天津市高校公共教学区外部休憩空间健康促进环境布局研究

李德新 王安策

摘 要： 为解决当前大学生群体日益严重的健康问题，对天津市高校公共教学区外部休憩空间健康促进环境布局进行研究。借鉴国内外健康促进的相关研究要素，调查天津市内9所高校公共教学区外部休憩空间当前的使用情况，获取在校大学生对公共教学区外部空间的环境质量评价。通过对评价结果进行因子分析，得出主要的环境影响因素为坐憩空间舒适性、植被铺装、水景质量、文化景观数量以及空间整洁程度。结合在校大学生的行为特征与使用需求，对河北工业大学12教学楼庭院的空间布局进行优化，并利用PedSim软件模拟，对比空间改造前后的人流分布情况。结果表明，通过对原有空间进行改造能够提高外部休憩空间的使用效率，促进健康行为的发生。

关键词：公共教学区;外部休憩空间;健康促进环境;空间布局;行为模拟

中图分类号：TU244.3   文献标志码：A   文章编号：1674-7356（2021）-01-0089-06

国务院2019年发布了《健康中国行动（2019—2030年）》文件[1]，将健康工作中心由“医治”转向“预防”，以推动社会整体的健康发展。当前我国大学生群体的整体健康水平存在着相当严重的问题，长时间久坐、学习生活压力大导致在校大学生出现了体质下降、心理承受能力差以及社会适应能力弱等现象。校园外部空间健康促进环境能够通过自然环境的疗愈作用[2]，以及提供活动场地支持大学生的体力活动[3]与社交活动[4]，达到促进大学生健康的目的。但是近年来部分大学校园建设盲目追求速度，外部空间质量难以保障，毫无个性的外部空间环境缺乏应有的活力，难以起到健康促进的作用[5]。因此提升校园外部空间活力，创造健康促进环境成为改善大学生健康水平的关键因素。威廉·怀特[6]发现舒适的休憩设施是影响外部空间使用的重要因素，通过提高座椅的舒适性能够提高公共空间的使用频率。公共教学区作为校园中主要的学习区域，人流活动密集，营造充满活力的公共教学区外部休憩空间，创造健康促进支持环境，对促进大学生健康发展意义重大[7]。

对于校园外部空间健康促进环境的研究主要包括健康支持环境与校园外部空间设计两个方面。健康促进环境的研究主要集中于城市规划与社区环境层面，Stokols[8]提出了健康促进环境的维度和标准，从生理健康、心理与情绪健康以及社会凝聚力等方面，提出健康促进环境应当具备的特征。Giovanna[9]认为自然环境的可用性和吸引力是影响体力活动水平的主要因素，强调自然环境是维持体力活动水平、减少压力、实现审美和健康目标的动力来源。校园外部空间的研究主要集中于空间环境构成要素[10]以及空间中的行为模式[11]两个方面，分别以环境和人作为主体，研究校园外部空间的设计策略。通过对文献的梳理发现，目前关于校园健康促进环境的研究相对较少，同时外部空间设计策略对空间的提升效果没有得到进一步的检验。

因此，通过对天津市9所高校公共教学区外部休憩空间进行量化研究，分析外部休憩空间健康促进环境影响因素，通过软件模拟探究外部休憩空间健康促进环境提升策略，为营造高品质、高活力的健康校园外部空间环境提供设计依据。

一、健康促进与校园环境

“健康促进”概念是1986年世界卫生组织在第一届健康促进大会中提出的，旨在使人们知道如何保持健康，选择健康的生活方式。美国健康促进杂志将健康促进的手段总结为提高认知、改变行为以及创造支持性环境，其中创造支持性环境是保证健康持续改善的最大影响因素。扬·盖尔[12]将人的行为分为必要性行为、自发性行为以及社会性行为三种类型，当前在校大学生除日常上下课等必要性行为之外，大多数人选择了长时间久坐的静态生活方式，缺乏体力活动与心理压力大成为影响大学生健康的主要因素。健康促进环境通过营造良好的校园外部空间环境，促进休憩、学习以及社会交往等自发性行为的产生，改变当前大学生静态的生活方式，减少久坐行为，提高体力活动水平，同时能够提供自然疗愈与社会支持环境从而达到健康促进的目的。

