第7章木材環(huán)境學(xué)特性ppt課件

.,第7章木材的環(huán)境學(xué)特性,.,本章主要介紹了木材的環(huán)境學(xué)特性：,木材的視覺(jué)特性,木材的觸覺(jué)特性,木材的濕度調(diào)節(jié),木材空間聲學(xué)性質(zhì),木材的生物體調(diào)節(jié)特性,.,7.1木材的視覺(jué)特性（TheVisibleCharacteristicsofWood）,7.1.1木材的視覺(jué)物理量與視覺(jué)心理量,7.1.2木材對(duì)紫外線的吸收性與對(duì)紅外線的反射性,7.1.3節(jié)疤對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,7.1.4透明涂飾對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,.,7.1.1木材的視覺(jué)物理量與視覺(jué)心理量,木材的視覺(jué)特性:由木材表面視覺(jué)物理量與視覺(jué)心理量來(lái)描述，它們主要由木材的材色、光澤度、圖案紋理等物理量參數(shù)以及與人類視覺(jué)相關(guān)并可定量表征的心理量組成。,.,7.1.1.1木材顏色,木材顏色是反映木材表面視覺(jué)特性最為重要的物理量，人們習(xí)慣于用顏色的三屬性即明度、色調(diào)和色飽和度來(lái)描述木材的材色。,.,7.1.1.1木材顏色,色調(diào)值主要分布在2.5Y9.0R(淺橙黃灰褐色)，以5YR10YR(橙黃色)居多；明度值主要分布在58之間；色飽和度值主要分布在36之間。針葉樹(shù)材與闊葉樹(shù)材的對(duì)比表明，針葉樹(shù)材的材色偏重于明度較高的橙黃色和淺黃白色，而闊葉樹(shù)材的材色測(cè)量值則分布在一個(gè)較寬的空間范圍內(nèi)。,.,7.1.1.1木材顏色,木材的視覺(jué)心理量與木材材色物理量有著密切的關(guān)系。心理感覺(jué)隨著明度值的升高而增大，明度高的木材使人感到明快、華麗、整潔、高雅和舒暢；明度低的木材使人有深沉、穩(wěn)重、肅雅之感，說(shuō)明了材色明度值的改變對(duì)心理感覺(jué)產(chǎn)生影響?！皽嘏毙睦砹颗c木材的色調(diào)值之間具有較強(qiáng)的正相關(guān)。,.,7.1.1.1木材顏色,用主觀評(píng)價(jià)的方法測(cè)得木紋顏色值與視覺(jué)心理量“溫暖感”之間的關(guān)系，表明了材色中屬暖色調(diào)的紅、黃、橙黃系能給人以溫暖之感。色飽和度值則與一些表示材料品質(zhì)特性的詞聯(lián)系在一起，木材色飽和度值高則給人以華麗、刺激之感；木材色飽和度值低則給人以素雅、質(zhì)樸和沉靜的感覺(jué)。,.,7.1.1.2木材表面紋理,木材表面紋理（木紋）是天然生成的圖案，它是由生長(zhǎng)輪、木射線、軸向薄壁組織等解剖分子相互交織，且因其各向異性而當(dāng)切削時(shí)在不同切面呈現(xiàn)不同圖案。,.,7.1.1.2木材表面紋理,木紋給人以良好感覺(jué)的原因：(1)在色度學(xué)上，絕大多數(shù)樹(shù)種的木材表面紋理顏色都在YR（橙）色系內(nèi)，呈暖色，是產(chǎn)生“溫暖”視覺(jué)感的重要原因。,(2)圖形學(xué)上，木紋是由一些平行但不等間距的線條構(gòu)成的，給人以流暢、自然、輕松、自如的感覺(jué)；賦予了木材以“華麗”、“優(yōu)美”、“自然”、“親切”等視覺(jué)心理感覺(jué)。,.,(3)在生理學(xué)上，木材紋理沿徑向的變化節(jié)律暗合人體生物鐘漲落節(jié)律。木材構(gòu)造所呈現(xiàn)的功率譜符合的1/f分布方式。