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摘要：作為今世界四大建筑材料(鋼材、水泥、木材和塑料)之一的木材，是建筑裝飾和家具等方面最主要的原材料，與人們的居住環(huán)境緊密相關(guān)，．直接關(guān)系到室內(nèi)物理環(huán)境的質(zhì)量，對居民的身心健康無疑會產(chǎn)生重大影響。無論是從可持續(xù)發(fā)展的總體出發(fā)，或者是建筑室內(nèi)物理環(huán)境的新理念，如應(yīng)用木制環(huán)境材料營造一個良好的室內(nèi)物理環(huán)境是一個值得探討的課題。與傳統(tǒng)建筑相比，生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展是優(yōu)化室內(nèi)物理環(huán)境的必由之路。...

木質(zhì)環(huán)境材料的室內(nèi)應(yīng)用及可持續(xù)發(fā)展思想

包亞男

(江蘇廣播電視大學(xué)，江蘇南京210017)

1.木制環(huán)境材料在室內(nèi)應(yīng)用的研究意義

    木材是人類使用最古老的材料之一，自史前就是作為居住、工具、燃料使用的材料。即使在現(xiàn)代，其消耗量也非常巨大。據(jù)國家林業(yè)局發(fā)布2007年中國林業(yè)發(fā)展報告顯示，2006年我國木材產(chǎn)品消耗總量為3.37×108m³。木材是森林的產(chǎn)物，有森林就有木材，木材永遠(yuǎn)和人類共存。

    全球環(huán)境問題已越來越受到世界關(guān)注。“我們只有一個地球”，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，木材和環(huán)境的關(guān)系越來越緊密。與此同時，有關(guān)木材和環(huán)境的研究也越來越受到木材科技界人士的關(guān)注和重視，通過對木材與環(huán)境的研究，為合理利用木材、改善人類生存環(huán)境和提高生活質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

    在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，雖然人類利用自已的智慧創(chuàng)造了許多令人眼花繚亂的高分子合成材料，但至今木材在人類的日常生活中仍起著極大的作用，仍是人們珍愛的建筑、家具材料。這是因為，和鋼材、塑料相比，木材具有獨(dú)特的色、香、質(zhì)、紋等特性，并且木材表面所具有的天然視覺美風(fēng)格獨(dú)特，具有最優(yōu)異最強(qiáng)烈的材質(zhì)感。為此木材成為人們最喜愛的家具和室內(nèi)裝修材料，而且室內(nèi)木質(zhì)材料能為人類生活創(chuàng)造美好的物理環(huán)境，使人們在有木材(或木質(zhì)材料)存在的空間里學(xué)習(xí)、生活感到舒適，也可以提高人們的工作效率和學(xué)習(xí)興趣，提高生活質(zhì)量。

2.可持續(xù)發(fā)展對建筑室內(nèi)物理環(huán)境的基本要求

    按照可持續(xù)發(fā)展的定義，1987年聯(lián)合國環(huán)境與開發(fā)世界委員會所作報告《人類共同的未來》中指出：“所謂可持續(xù)性的開發(fā)，是指在不損害將來人類社會經(jīng)濟(jì)利益的基礎(chǔ)上，能夠滿足現(xiàn)在需求的開發(fā)。”強(qiáng)調(diào)發(fā)展的長期性，而創(chuàng)造“既滿足當(dāng)代人的需求，又不危及后代人生存及發(fā)展的環(huán)境”是可持續(xù)發(fā)展對建筑的要求。換言之，可持續(xù)發(fā)展對建筑室內(nèi)物理環(huán)境的基本要求大致如下幾個方面。

    2.1聲環(huán)境

    室內(nèi)聲環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)滿足：日間噪音小于35dB，夜間噪音小于30dB，圍護(hù)構(gòu)件對建筑周邊的噪音源阻隔。

    2.2光環(huán)境

    著重強(qiáng)調(diào)滿足日照要求，室內(nèi)盡量采用自然光。除此之外，還應(yīng)注意防止光污染，如：強(qiáng)光廣告、玻璃幕墻等。

    2.3熱環(huán)境

    熱環(huán)境系統(tǒng)要滿足熱舒適度要求、建筑節(jié)能要求和環(huán)保要求等。對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和保溫隔熱提出要求，以保證室內(nèi)熱環(huán)境滿足人體舒適度，冬季供暖室內(nèi)適宜溫度：20％～24℃；夏季空調(diào)室內(nèi)適宜溫度：22。C一27℃。建筑的供暖、空調(diào)采用清潔能源、新能源和綠色能源，國家鼓勵采用不破壞大氣環(huán)境的循環(huán)工質(zhì)。

    2.4氣環(huán)境

    室內(nèi)盡量采用自然通風(fēng)，衛(wèi)生間具備通風(fēng)換氣設(shè)施，廚房設(shè)煙氣集中排放系統(tǒng)，排放進(jìn)入大氣層前，經(jīng)過空氣凈化過濾器，達(dá)到室內(nèi)外的空氣質(zhì)量指標(biāo)。