心理学家温勒提出了行为研究公式B=f（P*E），即人的行为方式（Behavior）会受到人的个性（Personality）以及所处的环境（Environment）的影响，改变当前大学生的生活方式，需要从满足使用人群的实际需求以及改善校园外部空间环境因素两方面进行研究。外部休憩空间能够为人们日常的休憩、交谈、娱乐等自发性活动提供场地支持，在校大学生在年龄、受教育程度以及心理需求上较为统一，同时日常行为活动具有一定的规律性，其活动内容与活动特征便于总结归纳。通过调研当前高校公共教学区外部休憩空间的使用情况，获取大学生对当前空间的评价与需求，分析校园外部休憩空间健康促进环境的影响因素，探究校园外部休憩空间健康促进环境布局的优化策略。

二、外部休憩空间健康促进环境影响因素研究

（一）调研范围与内容

以天津市内9所高校公共教学区外部休憩空间作为调研对象，根据扬·盖尔“三类十二条”空间质量评价标准与公共空间相关理论研究设计调查问卷，从建成环境因素与使用人群行为特征两方面探究健康促进环境的影响因素。

（二）外部休憩空间建成环境因素分析

通过对9所高校的调研，利用李克特5级量表问卷获取在校大学生对当前公共教学区外部休憩空间的评价，共收到有效问卷345份，通过SPSS建立数据库对调研结果进行因子分析。因子分析是通过对原有变量进行浓缩，对变量包含的信息进行总结归纳，得出影响健康促进环境的主要影响因素。

1. 因子分析适用性检验

首先对调查问卷结果的可靠性進行检验，检测得出Alpha系数为0.689，在可接受的范围内。同时通过取样适当性量数检验（KMO）与巴特利特球形度检验判断调研数据能否提取公因子，在因子分析中，当巴特利特球形度接近0时，因子之间的相关性越强，KMO数值大于0.7时各变量信息重叠度较高，适宜进行因子分析。经过计算得出KMO数值为0.722，巴特利特球显著性为0.00，满足进行因子分析的条件。

2. 建成环境主要影响因素确定

公因子方差即原有变量的共同度，表示原有变量能够被提取的最终因子所表示的程度，此次数据影响因素的共同度全部在0.6以上，可以认为提取的最终因子对原有变量解释能力可以接受。由表1可知，前5项初始特征值大于1，因此SPSS将归纳5个主要成分作为最终的影响因子。通过表2旋转成分矩阵描述各个主要影响因子的主要内容。

选择每个因子中大于0.6的内容作为解释因素，对影响休憩空间使用的主要因素进行总结归纳，得出影响休憩空间使用的主要环境因素为：①坐憩空间舒适性（休憩空间的数量、座椅的舒适性和座椅空间遮阳物的数量）;②植被铺装（植物的丰富程度、地面铺装材质）;③水景质量;④文化景观数量;⑤空间整洁程度。

（三）使用人群行为特征分析

在调研过程中，通过统计使用人群的活动内容与相应空间特征，分析在校大学生的行为特点与使用需求，探究符合大学生自发性行为需求的空间布局特征。

1. 休憩空间中的行为内容分析

对休憩空间中行为类型的发生频率进行统计（图2），得出当前公共教学区外部休憩空间发生频率最高的活动类型为休息行为与交谈行为，等待行为与学习行为占有一定比例，社团活动的发生频率最低。

2. 休憩空间的主观阻碍因素分析

公共教学区作为大学生日常使用最为频繁的区域，其外部休憩空间的使用概率相对较大，但实际使用情况并不理想。通过对当前公共教学区外部休憩空间使用的主观阻碍因素进行统计发现（图3），休憩空间私密性差成为最主要的使用阻碍因素，其次为遮阳物不足、座椅数量不足、受到周围交通干扰、到达不方便以及空间周围景观差。因此，在提升空间环境的同时需要营造空间良好的私密性，创造相对独立的空间环境，减少周围环境对休憩空间的干扰。

3. 使用人群功能需求分析

在了解使用人群行为特征的同时，针对大学生对当前休憩空间的功能需求进行研究，从而使得休憩空间能够更好地满足大学生日常使用需求。在期望增加的设施调研中（图4），对于当前休憩空间增加遮阳设施的需求最高，其次为休闲座椅和景观小品，与因子分析得出的环境影响因素一致。

在对当前休憩空间期望增加的功能调研中（图4），充电电源功能需求占比最高，当前大学生对电子设备的依赖程度迅速增加，在选择学习、休息等活动地点时，空间中是否配置充电设施成为选择空间的首要因素。同时对于售卖功能的需求也较为强烈，当前公共教学区售卖功能主要以自动贩卖形式的存在，商品种类单一，使用反馈较差，需要增加新的的售卖形式满足当前大学生的多层次需求。

