木结构建筑居适环境的感知评价

宋莎莎 ，王雪花 ，杨 峰 ，王晓欢 ，费本华 ，倪 竣

（1.国际竹藤中心，北京 100102；2.国家林业局北京市林业机械研究所，北京 100029；3.苏州皇家整体住宅系统股份有限公司，江苏 苏州 215105）

木结构建筑居适环境的感知评价

宋莎莎1，王雪花1，杨 峰1，王晓欢2，费本华1，倪 竣3

（1.国际竹藤中心，北京 100102；2.国家林业局北京市林业机械研究所，北京 100029；3.苏州皇家整体住宅系统股份有限公司，江苏 苏州 215105）

为了倡导低碳建筑、绿色建筑的理念，来提升人居环境的品质，营造健康的人居环境。通过对三种不同类型的房屋建筑形式，进行了感官评价和POMS心境状态评价。研究表明，人们在不同天气环境状态下处于不同房屋类型环境中，对于原木结构和胶合木结构的房屋的舒适性评价、安静评价、温暖感评价均很大程度的优于钢混结构房屋。POMS量表对于积极情绪变量，人们处于原木结构和胶合木结构房屋时，体现出的心境状态优于钢混结构房屋，其中人们处于胶合木结构房屋时的心境状态稍微优于原木结构房屋。对于消极情绪变量，人们处于钢混结构房屋时会出现不良的心境状态，显著的高于原木结构和胶合木结构房屋。

木结构；居适环境；感官评价；POMS

现今社会的趋势是倡导低碳建筑、绿色建筑理念，而现代木结构建筑对于碳排放量、减少对资源、环境的负荷和影响等方面都有着重要的作用，是符合上述建设理念的建筑形式[1-3]。现代木结构建筑因其设计灵活、节能保温、居住舒适等优势特性，而且用途广泛、贴近自然成为世界各地盛行的住宅建筑形式及低层商业建筑和公共建筑常采用的结构。现代木结构建筑不仅给国家创造巨大的经济效益，改善居住环境，而且对全球应对气候变化和能源危机作出贡献[4]。

木质材料作为公认的生态环境材料自古以来与人朝夕相处，同时具备了居住者满意的使用性和其他材料无法比拟的为环境特性，其自身属性会对环境条件或状态发生作用[5]。而且，木结构建筑营造的木质环境只有通过人们活动才有意义，一定要考虑到人与环境之间的心理互动关系。健康人居环境的营造一定要从居住者心理健康和身心健康要求的角度来考虑，使居住者的生活环境尽量满足健康、舒适、安全、生态、环保的要求，来全面提升人居环境品质，与自然环境相融合，以达到永续性居住为目标。所以，木结构建筑具有其他建筑无法比拟的优势——有利于促进人体心理生理健康和营造温馨舒适的人居环境[6]。

因此，本研究为了定量表达、评价木结构建筑引起人们感官、心理情感的变化，对不同建筑房屋类型进行了感性意象调查，及POMS心境状态的评价测量。通过人们视觉以及心理活动对不同建筑房屋类型产生的综合印象和理性认识是十分必要的，为今后木结构建筑的设计和应用等提供了理论支撑和参考依据。

1 实验方法

1.1 实验材料

本实验分别对原木结构、胶合木结构和钢混结构三种建筑房屋类型进行调查研究及评价分析。

1.2 参与者

调查问卷要求参与被调查人员的年龄要满18岁并且有一定的经济能力及家庭相关的财政决策能力，身体健康，没有任何疾病。参与被调查人员为随机抽取的有专业背景或无专业背景的20人，20人全部为中国人（男女各半），平均年龄27.15岁，参与者均是自愿行为。被试者分别在不同结构类型的建筑（原木屋、胶合木屋、钢混屋）中随意走动或休息。

1.3 感观评价

基于SD法（语意差别量表），将选取的3对感性语意心理量词汇（舒适-不舒适、安静-焦躁、温暖-冰冷）制成评价尺度为7级（+3～-3），评价级差为1的评价量表。被试者需要在每一种建筑环境当中去感受体会，并根据自己的主观感觉来评价。

1.4 POMS量表

采用Grove编制，祝蓓里教授1994年修订的简式POMS心境状态量表（Prof i le of Mood State，简称POMS）[7-8]，调查人们在不同建筑环境中的心境状态。被试者需要在每一种建筑环境当中去感受体会，并根据自己的主观感觉来评价。