,7.1.1.2木材表面紋理,木材色調(diào)、紋理、年輪間隔的這種1/f譜分布形式與人的生理指標(biāo)1/f的譜分布形式均相吻合。給人以“運(yùn)動(dòng)的”、“生命的”韻律感及“和諧的”、“流暢的”自然感。,.,目前學(xué)者們正在運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)與數(shù)字圖像處理的知識(shí)對(duì)木材表面紋理進(jìn)行定量化描述和分析，探求與視覺(jué)心理量積極相關(guān)的木材表面紋理特征參數(shù)，嘗試運(yùn)用特征參數(shù)預(yù)測(cè)紋理的視覺(jué)心理效果，指導(dǎo)木材的應(yīng)用，已取得一些積極的進(jìn)展。,7.1.1.2木材表面紋理,.,7.1.1.3木材表面光澤感,光澤的最大峰值都出現(xiàn)在反射角為60時(shí)，但不同材料的波峰大小有很大差別。人眼感到舒服的反射率為40%60%。,幾種材料的光澤特性1.平行于纖維方向入射，涂飾；2.垂直入射，涂飾；3.平行入射，未涂飾；4.垂直入射，未涂飾,.,木材具有較柔和的表明光澤特性的原因:木材具有獨(dú)特的微觀構(gòu)造，木材是多孔性材料，木材表面是由無(wú)數(shù)個(gè)微小的細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞切斷后就是無(wú)數(shù)個(gè)微小的凹面鏡，在光線的照射下，木材具有各向異性的內(nèi)層反射現(xiàn)象，會(huì)呈漫反射或吸收部分光線，這樣不但會(huì)使令人眩暈的光線變得柔和，而且凹面鏡內(nèi)反射的光澤還有著絲綢表面的視覺(jué)效果。,7.1.1.3木材表面光澤感,.,7.1木材的視覺(jué)特性,7.1.1木材的視覺(jué)物理量與視覺(jué)心理量,7.1.2木材對(duì)紫外線的吸收性與對(duì)紅外線的反射性,7.1.3節(jié)疤對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,7.1.4透明涂飾對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,.,7.1.2木材對(duì)紫外線的吸收性與對(duì)紅外線的反射性,紫外線(330nm以下)；紅外線(780nm以上)是肉眼看不見(jiàn)的。強(qiáng)紫外線刺激人眼會(huì)產(chǎn)生雪肓?。蝗梭w皮膚對(duì)紫外線的敏感程度高于眼睛。圖中：木材可以吸收陽(yáng)光中的紫外線，減輕紫外線對(duì)人體的危害；同時(shí)木材又能反射紅外線，這一點(diǎn)與人對(duì)木材有溫暖感有直接聯(lián)系。木材率的高低與人的溫暖感、穩(wěn)靜感和舒暢感有著密切的關(guān)系。,幾種室內(nèi)裝修材料的分光反射曲線1、3、4、5未涂飾的木材；2、6涂飾的木材；7-13為其它材料,.,7.1木材的視覺(jué)特性,7.1.1木材的視覺(jué)物理量與視覺(jué)心理量,7.1.2木材對(duì)紫外線的吸收性與對(duì)紅外線的反射性,7.1.3節(jié)疤對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,7.1.4透明涂飾對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,.,7.1.3節(jié)疤對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,適當(dāng)?shù)墓?jié)疤會(huì)起到一定的裝飾效果，給人純樸、自然的感覺(jué)。