多感官校园：热感、视觉和听觉交互对校园环境中情感感知的影响

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：Multi-sensory campus: The impact of thermal-visual-acoustic interactions on emotional perception in campus environments

多感官交互分析揭示校园环境中声学环境（LAeq）显著影响负面情绪，视觉与热环境通过补偿机制提升情绪感知，不同区域存在空间异质性，三因素交互显著预测情绪状态。

　　

Bingru Chen|Jingyi Qu|Puhan Guo|Xiaodong Lu|Hongchi Zhang

大连工业大学建筑与美术学院，中国辽宁省大连市116023

摘要

多感官交互是环境干预影响情绪状态和感知体验的关键途径，可能在支持大学生校园环境中的身心健康方面发挥调节作用。本研究提出了一个“热-视-声”多感官交互分析框架。在中国大连的大学校园内，于季节变换期间对五种典型的户外空间类型进行了步行实验，并结合了移动气象监测和主观问卷调查。总调查路线长度为5.6公里，包含22个测量点。本研究旨在探讨不同户外空间对情绪和感知反应的差异性影响，并确定主要的影响因素。研究结果表明：(1) 声学环境（LAeq）是负面情绪（NA）的主要驱动因素；(2) 通过多感官补偿机制可以增强人类的情绪感知；(3) 多感官交互效应在不同校园区域存在显著的空间异质性。湖畔区域表现出最大的情绪恢复效果，而主要教学区则显示出最强的情绪压力；(4) 热、视、声因素的交互显著影响了正面情绪（PA）和负面情绪（NA）的预测。本研究系统地阐明了多感官环境对情绪和感知的交互作用，为优化支持情绪的校园环境提供了理论基础和实践启示。

引言

全球城市化导致了许多公共卫生问题，从而更加迫切需要高质量的环境来支持人们的福祉[1,2]。如今的大学生常常面临学术压力、社交关系、经济限制和文化期望等多重挑战，这些压力因素会加剧身心健康问题[3,4]。先前的研究表明，高质量的环境可以缓解与城市生活相关的压力[5]。同时，关于建成环境的研究越来越强调长期的环境可持续性[6]，环境质量在城市生态健康和人类福祉中发挥着越来越重要的作用[7]。大学校园是学生们度过大部分时间的地方，因此一个舒适的校园环境可以改善学生的健康状况，提高注意力，减轻压力，并促进更好的学习和思考能力。

为了有效利用校园环境来促进学生的福祉，我们必须更好地理解不同环境因素如何共同作用于感知和情绪。环境心理学表明，我们的感知是一个多感官过程，整合了来自视觉[8,9]、听觉[10,11]、嗅觉[12,13]、触觉[14]、热感觉[15,16]和味觉[17]的输入。我们通过综合这些多样的刺激来感知周围环境[18]。暴露于这样的综合感官环境中会引发特定的情绪和感知反应，进而影响我们对世界的认知以及我们的心理和生理健康[19]。

现有研究已经开始建立情绪感知与单一环境因素或两种因素交互之间的关联。例如，Yang等人发现温度会影响烦躁感[20]，而Zhang和Kang表明声音类型会显著调节不同环境中的情绪状态变化[21]。Yan等人发现热舒适度受愉悦感的影响最大[22]。Kaplan R和Kaplan S的研究进一步指出，城市条件如噪音和拥挤会分散注意力，导致进一步的负面情绪影响或注意力耗竭[23]。相比之下，Iyendo等人报告称音乐干预可以改善患者的情绪状态[24]。关于环境交互，Gao和Zhu发现热环境和声环境 combined effect会影响恢复效果；具体来说，在相同的声音压力水平（LAeq）下，随着通用热气候指数（UTCI）的增加，心理恢复效果下降[25]。Mohammadzadeh等人表明，较高的热感觉评分与感知声音景观质量和整体环境印象的下降有关[26]。尽管环境对情绪和感知的影响已被广泛认可，但对于热、视、声环境在校园环境中的交互作用（无论是成对还是三重交互）如何系统地调节情绪的理解仍不足，而学生每天在校园中度过很长时间。

现有研究表明，具有不同土地利用属性和形态特征的不同空间[27]可以通过提供促进积极情绪的恢复性体验来支持心理健康[28,29]。大学校园通常包括多种开放空间，如学习区、体育设施和生活区。在这些空间中的体验会以不同的方式影响学生的情绪状态，使得校园开放空间对于减轻压力和恢复注意力非常重要[30]。为了测量情绪反应，研究人员经常使用积极和消极情绪量表（PANAS）[31]。这一量表在心理学研究中得到了很好的验证和广泛应用[5,32]。积极情绪（如愉悦、专注和能量）可以提高学习动机、创造力和解决问题的能力[33,34]。相反，消极情绪（如易怒、焦虑、疲劳或抑郁）可能会增加认知负担，导致分心，甚至引发长期的压力或健康问题[35]。因此，研究校园中的多感官交互对于创造积极支持学生情绪的环境至关重要。