2 结果与分析

2.1 木结构建筑居适环境的感观评价

图1是人们对不同房屋类型的感官评价。从图1-a“舒适-不舒适”的感官评价中可以看出，当人们在不同天气环境状态下处于不同房屋类型环境中，对于原木结构和胶合木结构的房屋，感觉特性表现出非常舒适的状态。这可能是由于人们在不同的房屋中可以用视觉、触觉、嗅觉、听觉等综合感觉去感受评价房屋环境。由于木质材料本身的优良环境特性有利于人体健康和美化环境，例如，木材表面的颜色、光泽、纹理和密度变化的综合结果影响着木材表面视觉的效果、影响着人类的心理生理量参数[9-10]。而且，在阴天和雨天状态下，胶合木结构房屋的舒适性要优于原木结构房屋；在晴天状态下，原木结构房屋的舒适性稍微优于胶合木结构房屋；3种天气状态下，两种木结构房屋的舒适性均很大程度的优于钢混结构房屋。因为，木材具有较强的各向异性，从而表现出柔和的、丝绸般表面的效果；木材纹理构造的涨落普和人体生理节律的涨落普的存在形式一致[11]，而且具有某种程度平行性的木材生长轮构成的木材纹理，会给人以“整洁”、“舒畅”的感觉[12]。

图1 人们对不同房屋类型的感官评价Fig.1 Sensory evaluation on different building types

从图1-b“安静-焦躁”的感官评价中可以看出，不同天气状态下，人们处于原木结构和胶合木结构的房屋环境中，对于感觉特性都给出了非常安静的评价。而且，在阴天和雨天状态下，胶合木结构房屋环境的安静评价要优于原木结构房屋；在晴天状态下，原木结构房屋的安全评价稍微优于胶合木结构房屋；3种天气状态下，对于两种木结构房屋环境的安静评价都很大程度的优于钢混结构房屋。这可能是木质环境的优越性对人体机能具有一定的调节性，由于人的情绪和情感是在大脑皮层调节下整个神经系统协同活动的结果，在观察不同房屋类型构造的环境时，人们的情绪和情感发生会伴随着一系列机体的心理生理变化[13]。

从图1-c“温暖-冰冷”的感官评价中可以看出，不同天气状态下，人们处于原木结构和胶合木结构的房屋环境中，对于感觉特性都给出了非常温暖的评价。而且，在阴天和雨天状态下，胶合木结构房屋的温暖感要稍微优于原木结构房屋；在晴天状态下，原木结构房屋的温暖感评价稍微优于胶合木结构房屋；三种天气状态下，对于两种木结构房屋的温暖感评价很大程度上好于钢混结构房屋。这可能是由于木材纹理和颜色变化在感知温暖时发挥了强大作用[10]；木材的颜色多为暖色，这是木材能带给人温暖感的原因[14-17]；而且，木材具有调温调湿的性能，以及木结构房屋墙体构造的节能保温性能。

虽然两种木结构房屋给人的感官评价都明显的优于钢混结构，但是在晴天状态下，表现出原木结构房屋的感官评价要稍微优于胶合木结构房屋。这可能是因为气候对人的健康和情绪有不可忽视的影响，在阴天和雨天状态下可能会使人情绪低落，而胶合木结构房屋的木框架墙体起到了一定的作用，它内饰有着木质材料本身的花纹图案，而且木框架墙体还具有保温作用。这样比较来说，胶合木结构房屋比木结构房屋在墙体热工性能上占有优势。

2.2 木结构建筑居适环境的心境状态评价

POMS量表的数据处理以平均数±标准差表示各分量表得分，对数据进行描述性统计、均值比较、方差分析、多重比较。3种天气情况下不同房屋类型的POMS变量平均数见表1。

POMS的各分量表通过方差分析发现在性别、天气、房屋类型上均存在显著差异，其中精力、自尊感、TMD在不同性别之间表现出的差异相当显著（P＜0.001）；紧张、慌乱两个因子在不同天气下存在显著差异（P＜0.05）；POMS量表的每个因子得分在不同房屋类型上都表现出了显著的差异性。