節(jié)子的視覺(jué)心理感覺(jué)因東西方人生活環(huán)境而異。過(guò)去東方人認(rèn)為節(jié)子有缺陷、廉價(jià)的感覺(jué)；西方人則對(duì)節(jié)子情有獨(dú)衷，認(rèn)為它有自然、親切的感覺(jué)。,.,7.1木材的視覺(jué)特性,7.1.1木材的視覺(jué)物理量與視覺(jué)心理量,7.1.2木材對(duì)紫外線的吸收性與對(duì)紅外線的反射性,7.1.3節(jié)疤對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,7.1.4透明涂飾對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,.,7.1.4透明涂飾對(duì)木材視覺(jué)特性的影響,涂飾的優(yōu)點(diǎn):涂飾對(duì)木材具有一定的保護(hù)和裝飾效果，不透明涂飾會(huì)掩蓋木材的視覺(jué)效果，而透明涂飾則可提高木材的光澤度，使光滑感增強(qiáng)；增強(qiáng)木材紋理的對(duì)比度，使紋理線條表現(xiàn)得更清晰、更具動(dòng)感和美感。涂飾的缺點(diǎn):會(huì)減弱木材的溫暖感，減弱木材表面的柔和光感效果，從而降低了木材的質(zhì)感，并且由于清漆本身都不同程度地帶有顏色，涂在木材表面也會(huì)使木材顏色變深。木材的視覺(jué)特性是多方面因素在人眼中的綜合反映，總體反映了木材的美感、質(zhì)感、價(jià)值感與實(shí)用感。,.,7.2木材的觸覺(jué)特性,木材給人以冷暖感、粗滑感、軟硬感、干濕感、輕重感等，一般常以冷暖感、粗滑感、軟硬感綜合評(píng)價(jià)某種物體的觸覺(jué)特性。木材的觸覺(jué)特性與木材的組織構(gòu)造，不同樹(shù)種的木材，其觸覺(jué)特性也不相同。木材的觸覺(jué)特性反映了木材表面的非常重要的物理性質(zhì)。,.,7.2木材的觸覺(jué)特性,7.2.1木材表面的冷暖感,7.2.2木材表面的粗滑感,7.2.3木材表面的軟硬感,7.2.4木材觸覺(jué)特性的生理反應(yīng),7.2.5木材觸覺(jué)特性的綜合分析,.,7.2.1木材表面的冷暖感,木材的導(dǎo)熱系數(shù)能夠影響熱量在木材中的熱流量密度、熱流量速度，影響皮膚-木材界面間的溫度、溫度的變化，歸根到底影響木材的接觸冷暖感。,木材冷暖感與木材導(dǎo)熱系數(shù)之間的關(guān)系,導(dǎo)熱系數(shù)小的材料,其觸覺(jué)特性呈溫暖感，導(dǎo)熱系數(shù)大的材料,則呈涼冷感覺(jué)。，所以木材的縱切面比橫斷面的溫暖感略強(qiáng)一些。(由于木材順紋方向的導(dǎo)熱系數(shù)一般為橫紋方向的22.5倍),.,手接觸試件后手指溫度因所用的材料不同而異,溫度以不同方式變化。對(duì)于聚苯乙烯泡沫和輕木，其溫度極為緩慢地增加，對(duì)于混凝土和密度高的木材，如櫟木其溫度在緩慢地降低；對(duì)于中等密度的木材，如落葉松其溫度保持相對(duì)穩(wěn)定。,7.2.1木材表面的冷暖感,.,7.2木材的觸覺(jué)特性,7.2.1木材表面的冷暖感,7.2.2木材表面的粗滑感,7.2.3木材表面的軟硬感,7.2.4木材觸覺(jué)特性的生理反應(yīng),7.2.5木材觸覺(jué)特性的綜合分析,.,7.2.2木材表面的粗滑感,粗糙感是指粗糙度和磨擦刺激人們的觸覺(jué)。木材細(xì)胞組織的構(gòu)造與排列賦予木材表面以粗糙度。,.,7.2.2木材表面的粗滑感,木材表面粗糙度與粗糙感的關(guān)系在針、闊葉樹(shù)材之間有差異。粗糙感的分布范圍針葉樹(shù)材比闊葉樹(shù)材樹(shù)材的窄。