《Architecture》：Beyond Environmental Comfort: The Influence of Functional Attractors on Student Spatial Behavior in University Campuses
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大学校园设计经常强调环境舒适指标，如遮荫和太阳照射（solar exposure），以优化户外空间使用。然而，这些环境因素在实际用户行为中的影响程度，相对于空间的功能属性，仍然不明确。本研究考察了大学校园环境因素与学生空间行为之间的相关性。研究人员进行了阴影（
大学校园设计经常强调环境舒适指标，如遮荫和太阳照射（solar exposure），以优化户外空间使用。然而，这些环境因素在实际用户行为中的影响程度，相对于空间的功能属性，仍然不明确。本研究考察了大学校园环境因素与学生空间行为之间的相关性。研究人员进行了阴影（shadow）和太阳照射时间（sun-hour）评估，以确定提供最佳气候舒适度的区域。利用行为观察（behavioral observation）记录了学生在不同校园位置的存在和活动模式。研究结果表明，环境表现与用户行为之间存在显著差异。围合庭院（enclosed courtyards）表现出最大的遮荫水平和很少的太阳照射，表明环境舒适度增强。尽管如此，学生主要聚集在校园食堂附近的地点，尽管太阳照射增加且遮荫较少。用户经常聚集在散落的树下，而不是移动到更舒适的围合庭院。数据表明，功能吸引物（functional attractors），尤其是与食物服务和社交接触相关的，对占用模式的影响比环境舒适本身更大。研究认为，大学开放空间的有效设计必须将环境效能与对活动产生器和社交中心的认识相结合。这些发现增强了当前关于以人为本的环境设计的讨论，表明空间功能可能比气候舒适对户外行为产生更重要的影响。
**论文解读文章**
**研究背景、问题与开展研究的必要性**
大学校园户外空间的设计通常以环境舒适指标（如遮荫和太阳照射）为核心，旨在优化空间使用并提升用户满意度。然而，现有研究多聚焦于微气候因素（如太阳辐射、热条件）对占用模式的单独影响，较少探讨这些环境因素与空间功能属性之间的相互作用。尽管环境舒适性被广泛视为户外空间偏好的关键决定因素，但在实际校园场景中，环境模拟预测的理想区域往往与用户真实行为存在偏离。这一矛盾表明，环境舒适性本身可能不足以解释用户的空间选择，尤其是当功能吸引物（如食物服务、社交节点）存在时，用户可能优先选择功能导向的空间，即便其环境条件较差。因此，本研究旨在通过实证方法，考察环境舒适与功能吸引物在大学校园户外空间使用中的相对影响力，以弥补现有研究对行为与环境之间复杂关系的理解不足。
**研究内容、结论与意义**
研究人员以埃及开罗艾因·夏姆斯大学工程学院校园（Faculty of Engineering, Ain Shams University, Cairo, Egypt）为研究对象，整合环境性能模拟（包括阴影分析、太阳照射时间模拟和通用热气候指数（UTCI）评估）与系统行为观察，对比了环境最优区域与用户实际占用区域。研究结果表明，围合庭院在环境舒适性上显著优于食堂区域（阴影面积最大、太阳照射时间最短），但学生普遍聚集在食堂附近的开阔空间，即便该区域面临高热暴露和缺乏遮荫。研究进一步发现，功能吸引物（尤其是与食物服务和社交互动相关的）对占用模式的影响超过环境舒适本身。该研究的意义在于，它挑战了环境决定论（environmental determinism）的假设，强调空间功能作为环境条件与人类行为之间的中介变量，并提出大学户外空间设计应同时优化环境效能和功能编程，以实现以人为本的设计目标。该论文发表在《Architecture》期刊上。
**主要关键技术方法**
本研究采用混合方法，主要技术方法包括：（1）环境性能分析：使用Autodesk Forma软件进行阴影分析（shadow analysis）和太阳照射时间模拟（sun-hour simulation），并补充基于UTCI的微气候模拟（UTCI microclimate simulation），以评估校园户外空间的热条件分布。（2）行为观察协议：在2025年10月至2026年4月期间，研究者于25个观察时段（12:00–13:00午餐高峰）进行时间采样扫描，记录每个区域（围合庭院和食堂附近）的坐姿人数，并统计其与阴影的相对位置；观察对象为匿名校园学生，未记录个体特征。（3）物理可供性审计（physical affordance audit）：记录各区域的座椅容量、遮荫结构、食物服务点等基础设施。（4）统计分析：采用Spearman等级相关、Mann–Whitney U检验和Wilcoxon符号秩检验，比较两个区域的占用差异及其与环境指标的关系。样本队列来源为埃及开罗艾因·夏姆斯大学工程学院校园的在校学生。
**研究结果**
**5.1 太阳照射分布：季节性概览**
通过Autodesk Forma对五个代表性日期（3月15日、4月15日、10月15日、11月15日、12月15日）进行太阳照射时间分析，发现校园地面太阳辐照度呈现季节性梯度：春季和早秋日期地面几乎完全饱和，而冬季日期阴影分布更不均匀。围合庭院因封闭几何形态积累了最大且最稳定的阴影区域，而食堂周围的开阔地面始终处于7–9小时以上的高辐照度区间。
