木结构住宅建筑的人居环境评价

国际竹藤中心  作者：宋莎莎,费本华,王晓欢

 0 前言

        现今，人居环境的舒适性、健康性、宜居性引起人们的普遍关注，所以要重视改善和优化人类所居住的环境，促进节能降耗、保护环境、实现可持续发展，对于促进绿色、生态建筑发展具有重要作用［1］。木结构建筑在全世界范围内以其绿色环保性、可循环性、生态性等突出的优势得到了广泛的发展。虽然我国城市化的脚步正在全面加快，但是木结构建筑还没有被大多数人们所接受，人们只是对木材有一些基本的认识，对木材的环境学优良特性的了解和认知相对甚少。引自《建筑中文网》

        所以，在木结构建筑的建造过程中，可对材料和环境性能采用综合评价的方法，在评价过程中一定要结合生态和人文环境的评价，分析整个木结构建筑物各个环节中比较重要的性能对全社会的能耗和环境的影响，解析木结构建筑涉及人的心理生理环境和社会生活方面的问题，使建筑设计师、施工者、居住者能够清楚地了解木结构项目各环节的能耗和环境性能的影响。

        1 建筑环境性能评价概述

        20 世纪60 年代末美国提出环境影响评价EIA( Environmental Impact Assessment) ，标志着环境影响评价制度的正式建立，也是建筑环境科学、系统评价的开端。在此基础上，许多国家也相继推出了绿色建筑和建筑环境评价体系。如1990 年英国开发了第一个综合建筑环境性能评价体系———建筑环境评价法BREEAM ( Building Research EstablishmentEnvironmental Assessment Method) ; 1998 年美国推出了绿色建筑评估体系LEED( Leadership in Energyand Environmental Design) ; 而后加拿大开发的绿色建筑评价体系GB Tool ( Green Building AssessmentTool) 能够适用于许多不同的国家; 21 世纪初期日本开发了绿色建筑评价体系CASBEE( ComprehensiveAssessment System for Building Environmental) ，是亚洲首个绿色建筑评价体系，对于我国有很大的借鉴意义［2-5］。

        近些年，我国关于绿色建筑评价的研究有很大发展。1979 年正式建立了环境影响评价制度; 而后国家以及科研机构、设计单位颁布和出台的《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》、《中国生态住宅技术评估手册》、《绿色奥运建筑评价体系》等都为我国的绿色生态建筑评价工作提供了依据和理论指导。在2006 年我国又先后推出了绿色建筑评价标准、中国绿色建筑评估体系、生态住宅环境标志认证技术标准，说明建筑环境性能相关的评价研究在我国得到了迅速发展［6］。相关部门和研究学者对健康住宅建筑技术的要点进行了系统的分析和总结，也对建筑环境性能、生态住宅的评价方法和内容进行了研究。进一步用模糊数学的方法、三角白化权函数的灰色系统评价方法对住宅环境以及整体健康性能进行了分析评价［7-8］。随着我国评估体系的日益发展，加强对城市住区中住宅环境评估方法的研究，通过归纳总结、调查走访、对比分析、实证应用等与多学科工具的应用，来提高对评估体系的指导作用［9］。对于住宅室内人居生态环境质量评价指标体系的研究，借鉴了国内外绿色建筑评估体系的相关内容，结合我国的国情和住宅产业发展现状，通过专家咨询法确定了各级指标，建立了全面、合理的“住宅室内人居生态环境质量指标体系”［10］。

        国内外专家学者进一步研究证实，基于生命周期评价方法( LCA，Life Cycle Analysis) 能够较为系统的、定量的评价整个建筑工程对环境的影响以及分析整个建筑物各个环节的能耗和综合环境影响［11-12］。例如，以新西兰奥克兰大学住宅为研究对象，在其使用周期的基础上对建筑物能量耗费的体现和运行，以及全寿命周期成本等进行了生命周期评价分析［13］; 而后有学者对木结构住宅建筑材料进行了全生命周期分析，对于木建筑原材料从采集、生产到运输比较了整个周期的总能量和主要排放，相比之下原木资源的采伐和木建筑原材料的运输具有最小的环境影响［14］。以上评价体系的研究从比较层面、整体层面以及整体的建筑框架三个层次都得到了系统全面的结论［15］，这样有助于建筑评估体系的建立和研究以及优化建筑设计，推进建设项目的管理，推进社会的可持续发展。