對(duì)于闊葉樹(shù)材來(lái)說(shuō)，主要是表面粗糙度對(duì)粗糙感起作用，木射線及交錯(cuò)紋理有附加作用。而針葉樹(shù)材的粗糙感主要來(lái)源于木材的年輪寬度。,木材表面粗糙度的物理尺度和心理尺度,.,影響表面粗糙度的主要因子:摩擦阻力的大小及其變化。日本學(xué)者研究各種材料得出:摩擦阻力小的材料其表面感覺(jué)光滑。在順紋方向針葉樹(shù)材的早材與晚材的光滑性不同。晚材的光滑性好于早材。木材表面的光滑性取決于木材表面的解剖構(gòu)造，如早、晚材的交替變化、導(dǎo)管大小與分布類型、交錯(cuò)紋理等。,7.2.2木材表面的粗滑感,.,7.2木材的觸覺(jué)特性,7.2.1木材表面的冷暖感,7.2.2木材表面的粗滑感,7.2.3木材表面的軟硬感,7.2.1.1木材表面的冷暖感,7.2.1.1木材表面的冷暖感,7.2.4木材觸覺(jué)特性的生理反應(yīng),7.2.5木材觸覺(jué)特性的綜合分析,.,7.2.3木材表面的軟硬感,樹(shù)種不同木材表面的硬度也不同。多數(shù)針葉樹(shù)材稱為軟材；多數(shù)闊葉樹(shù)材稱為硬材。國(guó)產(chǎn)材的端面硬度平均為53.5MPa：針葉樹(shù)材平均為34.3MPa；闊葉樹(shù)材平均為60.8MPa。針、闊葉樹(shù)材端面徑面弦面約為10.800.83。不同樹(shù)種、同一樹(shù)種的不同部位、不同斷面的木材硬度差異很大，因而有的觸感輕軟，有的觸感硬重。,.,7.2木材的觸覺(jué)特性,7.2.1木材表面的冷暖感,7.2.2木材表面的粗滑感,7.2.1.1木材表面的冷暖感,7.2.4木材觸覺(jué)特性的生理反應(yīng),7.2.5木材觸覺(jué)特性的綜合分析,7.2.3木材表面的軟硬感,.,7.2.4木材觸覺(jué)特性的生理反應(yīng),人與木材接觸時(shí)，人的生理指標(biāo)是有一定的變化，如人體血壓略有升高，但幅度不大，且很快恢復(fù)到原位；心跳間隔略微減小，交感神經(jīng)活動(dòng)略增強(qiáng)，但副交感神經(jīng)的活動(dòng)并未有多大的減弱，甚至有增強(qiáng)趨勢(shì)；腦電的波減少、波增加，顯示興奮性增強(qiáng)。,.,7.2木材的觸覺(jué)特性,7.2.1木材表面的冷暖感,7.2.2木材表面的粗滑感,7.2.3木材表面的軟硬感,7.2.4木材觸覺(jué)特性的生理反應(yīng),7.2.5木材觸覺(jué)特性的綜合分析,.,7.2.5木材觸覺(jué)特性的綜合分析,一般常以冷暖感、軟硬感、粗滑感這三種感覺(jué)特性加以綜合評(píng)定。如果以W、H、R分別代表這三種感覺(jué)特性的心理量，則可形成一個(gè)直角坐標(biāo)空間(簡(jiǎn)稱為WHR空間)。在WHR空間位置上越接近的材料，其觸覺(jué)特性越相似。,.,7.2.5木材觸覺(jué)特性的綜合分析,木材及各種材料觸覺(jué)特性綜合分析,.,7.3木材的室內(nèi)環(huán)境濕度調(diào)節(jié)特性,7.3.1室內(nèi)環(huán)境的濕度變化,7.3.2木材的濕度調(diào)節(jié)功能,7.3.3木材的濕度調(diào)節(jié)能力的影響因素,.,7.3.1室內(nèi)環(huán)境的濕度變化,相對(duì)濕度：H為相對(duì)濕度，P為實(shí)際水蒸汽壓力，P0為飽和蒸汽壓。室內(nèi)環(huán)境相對(duì)濕度的變化主要來(lái)源于兩個(gè)方面：一是由于溫度的變化使室內(nèi)空氣中水蒸汽的飽和蒸汽壓（P0）發(fā)生變化；二是由于開(kāi)門、窗等產(chǎn)生水分的流入或流出，使室內(nèi)空間的實(shí)際水蒸汽量發(fā)生變化，從而引起實(shí)際水蒸汽壓力（P）發(fā)生變化。