DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.108947
تاريخ النشر: 2024-03-11
المؤلف: Arianna Latini وآخرون
الموضوع الرئيسي: آثار الضوضاء وإدارتها
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في آثار تدخلات التصميم البيوفيلي في بيئات المكاتب باستخدام تقنية الواقع الافتراضي (VR)، مع التركيز على التفاعل بين المحفزات السمعية والبصرية من الطبيعة وتأثيرها على المناظر الصوتية والاستجابات الفسيولوجية. شملت الدراسة 198 مشاركًا تعرضوا لمجموعات متنوعة من البيئات البصرية (الخضرة الداخلية، الخضرة الخارجية، غير البيوفيلي) والسمعية (المكتب، المكتب + حركة المرور، المكتب + الطبيعة) في بيئة VR محكومة. تشير النتائج الرئيسية إلى أن المناظر الصوتية الطبيعية تعزز بشكل كبير من الإحساس بالراحة والحيوية في المناظر الصوتية للمكتب، حيث أن الجمع بين أصوات الطبيعة والخضرة الداخلية يحقق أكثر الاستجابات الفسيولوجية إيجابية، مثل انخفاض النشاط الكهربائي الجلدي (EDA) ومعدل النبض (PR).
تؤكد النتائج على التأثير المهيمن للعوامل الصوتية على العوامل البصرية في تشكيل التجارب الذاتية للمناظر الصوتية، مع تأثير تفاعلي ملحوظ على الإحساس بالراحة. بينما ارتبطت المناظر الصوتية المريحة بالاسترخاء الفسيولوجي، حددت الدراسة أيضًا بعض القيود، مثل احتمال وجود تحيز في الاختيار بسبب التركيبة السكانية للمشاركين ومدة التعرض السمعي القصيرة. على الرغم من هذه القيود، تشير النتائج إلى أن التعرض القصير حتى للمحفزات السمعية والبصرية المتعلقة بالطبيعة يمكن أن يعزز الرفاهية والإنتاجية في بيئات المكاتب، مما يدعو إلى دمج هذه العناصر في تصميم المباني لتعزيز رضا وأداء الشاغلين.
مقدمة
تستعرض مقدمة ورقة البحث التأثير الكبير لعوامل البيئة الداخلية—مثل جودة الهواء، ودرجة الحرارة، والإضاءة، والصوتيات، والبيوفيليا—على إدراك الشاغلين، ورضاهم، وصحتهم، ورفاهيتهم، وأدائهم. من بين هذه العوامل، يتم تسليط الضوء على الضوضاء والصوتيات السيئة كقضايا حاسمة في تصميمات المكاتب الحديثة، مما يؤثر سلبًا على كفاءة العمل ورضا الموظفين. تؤكد الورقة على الحاجة إلى أساليب تصميم لا تقلل من الآثار السلبية فحسب، بل تعزز أيضًا النتائج الإيجابية، خاصة من خلال تدخلات التصميم البيوفيلي (BD) التي تعزز الراحة والإنتاجية من خلال دمج المحفزات الحسية المتعلقة بالطبيعة.
تهدف الدراسة إلى استكشاف التفاعل بين المحفزات السمعية والبصرية في البيئات الداخلية، وخاصة في بيئات المكاتب، باستخدام الواقع الافتراضي (VR) لمحاكاة تجارب واقعية. تسعى إلى معالجة الفجوات في فهم التفاعلات السمعية والبصرية وتأثيراتها على إدراك المناظر الصوتية والاستجابات الفسيولوجية. تطرح الدراسة ثلاثة أسئلة بحثية تركز على كيفية تأثير الروابط السمعية والبصرية مع الطبيعة على جودة الصوت المدركة، والاستجابات الفسيولوجية، والعلاقة بين الفسيولوجيا المسجلة والتقييمات الذاتية. تتضمن المنهجية سيناريوهات تجريبية تجمع بين تخطيطات مكتبية مختلفة وبيئات صوتية، مع إجمالي 198 مشاركًا، مما يمهد الطريق لتحليل شامل لتأثيرات تدخلات BD على البيئات الداخلية.
الطرق
تركز المنهجية الموضحة في هذه الورقة البحثية على تقييم تأثير تدخلات التصميم البيوفيلي على الأداء المعرفي لطلاب الجامعات، والمناظر الصوتية، والاستجابات الفسيولوجية. تستخدم الدراسة تصميمًا تجريبيًا عامليًا 3 × 3، يتضمن عامل بصري بين المشاركين (العامل V: غير بيوفيلي، خضرة داخلية، خضرة خارجية) وعامل صوتي داخل المشاركين (العامل A: مكتب، مكتب + حركة المرور، مكتب + أصوات الطبيعة). يسمح هذا التصميم بفحص كيفية تأثير الروابط السمعية والبصرية مع الطبيعة على الاستجابات الإدراكية والفسيولوجية للمشاركين، حيث يختبر كل مشارك جميع السيناريوهات الصوتية الثلاثة للتحكم في تباين المشاركين.
