养老机构居室色彩与材质要素的视觉舒适度评价

2020-12-09张军张慧娜

华侨大学学报（自然科学版） 2020年6期

张军, 张慧娜

(东北林业大学园林学院，黑龙江哈尔滨 150040)

1956年联合国《人口老龄化及其社会经济后果》中指出，当一个国家或地区65岁及以上的老年人口占总人口比例超过7%时，意味着这个国家或地区进入老龄化.国家统计局的数据显示，截止2018年末，我国60岁以上人口数量为24 979万人，占总人口比例的17.9%，其中,65岁以上的人口数量为16 685万人，占总人口数量的11.9%.从数据可见，我国已经进入严重老龄化社会[1].在老年人口中，普遍存在因年龄或身体健康等带来的生活自理能力不足的问题.据世界卫生组织预测，到2050年，发展中国家中无法照料自己的老年人数量将是目前的4倍[2].随着社会养老需求的显著增加，对提供护理服务的养老机构需求日益增长，养老机构的建设和发展已经成为社会各界关注的焦点.

居室空间作为老年人使用频率最高的核心区域[3]，是营造舒适化机构养老的重要内容，良好的居室空间环境能有效改善老年人在养老机构中的舒适度.随着科学技术手段的不断提高，在室内物理环境得到改善的同时，人们往往忽视了对视觉空间环境的把控.研究表明，从环境获得的信息中有80%左右来自视觉，在构成室内视觉环境的各个要素中，色彩对老年人的视觉器官刺激性较强[4].色彩在室内空间设计中有着举足轻重的作用，其不仅可以起到修饰和装扮的作用，还可以在一定程度上影响人们的情绪、感受和行为.色彩从来不能脱离载体而单独存在，材质和色彩的相互呼应可以营造出不同的视觉环境.因此，本文提出基于视觉舒适下的色彩与材质搭配优选图谱及设计建议.

1 研究方法

基于视觉需求的研究，应用虚拟现实技术(VR)建立虚拟场景并进行沉浸式体验，将主观方法与客观方法相结合，对以养老机构居室空间色彩和材质交互因素为变量的环境进行视觉舒适度评价，通过SPSS专业统计软件处理获得的实验数据，从而提出基于视觉舒适下的色彩与材质搭配优选图谱及设计建议，以期为老年人创造更加舒适的养老环境.研究流程,如图1所示.

1.1 实验样本

根据不同的区域在居室中的位置和作用，将居室色彩与材质搭配分为3个区域：地面、墙面、家具.对黑龙江省哈尔滨市35个不同规模的养老机构居室地面、墙面、家具的色彩与材质进行现场采集并汇总.在材质因素方面，总结出按照材质种类可将居室空间常用地面材质分为瓷砖(T)、地板(F)及地毯(C)3类属性，常用墙面材质分为壁纸(WP)和涂料(CO)2类属性，常用家具材质分为天然木材(NT)和人造板材(AP)2类属性；在色彩因素方面，总结出按照色系可将居室空间常用地面色彩分为中性色(NC)和冷色(WC)2类属性，常用墙面色彩分为暖色(WC)、冷色(CC)、中性色(NC)3类属性，常用家具色彩分为暖色(WC)和中性色(NC)2类属性.

为避免实验样本数量过大，使用正交分析[5]科学地减少实验场景，结合选定的因素和因素属性，共设计36个样本，实验样本如表1所示.表1中：以样本1为例，T-NC表示地面材质属性为瓷砖，地面色彩属性为中性色.

表1 实验样本Tab.1 Experimental samples

1.2 实验平台

使用BIM建模软件Revit2018创建养老机构居室空间三维模型，模型经过Fuzor软件处理转化成VR场景，被试者戴上头戴设备即可体验虚拟环境中的36个居室场景.由于理想的研究样本难以直接从现实场景中获得，应用VR技术可以构建超强真实感的虚拟场景，同时，避免外界因素影响实验结果，因此，沉浸式虚拟现实系统为研究提供了场景模拟条件，将现实复杂场景以快速且低成本的方式转化为可控的虚拟场景[6-8].部分居室的实验场景,如图2所示.

(a) 场景1 (b) 场景2 (c) 场景3

(d) 场景4 (e) 场景5 (f) 场景6图2 居室的实验场景Fig.2 Experimental scenes of bedroom

1.3 被试者

选择60位老年人对样本场景进行虚拟体验.被试年龄分布在60～73岁，平均年龄68.4岁，身体健康，性别比例为1∶1.为了避免被试者在VR实验中产生不适，从而产生适应性差异，影响实验结果，每位被试者单次使用VR的实验时间小于10 min，整个实验持续时间为15 d.

1.4 主观心理实验

1.4.1 评价指标及其权重值通过实地问卷调研和文献查阅可知，安全感、归属感、愉悦感、温馨感一直是养老机构老年人群居生活质量最常见的心理影响因素.因此，实验拟定主观评价指标为安全感、归属感、愉悦感、温馨感.