,.,在一個(gè)密閉空間內(nèi)，假設(shè)所有材料都不產(chǎn)生吸濕或解吸，結(jié)果在一定的絕對(duì)濕度下，相對(duì)濕度的對(duì)數(shù)logH(T)隨著溫度T的升高呈線性下降趨勢(shì)。對(duì)于不同的絕對(duì)濕度，直線的斜率十分接近。,7.3.1室內(nèi)環(huán)境的濕度變化,不同絕對(duì)濕度條件下相對(duì)濕度的對(duì)數(shù)logH(T)和溫度T之間的關(guān)系,.,7.3木材的室內(nèi)環(huán)境濕度調(diào)節(jié)特性,7.3.1室內(nèi)環(huán)境的濕度變化,7.3.2木材的濕度調(diào)節(jié)功能,7.3.3木材的濕度調(diào)節(jié)能力的影響因素,.,7.3.2木材的濕度調(diào)節(jié)功能,大氣環(huán)境的溫度和絕對(duì)濕度隨著季節(jié)的變化不斷變化。冬季和夏季的一天內(nèi)外界溫度和相對(duì)濕度的變化：在用5mm厚的木質(zhì)膠合板裝飾的房間內(nèi)（沒(méi)有冷暖氣），相對(duì)濕度的變化與外界的濕度變化相比，飾有木材的室內(nèi)的相對(duì)濕度處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。,飾有5mm木質(zhì)膠合板的室內(nèi)與外界一天內(nèi)的溫濕度變化比較,.,相對(duì)濕度的對(duì)數(shù)與溫度之間呈近似的線性關(guān)系，直線的斜率定義為B值。木材的濕度調(diào)節(jié)能力一般可以用B值來(lái)衡量。如果材料的吸放濕特性可以使相對(duì)濕度在溫度下保持恒定值，那么logH(T)和T之間的關(guān)系曲線的斜率為0，即B值為0-1。相反，如果材料完全沒(méi)有濕度調(diào)節(jié)功能，斜率（B值）達(dá)到最小值。該值約為-0.0245-1。,7.3.2木材的濕度調(diào)節(jié)功能,.,7.3木材的室內(nèi)環(huán)境濕度調(diào)節(jié)特性,7.3.1室內(nèi)環(huán)境的濕度變化,7.3.2木材的濕度調(diào)節(jié)功能,7.3.3木材的濕度調(diào)節(jié)能力的影響因素,.,7.3.3木材的濕度調(diào)節(jié)能力的影響因素,7.3.3.1氣積比是指空間內(nèi)裝飾材料的表面積（A）與室內(nèi)空間的體積（V）之間的比值（A/V）。隨著氣積比的增加，木材對(duì)室內(nèi)環(huán)境的濕度調(diào)節(jié)能力呈上升趨勢(shì)。,.,對(duì)于任何樹(shù)種的木材來(lái)說(shuō)，B值隨著氣積比的變化趨勢(shì)十分一致，即，在低氣積比范圍內(nèi)，B值隨著氣積比的增加迅速增大；在高氣積比范圍內(nèi)，B值的增大幅度減緩，隨著氣積比逐漸向0-1趨近。,7.3.3木材的濕度調(diào)節(jié)能力的影響因素,不同樹(shù)種的木材的B值與氣積比A/V之間的關(guān)系,.,7.3.3.2樹(shù)種B值隨著密度的增大呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。并且，在氣積比低的狀態(tài)下，B值隨著密度的增長(zhǎng)趨勢(shì)愈加明顯。7.3.3.3木材厚度對(duì)較長(zhǎng)周期內(nèi)木材的濕度調(diào)節(jié)能力：木材越厚，濕度調(diào)節(jié)能力越持久。