《Building Acoustics》：Exploring acoustic environment and soundscape in urban courtyards: A systematic review
庭院作为半开放空间，在高密度城市环境中被广泛用于支持身心恢复和调节微气候。然而，城市声景研究此前主要聚焦于城市开放空间。遵循PRISMA指南，本系统性综述综合了截至2025年6月从Scopus检索到的90项研究的证据，以描绘该领域的方法学趋势、主题重点及跨学科交叉点。分析揭示了向声景方法的逐步转变。（1）尽管声学特征描述主要依赖声级参数（90%，如LAeq），但在相对较低的声压级范围内（IQR=49.2–59.1 dBA），这些参数对声舒适度的预测效力仍不一致。（2）越来越多的研究（44%）纳入情感质量属性进行声景评估。综合结果（94%的案例）表明声环境与感知属性之间存在显著关联，但同时也凸显了城市庭院声景的情境特异性模型。（3）虽然路径/基础设施干预措施（92%，如空间规划）在声学缓解方面显示出可量化的效果（中位衰减量=2.5 dBA），但将声源与这些策略相结合可进一步提升整体声景质量。（4）与此同时，新兴研究优先关注多域交互，特别是与热环境的交互。当前综合结果揭示了互补的跨感官效应，其中特定的自然声可调节热感知。（5）通过整合气候适应框架，庭院声景可为城市福祉做出贡献。虽然空间因素（如开敞度）对声学及其他环境暴露的影响相当，但背景声级（L90）与恢复性感知存在特定关联。推进这一潜力需要开发一种多域、资源高效的声景设计方法。
引言
庭院构成了城市环境中一种典型的类型形态学形式。这种空间构型将内部区域与外部环境分隔开来，同时营造出邻近感和亲密感。然而，尽管庭院具有普遍性和环境重要性，其形态调节微气候条件并塑造人类感知（尤其在声学领域）的机制，相对而言仍未得到充分探索。
城市庭院声环境的特征描述一直以噪声消减方法为框架。研究主要优先采用声音衰减参数来评估对环境噪声侵入的屏蔽效能，最终目标是缓解烦恼度。同时，庭院常被概念化为无顶的房间或作为用于社交互动和表演活动的室内空间延伸。这种混合类型学相较于自由场或封闭环境，为评估带来了独特的挑战。这些挑战进一步受到庭院几何构型及周边城市形态的影响。虽然以往研究广泛探讨了这些物理因素的孤立影响，但近期讨论强调了客观参数在捕捉现实世界环境复杂性方面的不足。因此，迫切需要探索既具有感知相关性又具备操作可行性的额外声学参数。
声景方法标志着环境声学研究中的范式转变，超越了仅依赖客观参数，将“声环境”定义为“在情境中被个人或群体感知、体验或理解的声音环境”。为操作化声景评估，研究者采用感知属性来表征影响个体环境体验与解读的特定品质。这些属性已被广泛验证为评估声学及其他环境响应的工具。新兴证据表明，这些感知维度与更广泛的社会维度（包括人类福祉和社会凝聚力）之间存在显著相关性。然而，尽管这些跨学科应用和既有框架已确立，城市庭院声景的具体感知属性仍相对研究不足。
在评估框架之外，声景干预是一个独立的新兴概念，旨在通过修改物理元素或场地管理策略来保持或增强特定场地的声环境。Chen等人将此类干预划分为多维操作层级（如目标、方法和干预类型），涵盖从声源控制、路径/基础设施改造到综合设计和接收者导向策略。实证证据强调了综合声景在掩蔽交通噪声和调节噪声烦恼度方面的有效性。然而，在城市庭院的具体情境中，研究主要强调庭院形态的降噪效果。针对增强庭院声环境的具体设计策略尚未得到系统探索。
