窗景與公共健康關系理論研究

夏明明

1 引 言

從窗景的角度探討人對物質空間環境的感知對公共健康影響的研究始于20世紀80年代。在此之前國外學術界在探討物質空間對公共健康所產生的影響時，更多的是從病理學的角度探討人和空間環境中某些物質性要素的直接接觸對公共健康所帶來的影響。例如希波克拉底對城市中的主導風向與城市居民身體狀況、主要容易罹患疾病關系的研究[1]；約翰·斯洛對倫敦市給排水管位置的分布與霍亂傳播關系的研究等[2]。

從住宅、辦公室、醫院等建筑的窗景角度探討其對公共健康的影響是對這一領域研究的擴充，這一研究思路突出了“視覺”這一感知媒介對公共健康所產生的重要作用，而這一作用在之前的研究中并未獲得足夠的重視。筆者在對當代相關領域研究的梳理中，發現不同的窗景能夠通過人的視覺感知對人生理、心理等多方面產生持續性的影響。

2 以“窗景”為出發點的研究

通過筆者的綜合梳理，發現“窗景”對公共健康的影響主要體現在：病人的康復速度、工作人員的工作壓力緩解以及對工作現狀的滿意度、學生課堂注意力恢復速度、個人情緒的變化等幾個方面。

圖1 / Figure 1奧利奇教授關于窗景和病人術后恢復速度的研究[3]Research on the recovery speed of patients in wards with different window view by Ulrich

2.1 窗景對病人康復速度的影響

以“窗景”作為出發點的研究是以人的視覺感知為主要媒介，探討人在居住、工作環境中建筑窗外景物對室內居住、活動人群的健康狀況所帶來的影響。在這一類型的相關研究成果中，1984年由瑞典查爾姆斯理工學院羅杰·奧利奇教授完成并發表在《科學》雜志上的《窗景可能會影響病人術后的恢復速度》一文具有里程碑式的意義。

奧利奇教授通過對接受過膽囊切除手術后住院病人住院時間的統計以及使用鎮痛藥、出現負面情緒頻率的觀察，發現居住在面對醫院花園、擁有綠色窗景病房內的病人相較于居住在以磚墻為窗景病房內的病人術后恢復出院的時間較短，并且在住院期間使用鎮痛藥以及出現負面情緒的頻率都較少[3]。根據這一發現，奧利奇教授認為，綠色的窗景可能能夠通過病人對環境的感知，加速病人傷口的恢復，同時對病人的心理產生安撫、慰藉的作用（圖1）。同時，奧利奇教授就人對環境要素的感知特征，提出了人對物質環境感知過程的系統性框架，這一框架指出人針對環境刺激所展現出的行為和某些現象的發生是一個綜合了認知習慣、文化背景、個人閱歷的復雜過程，同時也指出了視覺感知在這一過程中的主導地位[4]（圖2）。這一研究揭示了視覺感知對公共健康所產生的直接影響，該發現不僅拓寬了學術界對于公共健康影響要素認知的寬度，同時也開創了與公共健康相關的另一重要設計領域：詢證設計（Evidence-based Design）的先河[5]。奧利奇教授的研究和發現啟迪了一系列后續學者開始從更為多元的感知角度探討建成環境對人健康的影響。

挪威生命科學大學研究員露絲·瑞納斯等在此基礎上進行了更為詳細的研究。該研究以278名罹患冠心病和肺部疾病的病人作為研究對象，對病人所居住的臥室窗景進行追蹤記錄和觀察，并采用SF-12健康調查量表對病人的健康狀況進行記錄以獲得病人的疾病恢復速度與其臥室不同窗景（主要分為以綠植為背景的開敞式窗景與全部或局部被建筑遮擋的封閉式窗景兩大類）之間的關系。研究再次證實了開敞式綠植窗景對病人恢復所帶來的積極影響以及封閉式窗景所帶來的消極影響。并且在病人的心理健康層面，這一恢復加速效應相較于冠心病患者而言，在肺部疾病患者中體現得更為明顯。從性別的劃分角度來講，封閉式窗景所帶來的負面效應，女性患者更多的體現在生理健康層面，而在男性患者中更多的體現在了心理健康層面（圖3）。研究人員還發現了窗景對于病人活動行為的影響：擁有開敞式窗景的病人在臥室中活動的時間長于擁有封閉式窗景的病人[6]。

