蘭 麗，連之偉，宋沅沛

（上海交通大學 船舶海洋與建筑工程學院，上海 200240）

在當今世界尤其是在亞洲地區(qū)，加班已成為常事，人們很大一部分時間都是在室內(nèi)工作環(huán)境中度過。主觀問卷調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，與工作壓力和工作滿意度相比，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量對人員的工作效率影響最大［1］。作者開展的一系列實驗研究也證實室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量對人員工作效率有顯著影響。環(huán)境溫度過高或過低，人員工作效率都有明顯下降，而涼爽的舒適環(huán)境最有利于提高人員的工作效率［2－5］。暖不舒適環(huán)境下，人員的負面情緒增加，病態(tài)建筑綜合癥（SBS）癥狀加劇，疲勞感上升，工作熱情下降［5－6］。室內(nèi)環(huán)境對人員健康和工作效率的影響有其內(nèi)在的生理機理。研究表明，室內(nèi)溫度升高使人員產(chǎn)生負面的生理反應，如眼睛淚膜穩(wěn)定性下降，動脈血管二氧化碳濃度上升及血氧飽和濃度下降等［5］。文獻［7］表明，增加新風量也有利于提高人員的工作效率。

室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量對人員工作效率的影響具有重要的經(jīng)濟效益。人員薪酬在發(fā)達國家已經(jīng)遠高于建筑維護和暖通空調(diào)設備運行等的費用。Woods的研究顯示在美國，人員薪酬是建筑維護和設備運行等費用的100倍［8］，挪威也得到了相似的調(diào)查結(jié)果［9］。在芬蘭，由于惡劣的室內(nèi)環(huán)境使人員工作效率降低而導致的每年的經(jīng)濟損失達27億歐元［10］。據(jù)估計，通過改善辦公建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量可使人員工作效率提高0.5－5%，每年能產(chǎn)生120到1250億美元的經(jīng)濟效益［11］。目前在國內(nèi)還未見相關的研究報道。

研究對上海市兩處代表性辦公建筑進行實地調(diào)研，采用主觀問卷方法研究辦公建筑內(nèi)影響人員工作效率的環(huán)境因素，并結(jié)合客觀建筑能耗支出情況分析提高人員工作效率的經(jīng)濟性。

1 研究方法

1.1 調(diào)研建筑簡介

建筑A為某高校一學院行政辦公人員和教師的辦公樓，共九層，其中一樓二樓為行政人員的開放式辦公室，內(nèi)設中央空調(diào)，三樓到九樓為教師的個人辦公室，為分體式空調(diào)。

建筑B為某外企的一棟研發(fā)中心大樓，共兩層，主要是開放式辦公室，其中工作人員超過150人。整棟大樓采用中央空調(diào)系統(tǒng)。

1.2 調(diào)研內(nèi)容

1）物理參數(shù)測量

所有調(diào)研內(nèi)容在2010年4月份完成。在調(diào)研期間，對室內(nèi)的空氣溫度、濕度、風速、噪聲、甲醛和二氧化碳濃度等物理參數(shù)進行測量。

2）能耗調(diào)查

為了研究提高中國辦公建筑人員工作效率所具有的經(jīng)濟效益，對調(diào)研建筑的空調(diào)系統(tǒng)運行能源消耗費用及人員薪酬等進行調(diào)查。

3）主觀問卷調(diào)查

主觀問卷的內(nèi)容主要包括人員對室內(nèi)環(huán)境的總體感覺，各項人的因素及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量因素對人員工作效率的影響程度，SBS癥狀等。

采用ASHRAE（2005）7級指標來評價受試者的熱感覺［12］，即冷（－3）、涼（－2）、稍涼（－1）、不冷不熱（0）、稍暖（＋1）、暖（＋2）、熱（＋3）。對聲環(huán)境和光環(huán)境，也都采用7級 指標來評價。對室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價采用連續(xù)指標，從完全不接受（－1）到完全接受（＋1）。

受試者評價各項人的因素（健康舒適、工作能力、工作熱情、工作滿意度及工作壓力）及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量因素（包括熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境和空氣品質(zhì)）對人員工作效率影響的程度分別為0、10%、20%、30%及以上。