除单域研究外，声景研究明确承认物理环境条件是关键的调节因素。这一整合与室外环境质量（OEQ）框架相一致，该框架将室内环境质量协议的逻辑扩展到室外环境，综合考虑共同影响人类舒适度、健康和福祉的环境因素。此外，庭院被公认具有在高密度城市环境中调节微气候的能力，近期研究日益转向多域交互的探讨。尽管这一趋势正在兴起，但专门检验声学条件与其他OEQ域之间交互作用的研究仍然有限。因此，通过优化环境条件来塑造多感官感知的潜力仍是一个重要的待研究领域。
从更宏观的视角看，全球气候变化正从根本上重塑环境条件，对生态系统、建成环境和社会结构产生级联影响。这些变化挑战了现有的声环境和声景认知。作为回应，全球框架（如UNFCCC）已制定了部门特定策略，以增强城市气候适应能力并加速可持续转型。声学与气候适应交叉领域的现有研究主要集中在技术干预和声景设计的健康相关效益上。与此同时，城市庭院作为气候韧性的关键类型已被广泛研究。然而，一个关键空白依然存在：目前尚无系统性综述阐明城市声景对气候适应策略的具体贡献。因此，声环境作为气候适应性城市设计中积极整合组成部分的潜力仍未得到充分研究。
本综述旨在弥合这些学科隔阂，通过以下研究问题进行探讨：（1）采用哪些研究设计和客观参数来表征城市庭院的声环境？（2）采用哪些研究设计和感知属性来评估城市庭院声景？（3）在城市庭院中已实证实施了哪些干预维度，包括目标、方法、干预类型和设计策略？（4）采用哪些室外环境质量域、因素和交互模型来检验声学与OEQ域之间的协同交互？（5）在城市庭院声景中识别出哪些气候适应策略？
方法
系统性综述是综合现有证据、减轻偏差并支持声景研究中循证决策的成熟方法。本综述遵循PRISMA指南以确保程序严谨性和可重复性。鉴于所识别文献在研究设计和测量协议方面存在显著异质性，定量荟萃分析不可行。因此，本研究对现有证据进行了系统性叙述性综合。
本综述中庭院的定义指由墙体或建筑物围合或限定的露天空间。为确保全面检索相关文献，检索词设计旨在捕捉这一术语异质性。通过词库资源进行系统性同义词检索，并辅以对开创性研究关键术语的人工提取。初步试点检索用于校准关键词敏感性和特异性，并制定最终布尔检索式。
信息来源
为确定最佳文献计量来源，在三个主要科学数据库（Scopus、Web of Science和PubMed）中进行了第二次试点检索。比较分析显示存在大量冗余。值得注意的是，Scopus索引了其他数据库中识别的大部分记录，同时提供了相关多学科文献的更优覆盖。因此，Scopus被选为本系统性综述的主要数据库。检索涵盖了数据库建库至2025年6月索引的所有记录。
资格标准
本综述最初限于以英文发表的同行评审文献。为确保与研究目标严格对齐，资格标准按四个核心维度分层。由于计算限制，早期研究（n=16）使用二维模型表示庭院构型。为保障概念全面性，这些研究尽管存在方法学局限仍被保留。纳入标准涵盖定量、定性及混合方法研究设计，城市环境中的公共或半公共露天空间，以及涉及机械、建筑、视觉艺术、心理学等学科的声学主题。排除标准包括临床试验、乡村环境、私人空间、封闭空间、非相关学科、非同行评审文献及非英文文献。
检索策略
为确保详尽覆盖，使用Scopus引文分析工具对所有纳入研究执行了前向和后向引文检索。在此阶段，仅保留Scopus索引的记录以维持数据库一致性，并手动去除重复项。此外，通过滚雪球抽样技术整合了呈现重要或新颖见解的非重复会议论文。
选择过程与数据收集过程
研究选择遵循基于预定资格标准的多阶段筛选协议。初步筛选使用电子表格工具手动进行，聚焦于标题、摘要和关键词。为确保方法学一致性，筛选协议通过随机样本试点测试进行协作验证和校准。筛选由第一作者执行并由合著者确认。随后，检索所有潜在相关文章的全文并进行严格评估。
数据提取与数据综合