3.木制環(huán)境材料的特性

    3.1木質(zhì)環(huán)境材料的保溫調(diào)濕特性

    木材是一種多孔材料。大量測定結(jié)果表明，木材和木質(zhì)環(huán)境材料導(dǎo)熱系數(shù)較小，為熱的不良導(dǎo)體，木材或木質(zhì)人造板作為墻體或裝飾材料，對居室的溫度具有調(diào)節(jié)作用。研究結(jié)果顯示，杉木、扁柏等木材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于混凝土、土和磚，木質(zhì)材料墻體能明顯減輕室外氣溫的影響，降低室溫變動比(即室內(nèi)溫度日變化幅度與室外氣溫日變化幅度的比值)。專家對冬季有暖氣的住宅研究得出，內(nèi)外兩表面均為木質(zhì)材料的墻體，具有良好的隔熱效果，可降低室內(nèi)溫度的變化幅度，經(jīng)過木材裝修的室內(nèi)均比沒有木材裝修的室內(nèi)溫度約高l℃。

    3.2木制環(huán)境材料的隔聲吸音功能和聽覺特性

    噪音是一種嚴(yán)重的環(huán)境污染，不但會影響室內(nèi)談話的清楚程度，更會引起人類心理上的不舒服感，進(jìn)而造成健康問題題，因而室內(nèi)聲環(huán)境是建筑設(shè)計者們非常重視的問題。對于室內(nèi)環(huán)境，一是要求沒有令人討厭的聲音，即墻壁、天棚的隔聲性能要好；二是要求能夠聽到賞心悅耳的音響，即室內(nèi)的音響特性要好，回音時間要合適；三是要求吸音性要好，能夠消除一定的雜音。因此要求建筑材料及裝飾材料具備良好的隔聲吸音性能。

    材料的隔聲性能主要是指材料對外來聲音的阻擋能力。研究表明，單層勻質(zhì)板的隔聲量(R)決定于面密度(m)與聲音頻率∽的乘積。面密度增加一倍，隔聲量增加6dB，這是單層板傳聲的質(zhì)量定律。研究表明，木質(zhì)材料的隔聲性能差，這主要是因為其面密度較低。例如，2mm厚的鋼板的隔聲量基本與35rain厚的刨花板一致，比40 mm厚膠合板還要大。因此，單從隔聲方面考慮，不宜用單層木質(zhì)材料作隔聲墻，要采用雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)。一般面層材料采用密度較大的木質(zhì)人造板，中間為空氣層，以提高隔聲性能，但空氣層不宜過厚，以免影響使用面積。如木質(zhì)材料作地板，可采用彈性材料做面層，減弱撞擊地面的能量；或木地板下構(gòu)筑龍骨，形成浮筑地板，以減輕因撞擊而引起的噪音。

    聲波在傳播過程中，遇到各類材料時，都會發(fā)生一部分聲能被反射，一部分聲能向材料內(nèi)部傳播并被吸收的現(xiàn)象。任何材料都具有一定的吸聲能力，只有吸聲能力大小不同而已。通常堅硬、光滑、結(jié)構(gòu)緊密的材料吸聲能力差；粗糙松軟、具有相互貫穿內(nèi)外微孔的多孔材料吸聲能力好。木材是多孔性材料，具有良好的吸聲功能。對居室內(nèi)談話清晰度的研究表明，在由木質(zhì)材料裝修的室內(nèi)與混凝土結(jié)構(gòu)的居室內(nèi)聲音的回響時間是不同的。在混凝土結(jié)構(gòu)的居室內(nèi)聲音的回響時間約為0.4—0.6s，在木質(zhì)材料裝修的室內(nèi)聲音的回響時間是0.2～0.4s。如果有兩組以上的人在同一居室內(nèi)談話，則在混凝土結(jié)構(gòu)的居室內(nèi)談話被干擾的程度大于木質(zhì)材料裝修的居室。

