时间:2023-03-22 17:43:43
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇生态设计论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
童装的“内生态”设计主要体现在从儿童的生理、心理特点入手,强化童装的科学性、舒适性、健康性,使童装设计能有效满足儿童的生理发育需求,营造出儿童与服装间舒适的“内部气候”。童装的穿着主体是儿童,其与普通成人装相比有明显的年龄特征。根据儿童成长阶段的不同,童装可划分为婴儿服装(穿对象为0~1岁婴儿)、幼儿服装(穿着对象为1~3岁幼儿)、小童服装(穿着对象为4~6岁学龄期儿童)、中童服装(穿着对象为7~12岁少年儿童)、大童服装(穿着对象以13~16、17岁大童为主)。受到儿童生理和心理发育因素的制约,不同年龄段的儿童服装具有不同的特点和侧重点。因此,设计师在进行童装结构设计、色彩设计和造型设计时不能一概而论,要充分考虑不同阶段儿童的体型特点与发育、行为特点,体现童装的“内生态”,从而更好地促进儿童的健康成长。以婴儿服装为例,0~1岁婴儿皮肤娇嫩敏感,排泄次数多,婴儿服在设计上要方便穿脱,在面料上选择棉、羊毛等具有良好柔软性与吸湿性、透气性的材质,在色彩上以白色、米色等柔和的浅色调为主,避免使用艳度或纯度太高的颜色,以免刺激婴儿尚未发育完全的视觉神经系统。对于幼儿服来说,由于1~3岁幼儿已经有一定的户外活动能力,好奇心强,幼儿服不但要穿脱方便,还要耐洗耐磨,要考虑服装安全性与卫生性,在设计时尽量减少绒球、纽扣、别针、流苏、装饰珠球等容易脱落的小附件,以免这些附件被幼儿误食或对幼儿造成不必要的伤害。对于小童服来说,由于儿童在4~6岁已经达到学龄,求知欲强,处于智力快速增长期,这一时期的服装在设计上应该突出儿童可爱、阳光的特点,尽可能采用鲜艳活泼的颜色,并配以具有趣味性或益智性的图案装饰,寓教于穿,尽量避免使用灰暗阴冷的颜色或恐怖暴力的图案,以免对儿童的心理造成不良影响。对于7~12岁中童的服装来说,由于这一时期儿童运动量大,并且开始出现明显的男女体型差异,因此,男、女童服装要有良好吸湿性、透气性与耐脏耐磨性,并且设计师应有意识地突出男、女童的性别特征,以培养儿童正确的性别意识与个性气质。
2.童装的“外生态”设计
由于童装穿着主体的特殊性,儿童服装使用周期短、损耗率高、资源浪费率高。童装的“外生态”设计主要指从童装的设计工艺与材料特点出发,通过减法设计、二次设计、延伸型设计等设计方法,有效提高童装的使用效率与使用周期,强化童装的功能性与环境兼容性,从而保护生态环境,减少污染与资源浪费。据笔者调查,市面上的许多童装为了追求款式的新颖美观,大量使用印花、珠片、烫钻、植绒、布贴刺绣、玻璃纱等设计元素,在设计时过量堆砌,对材料与资源过度支用,使童装出现“设计过度”的问题。另外,传统童装印花过程中使用的油墨、胶浆、厚板浆等化学染料中携带的有毒有害物质不但给消费者的健康安全带来危害,还给生态环境造成负面影响。因此,设计师在童装设计的过程中,要强化责任意识,充分考虑童装的成本与环境属性,简化设计,节约材料,不滥用面料以及印花、绣花等服装工艺,尽量少用绒球、金属拉链、绳带等容易给儿童带来安全隐患的装饰部件。此外,设计师可以通过解构、重组、拼接等设计手法,积极采用可调试型设计、多用型设计和可拆卸设计,改善童装的原有造型结构,提高童装的利用率与使用周期,减少童装废弃物对环境的影响。如图1为笔者以生态理念为灵感设计的童装系列。在设计时,笔者以6~8岁儿童为穿着对象,在遵循儿童体格发育规律的基础上,采用双领口、双袖子、双腰头的可调节设计。随着身体的成长,儿童在穿着时可以根据自己的体型选择需要的领口与袖子,并根据身体围度调节服装的长短、松紧,选择适合自己的着装方式。这样既提高了穿着舒适性,又延长了童装产品的使用寿命,减少了对环境资源的浪费。
3.童装“内外生态”的共生发展
“内外生态”意味着更科学、更健康、更环保、更可持续。童装的生态设计基于“儿童—童装—环境”的整体关系,主张内外共生的可持续发展。因此,童装的生态设计不但要考虑儿童的生理特性与内在需求,还要注重童装产品的环境属性,实现儿童服装与内外环境的协调发展。儿童皮肤娇嫩,设计师在选择材料时,应尽可能使用温和、无毒、环保的天然纤维材料和新型生态无害面料,如天然有机棉面料、中草药提取抗菌面料、营养纤维面料等;在面料加工过程中,充分利用天然可再生资源,采用植物印染、草木染色等手法,减少化学染料的毒性和污染物处理的负担;在童装产品的设计过程中,设计师要主动引入可持续设计思维,有效结合减法设计、延伸型设计、可调节型设计、可拆卸设计、益智性设计等多种设计方法,积极开发童装设计的新工艺、新材料、新思路,使童装的文化性与生态多样性得以融合,从而更好地促进儿童的成长与环境的永续发展。
随着现代工业的发展,环境污染和破坏所带来的生态问题也越来越严重。环境保护是当前人们急需要加强的。环境艺术设计师在设计的时候,就要使理念不断的回归自然,通过一些自然化的手段,使人们在生产、生活的时候,能够很好的联系到自然,从而使得心灵上面的放松。在艺术上,要强调室内环境的设计,从而使得其创意和功能能够达到和自然和谐处理的效果。很多设计师在设计的时候,运用一些花草来点缀室内环境,从而使得室内环境的提升。在材料的选择方面,应该以环境保护为核心,强调自然的理念,从而使得室内的人文环境和自然环境能够给你更好的集合。
2.生态文明观对室内环境设计的具体指导
运用生态的建筑模式来营造一个良好的室内环境。营造一个舒适、健康的室内环境,首先需要有一个科学、良好的外部生态构架。工程建筑模式,要跟根据工程所在地的环境特点,从而运用科学的生态观运用先进的科学手段,合理的安排建筑以及周边的环境关系,运用一个科学的技术手段,合理的对现建筑以及周边的生态环境进行进行安排,使得建筑和周围的环境良好的结合,使得人与自然环境能够很好的良性循环。目前我国建筑模式的特点主要是:使用非粘土的砖体,使得人类在生产活动的时候减少对土壤的破坏,利用新型的材料,从而减轻工程的自重,隔音、隔热小朵,利用双层的玻璃来减少噪音的传播,同时也起到了很好的保护的作用,利用新型的太阳能,从而实现可再生资源的利用,减少生活垃圾的产生。生态建筑模式应该为室内施工环境创造一个良好的条件,在进行装修的时候,要充分的利用这些条件,从而能够更好的营造一个舒适的室内坏境,这就使得在进行室内装修的时候,减少了装修的时候对环境的破坏。通过简单的造型,减省的材料,来构建一个舒适的室内环境,在当今社会,文明一直大力的倡导简约的、健康的、可持续发展的室内环境设计理念。就室内设计而言,不论在国际还是在国内,简约注意一直都是贯穿室内装修的整个过程,究其原因,简节的造型不仅仅不容易导致审美疲劳的产生,还能够最大限度的满足人们的审美需要,简约的室内装修风格,不仅仅蕴含着生态文明的精神,而这个精神和现在社会注意的旋律则是相辅相成的,利用自然的建筑自身的朝向通过玻璃采取自然光线,保持空气的流通,充分利用建筑自身的条件,使得热传递效应使得室内的温差比较合理,从而营造一个和自然相互接近的物理环境,而在室内的装饰运用,应该用适当的绿色植物进行装饰。从而使得室内的空气更加清晰,增加自然的气息。在装饰材料的选择方面,尽量使得生态环境的材料,以使得室内的环境更加有利于人类的健康。在选择具有化学成分的材料的时候,要使用正规厂家生产的符合国家标准的材料,尽量使得室内的环境的污染降低到最低,在设计的时候要注重对资源的节约和资源的二次利用,使用可循环利用的材料和产品,开发和使用可以循环可利用的材料和家具,通过水的循环利用,从而使得生活废水的减少,从而节约水资源的利用。合适的运用照明、通风设备,以便能够使用资源能够更好的循环利用。利用太阳能、风能以及其他的可再生资源,从而使得室内环境的更加清晰。室内环境的污染,主要来自于装饰材料,在装修的时候,如果使用不合适的材料会使得污染更加的严重。比如:现在的装饰材料,往往包装都比较好,而包装材料的丢弃会照成严重的环境污染,因此,在装饰在购买的时候,需要尽可能的使用包装简单的材料,以减少装饰垃圾对环境的污染,在使用一些比较奢华的视觉效果的材料时,总是喜欢采用一些比较昂贵的材料,而这些材料在运输的时候,需要使用运输工具,这样既增加了能源的消耗,也增加了环境的污染,因此,在进行设计和施工的时候,尽量使用当地的材料,从而减少运输过程中对环境的影响。
3.生态文明观对室外景观环境设计的具体指导
