北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授高穎演講：《木結(jié)構(gòu)建筑與人居環(huán)境》

??以下為文字實(shí)錄：

??高穎：尊敬的線上和線下的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家以及關(guān)注和支持木結(jié)構(gòu)發(fā)展的各位同仁，大家下午好！非常高興今天有這個(gè)機(jī)會(huì)相聚在一起，來探討木結(jié)構(gòu)建筑與人居產(chǎn)業(yè)的論壇。

??我是兩周以前跟朱彩清秘書長聯(lián)系，我們聯(lián)系的時(shí)候就說到有這樣一個(gè)論壇，剛好那時(shí)候我剛剛結(jié)束了在林大的選修課—木結(jié)構(gòu)建筑與人居環(huán)境，非常契合這個(gè)主題，我欣然受命，今天有機(jī)會(huì)在這里跟大家一起交流，也把我將近20年從事木結(jié)構(gòu)建筑的產(chǎn)業(yè)、國內(nèi)外的一些情況，在這里跟大家用20分鐘的時(shí)間分享一下，其實(shí)更期待我們?cè)诰€下以及在未來能夠就木結(jié)構(gòu)建筑以及人居的話題進(jìn)行更多的交流和探討。

??今天我就三個(gè)方面跟大家進(jìn)行探討和交流，說到木結(jié)構(gòu)大家最重要的認(rèn)識(shí)，從我個(gè)人來說大概有這三個(gè)方面：一是舒適和健康，因?yàn)樗且环N生物質(zhì)材料，是一種綠色建材，天然的生物質(zhì)材料，最初給我們的感受就是舒適和健康。二是綠色與低碳，綠色、生物質(zhì)的特性；三是節(jié)能與環(huán)保。希望通過這三個(gè)方面的交流，跟大家達(dá)成一個(gè)小小的共識(shí)。

??一、舒適與健康

??1.調(diào)節(jié)濕度

??這些材料我主要是引用日本學(xué)者研究的成果，這也是我在課堂上面給大家分享的。木結(jié)構(gòu)建筑健康、舒適，其實(shí)不只是說看它的顏色和主觀感受，是有很多科學(xué)依據(jù)的。首先，木材作為一種生物質(zhì)材料可以調(diào)節(jié)濕度，調(diào)節(jié)濕度是因?yàn)樗泄芸?，外面的空氣濕度高的時(shí)候，木材可以吸收水分，當(dāng)外界的濕度降低時(shí)，木材可以通過管孔釋放水氣。國外的科學(xué)家做了這樣一個(gè)研究，從三種材料進(jìn)行對(duì)比，膠合板、塑料薄膜、百葉箱，百葉箱是外界自然濕度的變化，外面濕度變化的時(shí)候，隨著時(shí)間的變化，太陽出來的時(shí)候，濕度降低，太陽落山以后濕度變高，是這樣一個(gè)自然規(guī)律。塑料薄膜隨著外面環(huán)境的變化，自然的跟著它的變化。我們看膠合板是一種木質(zhì)材料，濕度基本保持不變，在外界環(huán)境50%的時(shí)候，無論是太陽生氣還是落下，它保持他的濕度基本不變。所以生物的這種調(diào)節(jié)作用，作為人居環(huán)境的時(shí)候，可以充分的去設(shè)計(jì)和利用。

??2.視覺舒適

??木材看起來非常舒適，視覺感官非常好。其實(shí)它也有科學(xué)依據(jù)，不僅是木材的紋理、顏色是暖色調(diào)，木材本身有這樣的特殊功能，也可以叫特異功能，是可以吸收紫外線，反射紅外線。紫外線對(duì)于人體皮膚、視覺、視網(wǎng)膜都有一定的破壞作用，所以夏天會(huì)防曬，戴各種墨鏡，這時(shí)候木材有天然的阻隔紫外線作用。我們看它的分光反射率可以看到，木材是綠色這條線，木材的分管反射率在紫外線階段非常低，被吸收非常多，到了可見光波段以后，分管反射率在提高，到了紅外線就升得非常高，跟其他的混凝土、鋁合金比較而言，吸收紫外線的能力比較強(qiáng)，同時(shí)紅外線反射以后，讓人視覺比較溫暖。所以我們看到木材很溫暖的時(shí)候，不只是顏色給我們帶來溫暖的感覺，其實(shí)還有它的科學(xué)性能帶給我們舒適感。

