《Buildings》：Short-Term Psychological and Cognitive Responses to Daylight-Simulating Illumination in an Underground Environment: An Exploratory Pilot Field Study
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封闭式地下环境缺乏自然日光，可能影响使用者的主观幸福感和表现。本探索性试点现场研究（exploratory pilot field study）刻画了两种地下环境条件下的短期心理和认知反应：传统人工照明环境（Zone 1）和日光模拟照明环境（Zone 2）。6
封闭式地下环境缺乏自然日光，可能影响使用者的主观幸福感和表现。本探索性试点现场研究（exploratory pilot field study）刻画了两种地下环境条件下的短期心理和认知反应：传统人工照明环境（Zone 1）和日光模拟照明环境（Zone 2）。6名成年男性参与者完成了48小时现场方案。所有参与者最初24小时在Zone 1度过；在第二个24小时，4名参与者转入Zone 2，另外2名留在Zone 1作为同期参考。在7个时间点收集主观评分和认知任务。在参与者水平分析（participant-level analysis）中，将第一天与第二天同时间点的变化在每位参与者内进行匹配。所有4名转组参与者在感知自然光相似性、快乐、平静、放松、精力和恢复性探索方面均呈现正向平均匹配变化，而同期参考参与者则呈现混合方向。压力复合评分（stress composite）在大多数转组参与者中呈相反方向变化，反应时（reaction time）和舒尔特方格（Schulte grid）表现未显示一致的与条件相关的模式。这些发现描述了小型试点样本中的短期方向性反应，并为更大规模、平衡交叉设计研究整合全面光度测量、生理和昼夜节律指标提供了基础。
随着全球城市化加速和城市人口密度上升，地表空间日益稀缺，地下空间的利用成为扩展城市容量和基础设施的重要策略。然而地下环境与地表环境差异显著，照明是环境质量的核心组成部分。传统电力照明系统主要依赖LED光源技术，其光谱特征受荧光粉和颜色转换方法影响；地下空间的物理和感知特征也可能在长时间占用中带来人因挑战。以人为本的照明框架强调视觉与非视觉需求，而光暴露通过视觉、感知和非视觉途径影响使用者：昼夜节律时相强烈受光暴露时间模式影响，照明质量也贡献于环境感知和幸福感。已有研究表明，全光谱办公室照明可改变心理和认知反应，亮光暴露可影响警觉性和表现，动态照明系统可通过程序化改变光水平和光谱/颜色特征再现日光的某些时间特征。尽管已有这些进展，针对封闭地下和无窗环境的证据仍然有限，存在三个主要缺口：情境特异性不足，持续现场暴露证据有限，主客观反应域不一定平行变化。因此有必要在真实地下环境中开展探索性试点研究，以刻画日光模拟照明下的短期心理、恢复性和认知反应。
研究人员设计了一项48小时探索性试点现场研究，在真实地下环境中比较传统人工照明条件（Zone 1）和日光模拟照明条件（Zone 2）。Zone 1位于陆军工程大学的人防工程大楼地下室，采用固定相关色温（CCT）约4000 K、照度约300-500 lx的照明；Zone 2位于土木与环境工程大楼的模拟地下空间试点设施，使用全光谱LED系统按照预设24小时程序改变CCT和照度，覆盖2700 K至6500 K、约200-800 lx范围。研究招募了6名成年男性参与者（20-30岁，平均23.67岁，标准差（SD）=2.69），所有参与者先在Zone 1停留24小时，随后4人被随机分配转入Zone 2（其中2人进入办公场景，2人进入健康场景），另外2人留在Zone 1作为同期参考。在7个时间点收集主观评分和认知任务数据。结果表明，所有转组参与者在感知自然光相似性、快乐、平静、放松、精力和恢复性探索方面均呈现正向匹配变化，而参考组方向混合；压力复合评分（stress composite）在多数转组参与者中呈相反方向（更负，表示感知压力升高）；反应时（reaction time）和舒尔特方格（Schulte grid）表现没有显示一致的条件相关模式。这些结果支持将主观评价、压力和认知行为视为独立反应域，并为更大规模、平衡交叉研究提供了方法学基础。