合理的利用土地资源,从而进行生态、自然环境的设计。绿地是现在城市的肺,不仅仅能够给居民提供自然的空间,同时也能够对城市的小环境起到一个调节的作用,从而对整个城市的环境起到了一个重要的作用。再以混凝土为主的现在城市中,一些可以提供城市休闲的绿色环境,可以营造一个良好舒适的城市环境,在涉及到一些景观设计的时候,应该尽量运用各种植物、水等等各种景观,要保证景观的空间有足够的绿地系统,从而凸显现在设计中的自然生态景观,从而满足人们亲近的自然景观,在景观的设计者,应该尊重设计区域内的环境,自然资源的和谐相处,要有效的利用现在的自然条件,避免大规模的工程改造,以避免自然资源对现在社会生活环境的破坏。在景观的设计中,要很好的利用当地的地形、水土和植被情况,避免对自然的大规模的破坏,避免对当地的气候和生物链的破坏,从而减少对生态环境的影响,而现在景观设计的主要目的就是为了使得人类能够更好的近亲自然,了解自然,从而达到人与自然的和谐、协调的发展,从而避免认为对自然的破坏。因此,根据生态环境的建设,文明在进行设计的时候,应该充分考虑整体的山水格局的连续性,很好的保护和恢复湿地系统,从而使得城市的绿色体系能够很好的结合。在当地的生态文明景观建设的是,应该在不破坏城市绿色系统的时候,适当增加人文景观,以使得人文景观能够更好的满足当前使用者的需求。在景观设计的时候,应该重视植物的多样性,从而使得其能够更好的和本土的生产服务功能结合。从生态学的角度看,过于单一的植物环境,在进行人工绿化时,为了使其绿地系统能够更好的服务人们的生活需求和审美,所以在景观设计的时候更需要注意物种的多样化和物种的本土化,一方面要使用物种的多样化,利用物种的多样性,其相互作用来改善生态环境,另一方面,物种多样化要能适应本土的生态环境,以避免或者过多的购买植物进行绿地设计,尽量利用本土的物品和当地的植被,一能够更好的适合当地的环境,避免购买和移植异地的植被而照成生产困难的问题,同时也要预防好异地植被对当地植被的生物链的破坏。在进行景观设计的过程中,应该避免一些体积过大、耗能过多的景观,从而减少成本的使用。在现在景观设计者,不应该追求那些华而不实的、功能消耗过多的情况,避免片面的追求那些华而不实的、设计消耗巨大的那些情况。因为选择比较多、人流量比较少,使得许多设计的景观设计会出现闲置的状态,这种华而不实的设计,不仅仅会造成土地资源的浪费,而且也对水电的消耗浪费也非常的大,这个和现在社会的生态文明建设相背的,在进行现代景观设计的时候有脚踏实地的以人文服务为基础,才能够使得现在社会的景观设计更加服务于现在社会,使得人文景观更好的服务于人。
2生态建筑观在建筑设计中的表现形态
2.1节约资源
生态观建筑设计能够在提高建筑质量的同时,对自然条件和各类资源进行充分利用,保证资源的合理利用,降低了能源消耗。比如保温隔热系统能够节省资源,在建造过程中使用可再生建筑材料等。
2.2健康无害
生态设计必须是健康无害的,给人们以清洁、舒适的居住环境,比如选择较好的朝向,合理布局室内空间以及健康无害的装饰材料等。
2.3充分利用自然资源和可再生资源
生态建筑观能够充分利用自然环境,尽可能保证当地生态和气候的平衡。适当改善周围绿地景观。生态建筑设计减少了对不可再生资源的依赖,如石油、煤炭等,反而,大量开发和使用可再生资源,如太阳能、风能、生物能等。建筑设计可以结合不同的光照设计建筑朝向,还可以利用太阳光和通风来达到节省耗能的措施。比如利用太阳能进行冬季取暖、夏季降温等。
2.4与环境相协调
生态建筑需尊重自然、尊重生态。在设计过程中要充分考虑好建筑、环境、经济、人四者之间的关系。重视选址,处理好与新、旧建筑之间的矛盾。设计过程中从实际出发,因地制宜,突出生态环境和自然风光的优美性。
3生态建筑设计的原则
3.1效率最优原则
生态建筑就是要结合生态学原理和建筑学原理,在遵循生态平衡的原则上满足人们对建筑功能的需要。在设计的过程中要对室内外空间要素进行组合,对物质和能源进行合理配置,对能量进行有序循环和转换,然后实现低能高效,保证建筑的生态型。
3.2健康和谐原则
健康主要是指生态建筑对于居住者的身心健康。生态建筑除了在温度、湿度、日照、通风条件上满足人们的基本生理需求,还需要从健康性出发,减少有害物质对人身体健康的伤害。在心理方面,保证居住者心情愉悦、开朗,尽可能保证居民的安全性和隐私性,形成开放和隐秘相结合的和谐环境。健康还指对建筑和自然之间的正确处理。建筑建设需要保证整个生态环境的健康,减少对自然生态环境的破坏,减少废弃物的污染,减少对气候的改变,形成一个健康的大环境。
4生态建筑观在建筑设计中的应用
4.1建筑环境的规划
生态建筑需要注重当地自然环境和人为环境,建筑环境受到自然环境、社会环境、政治环境等因素的影响。建筑环境的规划需要和这些环境相适应,使建筑和周围环境能够融为一体。建筑环境进行规划需要建立在生态学的基础之上,调节生态系统之间的关系,保护自然资源和生态环境不受到破坏,使人和自然能够平衡、和谐发展。还要保证当地自然环境和人文相融相合,形成一个统一有机整体。
4.2生态建筑方案设计
生态建筑方案设计时首先遵循可持续发展原则,尊重自然和保护自然的多样性。生态建筑和普通建设方案设计方式有很大区别。很多生态建筑采用概念性设计,能够凭借建筑设计师的理论知识和实践经验处理好建筑、环境、经济效益之间的关系,保证建筑方案具有创新性。生态建筑方案设计首先要遵循从实际出发的原则,把握与新、旧建筑之间的关系,突出自然风光。建筑的发展使得建筑不可避免的受到时尚审美趣味的影响,而影响最为深刻的则是建筑形态。生态建筑方案设计中的形态设计就是建筑的艺术造型。很多生态建筑注重视觉效果,注重外部形态,能够让人们感受到建筑带来的愉悦感和美感。但是注重形态设计并不是说外部形态设计感要超越使用性,建筑形态不管怎样创新都不能影响其居住功能,不能影响其内部空间的实用性。建筑外部形态还要与自然环境相融合,否则会造成不良的第一印象。如果融合恰当,则会让起到内涵深蕴、赏心悦目的效果。作为生态建筑设计师,一定要研究建筑形态和自然形态之间的关系,使两者形成一个整体。
4.3建筑技术节能化
节能化是指生态建筑能够降低空间布置和物质能源使用上的消耗,保持建筑物结构简单、建设和使用能耗低、维护费用低等。节能化具体表现是减少对不可再生资源的使用,增加对可再生资源的利用。现代科技发展,各种新技术、新材料层出不穷,很大程度上保证了建筑设计的生态性充分使用太阳能可再生资源,使用太阳能热水器为生态建筑提供热能,使用太阳能电池为居住用户提供无污染、无噪音、干净、健康的电能,使用太阳能集热器收集热量,转化成储存能量;利用风能、谁能等天然清洁的能源实现供冷。除了利用可再生资源来节能,还可以采用节能型材料进行节能。比如使用吸热玻璃、热反射玻璃等,组成复合构造形式,满足生态建筑的保温和采光要求;采用挤塑板、聚苯板或涂刷保温材料等给建筑外墙进行保温;使用复合墙体或者加厚废渣做成的轻质砌块等建设内墙,增加保温功能,加长建筑寿命;使用绿色植物作为阻挡视线的屏障,形成绿色环保空间分隔;使用绿色墙或者树木代替墙壁、梁柱,使建筑和景观融为一体。
2绿色建筑理念下的不同生态校园的分区设计
在进行校园建筑的设计和规划时,我国普遍将校园用地从功能上划分为教学文化区、学生生活区、体育运动区、生态休闲区、行政办公区以及教职工住宅区等六部分,在不同的功能分区内,生态校园建筑设计所用的方法也不尽相同。本文重点对教学文化区、学生生活区和体育运动区的建筑设计做出了阐述。
2.1教学文化区
教学文化区是学校建筑设计的主体区域,这一部分的建筑设计包括教学楼、图书馆、实验室训楼等。教学区是校区的核心区域,应该以中轴线形态设计成庄严宏伟的风格,以突显整个学校的风貌。在设计时还应该注意主轴线上的空间层次感和组织序列性。主轴线两边的建筑设计应该具有灵活性和变化性。从而使整个教学区的建筑设计庄重而灵活,严谨而又富于变化。河南工业大学的建筑就是这样呈对称分布的。学校正对门是中心广场,极具标志性的图书馆位于广场之后,左右分别为理科、文科教学团组以及各学院专业实验室。建筑物之间空间较大,搭配草地、花卉、树木,这样的布局既给人以庄严之感,又显得开阔、幽静,符合以人为本的理念。
2.2学生生活区
在绿色建筑理念指导下建筑设计的生态校园中,学生生活区是由宿舍楼、后勤管理中心、学校医院和服务性建筑组成的。在进行生活区内的设计时,可以开辟林间空地用来供学生休息,在空地中设计绿地、花坛、走廊、座椅等。选择生活区的花草树木时,应该选择具有不同季相、色相变化的植物,丰富生活区内的景观。为了体现设计的舒适化和人性化,要在生活区内设立活动场所。学生宿舍应该设立单独卫生间,宿舍楼内设立自习室、阅览室、接待室、洗衣房等。该区域的建筑设计应该采用智能楼宇管理系统,以方便学生的日常生活。另外,为了体现绿色建筑理念,所有的宿舍楼应该在每一间宿舍的屋面铺设多晶硅光伏板,通过这样的手段可以很好地实现对太阳能的利用,从而实现节约能源、保护环境的目的。