??我們看到木材舒適，這也是國外科學(xué)家做的研究，通過人的主觀感受度，你看到了木材或者木質(zhì)環(huán)境，通過腦部的血流量以及脈搏變化來檢測(cè)，人體舒適度，用了三重情況，室內(nèi)裝修木材占到30%、45%、90%的時(shí)候，最終的結(jié)果是人體大概在室內(nèi)環(huán)境面積占45%的時(shí)候，人體感覺是較為舒適的，通過人體的主觀感受以及生理變化檢測(cè)以后得到的結(jié)論。所以，內(nèi)部的裝修，包括建筑適度的采用木結(jié)構(gòu)、木材進(jìn)行裝飾裝修和建造，會(huì)對(duì)人的身心非常有益。

??3.聽覺舒適

??木材也是生物質(zhì)帶管孔的材料，是一種天然的有利于聽覺的材料。這也是國外科學(xué)家做的一個(gè)研究，用木結(jié)構(gòu)建造的音樂廳做了檢測(cè)，基本上由木結(jié)構(gòu)建造的音樂廳，最佳混響時(shí)間都分布在這條線的上下，天然是一種對(duì)于聽覺非常有利的材料。木材可以適度的吸收和反射聲音，所以我們的聲音可以聽起來更加圓潤動(dòng)聽。國家大劇院大家可以觀察一下，歐洲的高級(jí)音樂廳都是這樣，木質(zhì)材料使用非常廣泛。

??4.觸感舒適

??我們現(xiàn)在通過各種研究發(fā)現(xiàn)，用木材、金屬和絲綢三種材料進(jìn)行觸覺研究以后發(fā)現(xiàn)，通過脈搏和血壓來檢測(cè)，觸摸到不同材料以后身體的感受，最終結(jié)論是和金屬相比，木材、絲綢的天然材料，在人體應(yīng)急變化是非常低的，對(duì)于人才來說，木材、絲綢更有利于我們的身心。

??5.利于神經(jīng)松馳

??因?yàn)闃淠究梢該]發(fā)出很多有機(jī)物，比如芬多精，可以讓我們沉浸、放松，通過腦部的血流量、血壓檢測(cè)以后，結(jié)論是樹木的芳香可以對(duì)人體的放松和沉浸起到促進(jìn)作用。

??6.減少細(xì)菌滋生

??不同的木材可以產(chǎn)生不同的抑菌效果，當(dāng)然跟樹種有關(guān)，分類比較多。我們通過對(duì)柏木的研究發(fā)現(xiàn)，放了柏木精油的木材里，細(xì)菌的存活率大概只有2天左右，如果沒有放精油，25天的時(shí)候細(xì)菌還很活躍。所以通過這樣的一些實(shí)驗(yàn)以后可以通過的使用合適的樹種和木材對(duì)于室內(nèi)和生存環(huán)境產(chǎn)生良好的效果。右邊也是，不同的樹種，比如柏木可以抑制蟲螨的產(chǎn)生。因?yàn)闃浞N不同，效果也不一樣，我們充分用好各種樹種，促進(jìn)人居環(huán)境的提升。

??二、綠色與低碳

??木結(jié)構(gòu)建筑還有木質(zhì)建材有綠色和低碳的效果。

??1.木材是天然可再生的綠色建材

??在現(xiàn)代社會(huì)想建一棟建筑，最常用的結(jié)構(gòu)材料有：混凝土、磚瓦結(jié)構(gòu)、鋼材、木材。這幾種材料剛才張宏教授講的時(shí)候我印象就特別深，他就做了一個(gè)對(duì)比，生產(chǎn)一噸混凝土的時(shí)候，要釋放一噸二氧化碳，其他的幾種結(jié)構(gòu)形式都是類似的，在建材生產(chǎn)過程中，是排放二氧化碳的，但是木材在生長過程中是吸收二氧化碳的，剛才張宏教授也講到了相同的數(shù)據(jù)，我們相互印證了。

