木材学：木材环境学特性
木质材料环境学
木质材料环境学第一章：1.木质环境学：研究人的生理感觉与木质环境的物理化学特性之间的关系的科学。
定位于探索木质材料作为居住和装饰材料给予居住者的感觉特性心理作用及健康影响，运用一些客观的物理量因子和主观评价量来反映这种影响的好坏程度，评价木质材料所营造的环境空间的可居住性及对人类舒适性的贡献。
2.生物质：是由植物动物和微生物生命体合成得到的物质总称，分为植物生物质，动物生物质，微生物生物质。
3.木质复合材料：以木质为原料，采用合理的加工和复合方法，将获得一系列高性能，多功能和高附加值的新型复合材料。
4.舒适性：既是一种客观的生理需求的满足，也是一种主观体验，它有两方面特征：a.与生理需求是否获得满足有关b.主观体验是否愉悦有关，具有明显的情境性。
5.木质材料环境学感觉特性具体包括视觉、触觉、听觉、嗅觉和综合感觉特性。
6.从木质材料与环境角度出发看未来木质材料发展方向第二章：1.视觉心理量：是反应木材表面性状所引起的人类视觉心理变化，并能够通过实验心理学方法测试心理特征参数。
2.颜色的三种表观特性：明度，色调，饱和度（主观三属性）3.国际照明委员会简称CIE 目前常用的两种表色系统是：CIE1976L*a*b均匀色空间系统、孟塞尔表色系统和HSI表色系统。
4.CIE1976和孟塞尔表色系统之间的区别（各种参数的意思及色调符号和两者区别）16页前者在三维色空间的各个坐标轴方向上均具有视觉感知的等距性，而且细分了明度指数和色品指数的级差，允许在较小色差情况下的颜色测量、比较和讨论。
L* -为明度指数，完全白的物体为100，完全黑的物体为0；a* -为米制红绿轴色品指数，正值越大表示颜色越偏向红色，负值越大越偏向绿色。
b* -为米制黄蓝轴色品指数，正值越大越偏向黄色，负值越大越偏向蓝色。
后者是用一个三维空间的模型将各种颜色的表面的三种色视觉特性——明度(V)、色调（H）、饱和度(C)全部表示出来。
孟塞尔表色系统的优点是可以直接得到颜色三属性测试值，颜色结果的心理物理意义明确。
木材学：木材环境学特性
木材调湿原理
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。木材及 其它一些室内装修、装饰材料，在某种程度上 能起到稳定湿度的作用，这也是人们为什么喜 欢用木材作室内装饰材料及用木制品贮存物品 的重要原因之一。
不同厚度木材含水率的变化过程(白桦)
木材调湿效果与厚度间的关系
如云杉为白色；乌木为黑色；香椿、厚皮香、红柳、桃花心 木、翻白叶、红豆杉为红色；黄柳、黄胆、野漆、菠萝蜜、
黄莲木、桑树为黄色或黄褐色。
颜色的三属性：明度、色调和色饱和度
明度表示人眼对物体明暗度的感觉。随着明度值的升高，人们心理中明 快、素雅、轻松的感觉增强。明度高的木材，如白桦、鱼鳞云杉、白榉、 枫木，使人感到明快、华丽、整洁、高雅和舒畅；明度低的木材如红豆 杉、紫檀，使人有深沉、稳重、肃雅之感，说明了材色明度值的改变对 心理感觉产生影响。
色调表示区分颜色类别、品种的感觉（如红、橙、黄、绿等）。木纹颜 色值与视觉心理量温暖感之间有一定的关系。材色中，暖色调的红、黄、 橙黄等色调给人以温暖之感。
色饱和度是表示颜色的纯洁程度和浓淡程度，其数值与一些表示材料品 质特性的词联系在一起。色饱和度值高的木材，给人以华丽、刺激之感； 色饱和度值低的木材，给人以素雅、质朴和沉静的感觉。