2.3体育运动区
体育运动区是学生活动的重要场所,是生态校园建筑设计中必不可少的重要组成部分。尤其是在现阶段国家大力倡导全面推进素质教育、促进学生健康成长的背景下,体育运动区的重要性更是被凸显出来。为此,在进行体育运动区的设计时,应该保证有较大的土地使用面积,根据学校的实际状况设立篮球馆、篮球场、足球场、网球场、乒乓球场、文体中心等职能区域,在该区周围可以栽种高大乔木,同时将喜阴性的灌木和花卉栽种在乔木下层,以形成一定规模的绿化带。这样的绿化带可以在一定程度上遮阳、挡风,同时还可以有效地减少噪音的扩散。体育运动区在设计中应该对照明灯管职能控制系统、观众导览系统、应急广播系统等进行有选择的使用,同时还要强化硬件建设。使体育运动区既具有现代化的气息,同时又能满足师生的审美需求。
二、旅游纪念品生态包装实施策略
当今时代背景下,若将旅游纪念品真正地推向生态化的发展道路,除了改变当前不合理的设计方式外,还须从设计观念、政策法规以及消费理念三个方面入手,才能够保障生态型的旅游纪念品包装进入市场,切实地为建设区域型文化产业服务。第一,纠正传统片面的设计观念。传统的包装设计片面地将“以人为本”理解为以满足人的审美和情感需求为根本。事实上,“以人为本”的设计观念不仅强调了设计中对人的关注,更说明了应限制破坏人类生存环境的行为和活动,而这才是“以人为本”设计观念的真谛。第二,推行有效的政策法规。国家应从宏观上通过制定有效的政策法规加以规范,以约束包装设计的市场,政策中应对包装的材料和成分作出明确的规定,为旅游纪念品的包装设计和制作提供参照的标准。第三,举办关于生态包装的设计活动。国内设计领域应定期举办以生态环保为主题的旅游纪念品设计活动,活动可征集设计领域各方面人士的设计图稿,并设立奖励机制,对于可实现的设计概念或想法,应投入资金进行生产,将其量化。第四,引导正确的消费理念。消费者的购买取向对旅游纪念品的设计风格和形式起到重要的作用。商家可通过“生态营销”的方式帮助引导消费者的消费取向,社会也应该创造条件引导和鼓励生态的消费理念,把节约能源和资源作为理想生活方式所追求的目标。除此之外,包装设计自身也可唤起或者启发消费者的环保愿望。
2生态建筑住宅的设计理论
当前,各个国家的生态住宅都处于发展初期,站在可持续发展的角度来看,发展生态建筑将是未来建筑行业发展的主要趋势。建筑行业作为国家的重要产业,住宅建筑得到了快速的发展,如果不能适时引入生态建筑这一概念,对住区环境保护和住宅节能问题进行解决,将会对环境、经济、社会造成严重的影响。生态住宅的设计指的是对建筑技术科学、建筑学、人工环境学、生态学等学科进行综合利用,将住宅建设成一个可以为居住者提供环保、健康、舒适、高效、美观的生活生态系统。总得来说,生态住宅的设计理论主要从以下几个方面体现出来:(1)智能化的居住区,主要包含了通讯自动化、信息管理自动化、设备控制自动化、物业管理自动化、安全防护自动化、家庭智能化。(2)可以更好的节约能源、节省土地,更好的将废弃物的处理和回收工作做好。(3)在设计住宅区能源系统和物理环境时,需要对建筑能源系统、建筑单体设计、建筑规划等进行设计,此外,还要和绿化设计有机的联系起来,在设计生态建筑时,这些问题是很容易被忽略的。(4)采光和日照。在夏季热辐射和太阳光直射是对局室热环境造成影响的一个主要因素,同时也是对住户心理感受造成影响的一个主要因素,遮阳指的是通过对建筑的悬挑外形、凹凸变化进行改变,使建筑接受到的阳光热辐射和直射量减少的一种措施,在设计时,最好可以根据当地的气候条件和地理环境进行计算,然后通过准确的计算,了解建筑内部单体住宅和住区建筑布局之间的关系,从而对建筑的遮阳、日照等进行采光分析,查看是否达到了遮阳和日照的要求。(5)污染和噪声的防治。住宅设计要对噪音的预防系统进行规划,将主要交通干线和住区格局,避免主要交通的噪音传递过来,此外要控制好污染问题,如果建筑内部的空气质量不好,一般和室外空气污染情况有直接的联系,而通过合理有效的调整建筑周围的气流流动情况,可以对室内空气的质量进行改善,在初期设计时。技术人员要进行现场的测试和调研,查看噪音和污染是否在标准范围以内,在不能达到要求时,要采取必要的补措施。
3在住宅设计中对生态建筑理论的应用
3.1设计住宅区风环境
在对建筑物进行布局的时候,如果建筑物的布局缺乏合理性,会使住宅区部分环境中的气候恶化,再生风环境问题和风环境问题在设计时是不能忽视的,但是,由于在预测室外风环境时,缺乏合理有效的手段,在规划建筑区的时候,经常会将设计重心放在建筑的美观设计、平面功能的布置以及空间的使用方面,很少会对密度比较集中的高层建筑气流流动对人体造成的影响,即使考虑也只是根据个人的经验来进行考虑的。而在实际的居住过程中,一个良好的风环境指的是在风速比较大的时候,在不会对人们正常行走造成影响的基础上,可以使室内保持良好的通风环境,从这个方面来看,在进行规划设计时,只是简单的设计风屏障的方法是不可行的,在实际的设计规划中,还需要可以得到良好的住区风环境,对小区中气流的流动情况有一个详细的了解,这是建筑师在设计时必须要做到的。
3.2设计绿化、水景和避免热岛效应出现
住宅区四周的热环境除了和气流流动有直接的联系外,还和住宅区的辐射系统有比较大的联系,在建筑材料、建筑密度、建筑布局等因素的影响下,住宅区的室外气温很容易出现热岛现象,因此对建筑进行合理的设计布局,使用美观高效的绿化形式,可以对热岛效应进行合理的控制,使人们得到良好的室内外环境。需要注意的时。进行生态住区的建设不是单纯的对绿化面积进行提升,如果只是大规模的使用草地,对自然通风、水景设施、林地等不进行考虑,是很难将绿化环境在改善室内和室外热环境方面的作用发挥出来的,而且会造成资金的浪费,在设计建设绿化系统时,除了需要对以上几个误区进行避免外,还需要将下面几个方面的工作做好:(1)在设计的过程中,要坚持以人为本的设计原则,不能只是为了设计绿色建筑而设计。(2)绿化植物和水景设置时,要进行合理的选择和搭配,并将小区的热环境设计有机的协调起来,除了可以让人进行观赏外,还需要将水和植物的热岛作用充分的发挥出来,对住区微气候的作用进行改善。
3.3自然通风
在住宅建筑中,自然通风是效果最好、经济效益最高的环境调节措施,建筑物的立面设计、平面布局、三维空间的布置等,都会对自然通风的效果造成比较大的影响,考虑到这些因素,在进行建筑设计时,要可以对空气质量问题和热舒适性问题进行解决,而且是在不增加居民投资的前提上,为居民营造一个舒适健康的居住生活环境。
3.4采光、遮阳和日照的设计
在炎热的夏季,太阳光的热辐射和直射会对居室热环境造成比较大的影响,同时也会对住户的心理感受造成比较大的影响,遮阳指的是使用悬挑、建筑外形设计、凹凸变化形成的一种建筑维护结构,使得建筑的辐射热力和接受阳光直射的时间降低,可以很好的根据具体的气候条件和地理条件,对单体住宅和建筑布局之间对应的关系、建筑群的遮阳和日照以及自然采光进行分析,检测遮阳和日照是否达到了设计要求[3]。
3.5布置结构
结构指的是外窗、外墙等结构的布置,由于体型系数的概念无法准确的将结构对建筑结构对外建筑热环境的复杂影响反映出来,由于外窗和外墙的倾角不同,不同地区的主导风向也不同,进而导致渗漏情况出现,由于外表面对流的换热系数有比较大的差距,随着时间的变化,日间太阳辐射的接收也会出现比较大的变化,而夜间背景辐射状态的差异性也很大。
3.6污染和噪音的控制与防治
住宅区需要对防噪系统进行合理的规划和设计,比如,为了避免交通干线的噪音传过来,需要将主要交通干线和住区干线隔离开来。此外,还要提高对污染控制的重视度,如果建筑物中内部的空气质量比较差,那么和室外空气的污染就有比较大的联系,通过对建筑周围的空气流动情况进行组织,进行合理地绿化,来对室内空气的品质进行改善[4]。在初期设计时,技术人员要到施工现场进行测试和调研,对当地的污染情况和噪音情况进行检查,对于不能达到要求的地区,要采取必要的补救措施,对于房屋噪音超标的情况,可以使用错开设计双层玻璃窗的方法进行预防,不仅可以有效的降低噪音,而且不会对自然通风造成比较大的影响。
2食品包装生态设计体系
食品包装生态设计的实施过程可以简单概括为“工具—技术—方法”三步。首先利用生态设计工具(生命周期评价)及其相应的软硬件平台,对食品包装生命周期各个阶段的环境影响(资源、能源消耗和污染物排放都会对环境和人类健康产生影响)进行分析;在此基础上,利用生态设计技术(生命周期评价技术、原材料选用技术等),按照一定方法(程序)实施生态设计。由此构建食品包装生态设计实施体系,见图1,包括软硬件平台(工具)系统、技术支撑(技术)系统和设计程序(方法)系统三大系统。
