窗外景观属性对使用者满意度的影响:基于真实窗景的人因实验研究

《BUILDING AND ENVIRONMENT》:Effects of window view attributes on occupants’ view satisfaction: Findings from human-subject experiments evaluating actual window views

【字体: 时间:2026年01月03日 来源:BUILDING AND ENVIRONMENT 7.6

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  本研究针对如何系统评估窗外景观质量这一建筑环境领域的核心问题,通过一项包含69名参与者、评估15种不同窗景的人因实验,深入探究了影响使用者景观满意度的八个关键物理属性。研究发现,景观中自然元素(绿植与天空)占比超过35%、采用透明玻璃且未使用遮阳帘的窗景,能显著提升满意度。研究进一步提出了一个综合考虑景观内容、景观可达性和景观清晰度的预测模型(View Quality Index, VQI),并指出遮阳帘的使用状况是影响其他因素作用的关键调节变量。该研究为建筑设计中优化窗景质量提供了量化依据和理论框架,对推动健康建筑发展具有重要意义。

  
你是否曾在意过办公室或家中的窗外风景?是郁郁葱葱的树木、开阔的天空,还是近在咫尺的隔壁楼墙?越来越多的研究表明,一扇窗所提供的不仅仅是采光和通风,高质量的窗外景观(Window View)对建筑使用者的心理健康、工作效率乃至整体幸福感都有着不可忽视的积极影响。然而,尽管益处众多,建筑学界和业界长期以来面临一个核心难题:究竟什么样的窗外景观才算“好”?是自然景观越多越好,还是窗户越大越棒?以往的研究虽然识别出一些积极因素,如自然元素的出现、较大的窗户尺寸等,但往往局限于考察单一或少数几个因素,缺乏一个能够系统整合多种景观属性、并能量化预测使用者满意度的综合框架。此外,不同因素之间是否存在相互作用,以及在实际建筑环境中(而非模拟环境)这些因素如何共同影响人的感受,仍然模糊不清。正是为了填补这些知识空白,由加州大学伯克利分校建成环境中心(Center for the Built Environment)的Sun Woo Chang和Stefano Schiavon共同主导的这项研究,进行了一项严谨的人体实验,旨在揭示影响窗外景观满意度的关键物理属性及其内在关系。
该研究论文《窗外景观属性对使用者满意度的影响:基于真实窗景的人因实验研究》发表在建筑环境领域知名期刊《BUILDING AND ENVIRONMENT》上。研究人员没有采用常见的图片或虚拟现实(VR)模拟方式,而是别出心裁地利用校园内一栋建筑的真实空间,精心设置了15个不同的窗景案例(Window View Cases, WVC),邀请69名参与者亲临现场进行评估。这种方法最大限度地还原了真实的临窗观景体验,保证了研究结果的生态效度。
为了开展这项研究,研究人员主要运用了几个关键技术方法。首先是实验设计与现场评估:研究采用部分因子、随机化、被试内重复测量的实验设计,在建筑的二楼和七楼共设置了15个窗景案例。这些案例系统性地改变了八个关键变量,包括与景观内容相关的可见层数、自然元素存在与否、窗外物体与玻璃的距离;与景观可达性相关的观察者与窗户的距离(Observer Proxy)、窗墙比(WWR, Window-to-Wall Ratio)、水平和垂直视角(θH, θV);以及与景观清晰度相关的遮阳帘(本研究中使用的是开放因子为3%的灰色织物卷帘)位置(升起或降下)。其次是数据采集与主观评价:每位参与者需要体验全部15个窗景案例,并使用平板电脑上的在线调查系统(Qualtrics)对每个窗景的“景观内容”、“景观量”、“景观清晰度”和“整体景观满意度”进行7级李克特量表评分。此外,研究还通过图像处理技术(使用OpenCV库)量化了每个窗景中自然元素(绿植和天空)的像素占比。最后是高级统计建模:研究人员采用了累积链接混合模型(Cumulative Link Mixed Model, CLMM)来分析数据,该模型能够有效处理有序分类的反应变量(如满意度等级),并同时考虑固定效应(八个景观属性)和随机效应(参与者个体差异),从而构建出预测景观满意度的模型——景观质量指数(View Quality Index, VQI)的雏形。
各因素对景观满意度的单独影响
