編者按：
對于紅木家具行業(yè)而言，木材是其存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。木材對人們居住的環(huán)境又有著怎樣的影響？為此，《品牌紅木》雜志特邀全聯(lián)藝術(shù)紅木家具專業(yè)委員會專家顧問、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師李凱夫結(jié)合40多年研究成果，于本刊刊登連載《論木材對室內(nèi)居住環(huán)境的影響》，從木材室內(nèi)居住的視覺特性、觸覺特性、聽覺特性，以及木材室內(nèi)調(diào)節(jié)特性、木材的生物體調(diào)節(jié)特性等幾個方面闡述木材對室內(nèi)居住環(huán)境的影響。
全聯(lián)藝術(shù)紅木家具專業(yè)委員會專家顧問、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師李凱夫
木材，汲取天地靈氣，孕育天然材性；吸收日月精華，賦予美妙功能；積淀不竭精氣，彰顯保健神韻。圖1形象描繪了樹木生長的機制，樹木全身是寶，木材具有優(yōu)良的室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)功能。
圖1_ 樹木生長機制
圖2形象描繪了木材細胞生長的機制，木材實體是有眾多細胞構(gòu)成，細胞種類很多，形狀各異，擔(dān)負著各自功能，細胞壁的構(gòu)造十分完美，形成了理想結(jié)構(gòu)與特性，制作室內(nèi)地板時發(fā)揮的效能與作用，是其它材料無法比擬的。
圖2_ 木材細胞生長機制
木材擁有親切、溫暖的材質(zhì)感，保留了木材天然樸素的本質(zhì)，這些正是人們對居室最為需要的情感表達。人們在室內(nèi)活動與休息時間約占一生的2/3，室內(nèi)環(huán)境的居住特性直接影響著人們的生活質(zhì)量與健康。實木構(gòu)筑出親切、自然、舒適的室內(nèi)空間。
木材具有大自然賦予它的獨特屬性，成為人們十分喜愛的室內(nèi)裝飾與家具材料，人類自古以來就喜歡用木材來裝飾室內(nèi)，從而提高居住環(huán)境的舒適性。木材有豐富的種類可供人們選擇（見圖3），木材營造的優(yōu)良室內(nèi)居住環(huán)境舒適性正是人們選擇木材緣由所在。
圖3_ 木材有豐富的種類
如果將木材的花紋對應(yīng)于視覺，木材所散發(fā)氣味對應(yīng)于嗅覺，木材表面肌理對應(yīng)于觸覺，人體與木材接觸時所發(fā)出的聲音設(shè)定為聽覺，那么人們在感知木材的時候就會相應(yīng)的產(chǎn)生視覺感、觸覺感、嗅覺感、聽覺感。主觀地加入來自于自身的記憶與經(jīng)驗，隨之產(chǎn)生心靈感應(yīng)，進而完成人們對木材的綜合性感知。長久以來，木材因其獨特優(yōu)良的特性和舒適性，被廣泛應(yīng)用于地面鋪設(shè)中，構(gòu)成了室內(nèi)空間的溫暖與親切的氛圍，給人以自然、親切、舒適、健康的感受（見圖4）。
圖4_ 木材構(gòu)筑的室內(nèi)溫馨環(huán)境
日本的喬治中島對樹木懷有一種敬仰甚至是崇拜的情感，他對木材的研究已經(jīng)到了出神入化的境界。在他的《樹的靈魂——一位碩士木匠的思考》一書里，把木材比喻成宇宙自然的生命象征，他使用的鋸子、刨子成了一種探索與修煉的學(xué)習(xí)工具，他的一生，成為一種無盡的木材禪修。
在居室中，人的眼睛、耳朵、皮膚、鼻子都可以感受空間的形式、色彩、聲音、觸感和氣味，這是在用身體的全部來感知居室空間。對室內(nèi)空間的諸多現(xiàn)象進行潛意識的分析，以視覺為中心，聽覺、嗅覺、觸覺、冷暖感等記憶和經(jīng)驗都會參與到其中。
根據(jù)被使用材料的性質(zhì)差異，通過身體的知覺系統(tǒng)對材料質(zhì)地、表面、花紋所形成的感覺、感受被稱之為材質(zhì)感。材質(zhì)感在相當程度上會左右所產(chǎn)生的空間心理效果。圖5展示出人們接觸木材所獲得的幸福場面，這種感受會影響人們的情緒，看到這張圖片會激起使用木材的欲望。