2.1食品包装生态设计软硬件平台软硬件平台系统是实施生态设计过程的基础,食品包装生产企业应构建起相应的生态设计软硬件平台系统[17],包括生态化设计管控措施、绿色材料供应链、生态化并行设计平台、LCA软件和生命周期管理制度等系统的建立。
2.1.1生态化设计管控措施系统企业为了改进产品的生态特性和降低产品成本,确保其符合具体的食品包装生态设计实施要求,应根据EUP指令的一致性评估要求,选择1种自我评估模式建立食品包装生产企业的生态设计管控措施系统。EUP指令的自我评估模式有“内部设计控制”和“环境管理体系”2种[7],企业可以任选择1种进行自我评估,以提交相关技术文件和检测结果来验证其一致性评估的真实性。欧盟要求企业主要采用自我评估的方式进行合格评定,根据其产品生态设计实施措施,对产品进行合格评定后加附CE(CONFORMITEEUROPEENNE)标签,则制造商就具有了进入欧洲市场的护照,而被认为符合EUP的生态设计要求。给产品加附CE标志是制造商或其授权代表的自觉行为,具有一系列步骤及多种合格评定程序模式。另外,也可以参照欧盟EC/1980/2000法规的《生态标签授予计划》。内部设计控制是企业(或授权代表)自检和自我申明的评定方式,是企业自我申明其产品满足生态设计要求相关条款的过程。这一过程首先是食品包装生产企业须建立食品包装生态档案(即产品清单数据)[1]。可针对生态设计要求,根据正常的使用条件以及设计用途,对食品包装产品在其整个生命周期内对环境的影响进行评估(优先考虑通过设计可以得到显著改善的因素),并建立相应的生态档案。生态档案的建立是一个庞大的工程,但也是生态化设计管控措施系统建立的关键。这对于我国食品包装企业来讲,也是实施生态设计最为困难的环节。通过生态诊断(即环境影响评价)确定其在整个生命周期过程对环境及安全卫生造成较大不利影响的因素,即确定生态设计的一般和特殊要求的参数,再根据确认的设计参数,在设计源头采取所有必要的措施,确保其生产的产品符合相应的生态设计要求,并提供技术文件证明通过了一致性评估。通过ISO14000认证是实行生态设计、生产生态产品的最基本保证,因而也可通过建立环境管理体系,确保企业具有生产符合EUP指令要求的生态产品的能力。
2.1.2生态化并行设计平台系统按照源头设计的生态设计内涵,食品包装企业必须构建满足生态设计要求的并行设计平台系统,将产品生命周期全过程的环境影响因素集成一体系统考虑,达到实施生态设计必须的人员集成、信息集成和过程集成[19],从而建立产品寿命周期中各个阶段性能的继承和约束关系以及产品各个方面属性间的关系,以追求产品在生命周期全过程中其性能最优。传统串行设计无法从设计源头控制产品在整个生命周期中对环境造成的影响,不能在设计源头一并考虑产品整个生命周期所有环境影响因素[7],不能尽早发现问题并采取所有必要措施提高产品的生态特性。
2.1.3绿色材料供应链系统食品包装有毒有害物质残留主要来源于包装材料,建立和完善绿色材料供应链系统对是实施食品包装生态设计的重要措施。实施食品包装生态设计的源头措施就是限制使用存在有害物质的原材料。近年来,我国为应对欧盟相关绿色壁垒,已建立起有关产品的绿色材料供应链,进行产品的生态设计必须以上游企业原材料的生态设计为前提,只有密切与上游企业合作关系,才能真正实施食品包装的生态设计。
2.1.4LCA软件及生命周期管理制度系统生态设计是面向全生命周期寻求减少对能源、资源的消耗和对环境的影响,需在设计阶段对食品包装生命周期全过程对能源、资源与环境的影响进行评估,以便于在设计源头找到资源环境性能最佳的设计方案。因此,LCA(lifecycleassessment)既是进行产品生态设计的重要工具(方法),也是进行生态设计的重要原则[7]。为了实现设计环境性能优良的生态产品的生态设计目标,必须运用LCA软件系统,将食品包装整个生命周期过程视为一个生态系统过程,对所有可能的环境及其安全卫生影响因素进行分析,进行系统输入与产出的综合平衡,从而寻求减少影响的方案应用于产品设计之中。LCA软件系统的建设,一方面需要引进如Boustead4.2、SimaproVer.4.0等LCA的商用软件,或自行开发LCA软件;另一方面需要建立起产品清单分析数据库,供LCA影响评价使用[20]。另外,实施生态设计企业还应建立内部的生命周期管理制度[15],对产品生命周期各阶段、生产的各环节加强管理。例如,应建立企业内部设计、原材料采购和营销等部门的紧密合作关系制度,为实施食品包装生态设计提供保障。
2.2食品包装生态设计程序
实施食品包装生态设计须满足食品包装的生态设计要求,传统食品包装设计主要考虑经济参数的设计,因而对食品包装生态设计来讲,仅是前期的产品初步设计,还需要进一步进行生态参数设计,从而设计出对环境友好又能满足功能要求的食品包装产品。食品包装生态设计的基本程序有5步,见图1。包括[9,15]根据经济参数进行初步设计,除了考虑产品的有关标准、法规及生产、成本和使用等因素外,还应按生态和卫生原则选用原材料和进行相应的结构、工艺等设计;分析生态参数建立生态档案;根据生态档案进行生态诊断及设计开发;依据生态设计的一般及特殊要求对开发方案进行再次评价、再次改进设计,直到满足生态设计要求;利用绿色成本核算技术进行绿色成本分析并评估产品的环境绩效。
2.3食品包装生态设计相关技术
实施生态设计必须利用相关的支撑技术进行生态特性评价、原材料选择、结构设计和卫生安全设计等设计开发[21]。
2.3.1生命周期评价技术根据国际环境毒物学和化学学会权威性定义,生命周期评价(LifeCycleAssessment,LCA)是一种通过对能源、原材料消耗及废物排放的鉴定及量化来评估一个产品、过程或活动对环境带来的负担的客观方法[22]。生命周期评价被ISO14000列为子系统之一,是评价从原材料采集开始,直至再循环和最终废物处置整个生命周期阶段有关的环境影响的工具,能够进行科学全面的量化计算,作为一种重要的环境分析方法对产品环境性能评价具有权威性,因而也是实施食品包装生态设计的关键支撑技术之一。LCA能对产品生命周期每个阶段的投入及排放对环境的影响进行评价,寻找出污染最严重的阶段及其生态设计参数,为设计和改进产品提供依据。目标和范围界定、数据清单分析、影响评价和结果解释等4部分组成了LCA的技术框架[19],为了避免运用LCA技术评价时的计算量大,应注意评价范围的界定、准确采集投入及排放数据和设计或选择好评价软件。
2.3.2生态材料选用技术食品包装是个系统工程,材料是基础,其生态设计强调选择生态包装材料。生态包装材料的选用原则是生态性、经济性和必要功能性的综合效益最大原则,应在保证产品功能和技术要求的前提下,综合比较,择优选择。对于食品包装材料的生态性应重点考虑:一是满足安全卫生要求。这也是生态包装材料的首要要求,有毒有害的材料及添加物应尽力避免选择或替代,或考虑材料中毒性物质的稳定性并采取措施解决其迁移和释放问题。目前食品包装材料的主体仍是塑料软包装材料(复合材料),另外包括纸、金属、玻璃和陶瓷等,其成分含量在包装的整个生命周期过程中必须满足不对人体造成危害的要求,有毒有害物质均需严格控制在限量范围内。例如,挥发性有机物(VOC)的浓度总量,铅、镉、汞和六价铬,以及氯乙烯单体、多氯联苯、偶氮等。即应满足食品包装生态设计相关特殊要求的规定。二是满足轻量化(减量化)要求[23-24]。轻量化(减量化)是实施生态设计的重要途径,能降低对资源和能源消耗并减少废弃物排放。为此,在保证实现功能和技术要求的前提下,应利用生态包装材料,以减少污染排放、资源(能源)消耗少和便于回收利用;应解决好产品与包装的合理定位,过度包装对生态无益;应采用自然、无害和节省能的材料来满足食品包装产品功能的需要;应选择科技含量高的复合材料替代传统包装材料,如采用纸塑复合材料和无菌包装技术包装如牛奶、果汁饮料等食品,其生态特性和保持食品的风味和质量方面都优于传统包装材料。三是满足可再生或可回收要求(不破坏生态和可持续原则[25]。生态设计注重不破坏生态和可持续发展,避免使用不可再生或需很长时间才能恢复的原材料;为方便回收利用,原材料尽量品种相同及可再循环。目前纸塑料复合的包装材料在食品包装中应用较多,但纸塑复合材料不易回收处理;倡导使用再循环的材料[6],降低新材料用量。
