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生态设计论文实用13篇

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生态设计论文

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二、园林规划设计

(一)园林绿化应考虑绿化的功能

不论是厂区绿化、校园环境、公园绿化,还是街道绿化,其主要功能均不同。

(二)提高园林绿化的艺术品味

高品味的园林绿化是一幅美丽的立体图画,不仅有点线面的合理运用,还要有四季特色的变化,它是巧夺天工的人造大自然的再现,使人在其中有融于大自然之感,有较高的艺术水平。

(三)应有历史文化内涵

将自然与历史文化紧密联系,是人造景点应注意的,能否画龙点睛,使历史人文景观与周围环境或其他方面协调,并符合人们的审美情操及心理要求,要经充分论证才有说服力,被人们所接受,景点宜恰到好处,忌贪多、太杂。(四)对短中长期各项绿化指标进行认真计算

包括绿化覆盖率、人均绿地率、立体绿量、多层次植物配置、保持水土、有效地吸收有害气体及灰尘和是否符合生态效益等。只有这样才能决定是选择单一的草坪还是乔灌木与林下草坪相结合,避免盲目追求草坪的现象,使草坪与树林相得益彰。

(五)树种选择的论证

实践证明,以什么树作主体,配置什么树都有讲究。我们见过用小叶黄杨作马尼拉草坪镶边最后全被吃掉,小叶女贞绿化草甲壳虫大暴发难以根除,红花酢浆草与樟树相互加重红蜘蛛的危害,一种树比另一种生长快最后另一种树被挤占,外来树种完全取代乡土树种等配置不当的现象。不同植物在一起要考虑相互间的生长速度、影响能力、阴阳性,观花、果、叶的树如何映树,病虫害的交叉性,同种树的连片与分隔的统一,病虫害防治的难易程度,耐湿耐旱性等都是选择树种的重要因素。一般来说,乡土树种生命力、适应性强,能有效地防止病虫害大暴发,常绿与落叶树分隔能有效地阻止病虫害的蔓延,林下植草比单一林地或草地更能有效利用光能及保持水土。

(六)科学估算园林绿化的建设成本及管理费用

不同设计方案的园林绿化,建设成本和维护管理费用不尽相同,很多本是比较好的规划设计,由于建设成本和建成后维护管理费用超过单位经济实力,只有低水平维护,最后观赏效果不理想,很多应有的功能丧失,有的草坪被杂草挤占,绿化带太多难以很好修剪,蛀茎害虫易危害难以防治等,很多中小城市的运动场也按高标准建植草坪,不管是建坪费用还是将来维护费用都跟不上,最后仍达不到高水平运动场地的要求。我们近几年的经验是既发展一部分高档次、管理要求高的绿化景点,也积极探索大众化、低成本、低维护费的绿化方法,并不断推广,得到了较好的效果。所以在设计时对植物根据性状的合理选用,论证其管理费用高低,有利于绿化单位更好地达到绿化效果。

三、园林设计的可更改性

经过充分论证的设计,并非十全十美,或无可辩驳不可更改的,应该留有选择余地,同时尽管原理相同,不同人的风格也不同,形式也有差异,都有可行之处。自己的设计尽管经过论证,亦难免有忽视或不当之处,将自己的设计方案及论证拿出来供建设单位及同行研究,对其进行修改、补充、删除,吸收别人合理的意见,最后尽可能地完善设计方案,在实施中还能达到具有可操作性的理想效果。这既给别人以学习和交流的机会,使用单位能一目了然各项指标要求,也使自己的设计水平得到提高。

总之,对园林设计论证应加强其管理,规范其内容,使其制度化,与设计一同受到重视,相互结合,有效地对设计形成补充,完善设计工作,保证设计的科学性和可行性。

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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。

