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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，與人們的居住環境緊密相關，．直接關系到室內物理環境的質量，對居民的身心健康無疑會產生重大影響。無論是從可持續發展的總體出發，或者是建筑室內物理環境的新理念，如應用木制環境材料營造一個良好的室內物理環境是一個值得探討的課題。與傳統建筑相比，生態與可持續發展是優化室內物理環境的必由之路。...

木質環境材料的室內應用及可持續發展思想

包亞男

(江蘇廣播電視大學，江蘇南京210017)

1.木制環境材料在室內應用的研究意義

    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。即使在現代，其消耗量也非常巨大。據國家林業局發布2007年中國林業發展報告顯示，2006年我國木材產品消耗總量為3.37×108m³。木材是森林的產物，有森林就有木材，木材永遠和人類共存。

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

    在科學技術飛速發展的今天，雖然人類利用自已的智慧創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，木材具有獨特的色、香、質、紋等特性，并且木材表面所具有的天然視覺美風格獨特，具有最優異最強烈的材質感。為此木材成為人們最喜愛的家具和室內裝修材料，而且室內木質材料能為人類生活創造美好的物理環境，使人們在有木材(或木質材料)存在的空間里學習、生活感到舒適，也可以提高人們的工作效率和學習興趣，提高生活質量。

2.可持續發展對建筑室內物理環境的基本要求

    按照可持續發展的定義，1987年聯合國環境與開發世界委員會所作報告《人類共同的未來》中指出：“所謂可持續性的開發，是指在不損害將來人類社會經濟利益的基礎上，能夠滿足現在需求的開發。”強調發展的長期性，而創造“既滿足當代人的需求，又不危及后代人生存及發展的環境”是可持續發展對建筑的要求。換言之，可持續發展對建筑室內物理環境的基本要求大致如下幾個方面。

    2.1聲環境

    室內聲環境系統應滿足：日間噪音小于35dB，夜間噪音小于30dB，圍護構件對建筑周邊的噪音源阻隔。

    2.2光環境

    著重強調滿足日照要求，室內盡量采用自然光。除此之外，還應注意防止光污染，如：強光廣告、玻璃幕墻等。

    2.3熱環境

    熱環境系統要滿足熱舒適度要求、建筑節能要求和環保要求等。對建筑圍護結構的熱工性能和保溫隔熱提出要求，以保證室內熱環境滿足人體舒適度，冬季供暖室內適宜溫度：20％～24℃；夏季空調室內適宜溫度：22。C一27℃。建筑的供暖、空調采用清潔能源、新能源和綠色能源，國家鼓勵采用不破壞大氣環境的循環工質。

    2.4氣環境

    室內盡量采用自然通風，衛生間具備通風換氣設施，廚房設煙氣集中排放系統，排放進入大氣層前，經過空氣凈化過濾器，達到室內外的空氣質量指標。

3.木制環境材料的特性

    3.1木質環境材料的保溫調濕特性

    木材是一種多孔材料。大量測定結果表明，木材和木質環境材料導熱系數較小，為熱的不良導體，木材或木質人造板作為墻體或裝飾材料，對居室的溫度具有調節作用。研究結果顯示，杉木、扁柏等木材的導熱系數遠小于混凝土、土和磚，木質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，內外兩表面均為木質材料的墻體，具有良好的隔熱效果，可降低室內溫度的變化幅度，經過木材裝修的室內均比沒有木材裝修的室內溫度約高l℃。

    3.2木制環境材料的隔聲吸音功能和聽覺特性

    噪音是一種嚴重的環境污染，不但會影響室內談話的清楚程度，更會引起人類心理上的不舒服感，進而造成健康問題題，因而室內聲環境是建筑設計者們非常重視的問題。對于室內環境，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量定律。研究表明，木質材料的隔聲性能差，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，不宜用單層木質材料作隔聲墻，要采用雙層復合結構。一般面層材料采用密度較大的木質人造板，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，都會發生一部分聲能被反射，一部分聲能向材料內部傳播并被吸收的現象。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、結構緊密的材料吸聲能力差；粗糙松軟、具有相互貫穿內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。對居室內談話清晰度的研究表明，在由木質材料裝修的室內與混凝土結構的居室內聲音的回響時間是不同的。在混凝土結構的居室內聲音的回響時間約為0.4—0.6s，在木質材料裝修的室內聲音的回響時間是0.2～0.4s。如果有兩組以上的人在同一居室內談話，則在混凝土結構的居室內談話被干擾的程度大于木質材料裝修的居室。

    3.3木質環境材料的光學特性與視覺特性

    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的波狀光線構成的、易使眼睛感到疲勞。人類的眼睛是很難配合著機械而改變其機能，然而高科技的機器今后還將漸漸地普及到每個家庭，因此，為了創造一個舒適的視覺環境，人們喜愛用具有自然色澤、花紋、圖案的木材裝點室內環境和制作室內用具。木材相對其他材料具有視覺上優越性，主要表現在：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。強紫外線刺激人眼會產生雪盲病，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，這一點與木材會給人帶來溫暖感有直接聯系。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)。光澤的強弱與樹種、木材構造特征、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。一般來說，具有侵填體的木材如檫木等常具有較強的光澤，木材徑切面對光線的反射較橫切面為強。光澤比較強的樹種如山棗、櫟木、槭木、椴木、樺木、香椿等，其劈開面或刨光面的光澤強，顯得材色更加艷麗。木材表面是由無數個微小的細胞構成，細胞切斷后就是無數個微小的凹面鏡，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系，當入射光與木纖維方向平行時，反射量大；而當相互垂直時，則反射量較小，因此從不同方向所呈現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不同的顏色就是這個道理。當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。當強烈的太陽光照射到貼有白瓷磚的建筑物上時，強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70％～80％，而人眼感到舒服的反射率為50％～60％。木材表面是由無數個微小的細胞構成，細胞切斷后就是無數個微小的凹面鏡，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刺激最小。換言之，木材能夠為人類提供良好的室內視覺環境。

    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：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、生態環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一種波動現象(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�？梢哉f木紋圖案是自然界對人類的恩賜，用于室內環境，經久不衰，百看不厭，其原因就在于此。

    綜上所述，木質環境材料在營造良好的室內物理環境上具有更為突出的價值。如木質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美的花紋；某些特殊木質材料還具有保健特性等，這些性能都是傳統建筑材料所不具備的，而這些又是現代建筑材料所追求的性能。所以，可以說木質環境材料是一種不可多得的理想的現代建筑材料之一。隨著人們環境保護意識的增強，21世紀建筑室內物理環境最終都必須符合可持續發展的要求，21世紀將是生物材料大發展的時代。木質材料是生物材料的一個重要組成部分，可以預計21世紀木質材料將會在建材行業占有重要的地位，生態與可持續發展是優化室內物理環境的必由之路。

參考文獻：

[1]李堅，趙榮軍．木材一環境與人類[M]．哈爾濱：東北林業大學出版社，2002．

[2]劉一星．木材視覺環境學[M]．哈爾濱：東北林業大學出版社，1994

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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