2.3.3生态结构设计技术食品包装结构设计关系包装必要功能的实现以及包装材料的用量和包装废弃后的回收等问题,对其资源环境效益有直接影响。生态结构设计技术面向节约能源(资源)的生态设计目的,是实施食品包装生态设计的重要支撑技术。(1)减量化(减少化)设计[26]。计算机技术的广泛运用为包装设计的合理化及包装整体的减量、轻型化提供了良好的技术支持。食品包装生态设计应根据食品所需要的保护性等必要功能要求进行减量化(减少化)设计(包括容器形状、结构形式、尺寸、封合方式等),尽量减少多余功能,避免过分包装和欺骗性包装,以节省材料、节约运输空间和减少废弃物的产生。欧洲包装业按照欧盟“包装与包装废弃物指令(94/62/EC)”对消费者可以接受且相对安全的最小包装质量和体积实施减量化,每年减少了50万t材料的用量[5]。食品包装在减量化(减少)设计上,可以通过去除多余功能,根据不同消费者的利益诉求设计包装体量或限制1次用量(如以1周消费为单位的包装体量)等实现包装产品的减量化,注重对包装废弃物的回收再用、再生或降解进行设计;采用轻质材料,减轻产品质量;通过减少异形结构等达到节约资源(能源)的目的,异形结构的包装在用料及印刷、印后加工等后加工方面对资源(能源)消耗更多。确需进行异形设计,也可通过尽量减少折叠线、面的数量,减少壁板等来减轻用料、印刷以及印后加工等的负荷[27]。另外,从印刷及后加工角度,分体包装盒结构设计一般会增加制版费用,后加工裁切也将增加工序,既造成了浪费,也增加了成本。采用盒体一体成型设计(如锁底式、摇盖式、姐妹式纸盒设计等),纸盒可以折叠起来,能够节约后加工、堆码、运输和储存等费用[28]。例如,在牛奶、饮料和水果等包装纸箱中,采用一体成型结构设计在印刷、堆码和销售等方面都有好处。(2)色彩适量化设计。采取简约化、“简而美”的色彩适量化装潢设计,避免有害原料成分、生产过程以及废弃物对环境造成的污染,以及有害成分向食品的迁移。包装印刷中使用的油墨、黏合剂等材料很多都含有有机溶剂等有毒有害物质,通过渗透、迁移而污染食品。统计显示[27],目前国内还没有可食用油墨,纸质食品包装材料都具有可渗透性,色彩种类越多,油墨印刷面积越大,更容易地转移到食品中而造成污染,直接对人体健康造成伤害。在食品包装生态设计中,应运用色彩适量化设计措施,避免过分装潢,减少油墨材料等的有毒有害物质对人体健康造成的潜在危害。可以在以下方面考虑色彩适量化设计[29]:一是尽量避免多色印刷设计,多采用单色或双色印刷,以节约资源、能源,降低成本,提高食品包装的环境性能;二是充分利用食品包装材料本身的色彩及文理条件,用局部色彩设计方案,适量化设计装潢图案、标识和品牌名称等必要元素,以减少油墨的使用量;三是尽力减少油墨与内装食物的接触,根据不同的情况(如即食性食品包装、包装与人的口部直接接触位置等)可以不设计色彩,或尽量减少用色。(3)节能化设计。节约能源是EUP指令的核心,减量化和可回收设计等可降低资源和能源的消耗,但更直接有效的方法是提高食品包装材料的生态特性。由于食品行业的发展,我国食品包装行业已经成为能源消费的大户,“碳足迹”的踪影贯穿食品包装材料生产到消费的全过程,“低碳包装”成为食品包装发展的必然方向。为减少CO2和有害物质排放,应选用清洁、可再生的资源(能源),同时采用各种节能技术,开展节能设计,发展节能低碳包装。天然材料的开发使用是低碳化食品包装材料的重要发展途径[30],目前在食品包装中,塑料日益成为不可缺少的材料而得到飞速发展,特别是软性的食品(药品)用复合材料发展最快。近年来,用于食品包装的塑料量占了塑料总产量的1/4左右,塑料包装产量平均年递增11%[31]。但目前大量石油基塑料对资源(能源)的消耗和造成的环境污染日益严重,且引起的食品安全问题突出。为了减少CO2等温室气体排放和保护不可再生的石油资源、减少消耗,非石油基塑料已成为目前研发的热点。利用植物秸秆等为原料得到的非石油基塑料(生物基塑料),可降低30%~50%的石油资源消耗,实现数亿吨CO2的净减排。降解型生物基塑料主要包括微生物合成、天然合成和化学合成3类,其中,化学合成的聚乳酸(PLA)由玉米、木薯、甘蔗等天然材料经微生物发酵方法得到乳酸,再经过化学合成而形成,是规模化生产最早和目前产量最大、应用最广、价格最低的合成降解塑料。聚乳酸(PLA)比聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等塑料材料的优点更突出,是最具发展潜力的新型包装材料,目前国内PLA的大型生产商产能达1万t/a[33],在食品包装领域,全降解型食品包装材料代替非降解食品包装材料在不久的将来即可实现。另外,非降解型生物基塑料虽无法降解,但其减少了不可再生资源的消耗和CO2的排放。
2.3.4卫生安全设计技术食品包装的卫生安全是指食品包装的原材料及其加工过程中使用的辅助材料(油墨、黏合剂等)中不应含有对人体有害的物质。食品包装卫生设计,一是原材料安全无毒和无挥发性物质产生,具有稳定的组织成分。应使食品的特性与材料的性能相适应,以及食品的保护条件与材料的适用条件相适应;掌握添加剂等成分向食品迁移的情况,以及食品中某些组分向包装容器渗透、被吸附等情况在流通过程中对食品的影响,以确保在包装工艺实施过程中不会产生与食品成分发生化学反应的物质和化学成分。食品包装材料中有害物质潜在的迁移值应满足总迁移和特定迁移极限的规定;二是原材料在贮藏和转移的过程中不会因气候和正常环境因素的变化而发生化学变化。被包装食品的生物、化学、物理学特性及其敏感因素(光线、氧气、温度、微生物及物理、机械力学等)决定着包装材料及包装工艺技术的选择;三是应选择环保型的油墨、黏合剂及涂料等辅助材料。美国严禁在食品包装上使用有机溶剂型油墨,而以水基型油墨取代;四是注重应用新型食品包装材料及技术。目前,一些特殊功能材料和技术成为包装材料和技术的研发重点,如防光污染包装材料、可食性包装材料、化学污染及重金属消除包装技术和纳米包装材料等在国内外已有所突破。
2.3.5清洁生产工艺技术清洁生产已经受到世界各国的高度重视,我国已将清洁生产相关内容作为重点列入了国家“十二五发展规划纲要”之中,食品包装相对于其他产品包装更需要实行清洁生产。食品包装生态设计应采用节省原材料和能源、不使用有毒原材料、减少“三废”排放等清洁生产工艺技术。实施清洁生产首先是节约能源、降低消耗,即用最少的资源投入来取得最大的经济效益。一方面应以最少的包装材料满足包装必要的功能。如简化图案设计突出功能要求,印刷工序就可以减少颜色数和墨层的厚度,节约油墨消耗;另一方面应通过提高食品包装生产设备的精度或操作人员的技术熟练程度等,以提高材料的利用率和保证产品质量,达到节约资源和减少损耗的目的。另外,应实施食品包装生产企业相关认证,这也是实现“清洁生产,节能降耗”的有效途径。实施清洁生产关键在于清洁的生产工艺过程,应通过对生产工艺流程的审计,选定最佳方案[9]。
2.3.6绿色成本核算技术食品包装生态设计通过前述生命周期评价、原材料选用和结构设计等技术提高了其产品及其制造设计方案的生态技术性能,还需要进一步进行绿色成本(效益)分析,实现生态效益与经济效益的综合平衡。绿色成本核算就是在传统成本项目基础上考虑资源环境得失后的核算[36]。联合国环境与综合经济核算体系提出,绿色成本核算应考虑资源耗减、环境保护支出和环境退化成本等3个变量。具体来看,就是在进行传统项目核算的基础上,还应核算能源资源节约等的收益,回收材料的收益,污染减少带来的生态成本节约的收益,以及材料再生、废弃处置的环保支出等。绿色成本核算可以运用基于作业的成本分析(activity-basedcosting,ABC)等方法,在综合分析食品包装生命周期全过程的成本与收益基础上,建立成本核算与评估模型,最终从经济上选择效益最佳的生态设计方案。
二、生态语境下的低碳景观设计的特征
(一)低碳景观设计
低碳景观设计是近年来才提出的新的概念。低碳,是指较低或者更低的温室气体(二氧化碳为主)排放[7]。而低碳景观设计是以低能耗、低污染为目标宗旨的绿色景观设计[8]。低碳景观作为景观学领域的新概念,其内涵也包括“低碳社会”、“低碳经济”等概念相对应的基本层面的低碳含义,那就是减少景观建设过程中的碳排放[9]。在景观的设计和施工中我们倡导节约其过程中所需的能源和减少碳的排放量,维护大自然的生态平衡、让人与之共存[10]。因此低碳景观设计也是一种可持续发展的设计理念,符合生态语境下当今社会对景观设计的要求。在生态设计理念的指导下,低碳景观设计有了长足的发展。宏观上,景观工作者本着尊重自然、可持续发展等目的,充分理解和尊重场地,让设计符合环境,充分让自然做工。微观上,低碳景观在规划、设计、施工、使用及维护的整个过程中都注重减少碳的排放,促进形成和谐发展的景观体系,这也是生态设计理念的具体体现形式。但是,低碳景观设计并不就是生态设计,它与生态设计有相类似的方面,但也有不同之处。生态设计主要针对于环境而言,主体是环境,生态设计的主要目的是减少人类活动对环境的破坏,而低碳设计可以应用于人类生活的方方面面,主体是人和人类活动。因此低碳景观设计不只是注重设计对环境的作用,也注重人的活动本身。它是研究人类和人类活动在作用于景观时所产生的碳的排放量的问题,更低的碳排放量是低碳景观设计所追求的目标。因此,从对坏境的影响上而言,低碳设计与生态设计有共同之处,但是它们的侧重点不同。生态设计更加注重目的,而低碳设计更加注重过程的低碳。生态设计更宽泛,而低碳设计注重结构的优化和细节的处理,因而更容易见效,也更容易被普通大众所理解和接受。