木材给人视觉上的和谐感，不仅仅是其柔和 的反射特性，更重要的是因为木材可以吸收 阳光中的紫外线（380nm以下），减轻紫外 线对人体的危害；同时木材又能反射红外线 （780nm以上），这一点也是木材使人产生 温馨感的直接原因之一。
木材的触觉特性
木材表面的冷暖感
用手触摸材料表面时，界面间温度的变化会刺激 人的感觉器官，使人感到温暖或凉冷。人对材料 表面的冷暖感觉主要由材料的导热系数的大小决 定。导热系数大的材料，如混凝土构件等呈现凉 的触觉，导热系数小的聚苯乙烯泡沫、轻木和软 质纤维板，呈温热感。
《木材环境学特性》课件
湿气性质
木材对湿气的吸湿和释湿性能会导致尺寸和 性能的变化。
热性质
木材的热传导性能和热膨胀系数决定了其在 不同温度和湿度条件下的稳定性。
气体交换性质
木材可以吸附和释放气体，影响着木材与环 境的交互作用。
木材的化学性质
淀粉质
淀粉是木材的主要碳水化合物之一，影响木材 的可降解性和应用属性。
蛋白质
木材中的蛋白质是木材生物学性质的重要组成 部分。
纤维素
木材的纤维素含量和分子结构决定了其力学性 能和耐久性。
鞣质
木材中的鞣质可以增加木材的硬度和耐久性。
木材的生物学性质
1
木材的细菌菌落
2
细菌在木材中的存在会导致腐朽和质
量降低。
3
木材的昆虫危害
4
昆虫能够危害木材的结构和性能，对 木材的保护和防治具有重要意义。
3 木材的加工和使用
4 新型木材材料的开发
通过切削、粘接和涂装等加工技术，改善 木材的性能和外观。
利用木材的特性，在材料科学领域开发具 有特殊功能的木材新材料。
总结与展望
木材环境学致力于深入理解木材在不同环境中的特性和行为，为木材的合理利用和可持续发展提供科学 依据。
木材的生长机理
木材的生长机理涉及树木的光合作用、 水分吸收和生长环境对木材形成的影 响。
木材的真菌菌落
真菌是木材的天然分解者，它们的存 在对木材的质量和稳定性有重要影响。
木材环境学的应用
1 木材的保护和处理
2 木材的贮存和运输
通过对木材的防腐、防蛀和防霉处理，延 长木材的使用寿命。
控制木材的湿度和温度，合理贮存和运输 木材，保持木材的质量。
《木材环境学特性》PPT 课件
木材的环境学特性
木材的环境学特性1、视觉特性※木材的横切面上呈现同心圆状花纹，径切面上呈现平行的带荆条形花纹，弦切面上呈现抛物线状花纹。
木材表面上这些互不交叉、平行条形花纹构成的图案，给人以流畅、井然、轻松、自如的感觉，并且木材不同部位的木纹图案呈现着“涨落”周期式变化节律（1/f谱分布形式）暗合人体生物钟涨落节律(如α脑波的涨落、心动周期的变化也为1/f 谱分布形式)，给人以多变、起伏、生命运动的感觉，充分体现了造型规律中变化与统一的规律。
※木材给人视觉上的和谐感，不仅仅是其柔和的反射特性，更重要的是因为木材可以吸收阳光中的紫外线，减轻紫外线对人体的危害；同时木材又能反射红外线，这一点也是木材使人产生温馨感的直接原因之一。
2、木材的触觉特性※木材表面的冷暖感：用手触摸材料表面时，界面间温度的变化会刺激人的感觉器官，使人感到温暖或凉冷。
人对材料表面的冷暖感觉主要由材料的导热系数的大小决定。
导热系数大的材料，如混凝土构件等呈现凉的触觉，导热系数小的聚苯乙烯泡沫、轻木和软质纤维板，呈温热感。
※木材表面的粗滑感：用手触摸材料表面时，摩擦阻力大小及其变化是影响表面粗糙度的主要因子。
摩擦阻力小的材料其表面感觉光滑。
木质地板上行走，人们的步行感觉平稳，不象其它地面装饰材料滑感强，就与木材表面适度的摩擦力和适度的光滑性有关。