（四）外部休憩空間健康促进环境影响因素确定

通过对天津市高校公共教学区外部休憩空间的研究，依据行为研究公式E=f（P*E）得出健康促进环境影响因素，包括建成环境因素中坐憩空间舒适性、植被铺装、水景质量、文化景观数量以及空间整洁程度，个性影响因素中使用人群主要的活动类型与空间特征，对休憩空间私密性的心理需求以及充电电源和售卖功能的功能配置需求。针对以上因素对公共教学区外部休憩空间进行改造提升，利用软件模拟空间改造前后使用情况，探究外部休憩空间健康促进环境改造措施对使用人群行为模式的影响。

三、外部休憩空间健康促进环境布局模拟优化

随着计算机辅助设计在建筑领域应用越来越广泛，通过软件模拟预测建筑设计的使用情况也逐渐得到了人们的关注。2019年亚洲计算机辅助建筑设计研究会议上，Grasshopper作为研究工具得到大量应用[15]。PEDSIM[16]是Grasshopper中对于空间行为的仿真模拟软件，通过agent-based（代理人基模型）即拥有自主意识的智能体，模拟人在空间中的行动，并且以图像的形式呈现出模拟结果。PEDSIM通过在rhino中确定agent的起点、终点以及兴趣点等一系列组件，基于社会力模型与避免碰撞模型来模拟人的步行行为。通过建立模型对外部空间进行模拟（图5），根据模拟结果的行为流线轨迹分布确定空间的使用情况。

依据因子分析得出的公共教学区外部休憩空间环境影响因素与在校大学生的使用需求，对河北工业大学北辰校区12教学楼庭院空间进行改造，并通过PedSim对空间改造前后的使用情况进行模拟，探究外部休憩空间健康促进环境布局模式。PedSim通过流线图用来反映空间中人的行为特征，在路径选择上，模拟个体会选择最短路线达前往目标终点，当空间中只存在交通行为等必要性活动时，模拟结果通常反映为直线。当模拟个体受到兴趣点吸引并发生自发性行为时，会脱离原有前进方向转向兴趣点并持续一定的访问时间，同时在访问期间会围绕兴趣点形成不规则曲线。通过改变当前外部休憩空间布局，利用行为轨迹模拟结果，探究公共教学区外部休憩空间健康促进环境布局模式。

河北工业大学北辰校区12教学楼庭院空间布局呈三面围合的形式（图6），以满足日常的交通功能为主，附带自行车停放功能，空间布局以单一铺地形式为主，绿化配置差。通过对当前空间使用情况进行模拟发现（图7），行为流线以直线为主，表示空间中的行为以交通行为为主，无明显的访问行为轨迹，流线相对集中表明空间的使用效率低，与实际使用情况相符。

根据对公共教学区外部休憩空间环境因素的分析以及使用人群的需求，结合空间环境与特征，从坐憩空间舒适性、植被铺装、功能需求以及私密性需求等方面对12教的庭院空间布局进行优化（图10）。根据交通流线规划以及绿化设施布置，将庭院空间分为三个区域。

1. 在右侧靠近道路的区域设置固定的自行车停放区，规范停车行为，减少自行车随意摆放造成的不良影响。

2. 中间区域作为主要的交通区域，保留原有的交通流线，满足使用人群上下课期间快速到达目标点的需求。沿道路设置休憩座椅，通过绿化以及地面铺装界定休憩空间与交通空间的界限，保证休憩空间相对的领域感，同时良好的绿化配置能够提供足够的遮阳物，提高座椅的舒适性。

3. 左侧区域受交通影响最小，空间较为安静，作为庭院空间中主要的学习空间，设置可以移动的桌椅组合满足不同人群的使用模式。增加售卖功能，提供简单的餐饮服务以及充电电源功能满足大学生对空间的功能需求，同时售卖空间能够对可移动桌椅组合形成良好的自然监视作用，避免桌椅设施丢失损坏。对改造后的河北工业大学12教学楼庭院空间进行软件模拟，结合空间流线图（图8）与热力图（图9）分析空间中的流线分布情况。

庭院空间中原有的交通流线得到了保留，使教学区的大学生能够快速到达教学区各个空间。同时空间中出现了大量对新增售卖功能以及座椅的访问流线，对于空间的探索度明显提高，相较于改造前的流线分布情况，改造后庭院休憩空间的使用频率得到了明显的提升。通过软件模拟发现，根据量化得出的健康促进环境因素对外部空间布局进行改造，能够提高空间活力，促进更多行为发生，实现外部空间健康促进的作用。

