期的直接影响[19]。在高密度城市区域，进深相对较大的办公区域通常只有非常有限的日光渗透。而我国《建筑照明设计标准》(GB 50033—2013)中的规定的工作面照明标准值也仅为300 lx或500 lx[20]。考虑到眼部进光量才能够引起人体生理效应，现有的办公室光照水平对于昼夜节律的刺激是非常有限的。在现有的采光条件下，如何创造一个不仅利于视觉功效，更利于身心健康的人工照明环境将是后续研究的重点。

致谢:感谢参与本次调研的20家公司与190名受访者对调研工作的大力支持。

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Sleep Quality, Arousal and the Distance to Window in Offices—A Field Survey Study of Office Lighting in The High-Density Urban Areas

LIN Yi, LIU Cong, FU Meiqi, DONG Yingjun

(The college of Architecture and Urban Planning, Tongji University, Shanghai200092, China)

Office employees spend the majority of daytime hours in the buildings in which they work. In high-density urban areas, offices are relatively deep with low ceilings due to the site conditions, structural demands and policy/economic constraints. 20 office spaces were surveyed and 190 occupants of 16 group or open-plan offices completed questionnaires in order to seek the relations between sleep quality, fatigue, pleasure，arousal and distance to the nearest window. The results show clear correlations between two sleep quality items -‘feel refresh or not’,‘fall asleep easily or not’ and‘distance to window’; being closer to windows were beneficial to office occupants’ sleep quality. Fatigue and pleasure was not significantly associated with‘distance to window’. Only one arousal item-‘sleepy’ showed the clear correlations to‘distance to the window’.

sleep quality; arousal; window; office; high-density urban area

国家自然科学基金“基于办公室健康照明需求的光谱非视觉生物效应研究”(51308397)

TU1

ADOI:10.3969/j.issn.1004-440X.2016.05.006