2.2 窗景對人注意力、工作壓力恢復的影響

窗景對于公共健康的影響并非局限于病人的康復過程中，而是滲透到了人們日常活動中的多個方面。筆者發現窗景在人們日常學習、工作的過程中，同樣能夠對不同人群的生理和心理狀態產生影響。密歇根大學瑞秋·卡普蘭教授通過人對自然環境的感知與人精力、注意力等生理狀況關系的研究，提出了著名的“注意力恢復理論”（Attention Restoration Theory）[7], 這一理論的核心內容是強調日常的生活、工作會使人產生疲憊，從而導致了人注意力的下降，在這種狀態下，面對綠色的景觀和自然環境，相較于面對人工環境能夠更快地恢復個人的疲憊狀態，從而提高注意力的集中水平，這一理論在后續的相關研究中得到了多次印證。

密歇根大學馬特索卡教授以密歇根州101所公立高校為研究對象，將學校窗景的綠化等級從低到高分為純人工環境、人工環境為主、自然環境為主、純自然環境等。研究指出，擁有高自然環境比例的窗景與學習成績、畢業率和升學率之間存在正向的關聯[8]。

圖2 / Figure 2奧利奇教授對人針對空間環境要素認知和反饋的機制研究[4]Mechanism of human perception and interaction with environment by Ulrich

圖3 / Figure 3露絲·瑞納斯等對不同窗景對病人恢復速度影響的研究[6]Research on the recovery speed of patients in rooms with different window views by Raanaas

美國伊利諾伊大學景觀建筑系黎東瑩博士團隊基于馬特索卡教授針對窗景和學生學業表現之間的關聯性研究，通過場景實驗的方法，進一步發掘窗景和學生學業之間的因果關系。該實驗通過招募94名高中生，并隨機將其分配到3個不同的教室中（3個教室分別為無窗、擁有面對建筑立面的窗景、擁有面對綠色植被的窗景）并進行相同的教學→休息→測試3個實驗步驟（圖4）。在試驗指標的選擇上，研究人員關注了學生的注意力和壓力兩個方面，并將注意力和壓力分為了主觀注意力、客觀注意力、主觀壓力和客觀壓力4個分項。通過休息前后兩個階段對實驗對象各項指標的測量，研究人員發現，在擁有綠色植被窗景的教室中經過了10分鐘休息后的學生，其注意力水平比無窗和擁有建筑立面窗景教室中的學生高14.33%，而無窗和擁有建筑立面窗景教室中學生的注意力水平幾乎沒有得到回升（圖5）。對于壓力的緩解而言，擁有窗景的教室對于學生的壓力恢復相較于其他兩類教室有著更好的促進效果[9]。黎東瑩博士團隊的研究和馬特索卡教授的研究起到了很好的補充作用，后者關注了更多的研究樣本，涵蓋了更為廣闊的研究范圍，而前者的研究通過隨機控制實驗對較小范圍內的研究范本進行了更加深入細致的研究，兩個研究都強調了綠色的窗景對在校學生注意力提升和壓力恢復良好的促進作用。值得指出的是，在該領域研究的類型中，多半是判斷某個變量與某種現象產生之間的關聯性研究，但該研究中所采用的場景實驗方法，由于引入了變量的控制組，并基于實驗前后數據的相關性分析，證明了對綠色景物的視覺感知提高了學生注意力恢復速度的因果關系。

韓國園林教育家申元燮（Won Sop Shin）團隊在研究中提出了重要的假設：都市中以綠色植物為主的窗景能夠緩解工作人員在工作中的壓力，并提高員工對工作的滿意度，并在此基礎上加以論證。研究以韓國首爾市的辦公區環境作為研究的開展地，以931名辦公室職員作為研究對象，在對象的甄別中，以其面對的不同窗景作為主要的樣本劃分依據（研究主要分為擁有森林景觀為主的辦公區人群和沒有森林景觀的辦公人群兩組），研究這兩組人群在工作中的壓力狀況和對工作的整體滿意度。研究者使用了由26個問題構成的工作滿意度調查問卷和由24個問題構成的工作壓力調查問卷對兩組研究對象進行了調查，調查結果顯示除了一小部分年齡段范圍內的樣本外，擁有森林景觀窗景的員工都有著較高的工作滿意度和較小的工作壓力值，該研究進一步證實了以綠色景觀為主的窗景在大城市中對于提高職員工作效率的重要性[10]。