鉴于研究问题的多维性，数据提取协议不仅收集研究变量，还收集方法学方法、情境描述符和评估框架。为确保理论稳健性，提取标准以声环境、声景及相关领域开创性文献中的既有概念框架为基础。第一作者开发了初步提取工具，随后由合著者进行协作确认和精化以最小化偏差。综合结果采用混合方法，整合定量内容分析与定性解释的主题综合。具体而言，采用叙述性综合技术进行解释，结果通过描述性统计和解释性分析的双重结构呈现，使用表格和主题图来绘制知识图谱并识别关键证据空白。
研究偏倚风险评估
鉴于本综述主要强调方法学特征描述和理论因素识别（而非因果效力），标准证据确定性评估被认为不适用。因此，为进行详细评估，开发了定制化批判性评估框架，改编自既定的数据质量评估协议。该分层为证据权重提供依据，确保低质量研究的结果在叙述分析中得到适当谨慎的解读。
结果
研究选择
Scopus数据库的系统检索初步识别出1047篇文章。去除重复出版物并初步筛选标题和摘要后，排除了970条记录。其余77篇手稿接受全文评估，其中27篇因缺乏声学维度和明确的庭院环境而被排除。为确保详尽覆盖，执行了补充引文检索，识别出1546条潜在额外记录。经严格筛选，其中25篇符合全部纳入标准。此外，有目的地纳入了16篇Scopus索引的会议论文，这些论文呈现了新颖发现或新兴方法。在最终资格筛选中，一项关于机械噪声控制的研究因未评估庭院内的声传播（声级可忽略不计）而被排除。最终，截至2025年6月发表的共90项研究被纳入本系统性综述。
研究特征
纳入研究在理论方法和研究设计方面均表现出相当大的多样性。关于理论框架，59项研究（66%）采用噪声消减方法，31项研究（34%）明确应用声景方法并整合感知维度。关于研究设计，数值建模（NM；n=26）为主要方法，其次是现场测量（FM；n=23）、模拟测量（SM；n=21）和结合现场测量的现场实验（FE；n=19）。较少采用的方法包括实验室实验（LE；n=10）、缩尺模型测量（MM；n=9）、问卷实验（QE；n=3）和观察研究（OB；n=1）。此外，相当数量的研究（n=18）采用了混合方法设计。
表征庭院声环境：客观参数
客观参数构成城市庭院研究中物理环境的基本描述符。90项纳入研究中仅3项未报告客观参数，凸显了定量表征在该领域的重要性。基于纳入研究的方法学框架，这些参数被分为两类：（1）声学参数和（2）非声学参数。
声学参数
本综述识别出一组多样化的声学参数，可分为三类：声级参数、混响与室内声学参数、心理声学及其他参数。分析显示，研究常依赖单一参数分类（n=63）来定义声学特征。
声级参数（n=78；90%）是监测城市庭院声环境的基础。A加权等效连续声级（LAeq；n=30）是分析研究中最常用的参数。频率加权声级（n=57；65%）中A加权声级（LA）占主导，强调庭院声景作为人耳感知的建成环境。时间平均声级（n=38；44%）中，等效声级（Leq；n=32）代表整体暴露，而快速时间加权声级（LF）和声暴露级（LE）用于记录短期暴露。统计声级（n=22；25%）中，L10、L50、L90和Lmax分别作为峰值、中位数和背景声级的代理指标。此外，衰减量和插入损失用于量化庭院形态的降噪功能。
混响与室内声学参数（n=22；25%）反映了庭院作为无顶房间的概念化。混响时间（RT；n=28）是评估声能衰减的主要参数，其中RT20和RT30（n=16）最为常用。早期衰减时间（EDT）也常用于基准化声学质量。语言传输指数（STI）和快速语言传输指数（RaSTI）用于量化语言清晰度，明晰度（C；n=11）和定义度（D50；n=9）用于评估庭院作为表演空间。强度（G；n=10）用于表征声场的量级和空间分布，空间印象参数（n=8）包括双耳互相关（IACC；n=6）和侧向能量分数（LF；n=4）。