شمل البروتوكول التجريبي جلسات فردية تستمر لمدة 35 دقيقة، أجريت على مدى تسعة وعشرين يومًا غير متتالية في شتاء 2023. أكمل المشاركون أولاً استبيانات ديموغرافية وتكيفوا مع البيئة الافتراضية باستخدام نظارات الواقع الافتراضي. ثم اختبروا كل حالة صوتية لمدة 6 دقائق، حيث وصفوا تجاربهم الحسية وأكملوا اختبارات معرفية. لضمان الصلاحية الداخلية، تم عشوائية ترتيب تقديم المناظر الصوتية والاختبارات المعرفية. بالإضافة إلى ذلك، قام المشاركون بتقييم إحساسهم بالوجود والانغماس داخل البيئة الافتراضية، بينما تم مراقبة الاستجابات الفسيولوجية باستمرار طوال التجربة. تهدف هذه المقاربة الشاملة إلى تقديم رؤى حول الصلاحية البيئية للبيئات الافتراضية وتأثيرات التصميم البيوفيلي على النتائج المعرفية والفسيولوجية.
النتائج
تقدم قسم النتائج النتائج المستخلصة من التحليلات المتعلقة بالتأثيرات الرئيسية والتفاعلية للعوامل البصرية والصوتية على تقييمات المشاركين للمناظر الصوتية والاستجابات الفسيولوجية، كما هو موضح في الأقسام 3.2 و3.3. بالإضافة إلى ذلك، تستكشف القسم 3.4 العلاقة بين خصائص المناظر الصوتية والمتغيرات الفسيولوجية. من الجدير بالذكر أن المؤلفين قد أثبتوا سابقًا الصلاحية البيئية لنموذجهم الافتراضي لفحص تدخلات التصميم البيوفيلي السمعية والبصرية، مما يظهر إحساسًا عاليًا بالوجود والانغماس بين المشاركين، إلى جانب مستويات منخفضة من مرض الفضاء السيبراني. تؤكد هذه النتائج على فعالية النموذج في خلق تجارب صوتية واقعية وجذابة.
المناقشة
في هذا القسم، تبحث الدراسة في تأثير الروابط السمعية والبصرية مع الطبيعة على إدراك المناظر الصوتية في بيئات المكاتب، مع معالجة ثلاثة أسئلة بحثية رئيسية. تضمنت الإعدادات التجريبية بيئات واقع افتراضي (VR) غامرة حيث اختبر المشاركون سيناريوهات صوتية مختلفة (ضوضاء المكتب، ضوضاء المرور، وأصوات الطبيعة) جنبًا إلى جنب مع ظروف بصرية متغيرة (الخضرة الداخلية، غير البيوفيلي، والمناظر الخارجية). أشارت النتائج من نماذج التأثيرات المختلطة الخطية العامة (GLMM) إلى أن العوامل الصوتية أثرت بشكل كبير على إدراك المشاركين للراحة والأحداث، حيث تم تقييم ضوضاء المرور على أنها فوضوية وغير مريحة. على العكس من ذلك، عزز إدخال الأصوات الطبيعية الإحساس بالراحة والأحداث في المنظر الصوتي، مما يتماشى مع الأدبيات الموجودة التي تشير إلى أن الأصوات الطبيعية تؤثر إيجابيًا على التجارب السمعية.
تم قياس الاستجابات الفسيولوجية أيضًا، مما كشف عن تأثيرات كبيرة لكل من العوامل البصرية والصوتية على النشاط الكهربائي الجلدي (EDA) ومعدل النبض (PR). على وجه التحديد، تم تسجيل قيم EDA أقل في البيئات التي تحتوي على أصوات طبيعية مقارنة بتلك التي تحتوي على ضوضاء المرور، مما يشير إلى تأثير مهدئ للمحفزات الطبيعية. ومع ذلك، أظهرت العوامل البصرية تأثيرات ضئيلة على الاستجابات الفسيولوجية. استكشفت الدراسة أيضًا العلاقات بين تقييمات المناظر الصوتية الذاتية والقياسات الفسيولوجية، حيث وجدت علاقة سلبية معتدلة بين درجة حرارة الجلد ودرجات الراحة في ظروف الصوت الطبيعي، بينما لم تُلاحظ أي علاقات ذات دلالة إحصائية لـ EDA وPR عبر السيناريوهات. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية استراتيجيات التصميم البيوفيلي في تحسين جودة المناظر الصوتية وتعزيز الرفاهية في بيئات المكاتب.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.108947
Publication Date: 2024-03-11
Author(s): Arianna Latini et al.
Primary Topic: Noise Effects and Management
Overview
This research investigates the effects of Biophilic Design interventions in office environments using Virtual Reality (VR) technology, focusing on the interplay between audio-visual stimuli from nature and their impact on soundscapes and physiological responses. The study involved 198 participants exposed to various combinations of visual (Indoor Green, Outdoor Green, Non-Biophilic) and auditory environments (Office, Office + Traffic, Office + Nature) in a controlled VR setting. Key findings indicate that natural soundscapes significantly enhance the perceived pleasantness and vibrancy of office soundscapes, with the combination of nature sounds and indoor greenery yielding the most positive physiological responses, such as reduced Electro-Dermal Activity (EDA) and Pulse Rate (PR).
