综述：虚拟住宅空间和城市环境中自然与建筑设计对人类心理健康和幸福感的影响：一项系统性综述

　　本综述系统探讨了虚拟现实（VR）中自然与建筑元素对心理健康的影响。研究显示，整合生物亲和（Biophilic）设计、优化声光环境及空间布局，能显著降低压力（HRV、皮质醇水平）、提升情绪（PANAS评分）。VR作为有效的预评估（POE）工具，为城市规划提供了数据支持，但需克服样本多样性不足（如学生样本偏多）及长期效应验证等挑战。

　　

引言

随着城市化进程加速，现代生活节奏加快，抑郁、焦虑和压力等心理问题日益凸显。自然元素与建筑设计在塑造人居环境中的作用备受关注，而虚拟现实（VR）技术的兴起为模拟和优化这些环境提供了新途径。本综述系统回顾了93项研究，探讨VR中自然与建筑元素如何影响人类心理健康与幸福感。

材料与方法

本研究遵循PRISMA指南，从Scopus、PsycINFO、Web of Science和MEDLINE等数据库中筛选了6,661条记录，最终纳入93项研究。采用NHLBI工具进行质量评估，并由两名评审员独立完成数据提取。研究涵盖亚洲（50项）、西欧（26项）和北美（11项）等多个地区，时间跨度为2005年至2024年。

研究主题与目标

综述围绕五大主题展开：

1. 1.
   建筑环境对人类幸福感与情绪的影响；
2. 2.
   VR模拟与测量对不同环境类型的反应；
3. 3.
   自然元素（真实或虚拟）与认知情感健康的关系；
4. 4.
   照明、色彩等设计因素对人类行为的影响；
5. 5.
   真实与模拟环境的生理心理反应比较。

结果分析

时间演变与地域分布

自2016年起，相关研究显著增加，与VR技术进步同步。亚洲地区（尤其是中国）的研究占比最高（53.76%），其次是西欧和北美。近年来，研究重点从技术验证转向环境优化与健康效益探索。

研究方法与质量

93项研究中，51项为半实验设计，30项为对照实验，8项采用交叉设计。质量评估显示，无研究达到“良好”标准（>75%），53项为“一般”（50%-75%），40项为“较差”（≤50%）。主要局限包括样本量小、参与者多样性不足（55.9%依赖学生样本）及方法学异质性。

关键技术与测量工具

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  VR设备：高端设备（如HTC VIVE）占主导（52项），低端设备多用于问卷调研；
• •
  生理测量：心率变异性（HRV）、脑电图（EEG）、皮肤电活动（EDA）和皮质醇水平等客观指标广泛使用；
• •
  主观工具：包括状态-特质焦虑量表（STAI）、积极与消极情感计划（PANAS）、感知恢复量表（PRS）等。

自然与生物亲和元素的影响

研究表明，虚拟环境中融入自然元素（如植被、水体、天然材质）可显著降低压力水平。例如：

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  绿色植物与水体景观能降低心率、皮肤电导水平和皮质醇分泌（Yin et al., 2019）；
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  木质与石材纹理增强环境温暖感，提升情绪正性（Zhang et al., 2024）；
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  生物亲和设计在办公与医疗环境中减轻焦虑，改善认知表现（Jung et al., 2023）。

建筑与设计特征的作用

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  空间布局：开放布局、适度层高与非重复形态提升放松感与安全感（Trossman-Haifler & Fisher-Gewirtzman, 2022）；
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  色彩与照明：暖色调（如橙色）促进积极情绪，冷色调（如蓝色）助益放松（Xu et al., 2022）；自然光照与大窗景改善环境评价与认知表现（Mahrous et al., 2024）；
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  声学环境：自然声景（如水流声）掩盖城市噪音，降低烦恼度（Nguyen & Morinaga, 2023）。

虚拟现实的验证与应用

VR环境能有效模拟真实场景的心理生理反应：

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  多项研究证实VR与真实环境在应激反应（如HRV、EDA）上具有一致性（Ozcelik & Becerik-Gerber, 2018）；
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  VR作为预评估（POE）工具，支持城市规划者测试设计效果，优化空间配置 before 实际建设。

局限与未来方向

当前研究存在以下挑战：

1. 1.
   样本同质性强（年轻学生为主），限制结论普适性；
2. 2.
   短期干预为主，长期效应与适应性变化未知；
3. 3.
   技术壁垒（如设备成本、软件互通性）阻碍广泛应用；
4. 4.
   需结合AI（如眼动追踪、面部表情分析）深化行为数据采集。
   未来需开展多中心、多样化样本的纵向研究，并推动VR与健康建筑标准的整合。

结论

虚拟现实为城市与住宅设计提供了革命性工具，通过模拟自然与建筑元素的交互作用，显著促进心理健康。生物亲和设计、优化声光环境及人性化空间布局是关键干预策略。未来需突破方法学限制，推动VR从研究工具向实践应用转化，构建真正促进人类幸福的智慧城市。