健康建筑
——木材回归自然健康之路
2020-02-01谢南希
谢南希,曾就职于加拿大驻上海总领事馆,任政治新闻处官员,具有丰富的双边政经合作经验。现任加拿大木业政府合作总监,十年以来一直致力于开展现代木结构建筑技术的政府合作工作。曾组织过包括上海市、江苏省、浙江省、湖北省、四川省、重庆市等多地的政府合作项目,并与这些地区的相关政府部门、行业协会、建筑学会等机构共同参与编纂了多地的木结构建筑技术发展研究报告。
近 20 年来,随着全球一体化、人口流动增加、国际贸易和旅游业的快速发展,生态环境遭到破坏,严重地威胁着人类的健康。从非典到新冠疫情,让大家开始反思健康生活方式的重要性。健康生活与建筑有着密不可分的关系,健康建筑不仅能满足建筑功能的要求,还能促进居住者的身心健康,提高生活质量。
健康建筑在国外的定义如何?欧洲以及北美地区普遍将健康建筑定义为“既不影响使用者的健康,也不对环境造成不利影响的建筑物”。聚焦木材与木结构建筑技术在健康建筑领域的应用,通过分享国外经验,解析木材这种天然环保的建筑材料如何创造更健康的生活环境。
健康建筑中所指的健康概念除了普遍认知的身体健康外,还包括心理健康和社会健康。心理健康包括思考、感受以及应对日常生活;社会健康包括人与人之间的互动以及人与周围环境的互动。因此健康的建筑物不仅要消除对健康的负面影响,还应具备对身体健康(如精巧布局、使用楼梯、净化空气)、心理健康(如有休息和放松的地方,还有美观、视觉刺激)和社会健康(有聚会功能,可以促进合作、学习的地方)都有利的功能。在健康建筑科学领域,使用木材对人的生理、心理和社会生产力所产生的积极影响是不容小觑的。
从木材本身的材料特性来说,作为一种多孔材料,其具有天然隔热的效果,且具有吸湿性,可以缓冲房间内部的相对湿度。研究表明,木材的这一特点可以降低室内对温度调节的要求。当环境相对湿度较高时,木材细胞吸收空气中的水分子,结合过程中会发生放热反应。反之,当环境相对湿度较低时,木材会释放水分发生吸热反应,从而导致木材表面温度变化且维持在一固定温度区间,这一机制可以为建筑的整体能源平衡做出积极贡献。由于挥发性有机化合物(VOC)的排放强烈依赖于温度和相对湿度,因此,气候条件的变化,如木材材料在水分缓冲和相关潜热交换过程中发生的变化,可能会影响 VOC 的排放。
加拿大铁杉家具
针对木材污染物排放的相关文献表明,几乎所有建筑材料在使用过程中都会排放化合物,其中也包含木材。随着氧化,虽然木材会排放 VOC 包含甲醇、戊烷、戊醛、己醛等物质,但相较于其他材料,木材相关排放量是较低的。2007 年,英国一次针对不同防腐剂处理的木材相关研究表明,经过处理的木材排放物对室内空气质量的影响几乎可以忽略不计。在排放测试延长到 65 d 后,木材中的防腐剂对室内空气质量几乎未造成影响。
实际上,木材所释放的 VOC 对人体生理和心理还能产生积极作用。例如喜马拉雅雪松(Cedrus deodara)的主要挥发性成分为 B-月桂烯、D- 柠檬烯和蒎烯。闻到喜玛拉雅雪松的挥发性成分后,被研究对象的血氧饱和度会升高,收缩压、舒张压以及心率均降低。由此可看出,木材中天然挥发成分对健康有潜在的好处。
松树等软木之所以能散发出一种令人愉悦的松木气味,是由于一种叫 α- 蒎烯的化合物,具有多种有益作用,包括抗菌、抗炎和抗氧化等特性。许多消费者之所以更倾向于选择实木制品就在于其天然的木材气味,如 α- 蒎烯的镇静作用、杉木油的抗焦虑作用等。经心电图测试和大脑 CT 扫描显示,松木精油可以降低试验小组成员的交感神经系统刺激水平,达到镇静作用。
加拿大针对木材在健康建筑中的应用做过大量的科学论证,研究发现,室内木材的视觉感官可以显著降低使用者的压力水平。反之,不好的室内设计则会引起血压和心率上升、弱化免疫系统、造成烦躁的情绪以及缺乏专注力,使整体健康状况和工作表现降低。
加拿大西部红柏
木结构建筑室内环境
加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)大卫菲尔博士发表论文称,木材对于居住者具有多种生理和心理健康益处。① 降低血压,心率和压力水平;② 提高专注力;③ 改善情绪和增强自我表达能力;④ 更好的创造力;⑤ 加速康复;⑥ 减少疼痛感。这些优点可适用于医院、养老院、康复中心等地方。由于患者受身体机能所限,无法亲身接触到大自然,而木材这一天然材料,能够在一定程度上弥补这一空白,利于患者康复,为老年人提供一个温暖舒适的修养环境。木材无论是作为建筑材料,还是室内装饰或者家居配件,均可应用于各种建筑物当中,对使用者的健康起到潜移默化的积极影响。
在教育类建筑里,木村可有效降低学生以及教育工作者的感知压力和心率。实际数据显示,实木教学环境能有效缓解青少年、儿童在应激环境下所产生的多种疾病包括焦虑症、抑郁症、肥胖以及代谢综合征。
在医疗类建筑里,木材所营造出“温暖”的感觉有别于冰冷的住院环境。可以提高老年人活动水平、互动频率和心理健康,从而提高老年人的生活质量,有效降低老年痴呆风险。
在办公室环境里,木材的颜色和质地会让人产生“温暖”“舒适”和“放松”的感觉。人们对木材的反应在很大程度上是非常积极的,能够有效提供工作人员的专注力、创造力和办公效率。
通过重新思考建筑与健康的关系,融入自然材料—木材,将原本冰冷的建筑物变成健康生活的一部分。虽然木结构建筑在我国目前还是起步阶段,面临着一些挑战,如规范标准的建立、行业技能的加强,但随着木结构的优点被越来越多的人认可,正涌现出一大批融合东方文化和美学的优秀项目。木材的温暖以及贴近自然的美可以为人类的居所、工作环境、学习环境提供积极的身心引导,为健康建筑的发展做出不可或缺的贡献。