所以如果想使室內(nèi)濕度在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持較穩(wěn)定的狀態(tài)，用于室內(nèi)裝飾的木材的厚度必須達(dá)到一定的值。,7.3.3木材的濕度調(diào)節(jié)能力的影響因素,.,7.4木材空間聲學(xué)性質(zhì),木材的空間聲學(xué)特性，是指木材(或木質(zhì)材料)作為建筑內(nèi)裝材料或特殊用途材料時(shí)，對(duì)室內(nèi)空間聲學(xué)效果(建筑聲學(xué)、音樂(lè)聲學(xué))以及對(duì)房屋之間隔音效果的影響、調(diào)整作用。它與木材的吸音、反射、透射特性和聲阻抗等物理參數(shù)有關(guān)。木材的聲阻抗居于空氣和其它固體材料之間，較空氣高而比金屬等其它建筑材料低。,.,7.4木材空間聲學(xué)性質(zhì),7.4.1木材的聲吸收特性,7.4.2木材的聲反射與室內(nèi)混響,7.4.3木材的聲透射與隔聲,.,通常堅(jiān)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。,7.4.1木材的聲吸收特性,.,當(dāng)聲波作用于木表面時(shí)：一部分被反射回來(lái)；一部分被木材本身的振動(dòng)所吸收；還有一部分被透射。聲波的吸聲系數(shù)（）為吸收能量、透射能量之和與入射總能量之比。反射能量=入射總能量與材料吸收、透射能量之差。反射能量的大小，取決于反射界面兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗的差異程度，差異越大，則反射越強(qiáng)。,7.4.1木材的聲吸收特性,.,普通的木板吸聲系數(shù)較小。木材的吸聲系數(shù)不僅與聲阻抗、表面平整程度等因子有關(guān)，還與固定方式、后部空氣層的深度有關(guān)，明顯地表現(xiàn)出吸聲的頻率特性。木材為多孔性吸聲材料，用木質(zhì)材料做墻壁的屋子，回聲小，混響時(shí)間適當(dāng)，比混凝土、磚等結(jié)構(gòu)的室內(nèi)感到安靜，主要?dú)w結(jié)于木材的吸聲性能。,7.4.1木材的聲吸收特性,.,7.4木材空間聲學(xué)性質(zhì),7.4.1木材的聲吸收特性,7.4.2木材的聲反射與室內(nèi)混響,7.4.3木材的聲透射與隔聲,.,7.4.2木材的聲反射與室內(nèi)混響,木材聲阻抗明顯高于空氣聲阻抗，能夠?qū)⑷肷涞狡浔砻娴穆暷艽蟛糠值胤瓷浠芈曉纯臻g。木材還具有密度低、強(qiáng)重比高和便于加工的優(yōu)點(diǎn)，安裝、懸吊都比較方便。注意：用作反射的木板必須具有一定的厚度。木質(zhì)地板、天花板和木制家具在控制環(huán)境混響時(shí)間、抑制環(huán)境噪聲方面比較有利，能創(chuàng)造較好的室內(nèi)聲環(huán)境，人處于其中，比在混凝土、磚等材料結(jié)構(gòu)的室內(nèi)感到舒適。,.,7.4木材空間聲學(xué)性質(zhì),7.4.1木材的聲吸收特性,7.4.2木材的聲反射與室內(nèi)混響,7.4.3木材的聲透射與隔聲,.,7.4.3木材的聲透射與隔聲,透射墻壁的能量大小，取決于初始的聲強(qiáng)、隔墻的質(zhì)量(慣性)、隔墻的剛性(彈性)和隔墻的支承方式。常采用木材與其聲阻抗差異很大的材料進(jìn)行組合，例如用膠合板加以蜂容狀松散材料夾層來(lái)提高門的隔聲性能。木質(zhì)地板可使其噪音減低10分貝。,.,7.5木材的生物體調(diào)節(jié)特性,7.5.1對(duì)動(dòng)物體的影響調(diào)節(jié),7.5.2對(duì)人體的影響調(diào)節(jié),.,7.5.1對(duì)動(dòng)物體的影響調(diào)節(jié)