北京林业大学材料科学与技术学院教授高颖演讲：《木结构建筑与人居环境》

  以下为文字实录：

  高颖：尊敬的线上和线下的各位领导、各位专家以及关注和支持木结构发展的各位同仁，大家下午好！非常高兴今天有这个机会相聚在一起，来探讨木结构建筑与人居产业的论坛。

  我是两周以前跟朱彩清秘书长联系，我们联系的时候就说到有这样一个论坛，刚好那时候我刚刚结束了在林大的选修课—木结构建筑与人居环境，非常契合这个主题，我欣然受命，今天有机会在这里跟大家一起交流，也把我将近20年从事木结构建筑的产业、国内外的一些情况，在这里跟大家用20分钟的时间分享一下，其实更期待我们在线下以及在未来能够就木结构建筑以及人居的话题进行更多的交流和探讨。

  今天我就三个方面跟大家进行探讨和交流，说到木结构大家最重要的认识，从我个人来说大概有这三个方面：一是舒适和健康，因为它是一种生物质材料，是一种绿色建材，天然的生物质材料，最初给我们的感受就是舒适和健康。二是绿色与低碳，绿色、生物质的特性；三是节能与环保。希望通过这三个方面的交流，跟大家达成一个小小的共识。

  一、舒适与健康

  1.调节湿度

  这些材料我主要是引用日本学者研究的成果，这也是我在课堂上面给大家分享的。木结构建筑健康、舒适，其实不只是说看它的颜色和主观感受，是有很多科学依据的。首先，木材作为一种生物质材料可以调节湿度，调节湿度是因为它有管孔，外面的空气湿度高的时候，木材可以吸收水分，当外界的湿度降低时，木材可以通过管孔释放水气。国外的科学家做了这样一个研究，从三种材料进行对比，胶合板、塑料薄膜、百叶箱，百叶箱是外界自然湿度的变化，外面湿度变化的时候，随着时间的变化，太阳出来的时候，湿度降低，太阳落山以后湿度变高，是这样一个自然规律。塑料薄膜随着外面环境的变化，自然的跟着它的变化。我们看胶合板是一种木质材料，湿度基本保持不变，在外界环境50%的时候，无论是太阳生气还是落下，它保持他的湿度基本不变。所以生物的这种调节作用，作为人居环境的时候，可以充分的去设计和利用。

  2.视觉舒适

  木材看起来非常舒适，视觉感官非常好。其实它也有科学依据，不仅是木材的纹理、颜色是暖色调，木材本身有这样的特殊功能，也可以叫特异功能，是可以吸收紫外线，反射红外线。紫外线对于人体皮肤、视觉、视网膜都有一定的破坏作用，所以夏天会防晒，戴各种墨镜，这时候木材有天然的阻隔紫外线作用。我们看它的分光反射率可以看到，木材是绿色这条线，木材的分管反射率在紫外线阶段非常低，被吸收非常多，到了可见光波段以后，分管反射率在提高，到了红外线就升得非常高，跟其他的混凝土、铝合金比较而言，吸收紫外线的能力比较强，同时红外线反射以后，让人视觉比较温暖。所以我们看到木材很温暖的时候，不只是颜色给我们带来温暖的感觉，其实还有它的科学性能带给我们舒适感。

  我们看到木材舒适，这也是国外科学家做的研究，通过人的主观感受度，你看到了木材或者木质环境，通过脑部的血流量以及脉搏变化来检测，人体舒适度，用了三重情况，室内装修木材占到30%、45%、90%的时候，最终的结果是人体大概在室内环境面积占45%的时候，人体感觉是较为舒适的，通过人体的主观感受以及生理变化检测以后得到的结论。所以，内部的装修，包括建筑适度的采用木结构、木材进行装饰装修和建造，会对人的身心非常有益。

