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                                木質材料應用的現狀和前景

                                放大字體  縮小字體 發布日期:2015-06-11  瀏覽次數:436
                                       木材由裸子植物和被子植物的樹木產生,具有豐富的生物多樣性。樹木生長是一個復雜而協凋的生物化學過程,通過光能利用二氧化碳、水分和礦物等使自身發育成一個粗大的有機體,木材就是樹木營養生長的主要產物。木材的形成是吸收二氧化碳、固碳并釋放氧氣的過程,有利于改善生態環境。     

                                木材作為傳統的材料,一直為人類所利用。隨著自然資源和人類需求發生變化和科學技術的進步,木材利用方式從原始的原木逐漸發展到鋸材、單板、刨花、纖維和化學成分的利用,形成了一個龐大的新型木質材料家族,如腔合板、刨花板、纖維板、單板層積材、集成材、重組木、定向刨花板、重組裝飾薄木等木質重組材料,以及石膏刨花板、水泥刨花板、木/塑復合材料、木材/金屬復合材料、木質導電材料和木材陶瓷等木基復合材料。  

                                木質材料在建筑、家具、包裝、鐵路等領域發揮著巨大的作用。在不可再生資源日益枯竭、人類社會正在走向可持續發展的今天,木材以其特有的固碳、可再生、可自然降解、美觀和凋節室內環境等天然屬性,以及強度-重量比高和加工能耗小等加工利用特性,將為社會的可恃續發展做出顯著貢獻。與其他材料相比,木材具有多孔性、各向異性、濕脹干縮性、燃燒性和生物降解性等獨特性質,如何更好地利用這些特性和最大限度地限制其副作用,是木材科學家和工程技術專家長期努力解決的主要問題。近年來林學家也積極參與木材科學研究,從樹木的遺傳學角度認識和改良木材的基本特性。

                                1       室內木質環境研究的發展現狀  

                                 由于木材具有大自然賦予它的獨特美感以及優越的材料特性,人類自古以來就喜歡用木材裝點室內環境,制作室內用家具,由此提高居住環境的舒適性,這些已為人們的經驗所熟 知。但是,由木材、木質環境的那些構造因子和材性參數,對人類生活的舒適性起什么樣的 作用,目前尚未有科學而準確的定論,對此問題作出科學解答也是比較困難的。

                                隨著木材科學研究的不斷深入和發展,有關木質材料作為室內環境用材的研究隨時代發展應運而生,并隨人類生活水平的提高而與時俱進,與人類生活的關系越來越密切。20 世 紀70 年代中期由日本學者首先開始了有關木材-人類-環境之間相互關系的研究,及至80 年 代末期90 年代初期,這方面的研究逐漸被認可并發展壯大起來,最終形成木質環境學研究 領域。木質環境學的研究定位于探索木材、木質材料作為居住和裝飾用材給予居住者的感覺 特性、心理作用以及健康影響,運用一些客觀的物理量因子和主觀的評價量表來反映這種影響的好壞和程度,評價木質材料所營造環境空間的可居住性及對人類生活舒適性的貢獻。因 此,如何評價迄今為止的木材科學研究,如何進行今后的木材科學工作,木質環境學特性的 研究具有重要的意義。

                                自古以來,木材一直是深受人們喜愛的建筑材料之一,也是構成室內環境的主要材料。由于木材重量輕強度高。保溫隔熱。吸音隔聲。防震、吸收紫外線以及美觀自然等,至今仍是最受人們青睬的一種居室內裝飾材料和家具制造原材料。特別是近十幾年來,隨著人們主活水平的不斷提高,人們開始追求一種返樸歸真。接近于自然的高質量的生活,越來越多的人喜愛用木材建造房屋,用木質材料裝飾居室,以營造一個舒適自然的生活環境。木材之所以能稱為綠色建筑材料,是因為它具有以下特性:原料生產再生性。產品制造低能耗低污染性、產品使用節能性以及產品利用循環性。木材是一種籍太陽能可再生的天然材料,木質制品在制造過程中資源。能源消耗較之磚瓦材料低得多,且產生的廢料、廢氣、廢水量少,對環境污染小。木材及其制品具有良好的保溫隔熱性能,可以 節省因取暖制冷而入量消耗的能源,并且在完成使用功能后可以進行循環再利用。正是因為木材具有上述特性,在各個領域的應用越來越受到人們的關注和青睞,尤其在建筑市場極具競爭力。

                                1.1           調溫調濕特性  

                                木材是一種多孔性材料,導熱系數較小,是熱的不良導體。木材或木質人造板作為墻體或裝飾材料,對居室的溫度起一定的調節作用。臺灣研究人員對混凝上造房屋與木結構房屋進行了自然狀態下的對比試驗,結果表明冬季混凝土結構的居室溫度比木結構居室溫度低1℃多。木材除了具有保溫隔熱。抵御外界大氣環境對室內環境影響的功能外,還具有溫暖、柔和、細膩的觸覺和視覺效應,在寒冷的冬季可以給人們帶來溫暖的感覺,這是其它建筑材料所無法相比的。

