以地下交通为导向的商业通道中的多感官声学、照明和空间室内环境质量建模：基于SEM的工程框架

《Journal of Building Engineering》：Multisensory Acoustic, Lighting, and Spatial Indoor Environmental Quality Modeling in Underground Transit-Oriented Commercial Passages: An SEM-Based Engineering Framework

本研究针对重庆地下交通导向型商业通道的多感官环境质量（IEQ）构建整合模型，通过实地测量与691份问卷分析，发现空间布局（β=0.41）和声学质量（β=0.32）显著影响整体舒适度，光照在400-600lux范围内通过提升空间清晰度间接增强舒适度。模型显示物理因素对参与度的影响62%经舒适度中介。敏感性分析提出降噪、优化光照均匀度及拓宽瓶颈区域等改进措施，为地下商业通道的优化提供数据支撑。

　　

艾尔莎·纳利塔·王索（Elsa Nalita Wongso）| 谢慧（Hui Xie）| 黄熙珍（Xizhen Huang）| 何春（Chun He）

重庆大学建筑与城市规划学院，中国重庆，40044

摘要

以地下交通为导向的商业通道作为连接铁路站台与混合用途开发区域的关键接口空间，但其多感官室内环境质量（IEQ）尚未得到充分研究。本研究提出了一种基于工程学的IEQ建模框架，该框架结合了声学、照明和空间配置的客观指标以及使用者的感知反应，以预测舒适度和参与度。数据通过在中国重庆的三个以地下交通为导向的商业通道中进行的同步现场测量和691份有效的使用者调查收集而来。开发了一个结构方程模型（SEM），用于量化从客观参数到潜在的声学、视觉和空间评价、整体IEQ舒适度以及使用者参与度的直接和间接路径。最终模型的拟合度很高（CFI = 0.962，TLI = 0.954，RMSEA = 0.044，SRMR = 0.039）。空间配置（对舒适度的标准化总效应β = 0.41）和声学质量（β = 0.32）被确定为影响整体舒适度的主要因素。同时，照明效果复杂：不理想的均匀度或过高的照度会直接降低舒适度（β = ?0.17），而在400–600勒克斯和均匀度≥0.40的最佳范围内，照明可以间接提升空间清晰度。IEQ舒适度解释了物理因素对参与意愿总效应的62%。敏感性分析突出了关键干预措施，包括：（i）通过宽带吸音天花板处理将L_Aeq降低3分贝；（ii）将照度均匀度从0.28提高到0.45；（iii）加宽瓶颈段（有效宽度从4.2米增加到5.0米），这些措施使舒适度提高了0.10–0.15个标准差，并使行人流量密度减少了26%。该框架将多感官测量结果转化为可操作的设计指标，从而支持对以地下交通为导向的商业通道进行有针对性的改造，以提高舒适度、运营效率和可持续的用户参与度。研究的局限性在于缺乏混响时间和眩光的评估指标；未来的研究将纳入先进的光谱声学分析和动态照明控制评估。

引言

由彼得·卡尔索普（Peter Calthorpe）在1993年提出的以交通为导向的发展（TOD）模式，将高容量的公共交通与紧凑型、混合用途和适宜步行的土地使用相结合，创造出高效、可持续且以用户为中心的城市环境[1]。影响TOD整体用户满意度和舒适度的关键因素包括声学、照明和空间几何形状。这些要素显著影响用户体验、通行流畅性、感知安全性、社交性和商业表现[2]、[3]。在TOD环境中，尤其是地下过渡空间（如站厅、走廊和商业立面），声学和照明条件至关重要。如果管理不当，高机械噪声、车辆噪声和人群噪声会干扰社交和商业活动[4]。研究表明，过高的噪声和不良的照明会负面影响用户体验，导致压力和迷失方向[5]。与技术声音相比，自然声音更受青睐，人声能增强商业声景[2]、[6]。虽然本研究主要关注声学和照明，但必须认识到包括热舒适度、空气质量和美学考虑在内的多种因素也会影响整体用户满意度和舒适度。然而，由于车站的暖通空调系统能在短时间内稳定环境，因此热舒适度未纳入本研究。在本研究中，声学和照明被优先考虑，因为它们对过渡空间中用户行为和体验有直接影响。