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第一种是原生植物景观,原生植物景观强调的是生活在自然条件下的植物,通过园林设计将原生植物安排在特定的位置,因为原生植物的存活几率一般会超过在人工养植的条件下的的植物,就比如公园中的一些原始林子,他们的生存方式就较为简单;第二种是人工植物景观,这种景观指的是,由于现代化建筑过于发达,是很多原生植物逐渐减少,资源变得匮乏,由此,对于一些植物的模仿自然地一些因素进行人工设计,建造能够满足人们需要的植物景观,在这种人工景观中的植物几乎全都来源于人工种植;第三种是自然恢复景观,自然恢复的景观以原生植物为基础,结合人工植物,对于当地的环境进行恢复,有效地为植物生长提供了空间。除此之外,在进行生态公园景观设计的同时也要充分考虑到生态化公园景观设计的原则:其一,以“绿”为核心,这个绿是建立在绿色的植物基础上的,“绿”字代表阳光、健康、和谐,无论是对于生态、社会、经济、这种“绿”都会产生一定的效益;其二,各种性质相互结合,包括自然性、生活性、艺术性、科学性等方面,由于现代我们的生活的发展脚步太快了,人们很难找到静谧、舒适的环境去放松自己,寻找灵感,这种陶淑娟道外区园林绿化管理办公室黑龙江哈尔滨150000生态化的景观设计就能够保证让人们有回归自然的感觉,在景观设计中要时刻考虑地理气候、土壤条件、降雨量风外界环境因素,利用科学的设计原理来满足人们对于生态公园的需求;其三,对植物的情况进行详细的的检查,在进行设计前,一定要对该地区的植物进行健康状况的检测,竟可能的保留原有植物;其四,充分结合景观生态美的理念,营造公园植物的和谐氛围,在城市生态化公园景观建设过程中不仅要是现各个植物形态的协调性和统一性,还要考虑整个形式上的布局。除此之外,还要展现植物的生机感,体现出自然环境的活力,给整个设计增添了节奏感与律动性。

3.城市化生态公园的景观设计方法

生态植物景观公园主要之以植物为主打,人工的相关设施作为辅助,建造有没宜人景象。在设计过程中要根据植物的不通过色彩进行搭配,还要满足植物的生长要求,将景色与建筑有机地融合在一起达到设计者想要的效果。设计过程中可以利用时序性,一年四季,春夏秋冬各有各的韵味,植物的万千变化构成了一幅美妙的景象,不但让人们感受到四季的明显变化,还丰富了整体画面;利用植物景观塑造诗境,从古到今,美丽的植物都会给世人带来无数的创作灵感,留下许多优美的篇章,让后人有了无限的遐想空间;再就是可以利用植物景观来改善生态环境,植物本身就具有一定的特性,对于净化空气起着很大的作用,只要植物能够合理的进行配置,就能够达到很好的净化作用;植物与个建筑相结合,在公园里有植物必定会有真山、假山的陪伴,湖泊的映衬,使各个部分相辅相成。

4.城市化生态公园植物景观设计的重要意义

具有一定的环境效益,生态公园的建设能够在一定程度上改善城市环境,植物除了能够净化自身还能够吸取周围的二氧化碳,通过自身的作用调节身边的水体、土壤、空气的质量;其还具有一定的社会效益,一定程度上凸显城市的特性,另一方面使周围居民的的舒适指数提高了,成为居民休息上班族放松的良好环境。

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1.2景观生态设计与人文发展相结合

为了能够使设计更加贴近人的内心,得到欣赏,就要研究好相关文化,使设计与文化融为一体,中国传统的文化中,某种特定植物一般会和一些文化相联系,在设计的同时,要充分考虑当地的人文发展,可以对当地历史文化的遗迹进行保留,中国古代建筑对于木料的使用是出神入化的,在和历史接轨的设计中可以多采用木质结构的设计,增添历史感。与此同时,可以适当加入石料作为辅助用料,为建筑的美感增添色彩。

1.3景观生态设计追求低碳环保

景观设计为了美观的夜景,需要设置灯具,然而灯具一般是耗能的,所以在选取上应当选用LED节能灯。LED照明节能灯是环保低碳的绿色照明灯具,与普通的节能灯相比,LED灯就更具有高效的节能率,该技术在使用寿命上得到了延长,使用安全性有所提高。在小区或是公园中的道路两边采用LED照明,就可以减少相应的照明带来的能量消耗。此外,还可以采用太阳能发电,白天吸收的太阳能发电用作晚上的照明使用,不仅可以节约耗电,还可以更加环保。公共浴室也可以使用太阳能热水器代替煤炭烧水等污染严重的方法,给人们带来方便舒适的热水水源。