        国外学者早在20 世纪六七十年代就开始了对建筑与人的行为关系进行了研究［16］; 回顾总结了前人发表于环境心理学期刊的关于人与物理环境之间关系的文献，强调经验研究领域通过实验室和使用日趋多元化的方法，对于环境设计应该通过使用后评价来科学系统的进行研究［17］。相关机构对建筑性能也开展了可测量指标的研究，发展了一整套POE 的技术手段，出版了具有影响力的著作，这些都为使用后评价( POE，Post-Occupancy Evaluation)的研究奠定了基础。

        早期，使用后评价被定义为是对居住者的使用和设计环境的有效性的检测和评估［18］。Preiser［19］在《Post-Occupancy Evaluation》一书中对使用后评价进行了详细解释，强调在建筑使用一段时间之后，对建筑进行系统的评价程序，要关注建筑使用者的需求、建筑及环境的性能和实际使用情况，为将来的建筑规划设计提供理论基础和依据。有学者回顾了使用后评价的发展、结构和程序，同时作为一种环境运行方法去评价所有类型建筑物环境，并强调POE 对建筑来说是一种分析工具和鉴定、评价系统［20-21］。阐述了使用后评价、视觉质量规划和评价的起源，描述了他们转变为建筑性能和视觉质量评估系统的进展，讨论了这个领域发展的可行性、成本效益和利益［22］。

        在20 世纪70 年代末，我国学者陆续开展了建筑的物理环境、建筑与心理学以及使用后评价的相关研究工作。有学者从视觉、心理学、人体工效学等多角度探讨了建筑的视觉环境和评价方面的问题［23］。并利用学科交叉的方法开展建筑环境评价方法体系、人的行为模式和使用后评价的研究，并建立了建筑环境综合评价科学构架、建成环境主观平价理论体系等［24-25］。进一步用访谈法展开讨论，结合具体实践对POE 实践进行介绍，给建筑设计师提供了参考［26］。

        2 木结构建筑的人居环境影响

        从国内外可持续发展的状态分析，木结构建筑符合可持续、绿色、生态、节能的建筑要求，能够顺应环境的人居型态。现今要结合国情来分析我国发展木结构房屋的优势及现状［27-28］，因此，相关高校和科研院所在国家林业局和建设部等政府部门的支持下、在企业协会的合作下加强了对木结构的研究，以期拓宽木结构建筑更广阔的发展空间［29-30］。

        木结构建筑的建筑技术、性能和空间的艺术形象等固然重要，但是最终的目的是为人类提供活动的场所，充分体现它的功能性，所以，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。Gutman［31］出版了《People and building》一书，主要从建筑设计与人的行为、建筑环境与社会心理学、环境对人的健康和幸福的影响、设计中行为科学的应用四个方面来阐述，并通过实际的分析和方法介绍，强调了行为科学、心理学、生理学的重要性。清华大学朱颖心［32］教授强调建筑的室内、外环境研究应从人的心理和生理角度出发，阐述分析人居健康舒适性与建筑环境的关系。

        木材是天然生态环境材料，构造的木质环境以其物理或化学的特性作用于人，会引起人们心理和生理的反映，这主要包括其室内居住环境的空气质量品质、温湿度以及环境的声、光、色等的调节作用［33-36］，因此，随着木材科学研究的不断深入和发展，相关研究人员陆续开展了关于木质环境对人类生活、居住环境的健康性、舒适性的研究［37-40］。利用受益分析法和网络分析法，从人的满足度、影响度、认识度对环境影响因子进行问卷调查，结果表明，木结构住宅比混凝土住宅具有良好的居住性［41］。运用主观评价和生理指标检测的方法，探讨了木质环境与人的自然舒适感的关系，结论认为无论是精神层面还是生理层面，木质环境均能营造对人有利的自然舒适的环境［42-43］。一些研究结果也表明，木材以及木质环境的视觉刺激及感知，对人体的生理影响和变化起到积极的作用［44-45］。

        3 木结构住宅的人居环境评价

        木结构建筑是人们工作、生活的行为方式与心理、生理的反映，因此，木结构建筑应该是以人为中心的一个综合的空间环境、一个小的生态系统，要充分体现木结构建筑、环境、人三者之间的和谐发展( 图1) 。所以，与木结构建筑有关的周围一切事物的综合，构成了木结构建筑环境，其中构成木结构建筑环境的各个因素指标就成为木结构建筑的环境影响因子。这里面主要的评价指标因素包括地理位置、交通、材料的选择、能源的利用、生态环境因素、室内、外环境质量因素( 温度、湿度、光、空气、水等) 、人为因素( 人类活动的影响) 、健康宜居性、服务与管理、创新技术等。