红木家具行业黄金媒体

分站:中山红木东阳红木仙游红木新会红木

热门搜索:卓木王致上家居东成红木顺泰轩

第五十七期

李凯夫:论木材对室内居住环境的影响(三)——木材室内调节特性

编者按:

对于红木家具行业而言,木材是其存在和发展的基础。木材对人们居住的环境又有着怎样的影响?为此,《品牌红木》杂志特邀全联艺术红木家具专业委员会专家顾问、华南农业大学博士生导师李凯夫结合40多年研究成果,将持续刊登连载《论木材对室内居住环境的影响》一文,从木材室内居住的视觉特性、触觉特性、听觉特性,以及木材室内调节特性、木材的生物体调节特性等几个方面阐述木材对室内居住环境的影响。

全联艺术红木家具专业委员会专家顾问、华南农业大学博士生导师李凯夫  调温性能
全联艺术红木家具专业委员会专家顾问、华南农业大学博士生导师李凯夫

调温性能

木造住宅(包括木质墙壁、木质地板等)可以缓和外部气温变化所引起室内的温度变化。其影响内部温度变化的程度可用物质的温度变化速度,即物质的热扩散率a来评价。

a=λ/(C•ρ)

物体的热扩散率a与它的热导率λ成正比,与热容C和密度ρ成反比。热扩散率表示在加热或冷却时物体各部分温度趋向一致的能力,物体的热扩散率愈大,在同样外部升温或冷却条件下,物体的内部温度差异就愈小。由下表看出,木材的热扩散率远远小于混凝土或铁。

调湿性能

室内环境相对湿度的变化主要来源于两个方面,一是由于温度的变化使室内空气中水蒸汽的饱和蒸汽压(P0)发生变化;二是由于开门、窗等产生水分的流入或流出,使室内空间的实际水蒸汽量发生变化,从而引起实际水蒸汽压力(P)发生变化。

相对湿度在人类居住环境中有着重要作用,对人体通过皮肤所进行的新陈代谢有着非常重要的影响。这种新陈代谢若不能顺利进行,就会容易导致内脏疾病的产生。

湿度同样关系到浮游菌类的生存时间。菌类在相对湿度为50%左右的条件下,几分钟内会有一大半死亡,但在高湿度及低湿度时,可生存2h以上。为了防止细菌感染,相对湿度应调节到55%-60%。此外,湿度还与霉菌、虫害等的发生有直接关系

从流行性感冒病毒的生存率与湿度的关系来看,空气的温、湿度低时,流行性感冒病毒生存率高,则引起流行性感冒盛行。如温度在10℃,相对湿度为25%-35%时,其流行性感冒病毒生存率最高(达到60%)。如果湿度增高到50%时,其病毒的生存率则减少到30%。一间木屋等同于一个杀菌箱的说法,并非言之无理。

大量的研究结果证明,人类居住环境的相对湿度保持45%—60%为适宜,其中相对湿度保持在60%左右较为适宜。适宜的湿度既可令人体有舒适感,也可令空气中浮游细菌的生存时间缩至最短。人们居住的室内空间,不希望湿度有过大的忽高忽低的变化,湿度稳定在一定的范围之内,对于人身健康及物体的保存都是非常有利的木材调湿功能是其独具的特性之一,是其作为室内装饰材料,家具材料的优点所在。

木材的湿度调节能力一般可以用B值来衡量。具体方法是将木材的侧边用石蜡密封,把木材铺装在一个密闭的箱体内,箱体放在一个温控箱内。箱体用导热性良好的材料制成,因此通过改变温控箱的温度可以使箱内的温度发生变化。测定箱内相对湿度随着温度变化的变化幅度。研究发现,相对湿度的对数与温度之间呈近似的线性关系,直线的斜率定义为B值。如果材料的吸放湿特性可以使相对湿度在任意温度下保持恒定值,那么log H(T)和T之间的关系曲线的斜率为0,即B值为0℃-1。相反,如果材料完全没有湿度调节功能,斜率(B值)达到最小值。如前所述,该值约为-0.0245℃-1。