行人的短期感知和情绪也会随着周围环境的变化而变化。例如，一项在香港进行的热舒适度研究发现，人们在城市布局和天气的影响下对热或冷的感觉会发生变化[36]。Elsadek等人证实，行走不同的路线会导致不同的心理恢复程度[37]。Song等人表明，在城市公园中行走可以显著降低紧张、焦虑和疲劳等消极情绪的得分[38]。同样，一项比较森林和城市步行的日本研究显示，森林散步可以增加积极情绪[39]。

从以人为中心的视角出发[40]，本研究采用了纵向实验方法，结合了移动背包测量和主观情绪及感知问卷。这种方法能够更精细地量化不同环境空间对个体心理健康的影响。

此外，以往关于气候区的季节性研究较为有限。大多数研究都是在高温或低温条件下进行的。在这种极端气候下，热因素往往会主导环境体验，从而掩盖了与其他感官模式的交互作用。一些研究支持这一观察结果。例如，Geng等人发现，在炎热环境中视觉舒适度不会影响热感知[41]。Du等人指出，在夏季，热舒适度是整体舒适度的最重要因素，表现出“一票否决”效应[42]。同样，Jin等人研究热环境和声环境时发现，当夏季UTCI达到40.4°C时，无论交通噪音如何，声舒适度仍然较低[43]。相反，过渡季节的特点是户外条件更为稳定，天气较为温和[44,45]。Xie等人在北京的研究中证实了这一季节的步行舒适度更高[46]。美国的一项动态骑行实验也表明，在过渡季节更倾向于进行长时间的户外活动[47]。因此，本研究聚焦于过渡季节，以减少极端夏季和冬季气候的干扰。这种方法有助于更清晰地理解多感官交互的基本机制，并为常用的校园户外空间建立更普遍适用的设计原则。

基于上述理由，本研究在中国大连的大学校园内沿着五条代表性路线进行了移动测量。该方法结合了移动背包气象站监测和主观问卷调查。本研究旨在探讨过渡季节校园户外空间中热、视、声交互对心理和情绪状态的跨模态影响。它解决了三个研究问题：

(1) 在过渡季节的校园户外环境中，情绪感知主要是由单一感官模式还是多感官模式驱动的？(2) 热、视、声环境因素如何交互以影响大学生的情绪反应和感知体验？(3) 哪些热-视-声交互路径对情绪感知的影响最大，这些发现如何为设计支持情绪的校园户外空间提供指导？

研究区域

本研究在中国大连的大学校园进行（121.525047 °E, 38.883616 °N）。校园面积约为460万平方米，包含多种景观，如铺砌的广场、密集的建筑区和滨水步道。根据对空间元素、活动类型和行人流动的初步调查，选择了一条代表性的5.6公里步行路线。该路线穿过五个典型的校园区域：学生宿舍区（Area SD）、中央广场（Area

“热-视-声”主观感知投票

热感觉投票（TSV）和热舒适度投票（TCV）是评估户外热感知的关键指标（图4）。在整个校园范围内，最常见的TSV反应是“中性”（TSV = 0，52%），其次是“微热”（TSV = 1，24%）。总体而言，TCV表明环境相对舒适（TCV > 0，17%，22%），大多数参与者选择了“中性”（TCV = 0，43%）。这些结果表明校园环境提供了总体上较为舒适的环境

讨论

本研究通过证明校园户外环境中的情绪感知不是由孤立的感觉刺激驱动的，而是由热、视、声环境之间的协同和空间异质性交互所驱动的，从而深化了对环境-情绪关系的理解。

结论

本研究在中国大连的大学校园内选取了五个典型区域，对热、视、声多感官环境进行了移动测量。通过使用移动观察来获取客观因素数据，并通过问卷调查来获取主观情绪感知数据，研究了热、视、声环境因素之间的交互如何影响不同校园空间中的人类情绪和主观感知。基于实验结果

作者贡献声明

Bingru Chen：撰写初稿、软件开发、方法论设计、数据分析、概念构建。Jingyi Qu：撰写初稿、监督研究工作。Puhan Guo：资源协调、数据收集。Xiaodong Lu：数据可视化、资源管理、项目协调。Hongchi Zhang：撰写修订稿、资源管理、项目协调、资金筹措。