??2.木材具有天然的固碳特性

??從小樹苗成長到參天大樹，最后采伐下來作為建材使用的時(shí)候，每生長一立方米木材的時(shí)候，吸收了一噸二氧化碳。采伐下來以后，這些碳就儲(chǔ)存在木材里面，采伐以后重新種上小樹苗，生長過程中重新去吸碳、固碳，然后再采伐下來，形成這樣的良性循環(huán)。所以我們一直希望能夠倡導(dǎo)，希望建立木材使用的良性循環(huán)。

??3.木結(jié)構(gòu)建筑是碳的儲(chǔ)存庫

??剛才張宏教授也談到，它會(huì)排放氧氣，無論是樹還是花花草草，每生長出一立方米的木材，還會(huì)排放出0.75噸的氧氣，這是目前已經(jīng)基本達(dá)成共識(shí)的數(shù)據(jù)。吸收二氧化碳、排放氧氣以后，所有的碳就儲(chǔ)存在木材里面，可以做木結(jié)構(gòu)建筑、家具、木質(zhì)建材等等，最后這些碳就固化在所有的建材里面。所以現(xiàn)在我們也在倡導(dǎo)，合理的使用木質(zhì)建材，將會(huì)對(duì)我們的人居環(huán)境產(chǎn)生非常有利的促進(jìn)作用。

??4.木結(jié)構(gòu)建筑將碳匯從森林?jǐn)U展到城市建筑

??如果從森林、木材的角度探討碳的儲(chǔ)存的問題，這張想跟大家分享在整個(gè)大環(huán)境下，我們的碳庫其實(shí)是通過一種生物質(zhì)碳源慢慢的風(fēng)化形成的一種能源物質(zhì)，最終大氣碳儲(chǔ)存量慢慢減少，隨之我們儲(chǔ)存的這些碳通過城市、工業(yè)、交通等等發(fā)展，我們大量使用化石能源、使用礦物質(zhì)建材以后，加速了能源消耗以及碳排放，所以在整個(gè)過程中，整個(gè)社會(huì)形成了非常大的碳庫消耗。

??作為一種補(bǔ)充，木結(jié)構(gòu)建筑或者木竹建材最終會(huì)形成非常好的碳匯效應(yīng)，最終作為有益的補(bǔ)充，補(bǔ)充我們的陸地碳儲(chǔ)存。在座的有專家，這方面我個(gè)人需要學(xué)習(xí)的地方還很多，作為一種觀念和理念來說，我覺得這是一種我們對(duì)待地球負(fù)責(zé)任的一種態(tài)度。

??這是友綠網(wǎng)、預(yù)制建筑網(wǎng)統(tǒng)計(jì)發(fā)布的全球十大碳中和建筑統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)十大碳中和建筑可以說遍布各地、各個(gè)國家，非常重要的弓形，就是十個(gè)碳中和建筑里面，有八個(gè)碳中和建筑或多或少的使用了木材，木結(jié)構(gòu)占有的比例非常之高，以木質(zhì)建筑為主的。我們現(xiàn)在很多的建筑不只是純木建筑，今天上午陳總的報(bào)告我也在聆聽，也談到現(xiàn)在的木結(jié)構(gòu)建筑是一種跟鋼、混凝土等等的組合建筑，我們宜木則木，適合木的地方用木，這是我們的理念。這十大碳中和建筑非常充分的證明木材在碳儲(chǔ)存方面的能力和貢獻(xiàn)。

??這棟建筑剛才武處長也給我們介紹了，這個(gè)建筑在武處的帶領(lǐng)一下，在加拿大林創(chuàng)支持之下，我們跟城建一起緊密合作研究的。當(dāng)時(shí)我們跟林創(chuàng)的秦總，在這幾棟建筑上花了心血，以木結(jié)構(gòu)為主的在雄安新區(qū)白洋淀服務(wù)中心的三棟木結(jié)構(gòu)建筑，我們對(duì)它進(jìn)行了碳排放計(jì)算，計(jì)算完以后跟等效的鋼凝混凝土建筑相比，木結(jié)構(gòu)建筑在建造階段的碳排放降低大約10%，如果考慮木材在生長過程中的固碳效果，碳排放可以比等效混凝土建筑降低19%。我們做這個(gè)只是對(duì)在建材生長階段，其他的階段我們認(rèn)為可能它的運(yùn)輸、使用階段差別不是特別大，所以我們就專門把建材階段進(jìn)行了單獨(dú)的研究。其他兩個(gè)方面我們也計(jì)算了，這里我們只分享建材生產(chǎn)階段。