1.4景观生态设计的污水处理系统

在设计景观生态系统过程中要考虑到污水管道和雨水管道的设计。如果没有进行完善的设计,很容易引起管道堵塞,在暴雨来临时造成雨水不能及时疏通等一系列的问题出现。雨水在地面上流通时水质较差,所以要及时对其进行收集,这样可以有效的减少排入河道和湖水中污染物的含量,避免污染景区的地面水质。首先,可以在景观设计区域内设置雨水收集池,建设相关的雨水收集净化和循环再利用的系统,对雨水进行收集储存,净化处理并且有效利用,这些雨水可以用于绿化浇灌,装饰小区的喷泉和溪流,进行建筑的清洗等需求,这样不仅可以节约用水,还可以节约成本。

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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。

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1.2南昌市主要滨水景观调查

1.2.1渔舟湾湿地公园。公园景观的设计以自然式设计为主,充满野趣,在原有地形地貌的基础上,结合景观生态学原理建设包括木栈道、栈桥等交通设施,以满足游人对亲水性的需求,生态湿地的建设主要是通过多种多样的湿地植物实现,主要有芦苇(Phragmitesaustralis)、梭鱼草(Pontederiacordata)、睡莲(Nymphaeatetragona)、水葱(Scirpustabernaemon-tani)、花叶水葱(S.validus)等,植物种类丰富,其中湿地植物约有50余种,充分体现了滨水区域的自然美景(图1)。渔舟湾公园的植物配置以物种丰富、群落组团景观优美为特点,充分体现了以河湖为主的滨水公园景观的生态多样性,沿水周边丰富的植物群落及投影到水中的植物,给人以清新自然的视觉感受。陆地上的植物以常绿乔木为主,配以观花的小乔木及灌木,使游人四季皆有景可观。

1.2.2象湖湿地公园。公园以乡土树种为主,并引进适应性强、富有特色的优良物种,打造南昌特色滨水区域景观。据调查象湖湿地公园内有湿地植物5万多株,主要有再力花(Thaliadealbata)、梭鱼草、芦苇、黄菖蒲、千屈菜、睡莲、荷花(Nelumbonucifera)、水葱、慈姑(Sagittariasagittifolia)等,在净化水质的同时,着力营造了一个和谐的滨水湿地生态自然景观(图2)。象湖湿地公园滨水区域景观设计的过程中,设计者运用生态的设计方法,结合当地的历史文化底蕴,打造独具特色的生态景观意境,并通过合理的自然式驳岸运用,形成生态驳岸与植物结合的生态群落景观。

1.2.3艾溪湖森林湿地公园。公园位于艾溪湖的东岸,该公园在设计过程中,遵循自然,很少有人工较大的干扰现象,展现的是一处自然式滨水景观,公园内有丰富的湿地资源和天然的植物景观,在适当的位置,增加木栈道、廊亭等,给人们提供一定的亲水空间(图3)。公园内丰富的植物资源是其特点之一,其中栽种的乔木约有5万多株,现种植水杉(Metasequoiaglyptostroboides)、湿地松(Pinuselliottii)、楝(Meliaazedarach)、刚竹(Phyllostachysbambusoides)等120余种。公园现有湿地滨水景观在植物选择和配置上具有一定的盲目性和单一性,植物的配置形式较为生硬,缺少有机的组合;不注重观花、观叶的生物习性,配置形式较为简单,缺少错落有致的形式搭配;对于植株的大小,色彩搭配缺少一定的美学考虑;对于水生植物的观赏风格统一缺少考虑。

1.2.4玉带河。按照生态设计的总体改造思路,结合河道现有地形,进行了河面的拓宽、淤泥的清除、河床的加固和污水节流等各种措施,最后通过注入优质水的方式,使整个河道的的污染问题得到了改善,水的质量明显提升,为生态景观的打造奠定了良好的基础。2005年南昌市委、市政府对玉带河进行了更深一步的改造,拓宽了河道,河道深度也增加至4m,通过淤泥清理、管道铺设、景观设计等各种措施在玉带河两侧形成了一个生态的天然驳岸,并实现了雨污分流和引水活化。此时原来臭气熏天、淤泥堵塞的污水道,实现了旧貌换新颜,展现出桃红柳绿、充满魅力的河道景观,成了人造景观与自然景观相结合的标志,为市民提供了新的休闲娱乐场所,带动了沿河两岸的商业经济发展。玉带河沿岸保留了10m以上的绿化带,种植的植物有40多种,沿线建了多个休闲公园及文化广场,修建亭台楼阁,放置园林小品及雕塑,并配以多种灯饰,打造了多样的滨水湿地景观。