圖4 / Figure 4實驗教室不同的窗景[9]Experiment rooms with different window views

圖5 / Figure 5學生在不同窗景教室中注意力和壓力的恢復速度[9]Attention and stress recovery speed of students in classrooms with different window views

2.3 窗景對于人情緒的影響

京都理工學院的格特·凡·唐德爾教授團隊以日本的枯山水園林作為研究對象，結合人對環境中物質的視覺感知習慣，探討了枯山水中的主要造景元素：山石的形態和位置關系通過人的視覺感知對人身體、心理所產生的影響。唐德爾教授認為，以龍安寺為代表的日本枯山水景觀通過觀景游廊和枯山水景觀之間相對位置關系對人視點范圍進行了限定，同時在枯山水園林中的山石之間保持一定比例關系的距離，并通過對山石形態的控制使得在游廊中的觀賞者獲得最具“寧靜感”的空間氛圍[11]。筆者認為，在該枯山水景觀的視線設計中，觀景游廊起到了抽象的“窗景限定”作用（圖6）。

為了進一步弄清窗景對人情緒、精神狀態的影響機制，樸信愛（Sin-Ae Park）博士團隊采用了先進的觀測儀器：近紅外腦功能成像儀（NIRS）對實驗對象大腦皮質層的各項參數進行觀測，以確定綠色植被通過人的視覺感知如何影響人的精神狀態和生理指標[12]。實驗招募了24名年齡相仿的男性大學生作為研究對象，通過隨機分配分別觀察種有綠色植物的盆栽和沒種綠色植物的盆栽并持續3分鐘。在這一過程中，對實驗對象的腦皮層的活動狀況進行觀測。隨后，研究者通過由30個問題組成的心理狀態量表對研究者的情緒壓力、疲勞指數、沮喪指數等一系列指標進行測量，并探討對綠色植物的觀察是否能夠對個人的精神狀態和生理指標產生影響。在儀表觀測的結果數據中，研究者注意到研究對象腦皮層中氧合血紅蛋白含量發生了較為明顯的變化，在3分鐘的實驗過程內，研究對象腦皮層中的氧合血紅蛋白濃度逐漸增加，這說明大腦正在逐漸從放松過渡到緊張、疲憊的狀態，但觀察綠色植物組的研究對象蛋白濃度增加的速度明顯低于觀察僅有種植土盆栽那一組對象（圖7）。并且從問卷的結果數據中可以看出，面對綠色盆景的實驗組在個人情緒的數據中均顯示出更多積極的特征。

圖6 / Figure 6窗景和視線之間的關系[11]Relationship between window view and sight line

圖7 / Figure 7實驗過程中研究對象腦皮層氧合血紅蛋白濃度的變化[12]The change of the concentration of cerebral cortex oxyhemoglobin during the experiment

表1 / Table 1沙利文對空間物質特征和人情緒、行為、感知關系的研究[13]Research on the relationship among space and human sentiment behavior and perception by Sullivan

以上研究表明，良好空間環境能夠激發正向的空間感知并促進公共健康。伊利諾伊大學威廉·沙利文教授等從相反的角度出發，通過對物質環境特征和相關人群生理、心理狀態相互關系研究的梳理，指出破敗、擁擠、嘈雜、有潛在危險隱患的環境對公共健康所帶來的負面影響，從而導致人產生焦慮、易怒、抑郁等一系列負面的情緒和癥狀[13]。這一負面的空間效應不僅是對公共健康的損害，同時會在更為宏觀的層面（如社會階層的隔離、空間社會價值的喪失等）造成負面的效應（表1）。

3 總 結

該類型的研究都指向了一個事實：窗景對于室內人群公共健康狀況有著十分重要的影響，這些影響體現在人情緒產生、心理狀態、對壓力的處理、疾病的發展和康復等多個方面，而以綠色植物為主的窗景對公共健康的以上方面均能產生積極的影響。