圖5_ 人們接觸木材的幸福感受
木材科學(xué)工作者為了進一步量化評價室內(nèi)裝飾材料的微環(huán)境學(xué)特性，采用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP），從生理舒適、心理滿足和室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)這3個方面構(gòu)建了層次分析模型，計算了評價指標相應(yīng)的權(quán)重值，對27種室內(nèi)裝飾材料的微環(huán)境學(xué)特性進行了評價與歸類?？紤]到材料的微環(huán)境學(xué)特性對人和環(huán)境的相互影響，不僅需要從對人體的生理舒適與心理滿足兩個方面進行評定，還需要從室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)角度進行評定。研究者將室內(nèi)裝飾材料的視覺特性、聲學(xué)特性、觸覺特性和嗅覺特性作為受生理舒適與心理滿足支配的三級指標，將環(huán)境調(diào)節(jié)所支配的三級指標確定為對室內(nèi)物理微環(huán)境和對生物體的調(diào)節(jié)。層次分析法研究結(jié)果表明，27種室內(nèi)裝飾材料的微環(huán)境學(xué)特性綜合得分順序依次為：紫檀>紅松>水曲柳>樟子松>云杉>落葉松>胡桃木>冷杉>櫟木>白樺>薄木/單板>陶瓷>大理石>花崗石>竹木復(fù)合板>木塑復(fù)合材料>塑料>無機凝膠材料>金屬>玻璃>石膏刨花板>木材金屬復(fù)合材>膠合板>水泥刨花板>細木工板>中密度纖維板>刨花板。
總體看來，實木類材料的微環(huán)境學(xué)特性整體上優(yōu)于其他室內(nèi)裝飾材料。研究結(jié)果告訴人們，木材具有一些其他材料無法比擬的微環(huán)境學(xué)特性，使其在營造溫馨舒適的人居環(huán)境及促進人體心理、生理健康方面相比其他材料存在較大優(yōu)勢。
木材的視覺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、價值感與實用感。視覺材質(zhì)感是指通過眼睛觀看與觀察材料的表面，可以得到對材料質(zhì)感的感知。木材具有自然美麗的紋理與柔和溫暖的視覺感受，在木材的視覺材質(zhì)感中，以色相、反射、吸收、木材紋理等最為重要。人們習(xí)慣于用顏色的三屬性即明度、色調(diào)、色飽和度來描述木材的材色。
明度
明度表示人眼對物體明暗度的感覺。木材的視覺心理量與木材材色物理量有著密切的關(guān)系，隨著木材明度值的升高，人們心中明快、素雅、輕松的感覺增強。明度高的木材，如白樺、云杉、櫸木、楓木等，使人感到明快、華麗、整潔、高雅和舒暢；明度低的木材，如紅豆杉、紫檀、黑胡桃等，使人有深沉、穩(wěn)重、肅雅之感，說明了木材明度值的改變對人心理感覺產(chǎn)生的影響。木材常用的木材表面明度值主要分布在5～8之間，符合人們視覺心理的“自然”、“舒暢”、“親切”要求。
色調(diào)
色調(diào)表示人們區(qū)分顏色類別、品種的感覺（如紅、橙、黃、綠等）。色調(diào)有五個主色調(diào)：紅、黃、綠、藍、紫；有五個中間色調(diào)：黃紅、綠黃、藍綠、紫藍、紅紫。從圖6可見，木材色調(diào)值主要分布在2.5Y～9.0R（淺橙黃～灰褐色），以5YR～10YR（橙黃色）居多，針葉樹木材的材色偏重于明度較高的橙黃色和淺黃白色，闊葉樹木材的材色測量值則分布在一個較寬的空間范圍內(nèi)。
圖6_ 木材孟塞爾色調(diào)標號（H）測量值的統(tǒng)計分布圖