(二)低碳景观设计的特征
在生态设计理论的影响下,低碳景观设计体现出如下一些特征。第一,更加尊重场地,设计结合自然。在生态设计理论的指导下,低碳景观设计尽量利用场地的有利条件,协调和解决场地的不利条件甚至变不利为有利。利用场地已有条件和物质基础必定会减少景观设计和施工过程中的碳排放量。尊重场地是低碳景观设计的基本特征。结合场地的自然条件进行设计而不是“归零设计”,那种仅凭技术而无视场地现状的肆意妄为的做法是对资源的巨大浪费,我们已经付出了沉重的代价。第二,景观生态系统的动态平衡。景观生态系统包括景观与外部系统、景观内部各元素之间、景观元素内部的结构与功能之间、景观生命体与其环境之间以及人类与景观生态系统之间的生态关系都是动态平衡的关系[11]。生态系统的跨尺度性要求低碳景观设计力求平衡这些关系,并在此过程中减少碳的排放,而景观生态系统达到动态平衡之后也会达到减少碳排放的目的。第三,生态设计指导下设计生态。生态可以被设计,低碳景观设计在生态设计原则的指导下设计生态。众所周知生态系统是个很复杂的系统,它包含很多子系统,每个子系统又包涵了很丰富的内容并自成体系,因此生态系统不能被设计也很难被设计,但是设计可以发挥作用,人工设计的生态应该被纳入自然生态系统,是自然生态系统的一部分。因此在低碳景观设计过程中实际上是设计生态,是模仿自然设计生态的过程。只有如此设计出来的景观设计,在项目完成之后才能形成良好的生态循环。第四,减法设计,节约人力物力。低碳景观设计主张做减法设计,不浪费精力。不但在景观项目的方案设计初期,在项目设计和施工过程中,都秉承能少则少,节约人力物力的原则。要减少碳的排放量,只有更大程度地减少人力物力的损耗。低碳景观设计在整个过程中都注重节约人力物力,以达到更少的碳排放的目的。第五,尽量降低能源消耗,减少碳排放。低碳景观设计以尽量降低能源消耗,减少碳排放为原则。很多低碳设计打着低碳的旗号,事实上并不低碳。说低碳并不低碳的例子很多,如为了打造更好的自然效果,千里迢迢去找材料,或为了一两种植物跑几个省份。以及不珍惜资源,随意浪费能源,这些做法只注重了目的性,而忽视了过程的低碳,也不是低碳景观设计的正确做法。这也是生态设计和低碳设计最大的不同。
三、低碳景观设计的应用模式研究
低碳景观设计的应用模式的理论基础是生态学和景观生态学。基于生态设计理论的低碳景观设计目前的应用模式有以下几种。
(一)自上而下的模式与自下而上的模式
我国景观设计的现状和国外有很大区别,国外的景观设计项目一般而言要通过社区居民讨论,规划师、建筑师也要加入到景观项目的设计和施工中。而在我国则是政府行为,先立项,政府通过了之后到达主管部门,主管部门之后才进入到景观设计师手中。但是很多景观项目实际上负责人都不是景观行业从业人员,这给景观设计的具体开展带来了难度,甚至出现一个设计方案改十几次或几十次的情况。由于低碳景观设计很多时候并不是在第一时间就能够体现经济效益,在讲究效率和效益的现实条件下,低碳景观设计开展起来也困难重重。如果管理者(包括政府和相关主管部门)重视民众的声音,尊重设计师,给设计师更大的权限和空间,景观项目由自上而下的模式转变为自下而上的模式,这样才有可能给低碳景观设计带来新的局面。
(二)千层饼模式
这是一种叠加模式。设计师麦克哈格在景观设计时尊重自然,提出了强调“土地适宜性”的“千层饼模式”。千层饼模式是将影响景观设计的自然因子都列举出来,进行叠加,然后可以从叠加模式中看出垂直自然生态过程,并可据此判断出该设计与环境适不适合。到了设计阶段,将要做的设计分层进行,叠加之后成为一个完整的方案。然而该模式仅注重垂直的自然生态过程,而忽略了水平生态过程,因为设计的各要素之间不是孤立的而是相互联系相互作用的。如此势必割裂部分与整体的关系,使低碳景观设计成为形而上学的一种模式而达不到低能耗、低污染以及降低碳排放的目的。
(三)场地拼嵌模式
随着近些年来研究的深入,形成了分析景观的一个基本模式,即“斑块—廊道—基质”[12]。这是一种场地拼嵌模式,是利用景观生态学原理,将景观场地分为斑块—廊道—基质的形式,斑块-廊道-基质模型是构成景观空间结构的一个基本模式,也是描述景观空间异质性的一个基本模式。这一模式为比较和判别景观结构,分析结构与功能的关系和改变景观提供了一种通俗、简明和可操作的方式。这个模式也有缺点,有可能注重局部而忽视了整体,而且并不是每个景观场地一定包含这三个内容。就这几种模式而言,有景观设计程序上的,有方法上的,但是低碳景观设计并不是单一的或机械的使用这些模式。低碳景观设计应该以生态整体性为基本原则,灵活运用各种模式进行设计,要根据项目的实际情况选择合适的设计模式,也可以以一种模式为主,结合其他的模式进行研究或设计。
牛态工程是既古老又年轻,既通俗又深奥的一门学科。研究内容涉及到农业生态工程、生态,及生态城镇建设、节水与废水处理及利用、山区小流域治理与开发等众多领域。生态建筑作为其中的一个领域引起建筑界的高度重视,其作为一门学科诞生至今不过40多年的历史,20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗·索勒尔把生态学Ecology和建筑学Architecture两词合并成为Arcology,即生态建筑学。此后麦克哈格、吴良墉等建筑师开始了生态建筑的研究,经过几十年的探索,生态建筑在理论与实践方面取得了一定的进展。
一、我国生态建筑设计的研究现状
在20世纪80年代顾孟潮就提出了“未来的世界是生态建筑学的时代”的观点,1994年5月,中国政府颁布了《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮锄,从我国的具体国情出发提出人口、经济、社会、资源与环境协调、可持续发展的总体战略。1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议以后,我国环境保护运动日益扩大和深人,以追求人与自然和谐共处为目标的绿色革命蓬勃展开。1996年3月,中国国家环保局推出两大举措:一是实行污染物排放总量控制;二是实施“中国跨世纪绿色工程计划”—在九五期间重点治理淮河、海河、辽河等的污染。1996年国家自然科学基金委员会正式将“绿色建筑体系研究列为九五重点资助课题”,1998年又将“可持续发展的中国人居环境研究”列为重点资助项目。2000年我国颁布了《建筑节能技术政策》;2001年,建设部通过雄录色生态住宅小区建设要点与技术导贝邸首次明确提出了绿色生态小区的概念、内涵;2001年开始实行仁夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》;2001年我国第一部生态住宅评估标准《中国生态住宅技术评估手删出台,以可持续发展战略为指导,以节约资源、防污染、保护生态为主题,创造健康、舒适的居住环境,推进住宅产业的可持续发展。
二、我国生态建筑发展存在的问题
1、缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
3、缺乏生态建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
三、我国生态建筑设计的发展思路与对策
从本质上讲,生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。在实践中的生态建筑设计思路可着重从以下几个方面:
1、贯彻以人为本的人文原则。
国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求,不仅是建筑发展的最终目标,而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中,要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系,强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中,以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
2、善于因地制宜,尊重环境属性。
