隨著移動腦電成像設備不斷普及，腦電圖（EEG） 技術(shù)快速推動神經(jīng)建筑學成為建筑學、神經(jīng)科學、心理學交叉的新興領(lǐng)域。目前眾多研究者已開始利用 EEG 探索建筑空間形態(tài)、色彩、采光、材質(zhì)等元素對使用者身心感知、情緒與認知的影響。

但現(xiàn)階段行業(yè)仍存在明顯短板：現(xiàn)有相關(guān)研究大多僅聚焦建筑設計前期的單一元素分析，缺少 EEG 技術(shù)在建筑全設計流程中的系統(tǒng)性梳理。EEG 如何落地于設計導則、方案深化、設計評審等核心環(huán)節(jié)，該技術(shù)能為以人為本的建筑設計帶來哪些變革，同時存在哪些局限與挑戰(zhàn)，始終沒有完整的總結(jié)體系。

傳統(tǒng)建筑設計長期依賴設計師主觀經(jīng)驗與美學判斷，難以客觀量化使用者的真實空間體驗。在此行業(yè)背景下，全面梳理近十年 EEG 在建筑設計領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀、研究熱點、機遇與現(xiàn)存問題，成為推動人本建筑發(fā)展的重要需求。

本文由香港中文大學、溫特沃斯理工學院等院校的研究團隊聯(lián)合完成，研究成果發(fā)表于《Journal of Environmental Psychology》。文章采用PRISMA 系統(tǒng)綜述法結(jié)合文獻計量分析，依托 VOSviewer 工具開展關(guān)鍵詞挖掘，篩選 2013—2023 年十年間的相關(guān)學術(shù)文獻。

研究以建筑三大核心設計階段為劃分標準，最終納入42 篇高質(zhì)量同行評審期刊及會議論文，全面分析了 EEG 在不同設計環(huán)節(jié)的應用模式、配套工具、技術(shù)特征與研究趨勢。研究證實，EEG 技術(shù)可有效推動建筑設計從主觀創(chuàng)作轉(zhuǎn)向循證化、數(shù)據(jù)驅(qū)動的人本設計；其中 EEG 在設計導則、設計評審階段應用相對成熟，在方案深化階段仍處于初步探索狀態(tài)。同時文章也指出了領(lǐng)域內(nèi)實驗標準不統(tǒng)一、樣本單一、跨學科門檻高等諸多現(xiàn)實問題，為后續(xù)跨學科研究與技術(shù)落地提供了系統(tǒng)性參考。

文章信息

本研究嚴格遵循 PRISMA 系統(tǒng)綜述規(guī)范，結(jié)合文獻計量學開展全維度分析，具體研究流程如下：

1.文獻檢索

檢索數(shù)據(jù)庫涵蓋 Web of Science、Scopus、ScienceDirect、ProQuest、IEEE Xplore 五大主流學術(shù)數(shù)據(jù)庫，檢索主題限定為腦電圖、神經(jīng)建筑學、建筑設計相關(guān)內(nèi)容，檢索時間范圍劃定為2013 年至 2023 年。初輪檢索共得到 1316 篇文獻，后續(xù)進入多輪篩選流程。

2.文獻篩選標準

納入標準：限英文同行評審期刊論文、學術(shù)會議論文；研究核心為 EEG 技術(shù)在建筑設計中的應用；研究對象為普通人群。

排除標準：書籍、綜述、評論、學位論文、非學術(shù)類文章、重復文獻及主題不相關(guān)文獻。經(jīng)過去重、標題摘要初篩、全文終審多環(huán)節(jié)后，最終確定 42 篇有效研究文獻。

圖1 文獻篩選流程圖

3.分析框架與工具

借鑒 SPICOS 分析框架搭建研究體系，使用VOSviewer軟件完成關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析、研究時間演化分析；按照建筑全流程劃分為設計導則、設計發(fā)展（方案深化）、設計評審三大板塊逐一解讀。