照明在提升舒适度、空间吸引力和人们停留、购物或社交的决策中起着关键作用。适当的水平照度可以提高舒适度，而过强的眩光会增加认知负担[7]。优化的照明设计能提高能源效率和舒适度，尤其是在地下环境中[5]。它不仅增强了感知安全性和方向感，还延长了停留时间并丰富了社交互动[8]。维持最佳的声学和照明条件对于TOD过渡空间中的用户参与度和满意度至关重要[9]。研究表明，这些参数管理不善会导致更高的不适感和更低的参与度。因此，解决这些因素对于提升用户体验和支持商业成功至关重要。

空间几何形状指的是物理空间的布局和尺寸特征，特别是这些方面如何影响环境中的用户体验和互动。在室内环境（如办公室或以交通为导向的开发项目）中，空间几何形状包括几个关键要素：尺寸和布局、空间配置以及比例和比率。空间几何形状在TOD中也起着重要作用，尤其是在优化复杂地下空间中的照明分布和声学效果方面[10]。良好的空间布局可以改善用户方向感，提升多感官舒适度，并增加过渡空间的商业吸引力[11]。本研究探讨了声学、照明和空间配置对TOD过渡空间中用户舒适度和购物行为的影响，特别关注自然光和噪声控制有限的地下环境。

尽管关于TOD和车站区域的文献很多，但目前尚缺乏经过实证验证的、针对地下过渡空间的多感官室内环境质量（IEQ）模型，该模型能够量化声学、照明和空间参数对感知舒适度和购物行为的影响。现有研究通常侧重于单因素分析，为地下环境提供的具体走廊证据很少，并且很少将物理指标与停留时间、路线选择和消费等行为结果联系起来。因此，本研究旨在通过结合声学、照明和空间参数，开发和验证一个综合模型，以预测地下TOD过渡空间中的用户舒适度和商业参与度。本研究的主要贡献包括开发了一个以感知为中心的多感官室内环境质量（IEQ）框架，将物理指标与行为结果联系起来；提供了特定于地下走廊的情境证据；以及制定了具有目标范围和权衡的可操作设计指南。这些结果不仅有助于理解性别和年龄如何影响对交通空间的感知，还为设计人员提供了制定更有效、更个性化解决方案的宝贵基础，从而提高TOD商业过渡空间中的用户舒适度、参与度和满意度。

案例研究选择

近年来，重庆的TOD项目迅速发展。重庆是中国西南部的一个国家级中心城市，人口超过3200万，在区域经济整合和交通发展中发挥着战略作用，是中国西部唯一一个由中央政府直接管理的直辖市。为了满足山区和人口密集地区的出行需求，该市的地铁网络迅速扩展，但也带来了环境噪声和声学舒适度方面的挑战

受访者的人口统计信息

表2展示了691名参与者在TOD商业过渡空间中的角色（顾客 vs 卖家）、性别和年龄组的分布。参与者中，有598名顾客（86.5%）和93名卖家（13.5%）。样本中男性占36.0%，女性占64.0%，表明女性更常使用这些空间。年龄分布集中在较年轻的人群：17-25岁（47.47%）和26-35岁（33.29%），平均年龄为29.0岁（标准差 = 10.14岁）

性别和年龄对感知的影响

研究结果显著丰富了分析的实际意义。研究发现，大多数女性受访者表示在过渡空间中的舒适度高于男性，并且她们对视觉和声学因素更为敏感。年龄较大的受访者也表现出不同的偏好，强调了物理舒适度和降噪的重要性。

样本中的大多数女性与男性的评价有所不同

结论

本研究开发并验证了一个综合的结构方程建模框架，将客观的声学、照明和空间指标与潜在的感知评价、整体室内环境舒适度和参与意愿联系起来。该模型填补了封闭式TOD接口多感官IEQ特征描述方面的空白，具有很强的拟合度（CFI 0.962，TLI 0.954，RMSEA 0.044，SRMR 0.039）。

作者贡献声明

何春（Chun He）：方法论、调查。谢慧（Hui Xie）：写作 – 审稿与编辑、监督、方法论、资金获取、概念化。黄熙珍（Xizhen Huang）：写作 – 审稿与编辑、验证。艾尔莎·纳利塔·王索（Elsa Nalita Wongso）：写作 – 初稿撰写、可视化、方法论、调查、概念化

未引用的参考文献

[26], [27]。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

作者衷心感谢国家重点研发计划（2023YFC3805303）、国家自然科学基金（52378089）、重庆人才计划（CQYC20220511266）以及企业研究计划（CSCEC-PT-006）对研究的财政支持。