    3.3木質(zhì)環(huán)境材料的光學(xué)特性與視覺特性

    近年來，隨著辦公室自動化的快速普及，辦公室的事務(wù)簡化之余，卻引起了工作人員眼睛疲勞的癥狀。主要原因在于自動化所使用的電腦映像是由不連續(xù)的波狀光線構(gòu)成的、易使眼睛感到疲勞。人類的眼睛是很難配合著機(jī)械而改變其機(jī)能，然而高科技的機(jī)器今后還將漸漸地普及到每個家庭，因此，為了創(chuàng)造一個舒適的視覺環(huán)境，人們喜愛用具有自然色澤、花紋、圖案的木材裝點(diǎn)室內(nèi)環(huán)境和制作室內(nèi)用具。木材相對其他材料具有視覺上優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：木材具有柔和的自然光澤。通過對木材視覺物理量與感覺特性的研究表明，木材顏色分布范圍為：色相主要分布在2.5Y~9.0R(淺橙黃一灰褐色)，以5 YR一10YR(橙黃色)居多；明度主要集中在5—8之間；純度主要位于3～6之間。其次，木材具有吸收紫外線反射紅外線的功能。雖然紫外線(波長380rmm以下)和紅外線(波長780mm以上)是肉眼看不見的，但對人體的影響是不可忽視的。強(qiáng)紫外線刺激人眼會產(chǎn)生雪盲病，人體皮膚對紫外線的敏感程度高于眼睛。木材可以吸收陽光中的紫外線，減輕紫外線對人體的危害，同時木材又能反射紅外線，這一點(diǎn)與木材會給人帶來溫暖感有直接聯(lián)系。木材還具漫反射特性和雅致的光澤(木材的光澤是指光線反射到木材上的光亮度)。光澤的強(qiáng)弱與樹種、木材構(gòu)造特征、抽提物和沉積物、光線射到板面上的角度、木材的切面等因素有關(guān)。一般來說，具有侵填體的木材如檫木等常具有較強(qiáng)的光澤，木材徑切面對光線的反射較橫切面為強(qiáng)。光澤比較強(qiáng)的樹種如山棗、櫟木、槭木、椴木、樺木、香椿等，其劈開面或刨光面的光澤強(qiáng)，顯得材色更加艷麗。木材表面是由無數(shù)個微小的細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞切斷后就是無數(shù)個微小的凹面鏡，凹面鏡反射的光澤有著絲綢表面的視覺效果，這一點(diǎn)是仿制品很難模擬的。研究表明，木材的光澤與木材的反射特性有直接聯(lián)系，當(dāng)入射光與木纖維方向平行時，反射量大；而當(dāng)相互垂直時，則反射量較小，因此從不同方向所呈現(xiàn)的木材顏色也不一樣。家具表面粘貼不同紋理方向的薄木后呈現(xiàn)不同的顏色就是這個道理。當(dāng)用木紋紙貼面時表面就不存在這種方向性。因而木材仿制品仍然很難代替真實木材的表面效果。同時木材的漫反射特性，能減輕直射光線對人眼的刺激。當(dāng)強(qiáng)烈的太陽光照射到貼有白瓷磚的建筑物上時，強(qiáng)烈光線會使人眼睛睜不開，這是因為白瓷磚片對光線的反射率達(dá)70％～80％，而人眼感到舒服的反射率為50％～60％。木材表面是由無數(shù)個微小的細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞切斷后就是無數(shù)個微小的凹面鏡，可減弱與吸收光線，使令人暈眩的光線變得柔和。因此，木制桌面、壁面對于工作人員的視覺神經(jīng)刺激最小。換言之，木材能夠為人類提供良好的室內(nèi)視覺環(huán)境。

    木材花紋是天然形成的多種自然美麗的圖案，給人以動感，并且人類對其有一種自然的親切感。原因主要有兩點(diǎn)：第一，木材的生長輪無論如何切削，在徑切面和橫切面上都是彼此不交叉的近于平行或成同心圓的圖案，這樣的圖案與以任意角度交叉的圖案相比，會給人以整潔、穩(wěn)重、美麗、流暢、井然、輕松、雅致的印象。第二，木材圖案由于受立地條件、生態(tài)環(huán)境因子和培育措施等的影響，在不同部位有不同的變化圖案給人以多變、起伏、運(yùn)動、生命的感覺。這種木材的早晚材、生長輪之間的間隔分布呈現(xiàn)一種波動現(xiàn)象(1／f譜)，而人的心臟跳動漲落亦呈l／f譜分布形式，這使得人們在看到木紋圖案時就會得到一種親切、祥和、安靜的舒適感。可以說木紋圖案是自然界對人類的恩賜，用于室內(nèi)環(huán)境，經(jīng)久不衰，百看不厭，其原因就在于此。

    綜上所述，木質(zhì)環(huán)境材料在營造良好的室內(nèi)物理環(huán)境上具有更為突出的價值。如木質(zhì)材料所特有的吸收紫外線和反射紅外線的特性；木材具有柔和的自然光澤和優(yōu)美的花紋；某些特殊木質(zhì)材料還具有保健特性等，這些性能都是傳統(tǒng)建筑材料所不具備的，而這些又是現(xiàn)代建筑材料所追求的性能。所以，可以說木質(zhì)環(huán)境材料是一種不可多得的理想的現(xiàn)代建筑材料之一。隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，21世紀(jì)建筑室內(nèi)物理環(huán)境最終都必須符合可持續(xù)發(fā)展的要求，21世紀(jì)將是生物材料大發(fā)展的時代。木質(zhì)材料是生物材料的一個重要組成部分，可以預(yù)計21世紀(jì)木質(zhì)材料將會在建材行業(yè)占有重要的地位，生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展是優(yōu)化室內(nèi)物理環(huán)境的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]李堅，趙榮軍．木材一環(huán)境與人類[M]．哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，2002．

[2]劉一星．木材視覺環(huán)境學(xué)[M]．哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1994

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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