摘要 通過對環(huán)境狀況、資源狀況及市場前景進行分析，研究了木質護壁板產品設計研發(fā)的條件;通過進一步探究木質護壁板研發(fā)中可能遇到的問題點，明確了木質護壁板產品的研發(fā)方向。

關鍵詞 木質護壁板;研發(fā)條件;研發(fā)方向

中圖分類號 S784 "文獻標識碼 A "文章編號 0517-6611（2014）32-11368-02

Condition and Direction of the Wooden Wainscot Product Design and Development

YI Xin， XIE Yanjun， WANG Qingwen， YU Shen*

（Material Science and Engineering College， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract Wooden wainscot product research and development conditions turn clear by analyzing environmental conditions， resource states， and market prospect. Meanwhile， wooden wainscot product research and development direction can be identified by studying the potential issues in the research and development of wooden wainscot products.

Key words Wooden; Wainscot; Development conditions; Development direction

調查研究表明，利用木材尤其是速生林木材開發(fā)一種既有價格優(yōu)勢又具有較高裝飾性和安全性的內墻護壁板產品是可行的也是必要的[1]。設計開發(fā)一種木質護壁板產品并將其推廣應用，對于減少和控制室內裝飾裝修中的污染有積極意義。然而在產品設計研發(fā)之初對研發(fā)條件和研發(fā)方向進行分析是必要的。為此，筆者對木質護壁板產品設計研發(fā)的條件與方向進行了分析，旨在為速生材的有效利用及人類生活質量的提高提供參考。

1 "護壁板產品設計研發(fā)的條件

1.1 環(huán)境有待進一步改善

隨著自然環(huán)境污染越來越嚴重，大氣污染、水污染、固體廢棄物污染、噪聲污染、光化學污染及全球氣候變暖等都嚴重威脅到人類安全。“減少能源消耗”、“降低碳排放”、“節(jié)能減排”等成為近年的熱議話題[2-3]。例如，“低碳生活，綠色裝修”等已成為人們倡導的新生活方式。有不少所謂的“環(huán)保人士”認為，木材的使用是以砍伐樹木和犧牲大自然的綠色為代價的，因此保護環(huán)境要從拒絕使用木制品開始。

事實上，人類的生存和發(fā)展離不開對資源的使用。研究表明，在制備鋼材、混凝土和木材（密度為0.50 g/cm3的人工干燥木材）的過程中，所耗用的能源分別是2.66×105、4 800和3 210 MJ/m3，制備這些材料所排放的碳素分別為5 300、120和100 kg/m3（圖1）[4]。并且，與鋼筋、玻璃、瓷磚、瓦片、塑料等材料相比，木材作為大自然贈予人類的一種天然材料，不需要經過冶煉、燒制、提煉或者熔化，其生產過程不消耗能源或者僅消耗少量能源。同時，木材也不會因為自身使用壽命的終結而給自然環(huán)境帶來不可挽回的污染。因此，人們應該更好地使用木材和木制品，拋棄木材并非對自然環(huán)境的保護，把木材（或者木炭）作為冶煉和制造金屬、玻璃等其他替代材料的燃料才是對木材資源

注：圖中所示木材為密度為0.50 g/cm3的人工干燥木材。

圖1 不同建材制造過程中的能耗與碳排量

的極大浪費。把木材這種固態(tài)的碳素通過燃燒變成氣態(tài)的二氧化碳排放到大氣中，才是真正地破壞環(huán)境。相反，如果把木材制成產品用于建筑和室內裝飾中，木材中的碳素就會以固態(tài)的形式在地球上多保存幾十年甚至上百年，從而起到對地球的保護和對溫室氣體的治理作用。因此，以木材為原料開發(fā)護墻板產品，并以其替代瓷磚、玻璃、金屬制品等高耗能的護墻產品，具有十分重要的意義。