3、木材的听觉特性声波作用在木材表面时，一部份被反射，一部份被木材本身的振动吸收，还有一部份被透过。
被反射的占90%，主要是柔和的中低频声波，而被吸收的则是刺耳的高频率声波。
因此在我们的生活空间中，适当应用木材，可令我们感受到听觉上的和谐。
4、木材的调湿特性※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。
木质资源材料学双语教案 第7章 木材的环境学特性
§8-3 木材的调湿特性
的危害；
• 同时木材又能反射红外线，这是木材使人产生温暖 感觉的直接原因之一。
• 各种公共场所以及住宅，用木材装饰后，装饰表面 的大小与人的温暖感、沉静感和舒适感有着密切的 联系。
• 木材的视觉特性是多方面因素在人眼中综合反映。 关于这方面的研究尚属起步阶段。
• 模仿木材视觉特性制造人造板表面装饰材料，现又 成为一个新兴行业。
二、木材表面的粗滑感
• 材料的粗滑程度是由其表面上微小的凹凸程度所决定的。 • （一）木材表面的粗糙度与粗糙感
• 虽木材表面经刨切或砂磨，但木材表面不是完全光滑的。 木材细胞组织的构造与排列赋予木材表面以粗糙度。粗 糙感是指在粗糙度刺激作用下人们的触觉；木材组织的 类型也刺激人的视觉，由于触觉和视觉的综合作用使人 感到木材表面具有一定的粗糙度。
§7 木材的环境学特性 （The Environment Properties of Wood）
• 木材不同于其它材料，自古以来，人们就偏爱它， 并广泛地应用于建筑、家具等工作和生活环境之 中。有木材存在的空间会使人们感到舒适和温馨， 从而提高工作效率、学习举和生活乐趣，改善人 们的生活质量。本章从木材的环境学角度出发， 介 绍 木 材 与 人 类 和 环 境 有 关 的 应 用 特 性 —— 木 材 的视觉特性、触觉特性、调湿特性和空间声学特 性。
• 2．节子（knot）：自然存在于木材表面，东西方 人看法不一。东方人一般对节子有缺陷、廉价的感 觉；西方人则有自然、亲切的感觉。
木质材料环境学
木质材料环境学第一章：1.木质环境学：研究人的生理感觉与木质环境的物理化学特性之间的关系的科学。
定位于探索木质材料作为居住和装饰材料给予居住者的感觉特性心理作用及健康影响，运用一些客观的物理量因子和主观评价量来反映这种影响的好坏程度，评价木质材料所营造的环境空间的可居住性及对人类舒适性的贡献。
2.生物质：是由植物动物和微生物生命体合成得到的物质总称，分为植物生物质，动物生物质，微生物生物质。
3.木质复合材料：以木质为原料，采用合理的加工和复合方法，将获得一系列高性能，多功能和高附加值的新型复合材料。
4.舒适性：既是一种客观的生理需求的满足，也是一种主观体验，它有两方面特征：a.与生理需求是否获得满足有关b.主观体验是否愉悦有关，具有明显的情境性。
5.木质材料环境学感觉特性具体包括视觉、触觉、听觉、嗅觉和综合感觉特性。
6.从木质材料与环境角度出发看未来木质材料发展方向第二章：1.视觉心理量：是反应木材表面性状所引起的人类视觉心理变化，并能够通过实验心理学方法测试心理特征参数。
2.颜色的三种表观特性：明度，色调，饱和度（主观三属性）3.国际照明委员会简称CIE 目前常用的两种表色系统是：CIE1976L*a*b均匀色空间系统、孟塞尔表色系统和HSI表色系统。
4.CIE1976和孟塞尔表色系统之间的区别（各种参数的意思及色调符号和两者区别）16页前者在三维色空间的各个坐标轴方向上均具有视觉感知的等距性，而且细分了明度指数和色品指数的级差，允许在较小色差情况下的颜色测量、比较和讨论。
