室内情景照明对个人空间边界和人际距离感知的影响

缪晓波，董小萌，苏 航，杨 彪

(哈尔滨工业大学(深圳)建筑学院智能照明实验室(iLLab)，广东 深圳 518055)

引言

在我国高密度人口条件下，人均可获得的实际个人空间与心理层面上感到舒适的个人空间存在矛盾，个人行为暴露在公共空间中，降低了私密性和安全感[1]。公共空间设计中，不仅要满足公共功能，还要兼顾个性化行为的需求[2]。但多数的物理空间一旦建成，基本无法满足不同时段下不同行为模式的功能需求。尤其对于像图书馆、餐厅等类型的公共空间，存在着主流和个性化行为对环境需求的矛盾。因此，如何在公共空间中加强或营造个人空间是目前建筑领域的重要议题之一。

1 情景照明提出及应用现状

在2007年，飞利浦公司首次推出“情景照明”(AmbiScene)的概念和产品，这一概念源于对传统照明应用市场的细分和深化，可为解决时间与空间的限制、主流与个性的矛盾提供新思路。情景照明通过编程控制实现光环境根据空间需要进行实时动态变化，其核心就是让灯光融入情景、成就情景、升华情景。同时物联网、大数据、人工智能等技术的发展及其在照明领域中的应用，为情景照明未来发展又增添了更多的可能性[3]。郭琳等[4]的研究同样验证了通过光环境进行氛围营造的方式可以对人产生积极影响。

多位学者研究了学校[5，6]、工作场所[7]、医院[8]和老年护理中心[9]等场所的情景照明，但这些研究都是针对某一特定场景的，且并未涉及光环境对个人空间的影响。Adams等[10]使用实验室止步距离法检查了人际距离在低(1.5 lx)和高(600 lx)光照水平下的舒适度。Fujiyama等[11]使用止步距离法研究五种照度(0.67～627 lx)下的舒适距离，结果显示平均舒适距离在4.0～5.2 m的范围内，并且在较高的光照水平下有轻微缩小距离的趋势。Fotios等[12]运用眼动仪在真实场景中分析出行人做出人际判断的典型观察距离为15 m，远高于Hall基于定性研究提出4 m的人际距离。上述研究主要体现室外光环境对行人的个人空间影响，而没有提及关于室内情景照明的应用。

综上所述，已有关于光环境与个人空间的研究集中在同一场景内的单一行为，无法解决同一空间内多行为模式之间的矛盾，且研究对象多为室外道路照明场景中的行人。另外，光的空间分布也是影响个人空间的潜在因素，但相关实证研究较少。因此，本研究以通过情景照明实现同一空间内多行为模式共存为目标，拟设置多种场景和多行为的情景照明，开展室内情景照明对个人空间边界和人际距离感知影响的实验研究。

2 实验设计与方法

2.1 实验方法

已有关于个人空间和人际距离的测量研究中，研究者通常采用自然观察法[13]、投射法CID[12]或止步距离法[10，11]。本实验采取止步距离法和主观问卷结果作为评价指标，在实验室条件下进行将心理距离外化为物理距离的距离感知实验，探究不同照明分布、不同颜色光、性别以及接近方式对个人空间与距离感知的影响，旨在为情景照明优化提出改进策略。本实验将使用止步距离法[14]，以对空间的感知和人与人之间最小距离为研究对象，采取心理物理学实验方法，探究不同照明分布、光的颜色以及接近方式对个人空间与距离感知的影响。

本实验分为两组，第一组主要探索12种照明空间分布对个人空间和距离感知的影响；第二组主要探索3种光源颜色参数对个人空间和距离感知的影响，继而得到最优的照明组合。

2.2 实验参数选取

实验选取了12种照明分布模式、3种色光和2种不同接近方式作为研究的自变量，人与人之间所能忍受的最小个人空间边界距离(止步距离)与主观调查问卷数据作为因变量。

2.2.1 照明分布模式

12种照明分布模式被选择作为该实验自变量，灯具分布示意如图1所示。实验空间内均匀分布四组灯条，每组灯条长3.3 m，由两个1.2 m的LED灯条和一个0.9 m的LED灯条首尾连接。实验条件中光的空间分布通过独立调节单组灯条线性百分比(100%、50%、25%、10%和0%)来实现，四组灯条全开最大时环境照度约为1 000 lx，不同模式之间的环境照度分布变化在100～1 000 lx之间，这个区间也是平时日常生活工作经常使用的照度区间。色温选取两种，分别为6 500 K和2 200 K。实验空间内灯条分布及编号信息见表1，从进入实验室起的第一组灯条为编号1，往后依次为编号2、编号3和编号4。图2为12种照明模式实景照片。