根据生态学的进化论,生态建筑设计包含着资源的经济利用问题,其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展,势必在有限的土地资源内展开,为了节省有限的土地,必须建立高效的空间体系,如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术建立起巨构城市,向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等,使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。生态建筑设计强调与环境具有最佳关系,对环境破坏最小,一并充分发挥环境效益。与环境互选共生、共同增长是生态建筑设计的重要原因之一。建筑的选择做到充分利用原有的地形、地貌,与周围的环境特点以及当地的地理与气候特征相适应,做到“因地制宜”。
3、增强使用者与自然环境的结合和协调。
建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁,应尽可能多地将自然的元素引人使用者身边,这也是生态原则的一个重要体现。人是自然环境的一分子,人的活动必须建立在生态化的基础上,必须与环境建立起一种新的结合和协调关系。从建筑设计到建筑建造、使用、报废的全过程中,生态建筑对环境的破坏影响最小。与以往建筑设计相同,生态建筑应致力于为人类提供品质最佳的空间和环境,即使建筑本身对环境污染很小,极为节能,但如果人们的各项活动无法在建筑空间中顺利展开,其空间的存在与人的功能需求格格不人,这样的建筑无疑是失败的。生态建筑的功能应更趋合理,空间更加宜人,更有助于使用者与自然环境间的交流。它应该具备更良好的物理环境,尽可能地采用自然采光、自然通风,并具有抵御自然灾害的能力。
4、增加“绿色”面积,保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应,内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计,将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院,在其上部加一个可调节的开启式屋顶,根据时间季节的变化,由计算机或人工控制,达到室内温湿度的调节,又可使室内外空间连成一体。另一种设计手法也被建筑师经常应用:屋面绿化。不仅美化了环境,获得了良好的景观,而且对屋面刚性防水有维护作用。生态建筑在保护生态平衡、提高人居的自然度方面大有作为。
根据以上发展思路,生态建筑设计对策可以在以下几个具体环节上进行操作。
首先,在宏观环境方面,城市规划设计要根据生态原则了解城市发展的自然过程,用它来指导土地的利用和开发建设,同时协调好城市内部结构与外部环境的关系,在空间利用方式、强度、结构和功能配置等方面与自然生态系统相适应;区域规划,则要与城市整体环境所设立的系统相衔接,研究探讨城市改造、更新过程中的复合生态问题等。其次,在微观环境方面,如单体建筑设计、园林景观设计等,要处理好整体与局部、建筑与自然因素的关系。由于微观环境方面极具广泛性和灵活性,所以,其具体途径和式、法非常丰富,蕴含着广阔的创造性生机。
1生态建筑设计要点
生态住宅设计,指的就是综合运用当代建筑美学、建筑技术科学、人工环境学、生态学及其它科学技术的综合成果,把住宅建造成一个小的生态系统,为居住者提供舒适、健康、环保、高效、美观的居住环境的一种设计实践活动。这里所说的“生态”绝非一般意义的绿化,而是一种对环境无害而又有利于人们工作生活的标志。
在工程实施过程中,生态住宅涉及的技术体系极其庞大,包括能源系统(新能源与可再生能源的利用)、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单说来,其技术策略主要体现在以下几个方面:
住宅区物理环境(声、光、热环境)与能源系统设计,包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等,同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关,是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题,智能化住宅区,包括信息管理和通讯白动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能化等。
1.1水资源的节省以及废弃物处理
从这个思路出发,要实现住宅设计生态化,需综合考虑三个方面的因素:住宅住区规划。建筑单体设计(包括建筑造型、朝向、定位以及细节处理如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等);建筑物内的环境控制系统设计。下面将从风环境设计、白然景观、光环境等方面,分别阐述可应用到生态住宅设计中的相关技术。
1.1.1住宅区风环境设计
建筑物布局不合理,会导致住区局部气候恶化。高层建筑由于单体设计和群体布局不当而导致强风卷刮物体撞碎玻璃的报道屡见不鲜。很多事例提醒规划师和建筑师,风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而,可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段,当建筑师们在对建筑住宅区进行规划时,更为常见的做法是过多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少(或仪仅凭经验)考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上,良好的室外风环境,不仅意味着在冬季风速太大时不会在住区内出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季有利于室内自然通风(即避免在过多的地方形成旋涡和死角)。从这一点上来说,在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。
1.2绿化‘水景设计和防止住区热岛现象
住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住宅区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响,住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。“热岛”现象在夏季的出现,不仅会使人们高温中暑的机率变大,同时还促使光化学烟雾的形成,加重污染,并增加建筑的空调能耗。合理地建筑设计和布局,选择高效美观的绿化形式(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)及水景设置,可有效地降低热岛效应,获得清新宜人的室内外环境。
特别值得指出的是,生态住宅不等于简单地提高绿化率,如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以视觉上的美感外,还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。二是设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
1.3日照、遮阳与采光
太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素,同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构(墙和窗等)实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应的,互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。
自然采光有利于人体健康和提高工作效率.我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。