病態(tài)建筑綜合癥（SBS）癥狀調(diào)查的項目包括：不舒適、耳痛、惡心、腹脹、嗓子難受、口干、呼吸困難、皮膚干、皮膚癢、頭疼、頭暈、想睡覺、無精打采、健忘、腦力思考能力下降、難以集中注意力、疲勞、眼睛刺激、流鼻涕、鼻子堵塞、和空氣中有不好的氣味。采用“0”、“1”、“2”、“3”及“4”五檔評分等級，分別表示所處某種SBS癥狀的程度，分別表示“無”、“略有一點”、“有一些”、“相當”和“非?！薄?/p>

2 結(jié)果與分析

在建筑A，發(fā)出41份主觀問卷，共回收40份問卷，回收率為97.56%。在建筑B，發(fā)出90份主觀問卷，共回收63份問卷，回收率為70%。所有問卷都是早上發(fā)出，下午下班前收回。物理環(huán)境測量與主觀問卷調(diào)查同時進行。

2.1 實測物理參數(shù)

表1所示為調(diào)研期間兩棟建筑室內(nèi)實測的各物理參數(shù)值。在調(diào)研期間，建筑室外環(huán)境溫度為10－23℃，相對濕度為60－80%。建筑A中很少有房間使用空調(diào)，而建筑B的中央空調(diào)系統(tǒng)處于運行狀態(tài)，所以建筑A中空氣溫度低于建筑B。兩幢建筑中CO2濃度水平都較低，建筑A室內(nèi)CO2的濃度稍高于建筑B。建筑B中噪音水平和甲醛濃度都較建筑A要高，都處于中國標準規(guī)定范圍內(nèi)。

表1 建筑室內(nèi)實測物理參數(shù)值（均值±標準差）

2.2 人員對室內(nèi)環(huán)境的評價

建筑A中大多數(shù)人員都感覺室內(nèi)熱環(huán)境適中（不冷不熱）或稍涼（面部、關節(jié)等處感覺涼，可忍受），認為室內(nèi)聲環(huán)境還可以，不覺得吵，對室內(nèi)光環(huán)境的明亮程度也覺得適中，可接受室內(nèi)的空氣質(zhì)量（均值為0.28）。建筑B中人員對熱環(huán)境、聲環(huán)境和光環(huán)境的感覺與建筑A中人員的感覺類似，但對室內(nèi)空氣質(zhì)量的接受程度很低（0.03）。圖1所示為2個建筑中人員對各項環(huán)境參數(shù)的期望值。由圖1可知，2個建筑中人員對室內(nèi)環(huán)境的期望變化基本一致。他們對室內(nèi)溫度、濕度、風速和照度基本滿意，而對空氣質(zhì)量和噪音環(huán)境改變的期望最大，即希望室內(nèi)新風量有所增加，希望室內(nèi)噪音能有所下降。其中建筑A中希望增加新風量的人員比例為78%，而建筑B中超過95%的人表達了這樣的期望。

圖1 建筑A和B中人員對室內(nèi)各環(huán)境參數(shù)的期望變化

在對辦公室中常見噪音中最難以忍受的種類進行統(tǒng)計后可以發(fā)現(xiàn)，建筑A中多數(shù)人（達50%）認為講話、交談聲為最難以忍受的噪音，其次為電話鈴聲（占18%），建筑B中多數(shù)人（占47.5%）認為電話鈴聲為最難以忍受的噪音，其次為講話、交談聲（占35%），還有部分人員認為室內(nèi)的走路聲、打印機聲、關門聲、打字敲鍵盤聲等也很難以忍受。

2.3 病態(tài)建筑綜合癥癥狀

圖2所示為建筑內(nèi)投票出現(xiàn)各病態(tài)建筑綜合癥癥狀的人員比例。建筑B中有超過50%的人員出現(xiàn)了皮膚干、想睡覺、無精打采、疲勞、眼睛刺激等病態(tài)建筑綜合癥癥狀，出現(xiàn)頭暈、健忘、腦力思考能力下降、難以集中注意力等癥狀的人員比例也非常高，接近50%。相比較，建筑A中有病態(tài)建筑綜合癥癥狀的人員比例有所下降，出現(xiàn)的癥狀集中于健忘、疲勞、眼睛刺激等。2個建筑中都有超過一半的人員抱怨室內(nèi)空氣中有不好的氣味。

