環(huán)保技術(shù)在當(dāng)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉曲

【摘 要】環(huán)保是全球發(fā)展的重點(diǎn)和必然趨勢(shì)，為人類的生活服務(wù)的設(shè)計(jì)必須使用環(huán)保技術(shù)。環(huán)保技術(shù)在交通工具、建筑和廢棄物回收等諸多領(lǐng)域都取得了突破性發(fā)展，3Rs被貫徹執(zhí)行。環(huán)保不應(yīng)該是消極的，不能以降低消費(fèi)為代價(jià)，應(yīng)該積極改善人類的生活條件。環(huán)保和短期經(jīng)濟(jì)利益有矛盾，需要國家法律法規(guī)的強(qiáng)制執(zhí)行。

【關(guān)鍵詞】環(huán)保；當(dāng)代設(shè)計(jì)；清潔的能源；再生循環(huán)

環(huán)保設(shè)計(jì)的核心是“3Rs”-reduce、reuse and recycle， 即減少材料和能源的消耗，減少有害物質(zhì)的排放，進(jìn)行分類回收并再生循環(huán)和重新利用。隨著社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，自然被破壞，環(huán)境被污染，人類和其它生物的健康受到威脅。現(xiàn)在，全球都對(duì)環(huán)境保護(hù)都越來越重視，設(shè)計(jì)師們努力研發(fā)環(huán)保技術(shù)，積極應(yīng)用在當(dāng)代設(shè)計(jì)中。

1、交通工具的環(huán)保技術(shù)

眾所周知，石油、煤等礦物燃料供應(yīng)有限，而且燃燒后會(huì)釋放有毒物質(zhì)，污染空氣，危害健康。清潔的能源有氫能、風(fēng)能、水能和微生物能對(duì)環(huán)境幾乎沒有污染，而且再生循環(huán)。氫燃燒時(shí)和氧結(jié)合變成水，水又可以分解出氫和氧，而且氫燃燒后產(chǎn)生的動(dòng)力強(qiáng)勁。2006年11月22日，寶馬公司研制出的氫能7系亮相柏林，標(biāo)志著世界上第一款供日常使用、幾近零排放的、氫動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的高性能轎車的誕生，展示了氫能驅(qū)動(dòng)技術(shù)的巨大潛力。

2、建筑的環(huán)保技術(shù)

建筑是高耗能的，尤其是運(yùn)行空調(diào)和電梯系統(tǒng)需要消耗大量能源。建筑的環(huán)保技術(shù)有很多種，比如采用保溫性好的建筑材料，防止室內(nèi)溫度受外界氣溫的影響急劇升降，采用太陽能發(fā)電設(shè)備，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，墻面綠化，污水循環(huán)系統(tǒng)等等。

2013年，中國首座碳零排放節(jié)能大樓——寧波諾丁漢大學(xué)可持續(xù)能源技術(shù)研究中心大樓投入使用。大樓整個(gè)樓頂和窗戶邊的金屬材料，甚至樓前草坪上的金屬籬笆都是太陽能發(fā)電板。大樓前和樓頂上還有風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。僅太陽能發(fā)電板在晴天每小時(shí)就可發(fā)電600千瓦--800千瓦，供60個(gè)--80個(gè)100瓦的燈泡同時(shí)工作，多余電能還可被貯存起來，在晚上或陰雨天使用，即使兩周持續(xù)陰雨仍可自給自足。該建筑應(yīng)用的風(fēng)帽系統(tǒng)，不用電就可以自然地通風(fēng)換氣。夏天，熱水和熱氣將通過設(shè)備送到七八十米深的涼爽地下降溫，等它們重返地面時(shí)溫度已經(jīng)降低，可為大樓供冷；冬天，再用同樣的方法為大樓供暖。大樓外部大量使用隔熱，避免了室內(nèi)熱量流失過多。該樓安裝有特殊的管道系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了房頂雨水和盥洗室污水以及大廈空調(diào)冷凝水的合并利用，被用于沖洗廁所，以及使建筑冷卻的蒸發(fā)板中的循環(huán)水。

寶馬世界The BMW Welt位于德國慕尼黑，于2007年落成，是寶馬公司的展示和會(huì)議中心。它最突出的特點(diǎn)是它的55米寬的雙圓錐屋頂。屋頂上安裝了一個(gè)巨大的光電陣，至少能產(chǎn)能824WP，給大樓提供運(yùn)行所需的電力。