從圖8可見，“溫暖”心理量與木材的色調(diào)值之間具有較強的正相關(guān)關(guān)系。木材色調(diào)與視覺心理量“溫暖感”之間有一定的關(guān)系。用主觀評價的方法測得木材色調(diào)與視覺心理量“溫暖感”之間的關(guān)系如圖7所示，圖7中縱坐標軸為“溫暖感”，隨著木材色調(diào)值的增加，溫暖感增強，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。
圖7_ 木材溫暖感與色調(diào)的關(guān)系
色飽和度
色飽和度是表示木材顏色的純潔程度和濃淡程度，其數(shù)值常與一些表示材料品質(zhì)特性的詞聯(lián)系在一起。色飽和度值高的木材，給人以華麗、刺激之感；色飽和度值低的木材，給人以素雅、質(zhì)樸和沉靜的感覺。木材常用的木材色飽和度值主要分布在3～6之間（見圖8）。
圖8_ 木材色飽和度（C）測量值的統(tǒng)計分布圖
木材紋理
木材表面紋理是木材天然形成的圖案。通常木材的橫切面上呈現(xiàn)同心圓狀花紋，徑切面上呈現(xiàn)平行的帶荊條形花紋，弦切面上呈現(xiàn)拋物線狀花紋。木材表面上這些互不交叉、平行條形花紋構(gòu)成的圖案，給人以流暢、井然、輕松、自如的感覺。
木材表面紋理（木紋）是天然生成的圖案，它是由生長輪、導(dǎo)管（或管胞）、木射線、軸向薄壁組織等相互交織，且因其各向異性而當切削時在不同切面呈現(xiàn)出的不同圖案。木紋給人以良好感覺的原因可以總結(jié)如下：
（1）在色度學(xué)上，絕大多數(shù)樹種木材表面紋理的顏色都在YR（橙）色系內(nèi)，呈暖色，是產(chǎn)生“溫暖”視覺感的重要原因（見圖7），給人以親切、舒適、自然之感。
（2）在圖形學(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、井然、輕松、自如的感覺；而且木紋圖案又受生長量、年代、氣候、立地條件、樹種、木材部位等因素的影響，木材的生長輪寬度和顏色深淺呈現(xiàn)出漲落起伏的變化形式，這種周期中蘊藏變化的圖案，充分體現(xiàn)了造型規(guī)律中變化與統(tǒng)一的規(guī)律，賦予了木材以華麗、優(yōu)美、自然、親切等視覺心理感覺。
（3）在生理學(xué)上，木材紋理的變化節(jié)律暗合了人體生物鐘漲落節(jié)律。從圖9可見，木材橫切面所呈現(xiàn)的黑度功率譜密度符合1/f分布方式。關(guān)于木材紋理與人心理感覺的研究主要集中在材料學(xué)科領(lǐng)域，日本學(xué)者武者利光發(fā)現(xiàn)木材徑切面和弦切面紋理也屬于l/f型漲落譜，l/f型漲落譜是將漲落按時間的變化函數(shù)用諧波來進行分解，即用各種頻率的諧波成分的強度來表現(xiàn)漲落現(xiàn)象的特性，得出頻譜密度，再按頻譜密度和頻率之間的關(guān)系進行分類得出的。木紋的漲落譜符合l/f型頻譜，與人體生物鐘漲落的節(jié)律分布方式相同。這種漲落譜型的結(jié)果是，當人們視覺感受到具有l(wèi)/f型漲落的圖形時，便會有自然、親切之感，有某種美的享受（許多音樂就是采用這種節(jié)律，這也是人們在很多其他材料上仿制木紋的主要原因）。
圖9_ 木材橫切面顯微掃描得到的黑度功率譜密度圖
目前，學(xué)者們正在運用計算機視覺與數(shù)字圖像處理的知識，對木材表面紋理進行定量化描述和分析，探求與視覺心理量積極相關(guān)的木材表面紋理特征參數(shù)，嘗試運用特征參數(shù)預(yù)測紋理的視覺心理效果，指導(dǎo)木材的應(yīng)用，取得了一些積極的進展。從圖10可見，人類心臟跳動的譜密度符合1/f型漲落譜。
圖 10_ 人類心臟跳動的譜密度符合1/f型漲落譜
圖11是人類心臟跳動間隔的平行線圖案，圖12是具有1/f型漲落譜的縱向條紋圖案的不同木材表面，對比圖11與圖12分析可知，人類心臟跳動間隔的平行線圖案與木材表面紋理構(gòu)筑的圖案相近，當人們看到圖12中的圖案時，就會產(chǎn)生自然、親切之感。
圖11_ 人類心臟跳動間隔的平行線圖案
圖12_ 具有1/f型漲落譜的縱向條紋圖案