圖2 室內(nèi)人員病態(tài)建筑綜合癥癥狀投票結(jié)果

2.4 人員工作效率影響因素

關于人的因素和室內(nèi)物理環(huán)境對人員工作效率的影響程度，2幢建筑中人員的投票結(jié)果比較一致，因此將兩幢建筑人員的投票綜合起來分析。圖3和圖4所示分別為各項人的因素和各項室內(nèi)物理參數(shù)對工作效率影響程度的調(diào)查結(jié)果。各項人因素都對人員工作效率有較大影響。健康舒適對人員工作效率的影響程度最大，超過75%的人認為健康舒適水平對他們工作效率的影響程度在30%以上。工作熱情也有很大的影響，接近70%的人認為工作熱情對他們的工作效率影響程度在30%以上。熱環(huán)境等物理環(huán)境參數(shù)對人員工作效率也有較大影響。其中熱環(huán)境、空氣品質(zhì)和聲環(huán)境作用較大，有接近40%的人認為這2個環(huán)境因素對他們工作效率的影響程度在30%以上。而光環(huán)境的影響相對較小，不到15%的人認為他們的工作效率受光環(huán)境影響程度在30%以上。

2.5 能耗與人員薪酬

本次調(diào)研對兩幢建筑的人員薪酬和能耗費用（主要是電費）支出進行了統(tǒng)計。表2所示為2009年建筑用電量、電費及人員薪酬支出統(tǒng)計結(jié)果。建筑B中人員薪酬與電費之比為85.53，建筑A中這個比例更高，達158.4。兩幢建筑比例不同可能是由其建筑內(nèi)人員的薪酬水平和電價差異所導致的。由于建筑用電性質(zhì)不同，建筑A的電價為0.617元／度，而建筑B的電價為1.0元／度。

表2 建筑用電量、電費及人員薪酬支出統(tǒng)計結(jié)果

圖3 各項個人因素對人員工作效率的影響程度

圖4 物理環(huán)境參數(shù)對人員工作效率的影響程度

3 討 論

研究顯示，室內(nèi)環(huán)境參數(shù)如熱環(huán)境和通風量等都會影響人員的工作效率。根據(jù)建立的熱環(huán)境（熱感覺投票）與人員工作效率間的定量曲線，在涼爽的舒適環(huán)境下人員的工作效率最高，而環(huán)境溫度過高或過低都導致工作效率下降，其中暖不舒適導致的工作效率下降幅度更大［4］。例如，在夏季，服裝熱阻為0.5clo時，室內(nèi)溫度在25℃左右最有利于提高人員工作效率，當溫度升高到28℃時人員工作效率下降近1%。在對建筑進行生命周期經(jīng)濟性分析時，一般根據(jù)人員薪酬來計算人員工作的價值［13］。調(diào)研結(jié)果表明，在中國，辦公建筑人員薪酬也已經(jīng)是建筑中設備運行能耗費用的100倍之多，這意味著不到1%的工作效率增加就能彌補因提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量水平而增加的建筑運行能耗。這與目前美國、挪威、芬蘭等國家的報道一致。這表明在中國，尤其是北京、上海這樣的大城市的辦公建筑中，提高人員工作效率有獲得巨大經(jīng)濟效益的潛力。

在各項人的因素中，大部分人員都認為健康舒適水平對他們工作效率有很大程度的影響。而大量研究顯示，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量對人員的健康舒適水平有重大影響。在暖不舒適環(huán)境中，人員病態(tài)建筑綜合癥癥狀加劇，健康舒適水平下降，而在涼爽的環(huán)境下，人員病態(tài)建筑綜合癥的癥狀有所緩解［5－6］。當人員的健康舒適水平下降時，其負面情緒增加，工作熱情也有所下降［5－6］。Heerwagen認為人員的工作效率與工作能力和工作熱情都相關［14］。如果人員沒有工作的熱情，即使工作能力很高，工作效率也不會高。本文調(diào)查研究也顯示工作熱情對人員工作效率有很大影響（見圖3）。工作效率研究中通常忽略了情緒的影響。事實上，情緒會引起許多行為反應，并進而影響人與室內(nèi)環(huán)境間的關系。Damasio認為情緒會根據(jù)外界環(huán)境是否友好而提起警示認知系統(tǒng)，強烈和負面的情緒會通過以下途徑降低工作效率［15］：1）它們會干擾狀態(tài)調(diào)節(jié)，可能會引起過反應，不利于提高工作績效；2）它們會直接干擾任務信息加工過程；3）它們可能會導致心理抱怨，這也會轉(zhuǎn)移工作的注意力。綜合以上論述，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量問題，如熱不舒適、空氣品質(zhì)導致的健康舒適水平下降都會影響人員的工作效率。