1.2.5青山湖。设计主要通过淤泥清理、铺设管道等措施,对污水进行截留,青山湖水质得到明显改善,并在沿青山湖两侧建立了景观带,保证两侧乔、灌、草结合的景观面貌并建立一些具有休闲、娱乐、运动的公共开放空间,吸引了周边众多的市民在青山湖散步、游玩,很多外来的游客也慕名而来,欣赏青山湖独特的滨水景观(图5)。青山湖两侧植物种类丰富,物种多样性高,不仅有香樟(Cinnamomumcamphora)、垂柳(Salixbabylo-nica)、银杏(Ginkgobiloba)等大乔木,还有樱花(Prunusserrulata)、红枫(Acerpalmatumcv.Atropu-ceum)、碧桃(Prunuspersicavar.duplex)、龟甲冬青(Ilexcrenatacv.Convexa)等小乔木和灌木,物种多样,群落稳定,植物景观丰富。

1.3南昌市主要滨水湿地景观评价

根据南昌市主要滨水景观的现状、性质和作用,将现状评价分析分解为生态功能评价、美学功能评价及服务功能评价3个基准层,生态功能评价分为物种多样性、植物群落稳定性两个指标层;美学功能评价分为观赏特性多样性、色彩与季相变化和景观层次丰富度3个指标层;服务功能分为可达性一个个指标层。通过分析、比较,形成一个多方面的景观评价体系(表1)。

2南昌市滨水湿地景观生态设计方法

2.1合理开发,尊重自然在尊重自然的基础上,结合城市其他景观元素,综合考虑,合理开发,实现滨水湿地景观的可持续发展。在充分了解滨水区域的现状和整个城市的文化底蕴的基础上,研究滨水区域与周边环境的相互关系,针对具体的滨水区域,制定出合理的开发利用建设方案,以自然为师,减少盲目的人工造景,避免破坏原有的自然生境,尽可能的反映出滨水区域原有的生态景观面貌。

2.2合理利用植物,构建生态群落稳定的植物群落是一个地区生态系统稳定的重要条件之一,滨水区域作为一个特殊的、具有交界特点的地段,其复杂的生境和物种的多样性,为植物群落的构建提供了有利条件,通过合理的植物配置,可营造出大面积的生态水域,为水中及岸边的生物提供良好的栖息场地,维护整个滨水区域良好的生态系统。

2.3打造生态驳岸,回归自然通过模仿自然打造生态驳岸,运用其可渗透性,维护驳岸的稳定,防止水土流失,将水域自然的过渡到陆地上,使水陆之间的水气交换畅通,创造一个良好的稳定生态环境,为滨水区域湿地植物的生长创造一个良好的生境。

2.4空间的合理营造针对设计的主要目的,进行合理的空间划分[6]。设计之初,确定使用对象的群体、年龄组成、需求等各方面影响空间划分的因素,根据场地的现状环境,因地制宜进行规划与设计,保证设计的合理性。

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本文所分析的这条商业步行街,位于我国湖南省南部的宁远县。该商业步行街位于县城中心,且南面具有沿江风光带,全长700米,宽约20米。其中,该条商业步行街东北方向毗邻县城最大广场,南邻县城主要河流——清水河。因此,作为一条十分具有代表性的街道,该条商业步行街不仅是城市商业、娱乐、休闲的中心区域,而且在一定程度上代表了城市形象。因此,必须要十分重视其生态标识设计。

三、商业步行街植物配置分析

(一)物种的多样性

具体而言,想要保证生态标识设计中物种的多样性,首先要做的就是提高品种意识。在生态标识设计方面,植物的选型一定要注重地带性植物生态型的强化以及相关变种的筛选和驯化。只有做好以上工作,才能在园林景观生态标识的设计上做到体现当地特色,并且能够保证生态标识的长久性;其次,在实际的植物选型工作中,不仅要重视适应性物种的选择,而且要重视多样性物种种群的选择。只有将两者很好的结合起来,才能做到比例适当、赏心悦目;第三,在实际的选型工作中,可以尝试着借鉴一些地带性群落植物的优点,根据城市当地物种的结构特点和演替规律,建立起一个既接近自然,又符合植物演替规律的植被。本文分析的这条商业步行街,在其生态标识设计中,总共使用了20多种植物。这些植物来自于全国各地,按照其各自的生态特性进行划分的话,可以分为落叶阔叶乔木、常绿阔叶乔木、落叶灌木、常绿灌木以及多年生草本植物等等。因此,该条商业步行街的生态标识设计基本上已经达到了物种多样性的标准。