                                1.2           隔聲吸音特性 

                                噪聲經常占據公害的第一位,因而室內的聲環境是設計師們所必須重視的問題。對于室內聲環境,一是隔聲性能要好: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,回音時間等要合適:三是要求吸音性要好,能夠消除一些雜音。木材是多孔性材料,具有良好的吸聲功能。據居室內談話清晰程度的研究表明,在由木質材料裝修的室內與混凝土造居室內聲音的回晌時間不同,在混凝上造居室內聲音的回響時間約為0.4一0.6秒,而在木造居室內約為0.2一0.4秒。如果有兩組以上的人在同一居室內談話,則在混凝土造居室內談話易被干擾的程度大于木造居室。這是因為木質材料具有良好的吸音性,而聲波遇到堅硬的混凝土墻會發生反射導致回響,因而引起居室內不同聲音的混雜,形成噪聲影響人們的聽覺感受。

                                通常,單層木質材料由于密度較低而導致隔聲性能較差,一般不宜用單層木質材料作隔聲墻,可采用雙層亙臺結構。通常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。如木質材料用作地板,可采用彈性材料作面層,減弱撞擊地面的能量(面層法):或木質地板下構筑龍青,形成浮筑地板(浮筑法):以及樓板下設吊頂,形成空氣層(吊頂法)等,以減輕因撞擊引起的噪聲。 

                                1.3           光學視覺特性 

                                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,卻引起了工作人中員眼睛疲勞的癥狀。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一9.0R(淺橙黃一灰褐色),以5YR一10YR(橙黃色)居多,明度主要集中在5一8之間;純度主要位于3一6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(380mm以下)和紅外線(780mm以上)是肉眼看不見的,但對人體的影響不可忽視。木材可以吸收陽光中的紫外線,減少紫外線對人體的危害,同時木材又能反射紅外線,這與木材會給人帶采溫暖感有直接聯系。木材是多孔性材料,表面會形成小的凹凸,在光線的照射下,會呈漫反射現象,或吸收部分光線,所以會使令人眩暈的光線變得柔和。因此,木制桌面。壁面對干工作人員的視覺神經刺激最小。

                                2       室內木質環境研究的發展前景 

                                木質材料研究的發展與社會、經濟和資源、環境的發展緊密相關,新的生長點和交叉點不斷出現,并不斷向其他相關學科延伸。這既促進了木質材料研究自身的發展,又豐富了森林科學和材料科學的內涵。概括起來,木質材料研究的發展趨勢有四個方面。   

                                一是木材科學研究的范圍和對象不斷擴大。從傳統的木材構造、物理、力學、化學、缺陷和材質改進擴大到生物學、林學和加工利用學,研究對象擴展到竹材、藤材及其他禾本、草本植物和藻類植物,木材科學正向植物材料學方向發展。  

                                 二是木質材料研究與相關學科不斷交叉、滲透,新的學科增長點不斷出現。木材加工學與復合材料學相結合,向木基復合材料學和木質重組材料學方向發展;木材機械加工學與先進制造技術相結合,向木制品先進制造技術學方向發展;木材加工學與生態環境材料學相結合,向木質生態環境材料學方向發展,木結構工程學與環境學相結合,向木結構環境工程學方向發展;木材化學與化學工程學相結合,向木材化學加工學方向發展。   

                                三是木質材料研究注重應用先進的研究方法和分析儀器,不斷加深對木質材料的認識。計算機仿真模擬、隧道掃描電子顯微鏡、固態與液態核磁共振儀、計算機圖像分析處理技術、氣質聯用儀、動態熱機械分析儀、原子表面力分析儀和模型化合物等的應用以及各類木質材料數學模型的建立,使研究木質材料的成分、結構、工藝和性能的關系和研究木材化學成分與微生物、酶和其他材料的反應成為可能。   

                                四是木質材料研究不但注重其基本性質的改進,還注重賦予其新的功能。木材的基本性質得到很大的改進,其易腐性、易燃性、尺寸不穩定性、各向異性、變異性得到很大改善;木材陶瓷被賦予新的硬度、摩擦性、磨耗性以及遠紅外線放射性和吸收性;木質導電材料被賦予新的導電性、電磁屏蔽性和體積電阻率。

                                3       總結 

                                木材是一種來自于可再生資源的傳統材料,生態環境協調性最好,卻時常被人忽視。木材工業是非常傳統的工業,但也是現代林業和現代材料工業的重耍組成部分,擔負著向社會提供木質材料及其制品、為林業產業建設和林業可恃續發展提供經濟。  

                                可以說木質環境學正處于一個方興未艾的階段,我國在這方面的工作剛剛起步,所 以,首先應立足于基礎性的研究,而后再進行綜合性的調查研究,以爭取在這一嶄新的研 究領域取得新的突破和進展。


                                特別提示:本信息由相關企業自行提供,真實性未證實,僅供參考。請謹慎采用,風險自負。


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