表1 照明分布模式的具体参数

图1 实验空间内灯条分布示意图Fig.1 Distribution of light in the experimental space

图2 照明分布模式实景照片Fig.2 The photos of 12 light distributions in the experimental scene

2.2.2 光源颜色选择

本研究共选择3种色光作为实验自变量。根据前人的研究，本文选取Fotios等[15]实验中的红色、蓝色和绿色作为实验中三种特殊色光参数。而这三种颜色的光通常被用于部分特殊公共空间氛围营造上，例如酒吧、剧场、视唱空间等娱乐场所。在实验室中通过Thouslite LEDCube设备，使用LCH参数实现相关色光的调节。该实验光源是多通道可调控照明设备，可保证相同光品质的前提下光亮度可调，能保证实验室光源的稳定性，提供均匀且无频闪的照明环境。表2为3种色光的具体参数与实景照片，图3为实验光源位置示意与实景照片。

表2 色光相关参数

图3 实验空间内调光灯源位置及配光范围Fig.3 Light position and light distribution range in the experimental space

2.2.3 不同接近方式

为研究不同接近方式对距离和空间感知的影响，我们选择用止步距离法将被试的心理距离外化为物理距离，从而使用数据进行量化。常规的止步距离法实验是主试向被试方向靠近，当被试感到主试朝他们走来不舒服时，可以向主试喊“停下”，之后测量主试与被试间的实际距离。但结合实际生活中的人行为模式，人际关系中不仅存在陌生人的被动靠近，还存在对陌生人主动接近的行为，故本实验不仅对主试向被试靠近的距离进行研究，还加入了被试主观上接近主试的距离研究。以上两者为两种不同的接近方式，每种不同的光环境下都要各进行一次。图4、图5分别为实验室中主被试位置关系和实验进行中的两种接近方式。

图4 主试与被试位置关系Fig.4 Position relationship between the principal experimenter and the subject

图5 两种接近方式示意图Fig.5 Two ways of approaching

2.3 实验流程设计

实验招募被试20名(10名男性和10名女性)，由深圳大学城本科生和研究生(硕士/博士)组成，年龄分布在18～30岁之间，被试者均视力正常或经过佩戴眼镜后矫正视力正常，无视觉疾病或功能障碍，并且身体健康，心理素质良好。考虑到性别因素会对实验结果产生影响，本实验选择一名男性主试与一名女性主试参与实验，两名实验员分别面对5名男性被试与5名女性被试进行止步距离法实验，具体实验人员安排见表3。

表3 实验员与被试安排

考虑到环境心理学实验的复杂性，本实验中注意了以下几点：(1)人员和分组是随机的；(2)主试与被试是不相识的；(3)一个被试只做一次实验，这样可以保证实验的有效性，克服练习效应；(4)全部实验均在同一个室内场地进行，场地无柱子等参考点，实验分为男对男、女对女、女对男、男对女四种情况。男对男，即前面的男为主试，后面的男为被试，以下各组亦同。

20名被试需要在12种照明分布模式和3种色光情况下分别完成45 min的空间和距离感知实验。实验过程中，被试在15种不同光环境下进行两项不同的任务：(1)在适应当前光环境后，填写对当前光环境感受的主观调查问卷；(2)在适应当前光环境后，主试原地不动，被试先向主试方向走去，两者面对面逐渐缩短距离，当被试感觉当前距离不舒适，是能够与陌生人接近的最短距离时停下，测量两者间距离；接下来两者恢复原位，被试原地不动，主试向被试方向走去，两者面对面逐渐缩短距离，当被试感觉当前距离不舒适，是能够与陌生人接近的最短距离时要求主试停下，测量两者间距离，图6为实验流程实景图。

图6 实验流程实景图Fig.6 Flowchart ofthe experimental scenario

实验开始前告知被试实验流程，让被试与主试进行预实验，预备实验结果不计入统计结果。当被试已经调整好状态和熟悉实验步骤后，告知实验员实验开始。将根据实验参数选取中确定的三组变量进行随机排序，20位被试的实验参数顺序均不相同。

3 实验结果与分析

3.1 止步距离分析

本研究共得到20名被试的实验数据，数据包括15种照明环境、两种不同行为模式下主被试之间的距离均值。其中12种照明模式由两种色温(6 500 K、2 200 K)与六种照明空间分布模式组合获得，该六种空间分布模式在此用a、b、c、d、e、f表示。3种色光模式由A～C表示。

