木結構住宅建筑的人居環境評價

國際竹藤中心  作者：宋莎莎,費本華,王曉歡

 0 前言

        現今，人居環境的舒適性、健康性、宜居性引起人們的普遍關注，所以要重視改善和優化人類所居住的環境，促進節能降耗、保護環境、實現可持續發展，對于促進綠色、生態建筑發展具有重要作用［1］。木結構建筑在全世界范圍內以其綠色環保性、可循環性、生態性等突出的優勢得到了廣泛的發展。雖然我國城市化的腳步正在全面加快，但是木結構建筑還沒有被大多數人們所接受，人們只是對木材有一些基本的認識，對木材的環境學優良特性的了解和認知相對甚少。引自《建筑中文網》

        所以，在木結構建筑的建造過程中，可對材料和環境性能采用綜合評價的方法，在評價過程中一定要結合生態和人文環境的評價，分析整個木結構建筑物各個環節中比較重要的性能對全社會的能耗和環境的影響，解析木結構建筑涉及人的心理生理環境和社會生活方面的問題，使建筑設計師、施工者、居住者能夠清楚地了解木結構項目各環節的能耗和環境性能的影響。

        1 建筑環境性能評價概述

        20 世紀60 年代末美國提出環境影響評價EIA( Environmental Impact Assessment) ，標志著環境影響評價制度的正式建立，也是建筑環境科學、系統評價的開端。在此基礎上，許多國家也相繼推出了綠色建筑和建筑環境評價體系。如1990 年英國開發了第一個綜合建筑環境性能評價體系———建筑環境評價法BREEAM ( Building Research EstablishmentEnvironmental Assessment Method) ; 1998 年美國推出了綠色建筑評估體系LEED( Leadership in Energyand Environmental Design) ; 而后加拿大開發的綠色建筑評價體系GB Tool ( Green Building AssessmentTool) 能夠適用于許多不同的國家; 21 世紀初期日本開發了綠色建筑評價體系CASBEE( ComprehensiveAssessment System for Building Environmental) ，是亞洲首個綠色建筑評價體系，對于我國有很大的借鑒意義［2-5］。

        近些年，我國關于綠色建筑評價的研究有很大發展。1979 年正式建立了環境影響評價制度; 而后國家以及科研機構、設計單位頒布和出臺的《綠色生態住宅小區建設要點與技術導則》、《中國生態住宅技術評估手冊》、《綠色奧運建筑評價體系》等都為我國的綠色生態建筑評價工作提供了依據和理論指導。在2006 年我國又先后推出了綠色建筑評價標準、中國綠色建筑評估體系、生態住宅環境標志認證技術標準，說明建筑環境性能相關的評價研究在我國得到了迅速發展［6］。相關部門和研究學者對健康住宅建筑技術的要點進行了系統的分析和總結，也對建筑環境性能、生態住宅的評價方法和內容進行了研究。進一步用模糊數學的方法、三角白化權函數的灰色系統評價方法對住宅環境以及整體健康性能進行了分析評價［7-8］。隨著我國評估體系的日益發展，加強對城市住區中住宅環境評估方法的研究，通過歸納總結、調查走訪、對比分析、實證應用等與多學科工具的應用，來提高對評估體系的指導作用［9］。對于住宅室內人居生態環境質量評價指標體系的研究，借鑒了國內外綠色建筑評估體系的相關內容，結合我國的國情和住宅產業發展現狀，通過專家咨詢法確定了各級指標，建立了全面、合理的“住宅室內人居生態環境質量指標體系”［10］。

        國內外專家學者進一步研究證實，基于生命周期評價方法( LCA，Life Cycle Analysis) 能夠較為系統的、定量的評價整個建筑工程對環境的影響以及分析整個建筑物各個環節的能耗和綜合環境影響［11-12］。例如，以新西蘭奧克蘭大學住宅為研究對象，在其使用周期的基礎上對建筑物能量耗費的體現和運行，以及全壽命周期成本等進行了生命周期評價分析［13］; 而后有學者對木結構住宅建筑材料進行了全生命周期分析，對于木建筑原材料從采集、生產到運輸比較了整個周期的總能量和主要排放，相比之下原木資源的采伐和木建筑原材料的運輸具有最小的環境影響［14］。以上評價體系的研究從比較層面、整體層面以及整體的建筑框架三個層次都得到了系統全面的結論［15］，這樣有助于建筑評估體系的建立和研究以及優化建筑設計，推進建設項目的管理，推進社會的可持續發展。