  3.听觉舒适

  木材也是生物质带管孔的材料，是一种天然的有利于听觉的材料。这也是国外科学家做的一个研究，用木结构建造的音乐厅做了检测，基本上由木结构建造的音乐厅，最佳混响时间都分布在这条线的上下，天然是一种对于听觉非常有利的材料。木材可以适度的吸收和反射声音，所以我们的声音可以听起来更加圆润动听。国家大剧院大家可以观察一下，欧洲的高级音乐厅都是这样，木质材料使用非常广泛。

  4.触感舒适

  我们现在通过各种研究发现，用木材、金属和丝绸三种材料进行触觉研究以后发现，通过脉搏和血压来检测，触摸到不同材料以后身体的感受，最终结论是和金属相比，木材、丝绸的天然材料，在人体应急变化是非常低的，对于人才来说，木材、丝绸更有利于我们的身心。

  5.利于神经松驰

  因为树木可以挥发出很多有机物，比如芬多精，可以让我们沉浸、放松，通过脑部的血流量、血压检测以后，结论是树木的芳香可以对人体的放松和沉浸起到促进作用。

  6.减少细菌滋生

  不同的木材可以产生不同的抑菌效果，当然跟树种有关，分类比较多。我们通过对柏木的研究发现，放了柏木精油的木材里，细菌的存活率大概只有2天左右，如果没有放精油，25天的时候细菌还很活跃。所以通过这样的一些实验以后可以通过的使用合适的树种和木材对于室内和生存环境产生良好的效果。右边也是，不同的树种，比如柏木可以抑制虫螨的产生。因为树种不同，效果也不一样，我们充分用好各种树种，促进人居环境的提升。

  二、绿色与低碳

  木结构建筑还有木质建材有绿色和低碳的效果。

  1.木材是天然可再生的绿色建材

  在现代社会想建一栋建筑，最常用的结构材料有：混凝土、砖瓦结构、钢材、木材。这几种材料刚才张宏教授讲的时候我印象就特别深，他就做了一个对比，生产一吨混凝土的时候，要释放一吨二氧化碳，其他的几种结构形式都是类似的，在建材生产过程中，是排放二氧化碳的，但是木材在生长过程中是吸收二氧化碳的，刚才张宏教授也讲到了相同的数据，我们相互印证了。

  2.木材具有天然的固碳特性

  从小树苗成长到参天大树，最后采伐下来作为建材使用的时候，每生长一立方米木材的时候，吸收了一吨二氧化碳。采伐下来以后，这些碳就储存在木材里面，采伐以后重新种上小树苗，生长过程中重新去吸碳、固碳，然后再采伐下来，形成这样的良性循环。所以我们一直希望能够倡导，希望建立木材使用的良性循环。

  3.木结构建筑是碳的储存库

  刚才张宏教授也谈到，它会排放氧气，无论是树还是花花草草，每生长出一立方米的木材，还会排放出0.75吨的氧气，这是目前已经基本达成共识的数据。吸收二氧化碳、排放氧气以后，所有的碳就储存在木材里面，可以做木结构建筑、家具、木质建材等等，最后这些碳就固化在所有的建材里面。所以现在我们也在倡导，合理的使用木质建材，将会对我们的人居环境产生非常有利的促进作用。

  4.木结构建筑将碳汇从森林扩展到城市建筑

  如果从森林、木材的角度探讨碳的储存的问题，这张想跟大家分享在整个大环境下，我们的碳库其实是通过一种生物质碳源慢慢的风化形成的一种能源物质，最终大气碳储存量慢慢减少，随之我们储存的这些碳通过城市、工业、交通等等发展，我们大量使用化石能源、使用矿物质建材以后，加速了能源消耗以及碳排放，所以在整个过程中，整个社会形成了非常大的碳库消耗。

  作为一种补充，木结构建筑或者木竹建材最终会形成非常好的碳汇效应，最终作为有益的补充，补充我们的陆地碳储存。在座的有专家，这方面我个人需要学习的地方还很多，作为一种观念和理念来说，我觉得这是一种我们对待地球负责任的一种态度。