在关键技术方法上，研究人员主要使用了以下方法：在真实地下现场设置两种环境条件（固定CCT的Zone 1和全光谱LED动态照明的Zone 2）；通过主观问卷测量感知自然光相似性、情感状态、主观警觉性、压力复合评分、感知恢复性（perceived restorativeness，包括Being Away、Exploration、Thinking、Belonging、Self）以及睡眠和照明偏好；通过简单反应时任务和舒尔特方格任务测量认知表现。统计分析以参与者为实验单位，将第一天和第二天同时间点的差值匹配为每位参与者的持续变化分数，并枚举所有15种可能的4-of-6随机分配计算精确随机化p值。样本为6名成年男性参与者，来自实际招募，没有提供额外队列信息。
研究结果如下。3.1 主要心理结果：通过对Zone 1共同基线阶段（M1-M3）和Zone 2阶段（M5-M7）的参与者水平数据描述，发现两个Zone 2场景中感知自然光相似性、快乐和恢复性思维均高于Zone 1基线轮廓，而压力复合评分更负（即感知压力更高）。办公和健康场景各只有2人，这些空间分布仅为描述性呈现。3.2 快乐与压力的时间轨迹：通过七个测量点的轨迹分析，M1-M3期间所有参与者均在Zone 1，M4开始Zone 1轨迹代表2名同期参考者，Zone 2轨迹代表4名转组者。转组组的快乐在第二阶段保持在4-5分左右，参考组更低且波动；压力复合在转组后中午变得更负并持续到最终晚间，参考组无此模式。3.3 参与者水平匹配变化：通过同时间点配对计算匹配变化。所有4名转组者在感知自然光相似性（+5.25）、快乐（+2.00）、平静（+2.67）、放松（+1.67）、精力（+3.50）和恢复性探索（+1.50）上均显示正向平均变化，参考组方向混合。压力复合转组组平均匹配变化为-3.92，参考组为-0.33（差异-3.58），即转组组压力更高。精确随机化p值分别为0.267、0.400、0.067和0.467。3.4 恢复性品质轮廓：对4名转组者的匹配基线-转移后轮廓分析显示，探索性（Exploration）增加最大，从4.42升至5.92（+1.50）；Being Away和Thinking均从5.50升至6.33（各+0.83）；Belonging和Self各增加约0.42。3.5 认知表现与次要结局：对4名转组者，匹配Zone 1基线时平均反应时为302.2 ms，匹配Zone 2时平均为313.8 ms；舒尔特方格完成时间从44.57 s降至40.05 s。与参考组相比，反应时匹配变化差异为+3.81 ms（p=0.733），舒尔特方格为-0.62 s（p=0.867），表明两种行为任务未出现共同的条件相关模式。次要结局的参与者水平原始数据未包含在匿名分析数据集中，未纳入推断分析。
讨论部分指出，本研究在参与者水平上显示主观反应与行为反应并非互换。多个主观结局在4名转组者中方向一致，而反应时和舒尔特方格表现不一致，这与近期48小时平衡交叉研究和全光谱办公室研究的结果相呼应，支持将情感评价和行为表现视为不同反应域。压力复合评分与积极情感结局方向不同，不能解释为压力减轻；未来需使用验证过的压力量表和生理测量进行检验。恢复性品质中探索维度增加最大，提示环境配置对探索性和认知恢复性评价更突出。由于Zone 1和Zone 2是真实世界不同场景，日光模拟照明是主要设计特征，但结果是对环境配置的整体反应。研究局限包括样本量小、非平衡设计、无洗脱期、环境不可盲化、无生理/昼夜节律标记物以及次要结局数据缺失。未来研究应采用更大更多样化样本、随机平衡交叉设计、同一物理空间内操控照明、增加暴露时间并整合光度测量、生理和昼夜节律指标。
研究结论：本探索性试点现场研究刻画了传统人工照明和日光模拟照明地下环境条件下的短期心理、恢复性和认知反应。在参与者水平匹配变化中，所有4名转组者在感知自然光相似性、快乐、平静、放松、精力和恢复性探索方面均呈正向变化，而同期参考组则方向混合。压力复合在多数转组者中呈相反方向变化，反应时和舒尔特方格表现未显示共同的条件相关模式。这些结果支持将主观评价、压力和认知行为视为独立反应域。需要更大规模、平衡交叉、更长时间暴露、全面光度表征、生理和昼夜节律测量以及重复测量统计模型的研究，以确定地下环境中这些反应模式的可重复性和机制。