(二)群落稳定性分析

除了物种多样性,在城市园林景观的生态标识设计方面,群落稳定性也是十分重要的。可以这样说:物种的群落稳定性是整个城市园林生态标识设计的核心。众所周知,城市生态标识设计中所用到的植物,其群落结构不是立即形成的,而是一个循序渐进、逐步发育完善的过程。因此,在生态标识的设计中,为了保证植物群落的稳定性,一定要注重群落结构和物种组合的合理性。以本文分析的这条商业步行街为例,该条商业步行街在生态标识的设计环节中,将一些能够和当地气候、土壤相适应的植物与少灌、免灌植物进行搭配。不仅做到了生态循环(植物凋落物可以实现植物自肥),而且降低了施肥、除草及修剪的费用。既实现了很好的环境效益,又节约了人力物力。

(三)生态标识分析

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(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。

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1.2对空气流通速度、温度以及湿度进行控制

空气是人类生存中最为关键的一种自然元素,虽然现代室内设计可以进一步提高房屋建筑的隔音、保温以及密闭效果,但是现代生态化室内设计中十分强调对空气流通速度、温度以及湿度的合理控制,降低建筑通风系统运行中对能源的消耗量。现代生态化室内设计中可以通过对房屋建筑自然通风的调整来加强空气循环,确保室内在进入新鲜空气的同时可以将污浊的空气重新排放到室外,设计师可以参照部分地方的特色设计格局来达成这一效果,例如,南方地区建筑设计阶段所采用的天井等,通过结合所处区域的气候条件来对整个室内工期流动速度进行调节,这样可以降低城市居民为了满足空气流通要求而使用空调系统产生的能耗。相关调查研究显示,人体在29℃的生存空间内可以感觉到舒适感,且该种温度条件下室内的相对湿度要控制在40%左右,所以设计师应结合这一科学研究成果对室内的空气流动速度、温度以及湿度进行控制。

1.3可再生能源与天然有机建材的使用

众所周知,电力资源是现代建筑室内各项电气设备运行过程中的主要能源形式,而建筑产品生产阶段及房屋建筑室内装修阶段都会对自然环境产生一定的破坏,所以本文认为现代生态化室内设计中要加大可再生能源与天然有机建材的使用,例如,通过在建筑屋顶位置合理安装太阳能光伏发电系统来为房屋建筑提供电能,或通过安装太阳能收集器、储能装置来为整个房屋建筑室内提供必要的热能。太阳能光伏发电系统对于广大城市居民来说并不是一个较为生疏的词汇,只有在房屋建筑室内装修设计阶段加大对各类可再生能源的利用范围,才能确保我国建筑行业在新时期可以满足可持续发展战略提出的新要求。再者,如何降低房屋建筑室内装修中对自然环境产生的污染,是当前室内设计领域一个十分关键的话题,所以本文认为设计师应在满足用户实际需求的基础上来选择一些不含放射性物质、无化学添加、不需要二次加工的天然材料。

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从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。

论文关键词:生态水利工程设计原则

论文摘要:阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则:工程安全性与经济性原则;提高河流形态的空间异质性原则;生态系统自设计与自我恢复原则;景观尺度与整体修复原则;反馈和调整设计原则。

参考文献:

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[6]O’NeillR.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,etal.AHierarchicalCon-ceptofEcosystems[M].PrincetonUniversityPress,Princeton,NJ.1986:153.