L* -为明度指数，完全白的物体为100，完全黑的物体为0；a* -为米制红绿轴色品指数，正值越大表示颜色越偏向红色，负值越大越偏向绿色。
b* -为米制黄蓝轴色品指数，正值越大越偏向黄色，负值越大越偏向蓝色。
后者是用一个三维空间的模型将各种颜色的表面的三种色视觉特性——明度(V)、色调（H）、饱和度(C)全部表示出来。
孟塞尔表色系统的优点是可以直接得到颜色三属性测试值，颜色结果的心理物理意义明确。
木材学(8.2.1)--木材的环境学特性(2)
1 木材的室内环境湿度调节特性
木材的调湿特性是木材具备的独特性能之一，也是其作为 室内装修材料、家具材料的优点所在。所谓材料的调湿特性 就是靠材料自身的吸湿及解吸作用，直接缓和室内空间的湿 度变化。
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，应稳定在一定的范围之内，这样对于人身健康及物 体的保存都是非常有利的。木材及其它一些室内装修、装饰 材料，在某种程度上能起到稳定湿度的作用，这也是人们为 什么喜欢用木材来装点室内及用木制品贮存物品的重要原因
对于隔声材料，要减弱透射声能，阻挡声音的 传播，相反它的材质应该是密实无孔隙或缝隙，如钢 板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是 密实无孔隙或缝隙，有较大的重量。由于隔声材料难 于吸收和透过声能，所以它的吸声性能较差。
3 木材的生物体调节特性
人类的生存环境包括室内环境与室外环境，人 类于室内环境的时间可长达人生命的三分之二的时间 ，室内环境的变化直接影响着人类的工作与生活，关 系着人类的生存与健康，显然室内环境的研究尤为重 要，尤其研究不同的居室材料对人体生存与健康的影 响更为重要。
2 木材空间声学性质
对建筑空间内声音的要 （ 1求）：. 能自由的发出声音 ---- 隔音性好；
（ 2 ） . 能听到想听的声音 ---- 房间的音响特性 好； （包括传播特性及合适的余响时间等）
（ 3 ） . 能隔绝不想听到的声音 ---- 隔音性好；
2.1 木材的声吸收特性
通常坚硬、光滑、结构紧密的材料对声波的发 射能力强，吸声能力差；而粗糙松软、具有相互贯穿 内外微孔的多孔材料吸声能力好。
1.1 木材的湿度调节功能
相对湿度：
H (%)
P P0
100%
木材的特性
木材的特性：1.天然性：木材是种天然材料，在人类常用的钢、木、水泥、塑料四大主材中只有它直接取自自然，这使得木材具有生产成本低、耗能小、无毒害、无污染等特点。
2.质感好：木材具有易为人接受的良好触觉特性，远远优于金属和玻璃等材料。
3.强重比高：木材的某些强度与重量的比值比一般金属的比值都高，是一种质轻而强度高的材料。
4.保温性：木材的导热系数很小，同其它材料相比，铝的导热性是它的2000倍，塑料的导热性是它的30倍。
因此，木材具有良好的保温性能！5.电绝缘性：木材的点传导性差，是较好的电绝缘材料。
6.可加工性：木材软硬程度适中，容易加工。
7.装饰性：木材本身具有天然美丽的花纹，作为家具和装饰材料，具有很好的装饰性。
木材的优点：1.木材较轻较软，使用简单的工具就可以加工支撑各种形状的产品。
木材加工过程消耗的能源少，属节能材料。
2.木材轻而强度高，木材的强度与密度的壁纸一般比金属高。
3.木材超荷这段时不发脆。
因此使木制的家具，增加了一些安全性。