心理声学及其他参数（n=10；11%）中，响度（N）、粗糙度（R）、尖锐度（S）和波动强度（F）等参数与声级参数结合使用以精确捕捉主观反应。此外，生态声学指数被引入以量化庭院环境中的生态系统复杂性和生物多样性。
非声学参数
非声学参数被归纳为三类：空间特征参数、物理环境品质、密度及其他参数。
空间特征参数（n=78；90%）中，形式组织与类型学（n=42；48%）定义了庭院的布局及其与外部和内部构型的界面。几何参数（n=66；76%）量化庭院的具体体积属性，其中高宽比（Aspect Ratio）最为常见。开敞度参数（n=9；10%）中，天空视角因子（SVF）在多域研究中被频繁用于量化开敞程度。建筑材料（n=51；59%）主要通过吸声系数进行参数化，建筑元素（n=43；49%）如阳台、屏风和走道被用于参数化研究，植被（n=15）则通过名义类型或生物物理属性进行参数化。
物理环境品质（n=30；34%）中，基本气象参数（如气温Ta和风廓线）被记录以考虑大气吸收和湍流对声传播的影响。密度及其他参数（n=28；32%）中，人群密度和交通密度作为噪声产生的关键代理指标。
城市庭院中的现有声环境
以A加权声级（LA）为主要描述符，176个案例研究的结果表明，相当比例的城市庭院提供了显著衰减（通常为8.5至16.1 dBA）。然而，50%的案例研究报告庭院内LA值超过55 dBA的安静室外居住环境基准阈值。所有测量位置的LA值落在49.2至59.1 dBA的特定四分位距范围内。
评估庭院声景：感知属性
本综述识别出30项明确采用感知属性表征庭院声环境的研究。调查主要通过现场实验（n=18）和实验室实验（n=10）进行。感知属性被分为两个主要领域：声学属性和非声学属性。
声学属性
噪声烦恼度和噪声干扰（n=6；19%）是评估庭院干预效力的主要属性，但2015年后使用显著减少。声舒适度和声感觉（n=5；16%）作为直接评估声环境即时人类体验的属性，常与多域研究结合使用。声环境整体质量（n=6；19%）中，偏好被频繁用于评估特定功能品质，如庭院剧场中的混响。情感质量（n=14；44%）是使用最广泛的框架，常用属性与愉悦-烦恼和事件性-平淡性主要维度一致，辅以平静-混乱和活力-单调等次要维度。其他声学属性（n=5；16%）包括适宜性和噪声敏感性。
非声学属性
环境舒适度和感觉（n=6）中，热感觉（冷-热）和阳光感觉（亮-暗）通过领域特定双极量表进行操作化。非声学环境整体质量（n=8）依赖双极语义量表如好-坏、积极-消极。非声学环境情感质量（n=7）中，最常用的属性镜像了愉悦维度，但事件性维度在非声学环境评估中缺失。其他非声学属性（n=8）包括心理恢复性和认知相关属性，如整体工作舒适度和感知工作量。
声环境与感知属性的相关性
13项研究的综合结果显示，215/228个案例（p<0.05）与既有声景模型基本一致。分析强调了非声级参数对声景评估的重要作用，混响和室内声学参数与感知声舒适度之间存在显著相关性。
声学与声景干预：方法、类型和策略
本综述识别出50项明确验证设计策略的研究。缓解（n=38）仍是主导目标，而增强（n=6）和设计整合（n=6）较少见。建筑方法（n=46）涵盖几何和建筑元素的修改，自然方法（n=4）如植被和水景常与建筑元素结合。
声源干预
声源干预（n=6；12%）中，掩蔽技术（添加积极声音）与缓解技术（减少负面声音）形成二分。水景是主要的自然掩蔽剂，电动声学策略通过扬声器引入人工声景。
路径/基础设施干预