??這三棟建筑我們進(jìn)行了對(duì)比，因?yàn)榛A(chǔ)都是混凝土的，主體建筑進(jìn)行對(duì)比以后，發(fā)現(xiàn)木結(jié)構(gòu)建筑的固碳效果和降低碳排放的能力讓我們有點(diǎn)吃驚，如果考慮在建材生產(chǎn)階段，考慮固碳甚至可以降低40%以上。因?yàn)樘寂欧乓蜃訋炷壳安皇翘貏e完善，我們?nèi)澜缯伊四窘Y(jié)構(gòu)建筑碳排放因子，同時(shí)還有一些計(jì)算方法，包括國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)里面沒有包括回收階段等等這樣的問題存在，但是我們盡可能把它進(jìn)行一個(gè)研究。

??這是加拿大UBC建筑的18層學(xué)生公寓，這個(gè)碳排放測(cè)算相對(duì)比較準(zhǔn)確，這個(gè)高層建筑里面碳排放、碳固存的效果更明顯，這棟建筑里面存儲(chǔ)了1753噸二氧化碳，非常形象。

??三、節(jié)能與環(huán)保

??木材跟鋼筋、混凝土相比，三大建材里面統(tǒng)計(jì)以后發(fā)現(xiàn)，作為建筑材料，木材的綜合性能更強(qiáng)，比如抗壓、抗拉等等綜合性能來說，木材具有最優(yōu)越的性能。在清華大學(xué)國際工程項(xiàng)目管理研究院的一個(gè)報(bào)告，他們研究以后發(fā)現(xiàn)如果用建造階段的能源水的消耗，如果用木結(jié)構(gòu)替代鋼結(jié)構(gòu)，可以節(jié)省27.75%的能源和39.2%的水，如果用木結(jié)構(gòu)代替混凝圖可以節(jié)省45.24%的能源和46.17%的水，木結(jié)構(gòu)比輕鋼結(jié)構(gòu)降低9%到10%的能耗。所以，木結(jié)構(gòu)建筑的天然節(jié)能力非常顯著。

??這些照片是木結(jié)構(gòu)建筑的施工照片以及建筑垃圾回收照片，現(xiàn)場(chǎng)非常干凈，基本都是干作業(yè)，粉塵的污染天然就沒有。有一次到日本的木結(jié)構(gòu)工地上需要脫鞋才能進(jìn)入工地，非常干凈。

??右邊的照片是在日本的積水房屋拍的，是資源循環(huán)中心，把所有現(xiàn)場(chǎng)施工的建筑垃圾打包分類，然后回收到資源循環(huán)中心，分門別類運(yùn)到各個(gè)地方，拆下來的管就是管，線放在一起，防火石膏板放在一起，釘放在一起，分類回收以后進(jìn)行加工利用，號(hào)稱零垃圾。

??談到建筑垃圾，我個(gè)人也一直在憂慮這樣的事情，除了資源以后，建筑垃圾何去何從，木材是可持續(xù)的，如果拆除回收以后，至少可以把木材放在自然界，讓它自然降解。現(xiàn)在每年建筑垃圾的增量達(dá)到數(shù)十億噸，對(duì)于環(huán)境是非常大的威脅。如果未來可能的情況下，木結(jié)構(gòu)建筑作為一種選擇，在適合的地域、適合的領(lǐng)域、適合的建筑形式上采用，我想對(duì)于人居環(huán)境將會(huì)是一種非常有利、友好的貢獻(xiàn)。

??這張也是木結(jié)構(gòu)建筑在回收利用，采伐下來、利用以后再回收利用的循環(huán)照片，現(xiàn)在雖然木結(jié)構(gòu)建筑量還不大，但是我們要考慮來世，現(xiàn)在是今生，這是我們對(duì)它的一個(gè)設(shè)計(jì)。

??以上就是今天的報(bào)告，非常感謝大家！希望有機(jī)會(huì)跟大家多多交流，謝謝！