研究发现,在考察的八个因素中,有四个因素对景观满意度产生了显著影响。影响力从大到小依次为:遮阳帘位置窗外物体与玻璃的距离自然元素的存在以及可见层数。具体而言:
  • 遮阳帘位置是关键调节因素:放下遮阳帘会显著降低景观满意度,其影响效应最大。当遮阳帘放下时,即使窗外有优美的自然景观或视野开阔,其积极效果也会大打折扣。
  • 自然元素占比存在阈值效应:当窗外视野中绿植和天空的合计占比达到或超过35%时,能显著提升使用者的满意度。这为“多少自然元素是足够的”提供了一个潜在的量化参考。
  • 视野深度的重要性:窗外可见物体距离玻璃越远(研究中以20米为界),景观满意度越高。这表明能看到更深远、开阔的景色比局限于近处景物更受欢迎。
  • 观察者距离窗户的意外发现:与传统认知(离窗越近满意度越高)不同,本研究发现在一定范围内,观察者距离窗户稍远(例如5.1米)时,报告的满意度反而高于非常靠近窗户的位置(例如1.4米)。这可能与获得更完整的视野、减少眩光或视觉干扰有关。
  • 可见层数的有限影响:虽然能看到天空、景观、地面等多个层次的理论上能提升体验,但本研究中发现其实际效应较小,表明它可能不是一个强预测因子。
预测模型的构建与验证
基于实验结果,研究团队建立了一个累积链接混合模型来预测景观满意度。该模型将满意度视为一个潜在变量,其值由多个景观属性的线性组合决定。模型分析显示:
  • 模型解释力:模型的固定效应(即八个景观属性)解释了满意度34.4%的变异(边际R2),加入参与者随机效应后,解释力上升至56.8%(条件R2),表明模型具有较好的预测能力。
  • 关键预测因子:模型确认了自然元素占比(取对数后)、物体与玻璃距离(取对数后)、观察者距离(取对数后)以及遮阳帘位置是景观满意度的显著预测因子。而水平和垂直视角的主效应及其交互作用在本模型中未达到统计显著性。
遮阳帘的核心作用:效应调节器
研究的一个重要发现是,遮阳帘的位置不仅本身对满意度有巨大影响,它还像一个“开关”,调节着其他因素的作用。
  • 在透明玻璃条件下:增加自然元素占比、延长窗外物体与玻璃的距离,都能显著提升景观满意度。
  • 在遮阳帘放下条件下:上述两个因素(自然元素占比和物体距离)的改善对提升满意度几乎没有效果。这意味着,如果窗户被遮挡,即使窗外风景再好,其积极价值也难以体现。
对现有绿色建筑标准的启示
研究还将实验窗景与LEED v5(能源与环境设计先锋奖)中“高质量景观”的信用标准进行了对比。结果明确显示,符合LEED标准的窗景(如包含自然或地标元素、物体距离大于7.5米、观察者位于窗户高度的3倍距离内、且使用透明玻璃)其满意度显著高于不符合标准的窗景。然而,研究也指出LEED标准中存在可改进之处,例如对“自然景观”的定义缺乏量化阈值。基于模型预测,研究进一步提出了更精细化的标准组合建议,考虑了在透明玻璃和遮阳帘放下两种不同情况下,为了达到特定满意度水平(如50%以上的参与者表示“满意”),窗外物体距离和观察者距离应满足的不同阈值要求。
研究结论与意义
这项研究通过严谨的实地人因实验,系统地评估了影响窗外景观满意度的多重物理属性,并成功构建了一个具有预测能力的景观质量评估模型(VQI)。其核心结论在于:要获得高质量的窗外景观,首先必须保证视野的清晰和无遮挡(即慎用或智能控制遮阳帘),在此基础上,确保窗外有足够比例(≥35%)的自然元素(天空、绿植)以及一定的视野深度(物体距离宜远),将能最大程度地提升使用者的满意度。 此外,观察者并非离窗越近越好,保持一个适中的距离可能更利于获得良好的整体视野。
该研究的重要意义在于:首先,它超越了以往孤立考察单一因素的局限,提供了一个多因素、系统性的分析框架,揭示了因素间存在的交互作用(特别是遮阳帘的调节效应)。其次,研究所提出的模型和量化阈值(如35%的自然元素占比)为建筑设计师、开发商以及绿色建筑标准(如LEED、WELL)的制定和修订提供了科学、可操作的依据,有助于在建筑设计阶段就能对窗景质量进行预测和优化。最后,研究强调了对遮阳设施进行智能、按需控制(例如仅在需要遮阳时放下,平时保持开启)对于最大化窗景健康效益的重要性,这对推动建筑自动化和健康建筑实践具有明确的指导价值。尽管研究存在如未覆盖所有可能的因素组合、对多窗户场景的评估范围界定有待细化等局限性,但它为未来更深入、更精细的窗外景观质量研究奠定了坚实的基础,朝着“让每一扇窗都成为通往健康与愉悦的视觉桥梁”的目标迈出了坚实的一步。
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