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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。

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1.2能耗、有害物质相关法规要求

环境立法的引入或许是让各大公司启动生态设计最直接的驱动因素,北美、欧洲和亚洲地区的部分环境立法情况。与此同时,行业协会和非政府组织也在引入一些标准、政策等,用以影响政府机构的立法框架。

1.3成本及供应链管理要求

通过立法可以迫使各大公司开始重视生态设计,但若生态设计被采纳的话,也会给公司带来明显的成本优势。因为从生态设计的角度来看,减少材料和能源的使用可以降低产品的制造成本。当产品的环境影响涉及到由供应商设计和制造的子系统时,就提供了使供应商也参与生态设计的良好机会,产生一个更为精简、更具成本效益的供应链。例如,创维集团召集国内500多家零部件供应商,要求签订“绿色供应链协定”,推行零铅工程,确保出口欧洲的产品达到要求。同时,创维集团针对内销的产品也积极实行生态设计理念,研制和生产“绿色电视”,满足和优于国家标准,为国内消费者和环境提供绿色保护。最终效果是导致供应商也不得不参与生态设计,降低创维集团产品制造成本。

1.4产品技术创新要求

当公司在考虑产品对环境造成的影响时,经常会发现很多创新的机遇。如Dyson公司开发的电子干手器采用高效电子泵迫使空气通过特殊设计的小孔,当顾客慢慢将手从干燥腔移出来的时候,手上的水就会被通过特殊设计小孔的空气切断,通过用这种方法吹掉顾客手上的水分而不是通过传统的蒸干手段,Dyson公司开发的干手器可以缩短约77%的干手时间和约80%的干手能耗。

2生态设计实施面临的挑战

迄今为止,很多公司仅仅专注于报告产品的环保性能和评估产品是否符合相关的环境保护法规,而将生态设计作为常规设计过程的有机组成部分还面临很多挑战,主要有:有限的产品开发时间、与产品设计较差的融合度、日益复杂与快速发展的法规和产品开发人员的要求未被考虑。

2.1有限的产品开发时间

产品对环境的影响只是设计者在产品开发过程中考虑的诸多因素之一。设计者不断努力平衡各种相互冲突的项目,如性能、成本、与相关法规的符合度和交货时间等,若考虑生态设计就增加了设计者需要平衡的因素,导致仅有一小部分时间和精力花能够在生态设计上。

2.2与产品开发较差的融合度

虽然很多公司聘请环保专家来评估产品的环境性能,但如果环保专家不和设计团队经常接触的话,他们的分析结果就会被忽略,一是因为环保专家的分析结果不能转换为被设计者理解且对设计者有用的信息,二是公司很少会跟踪环保专家的分析结果是否能带来设计的改进。

2.3日益复杂与快速发展的法规

产品相关的法规、标准日益复杂,而且更新速度越来越快,如欧盟《用能产品生态设计框架指令(ErP)》指令。欧盟ErP指令设置了产品生态设计目标框架,但是受影响的产品范围在不断扩大,且每一类产品的实施措施设置的时间越来越苛刻。

2.4产品开发人员的要求未被考虑

提升产品的环境性能需要首先理解产品在整个生命周期中何时何地会对环境造成何种影响,然而大部分设计者不具备这方面的知识,导致生态设计无法执行。而且因为无法获取产品生产和使用的相关信息而导致在产品开发的初期阶段无法进行详细的生态设计分析。

3电子产品生态设计的要素分析

五个可以帮助电子产品设计师、产品开发管理人员及环境专家实施生态设计的要素。

3.1在设计过程的早期考虑产品对环境的影响

大约80%的产品整体环境影响已经在早期概念设计阶段结束时确定下来。因为此时设计者通常选择了材料和制造工艺,并定义了产品生命周期,这些约束不仅解决了最后的经济成本,同时也解决了许多环境成本,如电子产品若采用无铅焊锡制程,产品内印制电路板大约可削减90%以上含铅零件。在早期的概念设计阶段评估产品的环境性能,确定不同项目的相对环境成本,使得在重大项目经费花销前变更设计,并且可以避免昂贵且费时的重新设计。

3.2不精确的数据可以指导正确的决策

很多工程师和设计者由于习惯了通过物理测量获取精确的数据,对具有10%或者更大误差范围的生态设计数据感到无法下手,然而,重要的是要意识到不精确的生态设计数据并不影响良好的决策,尤其是当一个特定的生命阶段对产品环境影响占主导地位的时候。例如,当选择电子产品外壳封装材料时,含有较大能源和含有较小能源的物质之间的差异因子往往会达到或者超过1000,但这仍然可以得出明确的区别。当材料所含能源对比差异很小时,其他阶段如材料的再循环、材料的耐用性等因素在做决策时的分量就越重。