路径/基础设施策略（n=46；92%）利用障碍物和表面在声音传播至接收者之前减轻声暴露。硬屏障（n=39；78%）是最早且最主导的策略，涵盖城市形态、建筑几何、比例和建筑元素。软噪声屏障（n=10；20%）引入植被以增强生态和心理品质，包括植被屋顶和绿墙。吸声材料（n=18；36%）的应用从立面处理扩展到景观家具和建筑元素。
整体/设计干预
整体设计干预（n=3；6%）通过整合空间构型和视觉感知来增强声学体验。研究表明感知声景质量与视觉外观之间存在相互关系，多域感知具有互补优势。
设计干预策略评估
164个案例研究的综合结果表明，相当比例的干预实现了超过3 dBA主观变化阈值的声级衰减。组合干预策略最为有效，近半数案例超过5 dBA的清晰可感知变化阈值（中位衰减量=4.4 dBA）。
室外环境质量（OEQ）：域、因素和交互
域
本综述识别出17项明确记录声学与其他环境域交互的研究。热环境是主导交互域（n=16），其次是光环境（n=9），空气品质（n=3）和味觉感知（n=1）较少被记录。
因素
热环境协议持续监测气温（Ta）、黑球温度（Tg）、表面温度（Ts）、相对湿度（RH）和风速（Va），并聚合为平均辐射温度（Tmrt）、生理等效温度（PET）和通用热气候指数（UTCI）。光环境评估涵盖总太阳辐射（G）和照度（E），日光眩光概率（DGP）用作视觉不适的预测指标。
多域交互机制
物理调制路径（n=9）研究物理环境条件对声传播和暴露的影响。大气湍流和风速廓线改变城市环境中的测量声级。多暴露模型评估声学缓解与热或光性能之间的物理权衡。综合结果显示，声级参数与气温（Ta）和相对湿度（RH）呈正相关，与平均辐射温度（Tmrt）和生理等效温度（PET）结果不一致，与光参数呈负相关。
多感官调制路径（n=8）研究环境暴露如何影响主观反应。综合结果表明，声学条件可影响整体环境感知，声舒适度及其与通用热气候指数（UTCI）的交互显著影响整体热舒适度。然而，这些跨域效应在极端温度条件下对热感觉投票不显著。尽管声类型对热感知的统计效应在某些案例中不显著，但自然声可能有助于调节热感觉，如风声和树叶沙沙声与轻微凉爽条件下感知寒冷度降低相关，流水声与增强的热感觉相关。
气候适应策略
庭院声景与气候韧性
城市庭院已被广泛研究为气候韧性的关键类型。声环境在气候适应框架中具有潜在贡献，通过整合气候适应框架，庭院声景可促进城市福祉。空间因素（如开敞度）对声学和其他环境暴露的影响相当，而背景声级（L90）与恢复性感知存在特定关联。推进这一潜力需要开发多域、资源高效的声景设计方法，将声环境作为气候适应性城市设计的积极整合组成部分。
讨论
研究空白与未来方向
本综述识别出若干关键研究空白。首先，客观参数对声舒适度的预测效力在低声压级范围内不一致，表明需要探索额外感知相关且操作可行的声学参数。其次，城市庭院声景的感知属性研究相对不足，需要更多情境特异性模型。第三，专门针对增强庭院声环境的设计策略尚未系统探索，接收者导向策略尤为稀缺。第四，声学与其他OEQ域的交互研究有限，多感官调制的机制尚需深入理解。最后，声环境在气候适应策略中的具体贡献尚未明确，需要更多研究将声景设计整合到气候韧性框架中。
局限性与启示
本综述存在若干局限性。鉴于研究设计和测量协议的高度异质性，定量荟萃分析不可行，叙述性综合可能引入解释性偏差。此外，检索限于Scopus单一数据库和英文文献，可能遗漏其他语言或数据库中的相关研究。未来研究应标准化报告协议，特别是心理声学计算模型和混响参数的测量标准，以增强跨研究可比性。多域、资源高效的声景设计方法的发展将为城市庭院声景研究和实践提供重要方向。