色温对人际距离感知的影响结果见表4，6 500 K色温下距离平均值显著大于2 200 K色温下距离平均值(p=0.023)，说明在低色温光环境下人与人之间的距离更易拉近。在模式a、b、c和f中，6 500 K和2 200 K之间的感知距离存在显著差异，模式a、b和c的距离在6 500 K色温环境下相比2 200 K色温环境下较大，模式f的距离在2 200 K时较大。不同照明分布模式对人体感知距离影响如图7所示，六组中有四组之间存在显著差异，分别是：a和b、a和c、a和e、d和e。a和b的显著差异说明，在环境照度相同情况下，不同空间照明分布会引起距离感知不同，由亮到暗的分布模式会让人体感知距离降低。此外，对于其他3组显著差异不能排除是照度不同引起的差异。

表4 12种照明模式下止步距离平均值

图7 六种照明分布模式下人际距离均值对比图Fig.7 Comparison of mean interpersonal distances for six lighting distribution patterns

光色对人际距离感知的影响结果见表5，三种色光下距离平均值由大到小依次为色光C(绿=61.70 cm)、色光B(蓝=57.65 cm)和色光A(红=56.70 cm)。且进行配对样本t检验后，实验结果表明A～C三种特殊色光中的止步距离未呈现显著差异。

表5 三种光色下人际距离感知平均值

两种靠近方式对人际距离感知方面的影响结果如图8所示，当被试主动接近主试时可以接受的最近距离远远小于被动地接受主试靠近的最小距离(主动靠近距离平均值：59.24 cm，被动接近距离平均值：62.94 cm)。由配对样本t检验结果可知，被动接近的距离平均值显著高于主动靠近的距离平均值(p=0.0002)，因此人在主动靠近时更易接受较短的距离。

图8 两种接近方式对比图Fig.8 Comparison chart of the two approaches

3.2 主观问卷数据分析

将主观问卷数据进行平均值计算，五组对比词汇的数据绘制如图9所示，分别包括狭窄的、宽敞的，紧张的、放松的，私密的、公共的，昏沉的、清醒的和激动的、平静的。问卷结果显示，宽敞—狭窄词汇对比上，2 200 K的色温环境会比6 500 K的色温环境更感到狭窄(p<0.001)；在紧张—放松词汇对比上，两种色温环境没有明显的差异；在公共—私密词汇对比上，2 200 K的色温环境会比6 500 K的色温环境更感到私密(p<0.001)；在昏沉—清醒词汇对比上，2 200 K的色温环境会比6 500 K的色温环境更感到昏沉(p<0.001)；在平静—激动词汇对比上，2 200 K的色温环境会比6 500 K的色温环境更感到激动(p<0.001)。

五组数据结果显示，在2 200 K色温下，人会感觉到环境更昏沉，空间更狭窄、私密，心情更紧张激动，且无论是2 200 K还是6 500 K色温下，f模式均取得了最大值。图9(a)、(c)、(d)数据均显示在图9(e)照明分布模式下取得最小值。

4 结论与展望

不同光环境下的个人空间会有不同的边界。本研究在实验室环境内，通过止步距离实验和主观问卷调查所得到的结果表明：不同行为模式、不同色温及不同照明空间分布模式均能够对个人空间和距离感知产生影响；人在主动靠近时更易接受较短的距离；不同色温环境下，相比于高色温，低色温环境会让人体感知距离变小；由亮到暗的照明空间分布模式会降低人体感知距离。同时，本实验还存在一定的不足，未来在实验设置时，应当控制人眼部位的照度一定，以及在距离测量时选取更准确的参照物作为代表。

上述实验中，我们通过距离数据的测量和主观问卷的分析之间有较强的一致性，即光环境对个人空间的人际距离感知从物理层面和心理层面均得到了验证。其中，光的色温与接近方式是对空间和距离感知影响最大的因素，在设计公共空间与个人空间矛盾较大的建筑光环境时可以优先考虑该因素。例如在电梯这样的封闭小空间中，可以采用高色温的均匀照明，使人们有更加宽敞的空间感受。此外降低光环境的色温可以缩小个人空间的边界，使人可以接受更短的人际距离，提高空间的私密感，因此像餐厅这类空间中，在满足均匀照明以及基本照度下，可以设计较低色温的光环境，能带给人们温暖放松的感觉，拉近用餐者个人心理距离。

建筑师可以通过优化照明环境来“增强”传统的物理空间。尤其是当人处于公共空间中却又亟需安全感和私密性，依靠家具布置和空间变换无法达到目的时，从心理层面改善人们对空间尺度的认知能够产生巨大作用。本研究为室内公共空间的光环境设计提供了一定的参考，通过情景照明满足不同时段下不同行为模式的功能需求，提高空间利用率。同时，通过设置与行为模式相匹配的情景照明和光环境，缓解人们在公共空间中的紧张感和不适感，营造更好的建筑环境。