层次分析法(AHP)是由美国运筹学家Saaty提出的一种简单、实用的多准则决策方法，它是一种定性与定量分析相结合的评价方法[9-10].依据层次分析法的模型和构建原理，构建视觉舒适度主观评价层次分析模型，得出主观评价指标权重值，如表2所示.由表2可知:养老机构居室空间内，视觉舒适度的主观评价指标权重值排序为安全感>归属感>温馨感>愉悦感.

表2 主观评价指标权重值 Tab.2 Weight values of subjective evaluation indexes

1.4.2 评价方法语义差异法(SD)是由Osgood提出的一种衡量人心理感知的量化评价方法.它主要通过一系列的“感性词语”将被调查者的心理感知量化为具体的数据[11].将确定的4个主观评价指标设定为4组正、反义词成对的形容词进行评价.根据李克特量表[12]，将心理变化量分为5个等级，分别用数值0，0.25,0.50,0.75,1.00 表示.

1.4.3 实验步骤 1) 被试者在进入虚拟仿真实验室后，需初步了解及适应虚拟场景，适应时间约5 min；2) 正式开始实验，被试者可在虚拟环境观察场景和小幅活动，然后,对每个居室场景的4个主观评价指标进行判断并实时汇报，由操作人员根据被试者判断的数据实时填写问卷量表.

1.5 客观生理实验

1.5.1 生理指标引用疗愈环境理念展开研究.疗愈环境指的是那些能够对生理健康和心理福祉进行恢复、起到疗愈作用的环境[13].为评估部分可设计建筑要素对老年人使用者所产生的疗愈影响，采集被试者在不同虚拟场景下的生理指标变化(心电R-R间期和心率)，间接评估色彩和材质交互因素为变量的视觉舒适程度.

图3 测试流程Fig.3 Test flow

1.5.2 实验步骤图3为测试流程.图3中：T1,T2，T3，T4分别代表时间开始时刻、应激前、应激后、疗愈后.1) 被试者在进入虚拟仿真实验室后需初步了解及适应虚拟场景，适应时间约5 min；2) 正式开始试验，首先进行特里尔社会应激测试(TSST)[14]，即2 min左右的心算任务，此阶段为压力阶段；3) 被试者可在虚拟环境观察场景和小幅活动，此阶段为缓压阶段.

2 实验结果与分析

2.1 心理结果与分析

2.1.1 有效性分析使用SPSS软件进行Kendall′s分析，对心理实验数据进行有效性验证.Kendall协同系数检验分析表,如表3所示.表3中：N为被试者人数；W为Kendall协同系数；P为渐进显著性.由表3可知：P<0.05，评价者各项主观评价指标评判标准一致，主观评价实验数据有效.

2.1.2 差异性分析在分析实验结果之前，有必要对被试者的年龄和性别因素进行差异性分析.由于老年人被试者的年龄在60～73岁，未构成明显的年龄梯度，因此,只针对性别因素差异性进行分析[15].分别将男性、女性被试者的原始评价数据录入SPSS软件进行独立样本T检验分析，统计得出部分T检验结果,如表4所示.由表4可知：Sig值>0.05，性别对36个样本的检验结果没有差异.

表3 Kendall协同系数检验分析表Tab.3 Kendall coefficient test analysis table of subjective evaluation results

表4 性别因素独立样本部分T检验结果Tab.4 T-test results of independent samples with gender factors

2.1.3 主观评价综合得分对60份主观心理实验问卷量表进行统计，结合主观评价指标权重值，得出样本的视觉舒适度综合得分(n)，如图4所示.根据图4中每个样本视觉舒适度的综合得分，将样本视觉舒适度分为3个等级：n≥4表示比较舒适；3

图4 样本的视觉舒适度综合得分Fig.4 Comprehensive score of visual comfort of samples

2.2 生理结果与分析

2.2.1 生理指标结果部分被试者心电R-R间期和心率的生理数据统计结果，如表5所示.

由表5可知:在应激前，被试者的生理指数无明显差异，个体之间的较小差异是由于不同被试者的体质不同；在应激后，被试者的生理指数均明显降低，个体之间无明显差别，反映出被试者在面对心算考试时都持续存在的压力感受；但在疗愈后，被试者的生理指数呈现不同的变化，说明不同的样本对被试者产生不同的疗愈效果，同时，也证明不同样本对老年人视觉舒适度有不同的影响；相比心电生理数据，心率生理数据对实验的灵敏度较低，整个实验过程未发现明显的变化.

表5 生理数据统计结果Tab.5 Statistical results of physiological data

2.2.2 协方差分析被试者在面对应激阶段的压力任务后，可能表现出不同程度的生理反应.针对这种情况，应采用统计学中的协方差分析[16].根据不同变量对被试的疗愈程度，将其分为A(样本4，5，6，7，8，9，21，28，32)，B(样本3，12，13，15，18，22，26，29，30，35)，C(样本1，2，10，11，14，16，17，19，20，23，24，25，27，31，33，34，36)3组.协方差统计结果，如表6所示.表6中：R2为拟合度.