與所有生物相同，樹木是有壽命的，過熟林不僅降低其生態(tài)效益而且其樹木最終會走向死亡，因此森林的適時更新是更科學的保護措施。森林尤其是人工林的合理采伐和有效利用不僅因產生可觀的經濟效益而深受林農歡迎，而且有利于推動造林的發(fā)展，蘇北地區(qū)楊樹產業(yè)的發(fā)展就是很好的例證?？梢?，科學地利用木材乃是保護森林發(fā)展林業(yè)的正確道路。

此外，需進一步改善的“環(huán)境”除了上述人類賴以生存和發(fā)展的“大自然環(huán)境”之外，還應包含家居生活的“微環(huán)境”。在該研究中，筆者對護壁板產品研發(fā)與室內微環(huán)境改善之間的關系研究不作詳細介紹。

1.2 速生材函待高效利用

據(jù)2014年2月公布的第8次全國森林資源清查報告顯示，我國森林覆蓋率為21.63%，約為全球平均森林覆蓋率的三分之二[5-6]，我國是一個名符其實的缺林國家。我國目前未受侵擾原始森林僅占國內森林資源總量的2%，可見天然林資源嚴重匱乏。我國天然林面積雖較第7次森林資源清查時增加了215萬hm2，但依然處于較低水平，我國天然林資源依然處于非常危險的境地。由于天然林的生態(tài)效益十分重要，木材工業(yè)的發(fā)展已經不能著眼于天然林，而應著眼于人工林。近年來我國人工林蓄積量快速增長，森林采伐繼續(xù)向人工林轉移。第8次全國森林資源清查結果顯示，我國人工林面積為6 933萬hm2，與第7次全國森林資源清查結果相比增加了764萬hm2，人工林面積仍居世界首位[7]。

在人工造林的過程中，速生樹種因生長迅速、成才比較快和輪伐期短而受重視，如楊樹、松樹、柳樹、桉樹、泡桐等，這些速生樹種成材之后制成的木材被稱為“速生木材”或“速生材”。也正因為速生樹種生長迅速，速生材通常具有密度低重量輕、孔隙較大強度低、材質疏松易加工、色澤淺便于涂飾的特點，速生材的這些特點既是缺點也是優(yōu)點，但多數(shù)時候被認為是導致其不便于利用的缺點。用速生材制備的物品往往強度較低，即便有的速生木材可用于制造家具，但高檔家具通常也與速生材無緣。不僅如此，隨著人們對家具制品和其他木制品需求的增加，大量的人造板材料被用來代替實木，這誠然是對木材的綜合利用，但也正是由于速生材或次生林木材難以高效利用帶來的直接后果[8]。大量的人工林和速生林得不到合理有效的利用，對森林的持續(xù)發(fā)展是有害的，同時對家居環(huán)境和人們的生活品質的提升都是無益的。因此，需提高速生林的利用效率，充分發(fā)揮速生林資源的作用。

1.3 護壁板普及化的需要

內墻護壁板的使用范圍十分廣泛，可以說家家戶戶都離不開護壁板。護壁板可用于保護墻體，更是一種功能材料，能改變室內空間的屬性和特點，使得室內空間可滿足人們各具特色的需求。通過調查[1]，了解到不同材料制備的內墻護壁板具有不同的特點，其中以木材制備的護壁板具有多方面的優(yōu)勢。例如，利用木質護壁板天然具有的裝飾性，不僅可將其用于普通室內墻面，還可專門用作電視背景、沙發(fā)背景、床頭背景、酒店大堂壁面、餐廳包間和走廊的裝飾墻裙等;利用木質護壁板的隔熱性能和熱傳導較弱的性能，可將其用于公共澡堂、家庭浴室、汗蒸房或桑拿房等場合。但長期以來以名貴木材制造的木質護壁板一直為某一部分收入水平較高者使用，收入水平較低的消費者逐漸對該種價格高昂的木制品疏遠，因此需要開發(fā)一種更利于普及的木質內墻護壁板。