4.木材（干木材）对热、电的传导性弱，对温度变化的反应小，绝缘性强，热胀冷缩的现象不显著。
因此，木材适宜用在隔热保温和电绝缘性要求高的地方。
木材制成的家具能给人以冬暖夏凉的舒适感。
5.木材在高温条件下虽然会燃烧，但大件木结构比金属结构变形小而慢，在逐渐燃烧或碳化时还仍然能保持一定强度，而金属结构会因为高温发生蠕变快速变形倒塌。
6.木材不会生锈，不易被腐蚀。
7.木材容易连接或胶合，这对家具制作、室内装修带来很多方便。
8.木材颜色、花纹美观，同时经过涂饰渲染会更加悦目，适于制作家具，仪器盒、工艺品等。
9.比较容易进行化学处理，可改变或改进木材的性能，如木材塑化、木材防腐、防虫、防火处理等。
10.木材缺陷比较容易发现，利于在加工过程中挑选和剔除。
11.木材是一种可再生的资源，如能合理经营，木材是能做到取之不尽，用之不竭的。
】木材的缺点：1.木材是一种吸湿性材料，因而在自然条件下会发生湿涨、干缩，印象木制品的尺寸稳定，即容易变形。
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木材表面的粗滑感
（1）木材表面的粗糙度与粗糙感
粗糙感是指在粗糙度刺激作用下人们的触觉，它 源于材料表面具有的各种细微形态以及在其表面 上滑移时所产生摩檫力的变化。一般说来，材料 的粗滑程度是由其表面上微小的凹凸程度所决定 的。
木材表面粗糙度，一般用触针法测定。触针针 头曲率半径为2～10μm，用最大深度Rmax及 均方根粗糙度Rrms来表示。针叶材Rrms和 Rmax分别为2.3～5.7μm和21～50μm；阔叶 材为1.2～17.8μm和31～262μm。
色饱和度是表示颜色的纯洁程度和浓淡程度，其数值与一些表示材料品 质特性的词联系在一起。色饱和度值高的木材，给人以华丽、刺激之感； 色饱和度值低的木材，给人以素雅、质朴和沉静的感觉。
木材的视觉心理与木材材色物理量的关系
4.7.1.2 木纹图案和节子
木纹（木材表面纹理）是天然生成的图案，它 是由生长轮、木射线、轴向薄壁组织等解剖分 子相互交织，且因其各向异性而当切削时在不 同切面呈现不同图案。
（2）木材表面光滑性与摩擦阻力
用手触摸材料表面时，摩擦阻力大小及其变化是影 响表面粗糙度的主要因子。摩擦阻力小的材料其表 面感觉光滑。木质地板上行走，人们的步行感觉平 稳，不象其它地面装饰材料滑感强，就与木材表面 适度的摩擦力和适度的光滑性有关。
木材顺纹方向上，针叶材早材与晚材光滑性不同， 晚材光滑性好于早材。木材表面的光滑性与摩擦阻 力有关，它们均取决于木材表面的解剖构造，如早 晚材的交替变化、导管大小与分布类型、交错纹理 等。
木材给人视觉上的和谐感，不仅仅是其柔和 的反射特性，更重要的是因为木材可以吸收 阳光中的紫外线（380nm以下），减轻紫外 线对人体的危害；同时木材又能反射红外线 （780nm以上），这一点也是木材使人产生 温馨感的直接原因之一。
木材的触觉特性
木材表面的冷暖感
用手触摸材料表面时，界面间温度的变化会刺激 人的感觉器官，使人感到温暖或凉冷。人对材料 表面的冷暖感觉主要由材料的导热系数的大小决 定。导热系数大的材料，如混凝土构件等呈现凉 的触觉，导热系数小的聚苯乙烯泡沫、轻木和软 质纤维板，呈温热感。
木材的环境学特性
木材的环境学特性主要介绍木材的视觉特性、 触觉特性、温度调节、空间声学特性和生物调节 特性
视觉特性