  这是友绿网、预制建筑网统计发布的全球十大碳中和建筑统计，我们发现十大碳中和建筑可以说遍布各地、各个国家，非常重要的弓形，就是十个碳中和建筑里面，有八个碳中和建筑或多或少的使用了木材，木结构占有的比例非常之高，以木质建筑为主的。我们现在很多的建筑不只是纯木建筑，今天上午陈总的报告我也在聆听，也谈到现在的木结构建筑是一种跟钢、混凝土等等的组合建筑，我们宜木则木，适合木的地方用木，这是我们的理念。这十大碳中和建筑非常充分的证明木材在碳储存方面的能力和贡献。

  这栋建筑刚才武处长也给我们介绍了，这个建筑在武处的带领一下，在加拿大林创支持之下，我们跟城建一起紧密合作研究的。当时我们跟林创的秦总，在这几栋建筑上花了心血，以木结构为主的在雄安新区白洋淀服务中心的三栋木结构建筑，我们对它进行了碳排放计算，计算完以后跟等效的钢凝混凝土建筑相比，木结构建筑在建造阶段的碳排放降低大约10%，如果考虑木材在生长过程中的固碳效果，碳排放可以比等效混凝土建筑降低19%。我们做这个只是对在建材生长阶段，其他的阶段我们认为可能它的运输、使用阶段差别不是特别大，所以我们就专门把建材阶段进行了单独的研究。其他两个方面我们也计算了，这里我们只分享建材生产阶段。

  这三栋建筑我们进行了对比，因为基础都是混凝土的，主体建筑进行对比以后，发现木结构建筑的固碳效果和降低碳排放的能力让我们有点吃惊，如果考虑在建材生产阶段，考虑固碳甚至可以降低40%以上。因为碳排放因子库目前不是特别完善，我们全世界找了木结构建筑碳排放因子，同时还有一些计算方法，包括国内标准里面没有包括回收阶段等等这样的问题存在，但是我们尽可能把它进行一个研究。

  这是加拿大UBC建筑的18层学生公寓，这个碳排放测算相对比较准确，这个高层建筑里面碳排放、碳固存的效果更明显，这栋建筑里面存储了1753吨二氧化碳，非常形象。

  三、节能与环保

  木材跟钢筋、混凝土相比，三大建材里面统计以后发现，作为建筑材料，木材的综合性能更强，比如抗压、抗拉等等综合性能来说，木材具有最优越的性能。在清华大学国际工程项目管理研究院的一个报告，他们研究以后发现如果用建造阶段的能源水的消耗，如果用木结构替代钢结构，可以节省27.75%的能源和39.2%的水，如果用木结构代替混凝图可以节省45.24%的能源和46.17%的水，木结构比轻钢结构降低9%到10%的能耗。所以，木结构建筑的天然节能力非常显著。

  这些照片是木结构建筑的施工照片以及建筑垃圾回收照片，现场非常干净，基本都是干作业，粉尘的污染天然就没有。有一次到日本的木结构工地上需要脱鞋才能进入工地，非常干净。

  右边的照片是在日本的积水房屋拍的，是资源循环中心，把所有现场施工的建筑垃圾打包分类，然后回收到资源循环中心，分门别类运到各个地方，拆下来的管就是管，线放在一起，防火石膏板放在一起，钉放在一起，分类回收以后进行加工利用，号称零垃圾。

  谈到建筑垃圾，我个人也一直在忧虑这样的事情，除了资源以后，建筑垃圾何去何从，木材是可持续的，如果拆除回收以后，至少可以把木材放在自然界，让它自然降解。现在每年建筑垃圾的增量达到数十亿吨，对于环境是非常大的威胁。如果未来可能的情况下，木结构建筑作为一种选择，在适合的地域、适合的领域、适合的建筑形式上采用，我想对于人居环境将会是一种非常有利、友好的贡献。

  这张也是木结构建筑在回收利用，采伐下来、利用以后再回收利用的循环照片，现在虽然木结构建筑量还不大，但是我们要考虑来世，现在是今生，这是我们对它的一个设计。

  以上就是今天的报告，非常感谢大家！希望有机会跟大家多多交流，谢谢！