图1 不同树种的木材的B值与气积比A V之间的关系
图1 不同树种的木材的B值与气积比A V之间的关系

从图1可见,对于各种树种的木材来说,B值随着气积比的变化趋势十分一致,即,在低气积比范围内,B值随着气积比的增加迅速增大;在高气积比范围内,B值的增大幅度减缓,随着气积比逐渐向0℃-1趋近。

图2 相对湿度的对数logH(T)和温度T之间的关系
图2 相对湿度的对数logH(T)和温度T之间的关系

衡量材料的湿度调节能力的另一个方法是改变一个恒温空间内的水蒸汽绝对量(绝对湿度),观察该空间内饰有不同材料时相对湿度的变化。在一个密闭空间内,假设所有材料都不产生吸湿或解吸,结果在一定的绝对湿度下,相对湿度的对数log H (T)随着温度T的升高呈线性下降趋势(见图2)。对于不同的绝对湿度,直线的斜率十分接近。

当其周围环境湿度发生变化时,木材自身为获得平衡含水率,能够吸收或放出水分,直接缓和室内空间湿度的变化,起到调节室内湿度的作用。

木材越厚,其平均含水率的变化幅度越小。室内装饰木材的厚度具体应用多大厚度,需要由实验来测定。从实验结果来看,3mm的木材,只能调节一天内的湿度变化,5.2mm可调节3天,9.5mm可调节10天,16.4mm可调节一个月,57.3mm可调节1年。室内的湿度处于动态变化状态,它与外界湿度一样有其周期性的变化,大周期是以年为单位,再小一点是以季为单位,更小一点则是以月或天为单位。要想使室内湿度保持长期稳定,则必须增加装修材料木材的厚度。

当室内地板、天花板,壁板及木制家具等木材用量少时,如室内温度提高,尽管木材可解湿,但因木材量少,室内湿度会降低,起不到调节湿度作用。相反,当室内的木材量多时,室内湿度几乎可以保持不变。当温度降低时,室内湿度相应升高,此时,木材可以吸收湿气,仍保持室内的湿度不变;而当木材量太少时,则吸湿能力低,不仅起不到调湿作用,而且室内会产生结霜现象。木材靠其自身的吸湿和解湿作用对湿度具有调节性能。当温度升高,相对湿度减低时,木材会发生解湿;反之,温度降低,相对湿度上升时,木材会发生吸湿。

因此,用木质材料作为地板或室内装饰材料,能直接缓和室内空间湿度变化。这样可减轻材料表面结露、物体腐朽以及细菌大量繁殖等不利现象的发生,并为人类生活提供舒适的湿度环境。

(1)

式(1)中H为相对湿度,P为实际水蒸汽压力,P0为饱和蒸汽压。

室内环境相对湿度的变化主要来源于两个方面:一是由于温度的变化使室内空气中水蒸汽的饱和蒸汽压(P0)发生变化;二是由于开门、窗等产生水分的流入或流出,使室内空间的实际水蒸汽量发生变化,从而引起实际水蒸汽压力(P)发生变化。

图3  5mm木质胶合板的室内与外界一天内的温湿度变化比较
图3  5mm木质胶合板的室内与外界一天内的温湿度变化比较 

大气环境的温度和绝对湿度随着季节的变化不断变化。冬季和夏季的一天内外界温度和相对湿度的变化:在用5mm厚的木质胶合板装饰的房间内(没有冷暖气),相对湿度的变化与外界的湿度变化相比,饰有木材的室内的相对湿度处于比较稳定的状态(见图3)。

影响木材的湿度调节能力的因素主要包括气积比A/V、树种、木材厚度和木材的表面处理等。

(1)气积比

所谓气积比,是指空间内装饰材料的表面积(A)与室内空间的体积(V)之间的比值(A/V),单位为m-1。随着气积比的增加,木材对室内环境的湿度调节能力呈上升趋势。

(2)树种

B值和木材的密度之间存在一定的相关性,即,B值随着密度的增大呈线性增长趋势。

(3)木材厚度

木材越厚,湿度调节能力越持久。所以如果想使室内湿度在长时期内保持较稳定的状态,用于室内装饰的木材的厚度必须达到一定的值。

(4)木材的表面处理

作为室内装饰材料的木材在使用前通常都经过表面处理,所以与室内环境直接接触的是木材上施加的涂料。因此,涂料的性能与木材的湿度调节能力有十分密切的关系。

调节空气

木材为有机生物材料,不像花岗岩、大理石、灰渣砖等无机材料会产生较强的γ射线辐射,木质装饰材料和木制家具等不会对人体造成γ射线辐射的危害。同样,对于当今诱发肺癌的一个主要因素——氡的放射性而言,木材也远远低于混凝土等一些无机建材。不仅如此,木材还具有阻止氡气扩散的作用。