圖 2 建筑項目設計流程圖

4.內(nèi)容統(tǒng)計與分析

系統(tǒng)梳理每篇文獻使用的 EEG 設備、腦波分析頻段、數(shù)據(jù)處理工具（MATLAB EEGLab、獨立成分分析 ICA 等），以及 VR、眼動儀、機器學習、BIM 等配套技術(shù)；統(tǒng)計各階段文獻數(shù)量、研究方向、核心分析指標，總結(jié)技術(shù)應用規(guī)律與行業(yè)特征。

1.各設計階段文獻分布與應用現(xiàn)狀

42 篇文獻在三大設計階段分布差異明顯：設計導則階段 26 篇、設計評審階段 10 篇、設計發(fā)展階段僅 7 篇，反映出領(lǐng)域發(fā)展不均衡的現(xiàn)狀。

設計導則階段：當前成熟的應用方向。主流實驗組合為 VR 虛擬場景 + EEG 設備，主要研究空間造型、層高、門窗、色彩、綠植、室內(nèi)材質(zhì)等建筑元素與人腦 δ、θ、α、β、γ 五大腦波的對應關(guān)系，以此形成可量化的建筑設計參考標準。

表 1 EEG 腦波參數(shù)對照表

設計發(fā)展階段：處于探索初期。主要結(jié)合腦機接口（BCI）、人工智能、參數(shù)化設計開展實驗，嘗試利用 EEG 腦電信號實時驅(qū)動建筑造型建模、色彩調(diào)節(jié)、3D 打印等工作。目前僅停留在基礎(chǔ)形態(tài)實驗，尚未應用于完整建筑項目。

表 2 設計發(fā)展階段文獻匯總表

圖 3 設計發(fā)展階段范式分析圖

設計評審階段：應用增長顯著。利用 EEG 客觀量化使用者的空間體驗，彌補傳統(tǒng)主觀評審的偏差，廣泛應用于教室、醫(yī)院、辦公空間、城市街道等場景的施工前方案評估。實驗同時驗證，EEG 的感知識別效果優(yōu)于皮電、心率等傳統(tǒng)生理監(jiān)測設備。

表 3設計評審階段文獻匯總表

圖 4 設計評審階段范式分析圖

2.領(lǐng)域研究熱點與技術(shù)特征

關(guān)鍵詞分析結(jié)果顯示，腦電圖 (EEG)、虛擬現(xiàn)實 (VR)、神經(jīng)建筑學、機器學習、情緒、壓力是領(lǐng)域高頻詞匯，VR+EEG 為當下最主流的實驗組合。

圖 5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖

圖 6 關(guān)鍵詞時間線圖譜

表 4 高頻關(guān)鍵詞 統(tǒng)計表

圖 7 各年度發(fā)文量趨勢圖

3.領(lǐng)域現(xiàn)存共性問題

一是技術(shù)標準混亂：不同研究使用的 EEG 導聯(lián)數(shù)、設備型號、數(shù)據(jù)分析方法差距較大，部分商用設備采用封閉式 “黑箱算法”，導致研究可重復性較差；

二是實驗樣本局限：受試者以學生群體為主，年齡、性別、文化背景覆蓋面窄，樣本量跨度極大，研究結(jié)論普適性不足；

三是實驗設計單一：多數(shù)實驗僅單獨測試某一種建筑元素，未模擬多元素共存的真實空間環(huán)境；同時大規(guī)模腦電數(shù)據(jù)采集也存在隱私泄露風險。

本研究系統(tǒng)梳理了 2013-2023 年 EEG 神經(jīng)生理數(shù)據(jù)在建筑全設計流程中的應用情況，清晰劃分三大設計階段的技術(shù)水平、應用場景與研究側(cè)重點。

研究表明，EEG 技術(shù)正在深度重塑傳統(tǒng)建筑設計范式，推動建筑行業(yè)從 “主觀美學導向” 轉(zhuǎn)向以人為本的循證設計，在設計導則制定、施工前方案評審兩大場景中具備高的實用價值。但受跨學科技術(shù)門檻、行業(yè)標準缺失、實驗設計等因素影響，EEG 在方案生成、交互式智能設計等前沿方向，暫時無法實現(xiàn)大規(guī)模落地。

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