表1 3种天气情况下不同房屋类型的POMS变量平均数（M±SD）Table 1 POMS variables mean values of different type structure buildings at three kinds of weather conditions (M±SD)

表2 不同房屋类型对心境状态的影响比较†Table 2 Effects of different type structure of building on mood states

表2是不同房屋类型与POMS量表中因素之间的多重比较。结果显示对于紧张因素，原木结构得分相当显著低于钢混结构的房屋（P＜0.01），胶合木结构得分非常显著的低于钢混结构的房屋（P＜0.001）。对于愤怒因素，原木结构得分相当显著低于钢混结构的房屋（P＜0.01），胶合木结构得分显著低于砖混结构的房屋（P＜0.05）。对于疲劳因素，原木结构得分非常显著低于钢混结构的房屋（P＜0.001），胶合木结构得分非常显著小于钢混结构的房屋（P＜0.001）。对于抑郁因素，原木木结构得分相当显著低于钢混结构的房屋（P＜0.01），胶合木结构得分相当显著低于钢混结构的房屋（P＜0.01）对于慌乱因素，原木结构得分相当显著低于钢混结构的房屋（P＜0.01），胶合木结构得分相当显著低于钢混结构的房屋（p＜0.01）。对于精力因素，原木结构得分相当显著高于钢混结构的房屋（p＜0.01），胶合木结构得分非常显著高于钢混结构的房屋（p＜0.001）。对于自尊感因素，原木结构得分非常显著高于钢混的房屋（p＜0.001），胶合木结构得分非常显著高于钢混结构的房屋（p＜0.001）。对于TMD总分，原木结构得分非常显著低于钢混结构的房屋（p＜0.001），胶合木结构得分非常显著低于钢混结构的房屋（p＜0.001）。

从POMS测试结果的多重比较中可以看出，对于积极情绪变量（精力、自尊感），人们处于原木结构和胶合木结构房屋时，体现出的心境状态优于钢混结构房屋，其中人们处于胶合木结构房屋时的心境状态稍微优于原木结构房屋。对于消极情绪变量（紧张、愤怒、疲劳、抑郁、慌乱），人们处于钢混结构房屋时会出现不良的心境状态，这种程度显著的高于原木结构和胶合木结构房屋。

通过研究表明，木结构建筑房屋的居适环境能够让人消除一些不良的心境，保持良好的心境状态。虽然人们长时间的居住生活、工作在钢筋混凝土构造的房屋中，看似已经适应了这样的生活环境，但是，人们承受着各种压力在钢筋混凝土的环境之下却无法放松精神。而木结构建筑可以调节情绪、缓解工作压力、陶冶情操，让人从身体健康到精神上都能得到良好的归宿。所以，木结构建筑不但能满足审美需求、体现文化内涵，而且可以节能减排、居住环境还有利于人的健康，同时进一步提高了人居环境的品质，实现了人文、社会、自然环境效益的和谐统一。

3 结 论

通过对不同房屋类型环境的感官评价和心境状态评价，得到以下结论：

（1）人们在不同天气环境状态下处于不同房屋类型环境中，对于原木结构和胶合木结构的房屋的舒适性评价、安静评价、温暖感评价均很大程度的优于钢混结构房屋。

（2）在阴天和雨天状态下，胶合木结构房屋的舒适性评价、安静评价、温暖感评价要优于原木结构房屋；在晴天状态下，原木结构房屋的舒适性评价、安静评价、温暖感评价稍微优于胶合木结构房屋。

（3）对于积极情绪变量（精力、自尊感），人们处于原木结构和胶合木结构房屋时，体现出的心境状态优于钢混结构房屋，其中人们处于胶合木结构房屋时的心境状态稍微优于原木结构房屋。对于消极情绪变量（紧张、愤怒、疲劳、抑郁、慌乱），人们处于钢混结构房屋时会出现不良的心境状态，这种程度显著的高于原木结构和胶合木结构房屋。

（4）为开创绿色、健康、永续的居住环境更应该利用人们对木质材料等天然生物质材料的利用以及情感的动力功能和心理、生理机能的变化，来促进现代木结构建筑在实际生活中的应用。

[1] 费本华.木结构建筑学[M].北京:中国林业出版社,2011.

[2] 费本华,王 戈,任海青,等.我国发展木结构建筑房屋的前景分析[J].木材工业,2002,16(5):6-9.