3.3考虑产品整个生命周期

产品的环境性能往往与用户与产品的交互方式、产品的维护方式、产品的使用环境等有关,文献提到的思想可以指导设计者优化产品的生态设计。体现该思想的一个方法是,在产品设计过程中考虑产品生命周期所有阶段对环境造成的影响,如材料、制造、运输、使用和处理等阶段,这会使得设计者尽最大的努力改善能源需求最大或者二氧化碳排放量最大阶段的环境可持续性。

3.4材料和工艺选择对环境影响和生态设计至关重要

材料和工艺的选择在产品整个生命周期对环境的影响至关重要,原因主要有:提取和加工原材料会造成重大环境影响;材料的选择将决定可行的制造工艺和相关的能源和材料效率;材料的质量将严重影响产品在运输和使用阶段消耗的能源和排放的二氧化碳量;材料的可回收/可重复利用特性将决定产品有毒物质含量和产品寿命终结时对环境的影响。很多都是直接和材料的特性有关,然而,不能仅仅根据产品所用材料的生态特性来选择所谓的生态材料,需要综合考虑材料的机械特性、物理特性、热特性和电气特性。

3.5设置生态设计目标、建立生态设计信息支撑系统

设置生态设计目标有两个作用,一是对外体现公司致力于长期改善产品的环境性能,二是建立了一个环保目标可设置在项目工程级别的框架。例如,在2010年飞利浦公司设置了一系列到2015年要完成的企业级环境目标,包括与2009年本公司电子产品相比能源利用效率提高50%等。然而,要实现所建立的目标需要公司实时跟踪与本公司产品相关的法律、法规和标准,所以公司管理人员不仅仅要关注所设置的环境目标,还需要关注是否已经建立了相关信息系统来支持材料、工艺等决策的决定。

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我们可以在一套包括建设环境和生态环境之间相互作用的框架里,构筑这些需要考虑的要素。这些相互作用类似一个开放系统的概念。基于以上要素,这些相互作用可被归纳为几种基本类型:

被设计系统的外部相互依赖性(系统的外部或者环境关系);

被设计系统的内部相互依赖性(系统的内部关系);

能量和物质的内外交换(对系统输入);

在一个设计的生态研究途径中,我们必须同时考虑所有这几方面因素以及它们的相互关系。

二、关键的衡量标准

1.评估对建筑的需求:把使用者置于硬件之前考虑;评估提供内部环境系统保障的水平。在对设计进行投资之前,从生态敏感的角度,评估设计要点、项目依据和使用者要求。

2.评估建筑用地:地段规划(例如建筑位置、凹凸轮廓、道路和铺装区域等)应该基于生态的土地使用方式。建筑要布置在地段内,对所处地方的生态系统产生最少的破坏和影响的部分。结合有当地特色的动植物种群,提高地段的生态价值。

评估风对当地的影响:减少风对步行者和周围建筑影响。

检验对其他建筑的阴影遮挡;确定建筑在地段中的位置,要避免存在的对附近建筑和地段的遮挡。建筑的体形可以基于地段的日照包络线,从而避免对附近的地段潜在的阴影遮挡。这一点影响到比邻地段潜在的太阳能应用以及温带气候地段的越冬情况。

检验室外噪音:通过设计,保证暴露的最近的居住建筑室外的噪音强度,低于一天中早晨7时至夜间11时中任何时段的背景噪声水平不少于5分贝,并且不超过至夜间11时至次日早晨7时中任何时段的背景噪声水平。

3.评估建筑的属性:加入材料的完整再生周期和再生可能性因素,考虑在建设和维护过程中用到的材料里体现出的能量价值的作用。考虑地方性材料在建筑主要构件中的作用。

评估建筑物对环境的影响:检验建筑生成物中材料和能源流动带来的环境影响。

评估自然资源消耗量和再生材料:具体安排材料来考虑自然资源枯竭(例如木材/来自可持续资源的木材产品)。适宜条件下破损材料的再利用。

评估危险材料:在任何可能的、无法获得经济的可供选择方案的场合,避免具体使用已知的危险材料(如木材防腐剂)。

评估建筑施工的影响:建筑施工操作不应当导致地段内以及附近地段的生态系统破坏。一个"可持续"的设计的长期成功,也需要对施工、委托和建筑使用的控制予以格外的重视。

需要承包商写进合同的环境操作包括:发展及实现一个该工程的环境方案;尽可能减少废物;充分利用能量及其他资源,防止污染;尽可能利用再生或可再生材料或部件;尽量减少交通需求(包括运进/出材料);合理地处理不可避免的废物,包括完全服务从有关法规。工程结束时清理现场。