迪拜旋轉(zhuǎn)摩天樓由意大利建筑師David Fisher設(shè)計(jì)，2008年動(dòng)工，預(yù)計(jì)在2020年建成。這座420m的大樓集辦公、住宅及豪華酒店為一體，80層樓每層可360度自由旋轉(zhuǎn)。它的電力來源于每?jī)蓪訕侵g的共79套風(fēng)力渦輪機(jī)。此外，在每一層樓頂都設(shè)置太陽能電池，通過旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，光輻電池可以獲得最大的日照輻射量。只要每層樓有20%的屋頂暴露在陽光下，能夠收集的能量就是一般大樓的10倍，旋轉(zhuǎn)摩天樓的環(huán)保能源不僅能自給自足，還能多出來分給鄰近的建筑物使用。

人本來是自然之子，但人類聚居的現(xiàn)代城市卻充斥著鋼筋混凝土的建筑，人與大自然產(chǎn)生了隔閡。于是人們不僅布置公園，還在建筑的屋頂和墻面進(jìn)行綠化，拉近人與自然的距離。而米蘭的垂直森林把城市綠化更推進(jìn)了一步，在高樓的陽臺(tái)種樹，讓居住在城市的人們仿佛置身樹林。

2014年11月19日，2014年國際高層建筑大獎(jiǎng)（IHP）在德國法蘭克福揭曉，由“垂直森林”項(xiàng)目獲此殊榮，可見全球?qū)Νh(huán)保建筑的重視和鼓勵(lì)。米蘭垂直森林的設(shè)計(jì)者斯坦法諾·博埃里（Stefano Boeri）曾任2015米蘭世博會(huì)總規(guī)劃師、美國哈佛商學(xué)院及麻省理工建筑系項(xiàng)目教授和米蘭市副市長(zhǎng)，他反對(duì)城市擴(kuò)張城市的大小，但可以拓展它的高度，把平鋪的森林樹立起來，在城市里建造一個(gè)人與自然和諧的家園。

“垂直森林”于2014年在米蘭市中心的Isola區(qū)域落成，兩棟樓分別為110米與76米高，種植了900多棵喬木、5000多株灌木和1萬株草本植物，在城市之內(nèi)置入了一個(gè)高達(dá)7000平米綠化覆蓋面積的“森林”。兩棟建筑可以容納與占地約75000平米的獨(dú)棟住宅社區(qū)相同的家庭數(shù)量，大大減輕了城市的用地壓力。同時(shí)，垂直森林的植被系統(tǒng)吸收二氧化碳及粉塵、制造氧氣，營造出適宜居住的微氣候。大樓有完善的灌溉系統(tǒng)，將居民們?nèi)粘Ｋa(chǎn)生的生活廢水，如洗衣水、洗澡水經(jīng)過特殊處理，回收再利用，用于灌溉植物。在塔樓頂部設(shè)置有太陽能光伏發(fā)電板，為建筑提供能源，自給自足。

在南京江北，中國的第一座“垂直森林”也由博埃里設(shè)計(jì)，將在2018年底竣工。

電梯是建筑物高耗能的環(huán)節(jié)，我國節(jié)能電梯技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先水平，主要分為無齒輪電梯和能源再生電梯（勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能）。無齒輪電梯采用永磁同步電動(dòng)機(jī)，采用變頻電源供電，不通過機(jī)械減速的中間環(huán)節(jié)，直接帶動(dòng)曳引輪拖動(dòng)電梯運(yùn)行，提高了機(jī)械傳動(dòng)的效率。能源再生電梯改變了傳統(tǒng)電梯上行和下行分別運(yùn)行的模式，把上行電梯和下行電梯通過嚙合、齒輪合二為一，下行人群的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為上行電梯的動(dòng)能。然而我國節(jié)能電梯的普及率還很低，主要原因是價(jià)格因素。同樣噸位的電梯，節(jié)能效率達(dá)到44%的無齒輪電梯售價(jià)比普通電梯要高出10%左右，雖然這部分價(jià)差經(jīng)過運(yùn)行之后即可在電費(fèi)中節(jié)省下來，但是樓盤開發(fā)商往往不愿意為消費(fèi)者承擔(dān)這部分成本，因?yàn)殡娞莸陌惭b成本要計(jì)算在建房成本之內(nèi)，而電梯運(yùn)行的電費(fèi)是由消費(fèi)者自行支付。賓館、商場(chǎng)的開發(fā)商也存在同樣心理，所以使用節(jié)能電梯積極性不高。其次，國家產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺位。目前國家強(qiáng)制執(zhí)行的電梯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是電梯安全標(biāo)準(zhǔn)，并沒有對(duì)電梯節(jié)能項(xiàng)目進(jìn)行強(qiáng)制性規(guī)定。最后是政府推動(dòng)不力。近年來國家相繼出臺(tái)的節(jié)能法規(guī)，但在《建筑節(jié)能管理?xiàng)l例》和正在修訂的《節(jié)能法》中，都強(qiáng)令開發(fā)商公示住宅的節(jié)能指標(biāo)，但節(jié)能電梯卻始終游離于法規(guī)政策之外。