[3] 王晓欢,费本华,赵荣军,等.木结构建筑节能发展与研究现状[J].建筑节能, 2008,205(36):24-28.

[4] 王晓欢.轻型木结构住宅节能与墙体传热研究[M].北京：中国林业科学研究院，2009.

[5] 宋莎莎,费本华,王 戈,等.木结构建筑与现代人居环境[J].林产工业,2012, 39(5):17-21.

[6] Sakuragawas S, Miyazaki Y, Kaneko T, et al. Inf l uence of wood wall panels on physiological and psychological responses [J].Journal of Wood Science, 2005,51(2):136-140.

[7] Grove J R, Prapavessis H. Preliminary evidence for the reliability and validity of an abbreviated prof i le of mood state [J].International Journal of Sport Psychology, 1992, 23(2):93-109.

[8] 祝蓓里.POMS量表及简式中国常模简介[J].天津体育学报，1995,10(1):35-37.

[9] 增田稔.木材のイメージに与える色彩および光沢の影響[J].材料,1985,34(383):972-977.

[10] Masuda M. Visual characteristics of wood and the psychological image[J]. Journal of Wood Science,1992,38(12):1075-1081.

[11] 赵广杰.木材构造和生物节律的1/f型涨落谱[J].木材工业,1997,11(6):22-25.

[12] 增田稔.木材の視覚特性とイメージ[J].木材学会誌,1992,38(12):1075-1081.

[13] 宋莎莎.木材细胞堆砌构造图案的分形表征与情感表达[M].北京：北京林业大学，2011.

[14] 周先雁,李旌豪,张仲凤.我国现代木结构桥梁的发展现状及前景分析[J].中南林业科技大学学报,2011,31(4):125-130.

[15] 覃银辉,刘文吉,蒋 华,等.光纤光栅传感器应用于土木工程检测的实验研究[J].中南林业科技大学学报,2011,31(8):157-162.

[16] 谢佳利,亢新刚,孔 雷,等.2020年我国的木材需求预测[J].中南林业科技大学学报,2011,31(12):154-158.

[17] 刘一星,李 坚,王矛棣.木材表面视觉环境学特性分析（Ⅰ）——木材表面视觉物理量与视觉心理量的关系[J].木材工业,1995,9(2):14-17.

Perception and evaluation on livability environment of wooden structure building

SONG Sha-sha1, WANG Xue-hua1, YANG Feng1, WANG Xiao-huan2, FEI Ben-hua1, NI Jun3
(1. International Center for Bamboo and Rattan, Beijing 100102, China; 2. Beijing Forestry Machinery Research Institute of State Forestry Administration, Beijing 100029, China; 3. Suzhou Crown Homes CO. LTD, Suzhou 215105, Jiangsu, China)

It is needed to promote the quality of the living environment, and create a healthy living environment through advocating the concept of the low carbon building and green building. With three different types of building construction form, the sensory evaluation and POMS mood states were evaluated. The studying results show that the comfort evaluation, quiet evaluation, warmth sense evaluation of log structure and glued laminated wood structure building were greatly superior to the reinforced concrete structure building in different weather conditions and different building type environments; with the prof i le of mood state (POMS), the positive emotion variable values indicate that the mood states of people in log structure and glued laminated wood structure building were superior to that their in the reinforced concrete structure building, and people’s mood states in glued laminated wood structure building were a little better than that in log structure building; In terms of the negative emotions variables, they had the bad mood states in the reinforced concrete structure building and the bad mood states were signif i cantly higher in comparison of log structure and glued laminated wood structure building.

wood structure; livability environment; sensory evaluation; prof i le of mood state (POMS)

S772

A

1673-923X(2014)01-0116-04

2013-11-15

“十二五”国家科技支撑计划项目“功能性竹（藤）基新材料制造技术研究”(2012BAD23G00)；“十二五”国家科技支撑课题“竹木结构示范房屋设计、建造与评价”(2012BAD23B0105)；苏州吴中创新创业领军人才专项（WC201107）

宋莎莎（1980-），女，助理研究员，博士，研究方向：木质结构工程材料；E-mail：songrui_1688@126.com

费本华（1964-），男，研究员，博士生导师，主要从事木材科学研究

[本文编校：吴 毅]