嗅觉特性

木材的气味具有挥发性,在新建的木结构住宅或用木材装修的室内,人们会闻到木材的芳香,使人身心愉悦,妙不可言;使人们产生舒适感,疏解精神压力造成的紧张,使人脉搏稳定,减轻疲劳。

医学界认为,长期生活在天然香气空气环境中能起到平稳血压,舒张血管、调养肠胃功能的效果,同时也降低了高血压、糖尿病、阿尔茨海默病、心脑血管疾病的发病率,大大降低了由精神压力引起的抑郁症。选择好木材气味,会使人觉得神清气爽增加食欲,心里上产生愉悦、宁静,身心舒服。

科学研究发现,当吸入天然香味时,嗅觉神经立即传达至脑的指挥系统,产生影响自主神经系统及内分泌系统的良好应答作用。基于这一事实,我们设计了两种睡床做如下实验,一种用散发芳香味的爆马丁香木材[Syringa reticulata (Blume) H. Hara var. amurensis (Rupr.) J. S. Pringle]制作的睡床,另一种是铁床架和床垫组成的睡床。通过对两种睡床人群的比较研究发现;睡在爆马丁香的人群,能较快恢复疲劳,精神状态饱满,第二天的工作效率也得到提高。经仪器检测与没有香气的铁床相比,当香气飘过时,流过人体指尖的血液量增加,心率减慢,脉搏数减少,深睡的脑波出现量增多,这是由于紧张时出现的交感神经的兴奋在香味下得到抑制的缘故。睡个好觉是人们的良好愿望,因此,选择木材气味相当于选对室内空气,好的室内空气是生命的第一需要。

与此相反,人们闻到某种不愉快气味时,呼吸会变得短而强,以便搞清它究竟是什么气味,有疑问时便会下意识地暂停呼吸,这是人自身的防御功能。产于南美洲及非洲的爪哇木、异味豆木等散发酸臭味,这种气味会使人产生恶心、呕吐、头痛,心情焦躁等现象,对于气味敏感的人群及婴幼儿造成的伤害更大。释放不愉快气味木材不适宜装修居室和制作家具。实践证明:用湿毛巾鉴别有异味家具是个好方法,可以防止鱼目混珠,不妨在你购买时,可用较湿毛布反复擦,不愉快气味就会渐渐闻到。这是因为木材有解湿、吸湿特性,受潮或遇水气味又挥发出来。

木材的气味来源于木材细胞腔内含有各种挥发性物质,以及单宁、树脂、树胶等。特殊的气味来自木材内含的挥发物,具松脂气味-如马尾松、南方松等;具柏木香气-如柏木、圆柏等;具杉木香气-如杉木、柳杉等;具樟脑气味-如香樟等;具臭虫气味-肾形果;具甜香气味-如油丹等;具清香气味-如香椿(可作雪茄烟盒);具难闻气味-如豆腐树(臭八脉木);无气味-如枫香(适于做茶叶箱)。

(来源:第五十七期《品牌红木》杂志  李凯夫/文)

相关阅读:

李凯夫:论木材对室内居住环境的影响(一)——木材室内居住的视觉特性

李凯夫:论木材对室内居住环境的影响(二)——木材室内居住的触觉特性及听觉特性

上一篇:张辉:明式家具螭凤纹的嫁妆之用
下一篇:华夏一品:2020品牌焕新升级,用心质造美好生活

大家喜欢看的

  • 杂志推荐
  • 卷首语
  • 视点
  • 观察
  • 业界
  • 雅学
  • 推荐品牌