**5.2 季节性太阳时间线——五日期对比视图**
统一时间线显示，在所有五个日期中，围合庭院的阴影池深度和稳定性显著高于食堂区域，而食堂区域记录了最高的学生占用率。这种热质量与使用之间的反向关系构成研究的核心悖论。
**5.3 整体解读：完整序列揭示的要点**
三个结构性发现：（1）庭院-食堂对比在结构上稳定，而非季节性：所有日期中，庭院阴影优于食堂，但食堂占用始终较高。（2）最热时期（4月）与最高学术活动期重合：4月96%的地面经历至少3小时直射阳光，但学生仍聚集在食堂区域。（3）秋季（11月）阴影面积增长最快，但此时环境温度下降，对阴影的需求降低，导致庭院热舒适优势在需求低时出现。
**5.4 行为观察结果**
基于25个观察时段的坐姿人数统计，食堂附近区域的占用率始终高于围合庭院。食堂区域占用人数从未低于20人，而庭院从未超过5人，且差异在观察期间稳定。
**5.5 物理可供性审计结果**
审计显示，食堂附近区域具有更大的座椅容量、非正式座椅（如城市台阶）和直接食物/饮料服务点，而围合庭院缺乏这些功能可供性，尽管两者均处于开放庭院形态内。
**5.6 基于UTCI的热舒适分布**
UTCI模拟表明，4月15日81%的地面处于强热应激（Strong Heat Stress），10月15日出现26%的极强热应激（Very Strong Heat Stress），尽管太阳照射时间低于4月，提示湿度与辐射负荷的联合作用。12月条件最温和，52%地面无热应激。
**5.7 统计分析结果**
Wilcoxon符号秩检验和Mann–Whitney U检验均确认，食堂区域占用显著高于庭院（p < 0.001）。Spearman相关显示，占用与停留时间在两个区域内均呈正相关，但庭院内更强。月度平均占用与太阳照射时间及UTCI热应激的相关性虽方向一致，但因样本量小（n=5）而未达统计显著。
**讨论与结论**
**讨论部分总结**
研究讨论指出，环境性能并不必然预测空间行为：围合庭院虽提供最佳热舒适，但学生因功能吸引物（如食堂）而持续占用不利环境区域，体现了功能驱动型城市设计的行为吸引作用。学生还通过微尺度热避难（如分散树荫）进行适应性调节，而非迁移至更舒适但功能空洞的庭院。研究强调，功能编程、社交动态和空间形态比热舒适本身更能影响户外占用模式。此外，研究反思了方法局限：仅基于单一校园、热沙漠气候区，且对比区域在功能可供性上存在差异，因此结论应视为情境特定而非普遍规律。研究倡导将环境舒适与功能吸引物整合，而非视为竞争因素。
**结论部分翻译**
本研究旨在考察位于炎热环境中的大学校园内太阳照射条件与户外空间使用之间的相关性，采用Autodesk Forma太阳照射时间建模与系统行为观察相结合的方法。研究结果在传统环境决定论视角下出人意料：学术年内学生占用率最高的户外区域并非那些提供最热舒适条件的区域。食堂区域在多数分析日期承受8至超过9小时直射太阳辐照，却始终比围合庭院产生更高的活动水平，而庭院在所有模拟日期和季节中维持了校园内最深且最稳定的阴影区域。围合庭院的环境效益并未转化为行为偏好。该发现并非主张环境条件对户外行为无关紧要。太阳模拟数据明确显示，食堂区域的热条件在3月至4月间对占用者造成显著生理压力，此时92%至96%的地面在一天大部分时间暴露于直射阳光。在热极端条件下，尤其是区域气候典型的高温夏季（位于学术日历之外且未纳入本研究的观察阶段），记录的模式可能加剧：学生可能完全避开食堂区域或放弃使用户外空间，如果缺乏足够的热缓解。环境决定论在极端情况下仍保持其解释效力。该发现挑战了在中等热应激范围内将环境变量视作主要行为影响的确定性解释，这一范围定义了学术年内多数户外环境。研究建议，功能编程、社交动态和空间形态作为竞争且通常主导的因素影响户外占用。本研究旨在将这一条件定义为功能决定论（functional determinism）：即建成环境中功能产生功能的分配比热舒适条件的分布更能显著影响户外占用模式。食堂作为社交和功能磁铁，尽管其不利热条件，仍吸引学生活动。这一结果与后决定论转向（post-determinist shift）中的人-环境研究以及户外热舒适广泛的实证研究一致，这些研究将行为置于物理、心理、社会与功能要素的框架中。环境模拟技术与系统行为观察的结合对于户外空间分析产生基于行为而非环境假设的设计建议是必要的，而非可选的。太阳模拟结果不应被视为独立的行为预测器，而应作为综合分析框架的一部分，包括观察、使用后评估和功能评估。由此产生的设计含义是双重的。在食堂区域最紧迫的干预是实施高效结构遮荫——拉伸膜结构、连续植树或凉棚系统，以阻挡春季和早秋模拟期间观察到的8–9小时以上辐照度水平。这一方案将减轻热负担，而无需学生放弃他们显然被吸引的功能和社交空间，从而通过在功能吸引物处对齐热环境来解决悖论。围合庭院在数据集所有指标上热性能优越但持续利用率低，需要进行功能激活：设置食物服务卫星点、非正式座椅、学习设施或活动编程，以建立将环境优势转化为实际使用所需的功能锚点。太阳数据表明，这些区域在整个季节范围中比食堂区域舒适得多，但目前缺乏令人信服的占用理由。综合来看，这些发现增强了不断增长的证据，即成功的户外空间设计必须在环境层面和功能层面同时运作。一个仅改善热条件而不考虑功能分布的校园将延续此处概述的矛盾。追求热响应、行为可持续的户外环境需要增强环境性能分析，并全面理解户外空间利用的动机以及促使个体选择对其有益空间的因素。这些结论基于一个炎热沙漠气候下的单一校园以及功能不同空间的比较；它们应被视为环境与功能行为决定因素之间情境特定差异的证据，而非普遍规律，其向其他大学校园、气候区域或城市背景的可转移性仍有待实证检验。