评估外部景观设计:通过地段规划和景观设计可以实现微观气候改善。四项主要因素影响人的舒适度:日光辐射、气温、空气流动、温度或降水。当这些要素的综合效果不对人产生不适的压力时,条件就达到了人的舒适范围。室外气候越接近这一范围,创造室内气候所需要的能量就越少。景观形式能够对建筑的能量消耗起到有益的作用,因而减少费用,改善微观气候。景观设计应当以改善建筑周围空间的微观气候为目的,为使用这个空间的人们提供更舒适的环境。提供一个建筑与景观结合的设计充实地段的特征。被设计的系统与景观植物的结合,造成当地生态系统的发展和弹性。利用竖向景观和植物降低周围的气温。

4.评估建筑操作的影响:最大限度地被动式能量系统利用周围能量的渠道:建筑体形、建筑朝向、立面设计、日光控制装置、建筑外观色彩、竖向景观、自然通风,要设计能够让所有使用者理解并且实现控制的简单的控制措施。

最大限度地利用不可更新资源(例如光电能源)。

减少由于消耗能量而产生的二氧化碳;控制二氧化碳生成少于50千克/年·平方米。

控制酸雨:锅炉的氮氧化物排放量,应低于200毫克/千瓦小时。

避免由于CFCs,HCFCs和卤素引起臭氧消耗:使用不含卤素的无臭氧消耗制冷设备;结构与围护部分用无臭氧消耗的隔离。

通过设计,实现可循环材料的储存:适宜条件下,为隔离储存供再利用的废物和可循环的收集物,提供充分的空间。

最大限度地利用自然通风的被动系统。被动吸烟和潮湿:把占多数的空间设计为自然通风,禁止在室内吸烟;避免需要潮湿的植物;在非自然通风场所,慎重设计温度系统;室内空气质量应当在C25升/人(例如不经过再流通的完全新鲜空气);利用自然通风装置。

最大限度地利用自然和人工照明的被动系统:通过照明,在办公室提供高质量的视觉舒适。尽量扩大利用日光的工作面积,达到用于办公的总面积的至少80%,达到英国制定的日光照明标准BS8206的第二部分。有输出波动的所有灯具(例如荧光灯),都应当安装高频镇流器;使用灯具隔栅或特制玻璃等。

检验热舒适和过热:尽量减少由于利于被动式设计因素来补充计划中的自然通风和夜间制冷措施,而产生过热不适风险。通过CIBSE一致的计算实现令人满意的操作。

控制室内噪音:在办公室和会议室所实现舒适的声学环境。私人办公室和小会议室――40分贝;大会议室――45分贝,建筑的声音隔绝和降低噪声与英国标准BS8233:1987一致。

检查寿命周期内的能量消耗(例如能量转换的有效性),尽量减少操作中的能量消耗,它本身正是在建筑能量使用中占最大份额。

评估水污染:减少地段内水流失,以从地表水流失方面,在源头管理污染。促进水分吸收和返还地下水。

评估交通运输能量:尽量减少地段内小轿车停车;制定政策鼓励公共交通,不提倡使用小轿车。评估室内空气质量:微粒过滤;

评估空气质量/二氧化碳;装修/保养;通过可开启窗提供自然通风,保持CIBSE推荐的换气率。避免空气闭合流通;利用室内植物吸收VOCs。

设计内部水保存:以减少从干管到饮用水的需求量为设计目标。水循环计划;雨水利用;废水处理计划:下水道沉积物利用;水效率管理措施;水泄露;景观地区的浇灌系统应当利用;雨水应当被收集并循环(如用于卫生间冲水)。

减少或恢复废弃材料和热量:通过设计,恢复由建筑操作而产生的废弃材料和热量;考虑储藏运输供循环的材料。

检查内部装备:基础建筑提供可以变动位置的会议室和商务中心。通过设计,避免浪费;家具布置允许经过最小的改动而实现灵活的人员分组安排。检查危险材料的使用。