1.4护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上,对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗,由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同,外表面的对流换热系数也相差很大,接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别,夜间背景辐射状况也不相同。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件(如美国的DOE一2,国内的DSeT,等等)进行模拟分析,才能得到一个比较合理的方案。
1.5噪声和污染的防止和控制
住宅区规划应有效地设计防噪系统,如将住宅区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是与室外空气污染有关,而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动,可以改善室内空气品质。在设计初期,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准。如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪卢超标,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风的利用。
2生态住宅原则
生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,即综合系统效率最优原则,设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素,使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废无污染,生态平衡的建筑环境。这里的环境不仅涉及住宅区的自然环境,如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等,也涉及住宅区的人文环境、经济系统和社会环境。培育生态住宅概念主要是在这种观念的影响下,在住宅建设与发展中始终以生态问题为中心,在环保、绿化、安居、道路管网等方面进行系统规划与管理,使住宅区生态环境处于良性循环状态之中。
3生态住宅的技术策略
3.1追求舒适和健康是生态住宅的基础
生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度、湿度以满足人体热舒适。此外还应有益于人的身心健康,如有充足的日照以实现杀菌消毒,有良好的通风以获得高品质的新鲜空气,以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的安全性、私密性,又要满足邻里交往、人与自然交往等要求。健康还有另外一层很重要的含义,是指住宅与大自然的和谐关系。住宅应尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、二氧化碳的排放。
3.2追求高效是生态住宅的核心内容
所谓高效,是指尽可能有效地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源。我们知道,建筑业以及与建筑业相关的其它产业(如建材生产、运输等)消耗了大量的能源和资源。而生态住宅正是要杜绝这种粗放、浪费的模式,以最低的能源、资源成本去获取最高的效益。
3.3追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界
生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面,也同时体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。生态住宅立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(建材、水)、减少废弃物污染(空气污染、水污染)以及材料的可降解和循环使用等,因而它所占据的视点最高,所关注的领域也最广。
洁净能源的开发与利用。要尽可能节约不可再生能源(煤、石油、天然气),并积极开发可再生的新能源,包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。
充分考虑气候因素和场地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温。充分利用自然通风来改善空气质量、降温、除湿。
材料的无害化、可降解、可再生、可循环。建筑材料应尽可能利用可降解、可再生的资源,同时还要严格做到建材的无害化(无污染,无辐射)。
水的循环利用与中水处理。在适当的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用,特别是对于水资源匾乏的地区。
结合居住区的情况(规模密集、区位、周边热网状况)采取最有效的供暖、制冷方式。加强能源的梯级利用。
结合居住区规划和住宅设计来布置室外绿化(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)和水体,以此进一步改善室内外的物理环境(声、光、热)。
相比于一般的服装,生态服装在生产流程的每一个加工点都不存在有害的污染,服装中不能含有任何对人类身体造成危害的成分或物质,即便有也不能够超出这些成分的累积上限。此外,人类在穿着这一类服装的过程中也不能够产生一些有毒有害的中间产物。最后,在服装经过一段时间的使用后被处理时也不会对环境产生任何形式的污染。从总体上来看,生态服装的整个生命周期都没有对人类或周围的生态环境造成伤害和污染,这符合生态发展观的基本观念。
2.实现了服装的环保和低碳化
相比于一般的服装,生态服装既符合了生态学,又符合了人体工程学的主要原理,实现了服装的舒适化、环保和低碳化。这主要体现在以下几个方面。
(1)生态服装进行设计和生产过程中使用的纤维从没有受到过任何的污染,同时也不会对外界的环境造成任何形式的污染。
(2)生态服装的用料基本上是可回收利用的,这在很大程度上减少了碳的排放,这对于缓解生态失调具有一定的作用。
(3)生态服装的加工生产工作本身进行了对碳排放量的有效控制;
(4)生态服装具有一定的保健功能,废弃的生态服装可以通过自然降解的形式处理掉。
3.体现了节约资源的观点
一般的服装往往需要经过非常复杂的加工过程,在加工时还需要运用大量的染料,这些化学用品的使用会在很大程度上产生大量的工业污水,对环境造成污染,同时,这些化学成分本身很难降解,会对人体造成一定的损伤,使人的健康受到很大的威胁。相比之下,生态服装的生产材料都来自于天然的原料,生产和加工过程几乎没有用到任何化学用品,这在很大程度上避免了污染物质的产生,同时也保证了人体的生命、健康安全。
二、设计理念
(一)可持续发展观念
传统的服装生命周期是从原材料到服装产品再到废弃物的过程,这本身是一种单向的线性设计流程,而生态服装设计的理念更多是强调对资源的节约和原材料的循环利用,是一种反馈式的设计流程,很好地体现了人类、社会、服装和自然环境之间和谐发展的关系,符合可持续发展这一观念的要求。从宏观的角度来看,生态服装的出现就是在保证对当代人实际市场需求的满足基础上,还不能对后人的发展和需求构成过多的危害,因此,在进行生态服装的设计时要坚持考虑生产的低碳效益,实现对环境破坏的最小化。
(二)历史的发展观点
1.创意设计
相比于一般的服装设计理念:需要注意艺术情趣、时尚潮流、创意理念以及美学特征等创意因素之外。生态服装在进行设计时还需要将创造手段的运用集中在对新资源的利用和开发、针对高性能的纤维产品进行生态化的设计以及研究上。在款式的构成方面,要对服装进行易于拆卸这一功能性的工艺技术处理和设计;在选择服装的制作材料时,要尽可能地减少一些辅料和原材料的数量与种类,多采用那些具有高级功能性的纤维材料。
2.生产流通
生态服装的生产和流通过程是一个清洁的过程,为了达到这一目的,一方面可以对产品的设计工艺进行完善,对设备进行合理的改造和更新,对服装的原材料进行新材料的有效代替;另一方面,也可以对工艺进行改良,对技术进行创新,最终达到在保证经济效益的基础上,将社会效益和环境效益相互统一。
3.销售
在销售环节,要尽可能地实现绿色营销,达到这一目的的主要标准就是实现将对生态服装的消费维持在环境以及资源的自身承受能力范围内,保证这种发展的有效持续性,实现这一目的就需要社会、企业和政府等多方的共同努力。
4.使用后的处理
在进行生态服装的实际设计时,要充分考虑到服装制作材料在使用后的回收和再利用,这就需要设计人员在设计时尽可能地选择那些可降解、便于回收的材料。