The results underscore the dominant influence of acoustic factors over visual factors in shaping subjective experiences of soundscapes, with a notable interaction effect on pleasantness. While pleasant soundscapes correlated with physiological relaxation, the study also identified limitations, such as a potential selection bias due to the demographic of participants and the short duration of auditory exposure. Despite these constraints, the findings suggest that even brief exposure to nature-related audio-visual stimuli can foster well-being and productivity in office settings, advocating for the integration of such elements in building design to enhance occupant satisfaction and performance.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the significant impact of indoor environmental factors—such as air quality, temperature, lighting, acoustics, and biophilia—on occupants’ perception, satisfaction, health, well-being, and performance. Among these factors, noise and poor acoustics are highlighted as critical issues in modern office designs, adversely affecting work efficiency and satisfaction. The paper emphasizes the need for design approaches that not only mitigate negative effects but also promote positive outcomes, particularly through Biophilic Design (BD) interventions that enhance comfort and productivity by integrating nature-related sensory stimuli.
The research aims to explore the interplay between auditory and visual stimuli in indoor environments, particularly in office settings, using Virtual Reality (VR) to simulate realistic experiences. It seeks to address gaps in understanding the audio-visual interactions and their effects on soundscape perception and physiological responses. The study poses three research questions focusing on how audio-visual connections with nature influence perceived sound quality, physiological responses, and the relationship between recorded physiology and subjective assessments. The methodology involves experimental scenarios combining different office layouts and acoustic environments, with a total of 198 participants, setting the stage for a comprehensive analysis of the effects of BD interventions on indoor environments.
Methods
The methodology outlined in this research paper focuses on assessing the impact of Biophilic Design interventions on university students’ cognitive performance, soundscapes, and physiological responses. The study employs a 3 × 3 factorial experimental design, incorporating a between-subject Visual Factor (Factor V: Non-Biophilic, Indoor Green, Outdoor Green) and a within-subject Acoustical Factor (Factor A: Office, Office + Traffic, Office + Nature sounds). This design allows for the examination of how audio-visual connections with nature influence participants’ perceptual and physiological responses, with each participant experiencing all three acoustical scenarios to control for inter-participant variance.
The experimental protocol involved individual sessions lasting 35 minutes, conducted over twenty-nine non-consecutive days in winter 2023. Participants first completed demographic questionnaires and adapted to the virtual environment using a VR headset. They then experienced each acoustic condition for 6 minutes, during which they described their sensory experiences and completed cognitive tests. To ensure internal validity, the order of soundscape presentations and cognitive tests was randomized. Additionally, participants evaluated their sense of presence and immersivity within the virtual environment, while physiological responses were continuously monitored throughout the experiment. This comprehensive approach aims to provide insights into the ecological validity of virtual environments and the effects of biophilic design on cognitive and physiological outcomes.
Results
The results section presents the findings from analyses regarding the main and interaction effects of Visual and Acoustical Factors on participants’ soundscape assessments and physiological responses, as detailed in Sections 3.2 and 3.3. Additionally, Section 3.4 explores the correlation between soundscape attributes and physiological variables. Notably, the authors previously established the ecological validity of their virtual model for examining audio-visual Biophilic Design interventions, demonstrating a high sense of presence and immersivity among participants, alongside low levels of cybersickness. These findings underscore the effectiveness of the model in creating realistic and engaging soundscape experiences.
Discussion
In this section, the study investigates the influence of audio-visual connections with nature on soundscape perception in office environments, addressing three primary research questions. The experimental setup involved immersive virtual reality (VR) environments where participants experienced different acoustic scenarios (office noise, traffic noise, and natural sounds) alongside varying visual conditions (indoor greenery, non-biophilic, and outdoor views). The results from Generalized Linear Mixed-Effects Models (GLMM) indicated that acoustic factors significantly impacted participants’ perceptions of pleasantness and eventfulness, with traffic noise being rated as chaotic and unpleasant. Conversely, the introduction of natural sounds enhanced the perceived pleasantness and eventfulness of the soundscape, aligning with existing literature that suggests natural sounds positively influence auditory experiences.
Physiological responses were also measured, revealing significant effects of both visual and acoustic factors on Electro-Dermal Activity (EDA) and Pulse Rate (PR). Specifically, lower EDA values were recorded in environments with natural sounds compared to those with traffic noise, suggesting a calming effect of natural stimuli. However, the visual factor showed negligible effects on physiological responses. The study further explored correlations between subjective soundscape assessments and physiological measures, finding a moderate negative correlation between skin temperature and pleasantness scores in natural sound conditions, while no significant correlations were observed for EDA and PR across scenarios. Overall, the findings underscore the importance of biophilic design strategies in enhancing soundscape quality and promoting well-being in office settings.