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木质环境学研究
随着人们对精神文明和生活质量的追求，越来越关心生活和工作空间的构建，而家具和木质材料是构成人类生活空间的一部分，由家具和木质材料构成的生活、学习和工作空间称为木质环境。木质环境以其物理或化学特性作用于人，人则以人体的各种感官为媒介产生某些感觉，从而引起人的心理或生理活动，称其为感觉特征。木质环境学的研究重点在于寻求感觉特征参数和木材料的物理化学特性之间的相互关系。近些年来，科学家们进行木材及木质材料环境学特性的研究，木材不仅是一种人们可以利用的天然材料，而且有其他任何材料无法比拟的环境学属性－－木材的视觉特性、触觉特性、听觉特性、嗅觉特性及调节特性，因此人们愿意把木材引入居室，这就是为什么木质家具受人喜爱的主要原因所在。
一、木材的视觉特性
木材的色调看起来有美好的心理感觉，适宜的室内木材量可以增加人们心理的温暖感、稳静感和舒畅感；木材对辐射线有独特的吸收和反射特征，木材吸收紫外线可以减轻对人体的危害，木材具有的双层反射特性，使得木材具有独特的光泽；木材的纹理、结构和花纹给人以动态感觉和美的享受。木材与金属、大理石相比，它对于有害于人眼睛的紫外线有较好的吸收作用，并且反射率是非常小。在材料的工作面上辉度分布的比较中看出，木质系材料的眩辉对比是非常小的，可以大大地减轻眼睛疲劳。
二、木材的触觉特性
人们经常用手接触家具或木制品，给人以某种触觉，包括冷暖感、粗滑感、软硬感、干湿感、轻重感、快与不快感等等。研究结果表明，这些感觉多是相对的心理量。温暖感取决于人接触木料时，皮肤材料界面的温度变化，以及热流量通过界面对人的感觉器官刺激的程度；木材的粗滑感与手接触材料时的磨擦阻抗及阻抗的变动有关；研究者研究以冷暖感、粗滑感和软硬感三种感觉我都持征综合评定木材的触觉特性，利用聚类分析方法对木材的触觉特性进行分类。
在生活、学习和工作环境中，在地板上行走是经常发生的，对于地板的步行感的研究也引起重视。对步行难易影响较大的因素是平滑度。另外还有生理方面地板试验：脉搏的增加率、脉搏间隔变化的缩小率以及闪烁值的差异，也就是生理上的负担与疲劳的差异检查，在这方面木质地板也得到了较好的结果。利用木质的颤动而设计的适当硬度的地板，使学生们的外伤急剧减少，再者，在润湿地板的有关平滑阻力的水系数测定中木质素材面得到较高的数值，塑化木配涂装表面的数值则显著降低。非木质地板由于结露而光滑，发生了障碍性事故的例子是很多的。无论是乙烯树脂地板，还是聚氨脂涂的地板，结露值都较大，而木质地板难于结露，且比较安全。
三、木材的听觉特性
木材具有良好的声共振性和音响性质，所以在材料科学日新月异的今天，乐器用材还不能够用其他材料代替。民族乐器的共鸣板受弦振动而振动，并以此激振周围的空气。因此优良乐器用材应该具有这样的音响性能：弦振动在木材中产生的内部磨耗要小，而纵波的传播速度要大，即木材的比杨氏模量要高。研究者研究了乐器的音响徨征与乐器用材物理量之间的相关性。
此外，木材具有良好的隔声特性。室内的声环境是构成室内环境的主要因素。对于室内的声环境，一是要求没有令讨厌的声音，即墙壁、天棚的隔声性能要好；二是要求能够听到赏心悦耳的音响，即室内的音响特性要好，回音时间等要合适；是要求吸音性好，能够消除一些杂音。木板作地板及天棚都是理想的隔声材料为，均能创造良好的室内声环境。
四、木材的嗅觉特性
新建的木造住宅可以闻到木材的香气，其挥发成分是精油。精油具有除臭、杀虫、防霉抗菌作用。木材香气除上述作用外，可使室内气氛清馨，使人感到舒适，还可抑制由于精神压力所造成的紧张，并使人的脉搏数稳定，减轻疲劳等。
五、温度调节
木住宅在暑政时具有隔热性，寒冬时具有保温性。木质墙壁可以缓和外部气温变化所引起的室内温度变化。在夏季，木质墙壁的室内气温比绝热壁室温低2.4度，在冬季高4.0度。因此，木造住宅具防止夏季炎热或冬季寒冷的性能，即“冬暖夏凉”。以相同厚度比较时，木材比混凝土或玻璃棉等隔热材料的隔热性能和温度调节性能为好。台湾大学王松永教授等在台北地区对所建混凝土红夸结构房屋的室温进行观察实验，房屋A经9mm厚杉木板材内装墙壁及天花板，地板为12mm厚柳桉材，房屋B为不加以木材内装的对照组。对温、湿度的连续测试结果表明，室温日平均值在春、秋及冬季均以房屋A高于B0.2－1.5度，夏季则相反，房屋A的温度低于B0.1－2.0度，达到“冬暖夏凉”的效果。