3、廢棄物回收

日本是資源小國，因此更珍惜資源，在新能源和廢棄物回收方面處于世界領(lǐng)先水平。豐田公司就是日本最早的、水平最高的報(bào)廢車再生利用企業(yè)。在這里，一輛報(bào)廢汽車的處理流程是：首先由拆解企業(yè)把發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、輪胎、蓄電池、機(jī)油、燃料、氟利昂、氣囊等拆卸下來，經(jīng)專業(yè)處理后再生利用；剩下的車身及附屬品被壓扁后，送到再生利用企業(yè)，經(jīng)粉碎、分揀后回收利用。經(jīng)自動(dòng)分選和人工分揀，鐵、銅、鋁等金屬和非金屬材料被分開處理。各種金屬經(jīng)高溫加熱，變成碎塊或碎屑，由愛知制鋼公司等企業(yè)買走。剩下的部分被稱為汽車碎屑（ARS），里面混雜著樹脂、聚氨酯泡沫、纖維、橡膠、玻璃等10余種材料，通過管道輸送到ARS再生利用工廠，由成套的自動(dòng)化設(shè)備細(xì)分細(xì)篩，分門別類回收利用。最后僅剩的少量樹脂類物質(zhì)，也被用作煉鋼電爐的助燃材料。

中國是世界電池生產(chǎn)、消費(fèi)第一大國。制造電池必須使用許多稀有金屬和有毒物質(zhì)，廢電池嚴(yán)重污染環(huán)境。而有關(guān)部門明知二次廢電池的危害大，卻不愿主動(dòng)觸及。長(zhǎng)期以來，全國數(shù)以萬計(jì)的個(gè)體專業(yè)戶和大大小小的個(gè)體再生鉛廠掌握了廢鉛酸蓄電池回收量的90%，他們的處理方法很粗暴，把電池鋸開，取出鉛板賣錢，硫酸液倒進(jìn)下水道或直接倒在地上。回收廢電池不是非常難的事，國外有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)。德國和美國規(guī)定，消費(fèi)者不歸還廢舊電池，銷售者在售其新電池時(shí)加收錢。意大利、瑞典規(guī)定，買新電池時(shí)不交回廢舊電池需上稅，這些多收的錢用來支付處理廢舊電池的費(fèi)用，使廢舊電池回收率幾達(dá)100%。其實(shí)在中國推行廢舊電池回收也不是難事，可以采用押金法，每買一節(jié)新電池都要付一定數(shù)額的押金，電池用完可以送回到零售商那里取回押金或抵購新電池款。但是這么簡(jiǎn)單易行的事，國家卻沒有制定法律法規(guī)加以推行。

4、結(jié)語

目前，全球包括中國都越來重視環(huán)保，設(shè)計(jì)與人的生活息息相關(guān)，要積極應(yīng)用環(huán)保技術(shù)，造福人類生活，造福地球。

環(huán)保應(yīng)該是積極的，不應(yīng)該以文明倒退、生活水平下降為代價(jià)。環(huán)保的核心途徑是減少材料和能源的消耗，減少有害物質(zhì)的排放，進(jìn)行分類回收并再生循環(huán)和重新利用，而不是降低消費(fèi)。如果降低消費(fèi)，就會(huì)造成經(jīng)濟(jì)低迷，形成惡性循環(huán)，損害社會(huì)各個(gè)行業(yè)的利益，甚至造成社會(huì)不安定因素。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看環(huán)保肯定是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的，但它和短期經(jīng)濟(jì)利益往往有沖突，追求利益的企業(yè)的天性，所以要依靠企業(yè)家的良心和道德來推行環(huán)保是行不通的，需要國家法律法規(guī)的強(qiáng)制執(zhí)行。

設(shè)計(jì)師應(yīng)該關(guān)懷人類和環(huán)境共同的健康和發(fā)展，環(huán)境健康了，人類才能幸福。

【參考文獻(xiàn)】

[1]丁志偉，高源，羅羽，譚曉涵. 一種利用人體重力勢(shì)能的新型節(jié)能電梯[J]. 居舍，2018（07）.

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