木材不仅具有质轻、强重比大，传热性小和导电 性差等优良特性，而且木材对光有柔和的反射， 使得木材呈现出美丽的自然木纹和赏心悦目的颜 色等效果，因此人们习惯于用木材装点室内环境， 制作室内用具。木材成为室内环境装饰的主要材 料，这与木材美好的视觉特性是密不可分的。
木材表面的软硬感
不同的木材硬度大小不一，其表面接触感觉到的 轻与重和软与硬就不一样。通常多数针叶树材的 硬度小于阔叶树材，不同断面的木材，其硬度差 异较大。
木材使人的听觉和谐
声波作用在木材表面时，一部份被反射，一部份 被木材本身的振动吸收，还有一部份被透过。被 反射的占90%，主要是柔和的中低频声波，而被 吸收的则是刺耳的高频率声波。因此在我们的生 活空间中，适当应用木材，可令我们感受到听觉 上的和谐。
木材对紫外线的吸收性与对红外线的反射性
室内装饰材料的分光的反射曲线 1—未装饰扁柏径切面 2—涂饰扁柏径切面 3—未涂饰红柳桉 4—未涂饰柚木
5—未涂饰花木 6—大漆涂饰 7—木塑复合材 8—白纸 9—丝绸 10—人造革 11—石膏 12—大理石 13—不锈钢
紫外线(380nm以下)和红外线(780nm以上)是 肉眼看不见的，但其对人体的影响是不能忽 视的。强紫外线刺激人眼会产生雪盲病；人 体皮肤对紫外线的敏感程度高于眼睛。
木材的调湿特性
湿度在人类居住环境的作用
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。正常人每天要 通过皮肤和气管蒸发出700~900mL的体内水分，用于调节 体温，其水分蒸发量正比于皮肤表面湿度与环境湿度之差。
木材表面光泽与透明涂饰
光泽是由外界光线照射到材料表面引起反射而产生的，反射 率与材料表面特性有很大的关系。白色磁砖表面光滑，对光 线定向反射率可达80％-120％；当强烈的太阳光照射到这类 贴有白色磁砖的建筑物上时，反射光线之强烈使人难以睁眼。 多孔性木材，其表面无数个微小的细胞切断后就是无数个微 小的凹面镜，在光线的照射下，木材具有各向异性的内层反 射现象，会慢反射或吸收部分光线。
木材表面纹理
1 在色度学上 2 在图形学上
榉木
黑胡桃树根
樱桃木树根
紫檀
黑胡桃
橡木
木材的横切面上呈现同心圆状花纹，径切面上呈现 平行的带荆条形花纹，弦切面上呈现抛物线状花纹。 木材表面上这些互不交叉、平行条形花纹构成的图 案，给人以流畅、井然、轻松、自如的感觉，并且 木材不同部位的木纹图案呈现着“涨落”周期式变 化节律（1/f谱分布形式）暗合人体生物钟涨落节律 (如α脑波的涨落、心动周期的变化也为1/f谱分布形 式)，给人以多变、起伏、生命运动的感觉，充分体 现了造型规律中变化与统一的规律。
木材的颜色
木材的颜色是由于细胞内含有各种色素、树脂、树胶、单宁 及油脂并可能渗透到细胞壁中，致使木材呈现不同的颜色。 另一方面，与其木质素有关。
如云杉为白色；乌木为黑色；香椿、厚皮香、红柳、桃花心 木、翻白叶、红豆杉为红色；黄柳、黄胆、野漆、菠萝蜜、
黄莲木、桑树为黄色或黄褐色。
颜色的三属性：明度、色调和色饱和度
明度表示人眼对物体明暗度的感觉。随着明度值的升高，人们心理中明 快、素雅、轻松的感觉增强。明度高的木材，如白桦、鱼鳞云杉、白榉、 枫木，使人感到明快、华丽、整洁、高雅和舒畅；明度低的木材如红豆 杉、紫檀，使人有深沉、稳重、肃雅之感，说明了材色明度值的改变对 心理感觉产生影响。
色调表示区分颜色类别、品种的感觉（如红、橙、黄、绿等）。木纹颜 色值与视觉心理量温暖感之间有一定的关系。材色中，暖色调的红、黄、 橙黄等色调给人以温暖之感。