气温与人的外围温度有较大的关系，为了保持20度左右的最适室温，不受外界明显变化的影响。地板、天窗、特别是墙体等应具有隔热性的适当的热容量。隔热效果比较好的有玻璃棉、泡沫混凝土等，更为优良的是较厚的木材壁，除气温之外，壁体辐射对快适感的影响很大。例如，以9mm为中心的红外线波，能使人感受到有如晒太阳一样。这是因为附近的室温接触到许多黑体辐射，木材的辐射率接近黑体辐射率。暖气表面的辐射，比起它们要稍高些，增田在金属和木材表面温度达到80度的情况下，研究了材料的辐射和人的快适感或疲劳度间的关系。
六、湿度的调节
木质材料具有良好的调湿性能。当室内木材量（地板、天花板、家具等）少时，如提高室内温度，尽管木材可以解吸，但室内温度也必然降低。当室内的木材量多时，其温度几乎保持不变。当温度降低时，室内温度相应升高，此时，木材可以吸湿，而仍可保持室内的温度不变。当木材量太少时，则吸湿能力低，起不到调湿的作用，室内必有结露现象。研究者研究了流行性感冒病毒的生存率与温度的关系，发现在温度为10度，相对温度为25%－35%时，其流行性感冒病毒的生存率最高，可达60%。如果温度增高到50%，其病毒的生存率则到30%。由此可知，在空气的温、湿度较低时，流行性感冒病毒生存率高，则会引起流行性感冒。
人们对湿度的感觉比对温度来的迟钝，但是湿度对人体健康的影响较大。另外，从物品的保存观点来看，室内保持适当的湿度是很必要的。特别是空气中的浮游菌类的生存期是受室内湿度影响的，相对温度为50%左右时，菌类是难以生存的。室内水蒸气的发生与室内湿度的变化有关。不论怎样看，多用木材密闭装修的室内是可以保持适当的相对湿度的，因为木材具有吸湿和解吸性。也就是说，这种自动调节作用是和木材吸湿等温线、吸温等压线等的水分平衡性及水分移动的非平衡性相关的。
七、生物生存调节
环境赋于人们以适当的刺激。处于某种环境的人们的一些特征有：兴奋性、兴奋抑制性、适应性、动态平衡性、协调性、同期性等。适度的刺激使人们有快适感，过大的刺激会使人们感到厌倦：过小的刺激会给人们麻木的感觉。无论什么样的刺激，超越了人的适应能力就会产生破坏作用。
木质材料根据它的特征，常常被称为生物材料，在居室环境方面，发挥着它的特异功能。自古以来适于人类居住的木质环境，比较适合人们生理的、心理的需要。现在，由于科学的发展，开发出各种优质新材料，工厂里的劳动环境，变成由人工材料代替了木质材料的新环境，这种环境下使从业人员在各种应力反应下产生疲劳，工作效率低下。其中主要原因是缺乏人与环境交流的材料。
由木质材料形成的环境可以调节动物的生存状态产。佐藤就生物体调节与木质环境的影响，以小鼠的饲养提出了研究报告。小鼠的饲养箱共选择了木材、混凝土、铝等三种，敷于地板的材料有木材碎片及塑料膜，共组合了6种饲有条件，涉及到小鼠的三代，其中主要是小鼠的日常生活、性周期、妊娠、生产等情况，各种饲有条件都不改变，但是经过一定时间观察，其生产成绩却不相同，全部89例生产小鼠，其中有20例生育异常的均发现在混凝土和铝制箱中，木质的饲育箱中由于铺上木材碎片的地板，因此没有一例是生育异常者，可见，在木质环境的饲育条件下生产，保育经过三代的观察是能够顺利调节的。从小鼠的活动轨迹模式来看，在木制饲育箱中育成的小鼠的生活安定上，混凝土制的饲育箱中小鼠生活不安定。
据台湾大学王松永教授报道，人的出生率与居住环境有关，对40岁以下的父母亲所组成的家庭，在18岁以下的小孩人数，木造住宅为2.1人，混凝土造集合住宅为1.7人，出生率与住宅的木材占有率有较高的相关性，长期居住在木造住宅中可以延长人的寿命，据调查，死亡年龄的平均值是木造住宅居住者较钢筋混凝土造集合住宅高9－11岁，可见木质环境具有利于人类健康的一种神奇的力量。
人们在利用木材或木质材料时，已往只注意研究材料的一般性质，少有从木质环境学的高度去深入认识木材，研究木材，以充分发挥木材这种天然资源所独有的特性。例如，在影剧院、音乐厅内部装修时，怎么样使用木材或木质才能提高空间空间听觉和视觉效果：在文物保存时怎么样利用木材和木质材料来调节空间的温度和湿度，在家具和木制品表面涂饰时怎么样才使木材纹理不被覆盖而保持木材本色等等，诸如此类的问题，都需要深入思考和探索。
随着人们居住环境的不断改善和生活质量的提高，人们开始追求回归自然，越来越希望生活的空间中更多地使用木材。据科学调查资料称：居住木造住宅者与钢筋混凝土对比，人的寿命平均高10岁左右。这是由于木材所造就的环境特性，可以调节室内小气候，进行生物生存调节和心理调节的感觉，显示出一种延年益寿的神奇力量。
＜以上摘自中国科技论文在线www.paper.edu.cn＞
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2005-08-26 23:17:41