筆者認為，在當前城市居民人數和比例不斷上升的時代背景下，諸多城市的發展呈現出高密度、高容積率的空間特征，如果當下的城市、建筑空間設計者缺乏對該領域研究的重視和了解，那么在當前的城市環境中要想獲得綠色植物的窗景將成為一個愈發困難的要求。“窗景”系列的研究對當代城市空間的營建和改造具有十分重要的啟發意義，這使得城市和建筑設計工作者能夠從新的角度重新探討城市空間中人工物質環境要素和自然環境要素之間的互動布局和空間滲透關系。從更為宏觀的城市設計角度而言，窗景的研究為城市不同功能區域的劃分和排布提供了新的依據，以保持盡可能多的城市功能區和有限的綠地空間之間視線的通透。從微觀的建筑設計角度而言，建筑師可以通過對室內主要活動空間的設置，組織相應房間的立面設計以及房間與周邊綠化環境之間的視線對位關系，以保證最主要的人群使用房間能夠充分地獲得以綠植為主的窗景。這些設計層面的措施將會成為提高城市居民公共健康水平的有力保證。

Theoretical Research on the Relationship between Window View and Public Health

XIA Mingming

Public health is becoming an increasingly important topic in China nowadays. The Chinese central government proposed an important policy called HEALTHY CHINA 2030 which emphasizes the importance of public health and various ways to improve it. Architecture and Urban Planning are indispensable components of this great event due to their intimate relation with our daily lives.

Scholars found that Architecture and Urban Planning can have positive and negative influence on public health in various ways. This article mainly discusses the in fl uence from the window view on the health of people in the buildings.

Research on the influence from window view on public health is quite a fresh perspective on understanding the relationship between built environment and public health which originates from an important discovery by Professor Ulrich in 1984, he found that the inpatients in the ward with green window view heals faster and have fewer negative symptoms than those in ward with brick wall window view and Professor Ulrich inferred that the green window view may increase the patients' recovery speed and plays a comforting role to the patients.

People didn't realize indirect contact with the environment can also have influence on public health before Ulrich's discovery. Ulrich's discovery also inspired an important school in Architecture and Urban Design: Evidence-based Design. He also proposed the mechanism how people perceive the environment and interact with it. According to Ulrich's conclusion, the visual perception plays a vital role in connecting environment and human beings.

Following Ulrich's footstep, many other scholars continue to study the relationship between window view and public health. Raanaas and her colleagues conducted a more specific experiment on the relationship between window view and recovery speed. They also found that different window view of their bedrooms can have different influence on their health and behavior, and the influence is different based on the patients' gender.

Besides patients, researchers also expand their study scope to the other population. Professor Matsuoka from Michigan University focused on high school environment, and divided the window views of school classrooms into four categories: all built, most built, most natural, all natural. He found a positive link between window view greenness rate and graduation rate, score based on the data from 101 public high school in Michigan. Following Matsuoka's research, Dr Li Dongyin and her team from UIUC conducted an experiment on the students at school too. The experiment is composed of three steps: study, rest and test. All the students are randomly assigned to three different classrooms with three kinds of window views: no window,with brick wall window view, and the students from the classroom without window had no recovery on attention level after ten minutes break.Matsuoka and Li Dongyin's Researches are complementary to each other, and their conclusions revealed the fact that window view has deep and wide in fl uence on public health.

Scholars also exams the in fl uence of window view on other populations. Landscape educator Won Sop Shin and his colleagues took 931 of fi ce staff as research objects, they also found the green window view has positive link with better job performance and job satisfaction. Such conclusion has been confi rmed by another research conducted by Sin-Ae Park and her team.

Professor William Sullivan summarized the relationship between the built environment and human perception. He points out safe, well-maintained places are able to arouse positive physiological and psychological reaction. On the contrary, crowed, dangerous and noisy places would arouse negative perception. Besides, the physical characteristics of built environment can have more profound in fl uence to the network of our society according to Sullivan's summarization, such conclusion reminds us to understand the in fl uence in a more comprehensive and deep way.

To sum up, the window view can influence people's emotion, mood, disease and stress recovery,and all these facets are intimately related to public health. The window view related researches inspire architects and urban planners to rethink their fields in a different way which emphasizes the importance of public health, and the research results have important value which can guide the architecture and urban planning practice directly and indirectly. The author believes that the window view related researches have important meaning to present China which will promote the realization of the grand policy: HEALTHY CHINA 2030.