四、结语

在国家健康促进计划的背景下，探究公共教学区外部休憩空间健康促进环境布局模式，营造有利于促进大学生健康的校园外部空间环境意义重大。通过对调研数据量化分析得出坐憩空间舒适性、植被铺装、水景质量、文化景观数量以及空间整洁程度五个环境影响因素，以及对当前外部休憩空间私密性的心理需求以及充电电源、售卖等功能需求，对特定空間的布局模式进行优化改造，并利用仿真模拟软件验证改造内容的有效性。结果表明通过不同层次的座椅设置、完善空间植物配置、提高休憩空间私密性以及增加空间功能能够提高外部空间的使用频率，减少大学生的室内久坐行为，增强人与自然环境的互动，促进大学生群体健康行为的发生。

[参考文献]

[1]  健康中国行动（2019—2030年）[J]. 中国数字医学，2019，14（11）：17.

[2]  Eckerling M. Guidelines for designing healing gardens[J]. Journal of Therapeutic Horticulture，1996（8）： 21-25.

[3]  Ford E S，Caspersen C J. Sedentary behaviour and cardiovascular disease： a review of prospective studies[J]. International Journal of Epidemiology，2012，41（5）： 1338-1353.

[4]  Berkman L F，Glass T，Brissette I，et al. From social integration to health： Durkheim in the new millennium[J]. Social Science & Med-icine，2000，51（6）： 843-857.

[5]  王墨晗. 建成环境设计促进健康行为的研究综述[J].城市建筑，2018（11）：107-110.

[6]  威廉·H·怀特，小城市空间的社会生活[M]. 叶齐茂，倪晓晖，译.上海：上海译文出版社，2016：3.

[7]  Strange C C，Banning J H. Designing for learning： Creating campus environments for student success[M]. San Francisco，CA： Jossey-Bass，2015：31-78.

[8]  Stokols D. Establishing and maintaining healthy environments： Toward a social ecology of health promotion[J]. American Psychologist，1992，47（1）： 6-22.

[9]  Calogiuri G，Chroni S. The impact of the natural environment on the promotion of active living： An integrative systematic review[J]. BMC public health，2014，14（1）： 873.

[10]  邢鹏威. 岭南地区既有高校外部空间优化设计研究[D]. 广州：华南理工大学，2018.

[11]  李志远. 基于行为分析的大学校园外部空间原型研究[D]. 天津：天津大学，2016.

[12]  扬·盖尔，交往与空间[M]. 何可人，译. 北京：中国建筑工业出版社，2002.

[13]  Pazhouhanfar M，Kamal K M S. Effect of predictors of visual preference as characteristics of urban natural landscapes in increasing perceived restorative potential[J]. Urban Forestry & Urban Greening，2014，13（1）： 145-151.

[14]  Zandvliet D，Broekhuizen A. Spaces for learning： Development and validation of the school physical and campus environment survey[J]. Learning Environments Research，2017，20（2）： 175-187.

[15]  Papasotiriou T. Identifying the Landscape of Machine Learning-Aided Architectural Design-A Term Clustering and Scientometrics Study[C]//Proceedings of the 24th CAADRIA Conference： Volume 2，Wellington： Victoria University of Wellington，2019：815-824.

[16]  Lee J，Lee H S. Agent-driven accessibility and visibility analysis in nursing units[C]//24th International Conference on Computer-Aided Architectural Design Research in Asia： Intelligent and Informed，CAADRIA 2019. The Association for Computer-Aided Architectural Design Research in Asia （CAADRIA），2019： 351-360.

Health Promotion Environment Layout of the Resting Space Outside the Public Teaching Zone in Universities in Tianjin

——A Case of Hebei University of Technology

LI Dexin， WANG Ance

（School of Architecture and Art Design， Hebei University of Technology， Tianjin 300132， China）

Abstract： In order to solve the increasingly serious health problems of college students， this paper studies the health promotion environment layout of the resting space outside the public teaching zone in universities in Tianjin. Based on the relevant study factors of health promotion at home and abroad， this paper investigates the service condition of the resting space outside the public teaching zone of nine universities in Tianjin to achieve environmental quality evaluation from students. Via factor analysis， the main environmental factors are made up of the comfort of resting space， vegetation covering， waterscape quality， quantity of cultural landscapes and space neatness. Combined with the behavioral characteristics and needs of students， the courtyard space layout of 12th Teaching Building of Hebei University of Technology is optimized with PedSim software to simulate and compare the distribution of people flow before and after the space transformation. The result shows that the transformation of the original space can improve the space use efficiency of the outside resting space and promote healthy behaviors.

Key words： public teaching zone; outside resting space; health promotion environment; space layout; behavioral simulation