從圖13可見，等間隔有序的條紋位于十分強的人工雕鑿感處；亂數(shù)條紋雖然位于自然感一側(cè)，但是舒適性差些；1/f型漲落譜條紋圖案自然感強，舒適性好。當人們看見具有1/f型漲落譜條紋的木材表面時，會產(chǎn)生自然、舒適之感，這正是其它人造材料無法仿制與模擬的天造圖案，這也是人們喜愛實木制品的緣由之一。
圖13_ 不同條紋圖案心理感應(yīng)效果的評價
從圖14可見，人類α腦電波頻率漲落的譜密度分布在精神穩(wěn)定時符合1/f型漲落譜，對比圖13分析可知，木材色調(diào)、紋理、年輪間隔的這種1/f型漲落譜分布形式與人的生理指標1/f型漲落譜分布形式均相吻合，給人以“運動的”、“生命的”韻律感及“和諧的”、“流暢的”自然感。
圖14_α腦電波頻率漲落的譜密度分布
光反射
人眼感到舒服的反射率為40%-60%。木材對光的反射柔和，符合人眼對光反射率的生理舒服度要求。木材較柔和的光澤特性源于木材獨特的微觀構(gòu)造。目前市場出現(xiàn)的木材的仿制品，代替不了木材真實的木材表面效果。為了增強木材裝飾效果和耐用性，涂飾是必要的。涂飾對木材具有一定的保護性和裝飾效果，透明涂飾可提高木材的光澤度，使光滑感增強；增強木材紋理的對比度，使紋理線條表現(xiàn)得更清晰、更具動感和美感。從圖15、圖16、圖17對比分析可知，與紋理平行和垂直方向的反射特性差異很大，能夠清楚地觀察到散射的各向異性。層內(nèi)反射成分的反射特性呈擴散狀，尤其在與紋理垂直方向呈均等近球面擴散狀。
圖15_ 日本扁柏徑切面光反射函數(shù)
圖 16_ 桐木徑切面光反射函數(shù)
圖 17_ 櫸木單板貼面的膠合板光反射函數(shù)
木材是多孔性材料，木材表面是由無數(shù)個微小的細胞構(gòu)成，細胞切斷后就是無數(shù)個微小的凹面鏡，在光線的照射下，木材具有各向異性的內(nèi)層反射現(xiàn)象，會呈漫反射或吸收部分光線，這樣不但會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效果。光澤高且光滑的木材，硬、冷的感覺較強，冷暖感的相關(guān)性略差一些；當光澤度曲線平滑時，溫暖感就強一些，由此可知，溫暖感不但與顏色有關(guān)，而且也與光澤度有關(guān)。
從圖18可見，不同材料與光入射角度，產(chǎn)生的光澤值不同，木材具有獨特的微觀構(gòu)造，木材是多孔性材料，木材表面是由無數(shù)個微小的細胞構(gòu)成，細胞切斷后就是無數(shù)個微小的凹面鏡，在光線的照射下，木材具有各向異性的內(nèi)層反射現(xiàn)象，會呈漫反射或吸收部分光線，這樣不但會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效果。光澤的最大峰值都出現(xiàn)在反射角為60°時，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%。
圖 18_ 幾種材料的光澤特性
木材給人視覺上的和諧感，不僅僅是其柔和的反射特性，更重要的是因為木材可以吸收陽光中的紫外線（380nm以下），減輕紫外線對人體的危害；同時木材又能反射紅外線（780nm以上），這一點也是木材使人產(chǎn)生溫馨感的直接原因之一。紫外線（330nm以下）；紅外線（780nm以上）是肉眼看不見的。強紫外線刺激人眼會產(chǎn)生雪盲?。蝗梭w皮膚對紫外線的敏感程度高于眼睛。
從圖19可見，木材可以吸收陽光中的紫外線，減輕紫外線對人體的危害；同時木材又能反射紅外線，這一點與人對木材有溫暖感有直接聯(lián)系。
從圖19可見透明涂飾對木材視覺特性的影響規(guī)律。涂飾對木材具有一定的保護和裝飾效果，不透明涂飾會掩蓋木材的視覺效果，而透明涂飾則可提高木材的光澤度，使光滑感增強；增強木材紋理的對比度，使紋理線條表現(xiàn)得更清晰、更具動感和美感。但是，涂飾會減弱木材的溫暖感，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，涂在木材表面也會使木材顏色變深。
圖 19_ 不同裝修材料的分光反射曲線
（來源：第五十五期《品牌紅木》雜志 李凱夫/文）