本次調(diào)查顯示建筑B中人員的病態(tài)建筑綜合癥癥狀要高于建筑A（見圖2），這可能是因為建筑B中房間內(nèi)空氣溫度要高一些（見表1），而空氣質(zhì)量相對更差（見圖1）。在調(diào)查期間建筑A中大多數(shù)房間都沒有開空調(diào)，基本所有房間都開著門或窗戶，而建筑B中基本都開著集中空調(diào)，窗戶緊閉，因此建筑A室內(nèi)新鮮空氣量可能更多。另外，研究表明，房間溫度升高（即使是在舒適溫度范圍內(nèi)），人員的病態(tài)建筑綜合癥癥狀增加，而空氣溫度降低能改善室內(nèi)感知空氣品質(zhì)，人員感覺空氣新鮮度更好［5］?？赡苁且驗樵跊鏊沫h(huán)境中，吸入的空氣與鼻腔通道的溫度差和水蒸氣壓力差會使上呼吸道的黏膜降溫，從而讓人感覺空氣品質(zhì)更佳［16］。在各項室內(nèi)物理參數(shù)中，人員評價熱環(huán)境和空氣品質(zhì)對他們的工作效率影響相對較大（見圖4），有提高新風量要求的人數(shù)也最多（見圖1）。據(jù)此可以對辦公建筑中室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的改進方向做出一些建議。首先，在過渡季節(jié)，應盡量減少空調(diào)系統(tǒng)的應用，多開窗，以增加室內(nèi)新鮮空氣量，如果需要開空調(diào)，也可適當降低室內(nèi)溫度的設定值。另外，在冬季和夏季空調(diào)系統(tǒng)運行期間，冬季室內(nèi)溫度設定值應靠近舒適溫度下限值（如不應超過22℃），夏季室內(nèi)溫度設定不可超過上限值（如不應超過26℃）。研究表明：在冬季，服裝熱阻為1.0clo時，室內(nèi)溫度為21℃時人員的工作效率最高；在夏季，服裝熱阻為0.5clo時，室內(nèi)溫度為25℃時人員的工作效率最高［17］。在冬季適當降低室內(nèi)設定溫度不但有利于減少室內(nèi)人員的病態(tài)建筑綜合癥癥狀，還可以節(jié)約能源。此外，調(diào)查發(fā)現(xiàn)提高新風量是大多數(shù)人員的期望，可通過增加空調(diào)系統(tǒng)的新風量或采用其他空調(diào)技術如個性化送風設備提高室內(nèi)人員的新風量。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)人員對降低室內(nèi)噪音水平的需求也很高。在開放式辦公室中，電話鈴聲對人員干擾作用最大，這與Banbury和Berry的調(diào)查結(jié)果一致［18］。噪音會給人帶來生理和心理上的危害，如影響人的神經(jīng)系統(tǒng)，損害心血管系統(tǒng)等，還會降低人的工作效率［19］。如研究發(fā)現(xiàn)在強噪音環(huán)境下受試者文字閱讀量顯著減少，發(fā)現(xiàn)錯誤的概率降低，而且誤檢測概率上升。因此，如何降低建筑內(nèi)（尤其是開放式辦公室）的噪音也是亟待解決的問題之一。

4 結(jié) 論

1）現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，盡管建筑室內(nèi)各項物理參數(shù)都在標準范圍內(nèi)，大多數(shù)人還是希望增加室內(nèi)新風量，（尤其是開放式辦公室）降低室內(nèi)噪音水平。

2）在過渡季節(jié)，相對于沒有運行空調(diào)系統(tǒng)的建筑，使用中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑內(nèi)人員的病態(tài)建筑綜合癥癥狀更顯著。因此，在過渡季節(jié)應盡量減少空調(diào)系統(tǒng)的使用。

3）在各項人的因素中，健康舒適和工作熱情是影響人員工作效率的2個最主要因素。在各項室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量因素中，熱環(huán)境、空氣品質(zhì)和噪音是影響人員工作效率的主要因素，也是影響人員健康舒適和工作熱情的重要因素。因此，辦公建筑可優(yōu)先考慮改善這些環(huán)境質(zhì)量因素以提高人員的健康舒適水平和工作效率。

4）在調(diào)查的2幢建筑中，人員薪酬與建筑運行能耗（電費）支出之比也達到100倍之多。這表明在中國，尤其是北京、上海這樣的大城市的辦公建筑中，提高人員工作效率有獲得巨大經(jīng)濟效益的潛力。

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