速生木材具有的以下幾方面特性最適于制造利于普及的內墻護壁板：首先，以速生木材制造內墻護壁板可在原材料上降低成本，使產品的價格較名貴木材制品達到一個適中的水平，使普通消費者能夠以較低的成本使用它。其次，速生木材內墻護壁板的生產過程和安裝過程分離，工廠化生產使室內沒有粉塵和刺激性氣味的產生，消費者樂于接受;而且，速生木材內墻護壁板的加工過程和安裝過程都不需要使用水和水泥，不會像濕法施工那樣需要在施工完成后仔細清理室內的污水和垃圾，對資源的使用和環(huán)境的污染都更小;再次，速生木材內墻護壁板的安裝過程采用干法施工，其生產和安裝速度較快，安裝完畢即可入住，墻面既沒有陳化和干燥固化的需要也沒有釋放有機揮發(fā)物的可能，有利于盡早入住而易于普及;最后，速生木材內墻護壁板產品不必使用膠粘劑，因而產品本身沒有甲醛釋放，對居住者無毒無害，從健康角度而言應該對其推廣普及。

2 護壁板產品設計研發(fā)的方向

護壁板產品設計研發(fā)方向探尋的實質是對護壁板使用過程中可能遇到的問題的探尋。明確護壁板產品設計研發(fā)中存在的問題點才能夠找到創(chuàng)新的機會點，才能夠設計開發(fā)出具有競爭優(yōu)勢的產品。深入探究護墻板設計研發(fā)的規(guī)律可從以下3個角度進行。

2.1 構建宜居環(huán)境

當人們置身于一定的空間中時，身體的各感覺器官就會自動判斷在這個空間中是否舒適。有時人們可以很迅速地察覺到居住環(huán)境中存在的問題，如刺鼻的氣味或者過于強烈的光線等。而當這些處于居住環(huán)境中的刺激并不很強烈，甚至當這種刺激在釋放時微弱到并不能被人輕易察覺時，則有可能成為一種隱藏的危害。居住空間對人的影響通常是持續(xù)的，當居住空間中存在看似微弱但實質有害的物質時，在漫長的時間里也會對人的身體造成傷害。最典型的例子是劣質材料中緩慢釋放出的有機揮發(fā)物甲醛等。人們都希望使居住環(huán)境更舒適、更安全，雖然家居環(huán)境是否舒適會受居住者的個人文化背景、生活習慣、職業(yè)特點和年齡大小等的影響，但對大多數(shù)人來說，一定的室內居住環(huán)境是否舒適終究不是由某個人的喜好決定的。

對家居環(huán)境進行全面綜合的評價，明確適宜居住的家居環(huán)境的基本要素和基本指標是需要進一步研究的內容。要構建一個適合居住的家居環(huán)境，就必然需要了解適宜居住的家居環(huán)境所具有的特點和性質，需要明確可用于描述家居環(huán)境的舒適程度的指標，必要時還需要將這些能用以描述家居環(huán)境舒適程度的指標進行量化，以便將這些指標用于衡量家居環(huán)境的優(yōu)劣。

2.2 回避速生材制品的缺陷

速生樹種能夠快速生長并在相對較短的時間內成為可被人類使用的“速生材”，是速生材的一大優(yōu)勢，但同時也存在一些不可回避的缺點：密度低強度小、材質疏松不能作為結構材使用;通常顏色較淺視覺效果不佳等。在利用速生材的問題上，傳統(tǒng)的方法是將速生材進行物理或者化學改性，這些方法雖然可有效去除速生材具有的缺陷，卻存在消耗能源和造成原材料損失以及帶來二次

污染的問題。近年來我國學者開始關注一種可以避免二次污染的新方法——生物酶處理的方法對速生材進行改性[9]，但國內相關研究

進展還比較緩慢，這也是一直以來速生木材沒有得到有效開發(fā)利用從而使這一產量大、數(shù)量多、成材快的木材資源利用效率較低的重要原因。

開發(fā)速生木材內墻護壁板產品就需要利用產品結構設