        國外學者早在20 世紀六七十年代就開始了對建筑與人的行為關系進行了研究［16］; 回顧總結了前人發表于環境心理學期刊的關于人與物理環境之間關系的文獻，強調經驗研究領域通過實驗室和使用日趨多元化的方法，對于環境設計應該通過使用后評價來科學系統的進行研究［17］。相關機構對建筑性能也開展了可測量指標的研究，發展了一整套POE 的技術手段，出版了具有影響力的著作，這些都為使用后評價( POE，Post-Occupancy Evaluation)的研究奠定了基礎。

        早期，使用后評價被定義為是對居住者的使用和設計環境的有效性的檢測和評估［18］。Preiser［19］在《Post-Occupancy Evaluation》一書中對使用后評價進行了詳細解釋，強調在建筑使用一段時間之后，對建筑進行系統的評價程序，要關注建筑使用者的需求、建筑及環境的性能和實際使用情況，為將來的建筑規劃設計提供理論基礎和依據。有學者回顧了使用后評價的發展、結構和程序，同時作為一種環境運行方法去評價所有類型建筑物環境，并強調POE 對建筑來說是一種分析工具和鑒定、評價系統［20-21］。闡述了使用后評價、視覺質量規劃和評價的起源，描述了他們轉變為建筑性能和視覺質量評估系統的進展，討論了這個領域發展的可行性、成本效益和利益［22］。

        在20 世紀70 年代末，我國學者陸續開展了建筑的物理環境、建筑與心理學以及使用后評價的相關研究工作。有學者從視覺、心理學、人體工效學等多角度探討了建筑的視覺環境和評價方面的問題［23］。并利用學科交叉的方法開展建筑環境評價方法體系、人的行為模式和使用后評價的研究，并建立了建筑環境綜合評價科學構架、建成環境主觀平價理論體系等［24-25］。進一步用訪談法展開討論，結合具體實踐對POE 實踐進行介紹，給建筑設計師提供了參考［26］。

        2 木結構建筑的人居環境影響

        從國內外可持續發展的狀態分析，木結構建筑符合可持續、綠色、生態、節能的建筑要求，能夠順應環境的人居型態。現今要結合國情來分析我國發展木結構房屋的優勢及現狀［27-28］，因此，相關高校和科研院所在國家林業局和建設部等政府部門的支持下、在企業協會的合作下加強了對木結構的研究，以期拓寬木結構建筑更廣闊的發展空間［29-30］。

        木結構建筑的建筑技術、性能和空間的藝術形象等固然重要，但是最終的目的是為人類提供活動的場所，充分體現它的功能性，所以，木結構建筑營造的木質環境只有通過人們活動才有意義，一定要考慮到人與環境之間的心理互動關系。Gutman［31］出版了《People and building》一書，主要從建筑設計與人的行為、建筑環境與社會心理學、環境對人的健康和幸福的影響、設計中行為科學的應用四個方面來闡述，并通過實際的分析和方法介紹，強調了行為科學、心理學、生理學的重要性。清華大學朱穎心［32］教授強調建筑的室內、外環境研究應從人的心理和生理角度出發，闡述分析人居健康舒適性與建筑環境的關系。

        木材是天然生態環境材料，構造的木質環境以其物理或化學的特性作用于人，會引起人們心理和生理的反映，這主要包括其室內居住環境的空氣質量品質、溫濕度以及環境的聲、光、色等的調節作用［33-36］，因此，隨著木材科學研究的不斷深入和發展，相關研究人員陸續開展了關于木質環境對人類生活、居住環境的健康性、舒適性的研究［37-40］。利用受益分析法和網絡分析法，從人的滿足度、影響度、認識度對環境影響因子進行問卷調查，結果表明，木結構住宅比混凝土住宅具有良好的居住性［41］。運用主觀評價和生理指標檢測的方法，探討了木質環境與人的自然舒適感的關系，結論認為無論是精神層面還是生理層面，木質環境均能營造對人有利的自然舒適的環境［42-43］。一些研究結果也表明，木材以及木質環境的視覺刺激及感知，對人體的生理影響和變化起到積極的作用［44-45］。

        3 木結構住宅的人居環境評價

        木結構建筑是人們工作、生活的行為方式與心理、生理的反映，因此，木結構建筑應該是以人為中心的一個綜合的空間環境、一個小的生態系統，要充分體現木結構建筑、環境、人三者之間的和諧發展( 圖1) 。所以，與木結構建筑有關的周圍一切事物的綜合，構成了木結構建筑環境，其中構成木結構建筑環境的各個因素指標就成為木結構建筑的環境影響因子。這里面主要的評價指標因素包括地理位置、交通、材料的選擇、能源的利用、生態環境因素、室內、外環境質量因素( 溫度、濕度、光、空氣、水等) 、人為因素( 人類活動的影響) 、健康宜居性、服務與管理、創新技術等。