馬雨桐 華南理工大學建筑學院
人口與資源的矛盾使可持續成為全球公認的發展模式。室內環境所需的大量資源使可持續成為室內設計的重要思想,設計師有責任通過可持續的室內實踐來保護和恢復生態系統。
可持續室內設計通過合理使用自然資源以處理室內設計對環境的影響,能夠適應活動變化的空間,有效節能[1]。除客戶意愿、成本因素和技術外,可持續性成為設計師新的關注點[2]。
通常情況下,室內設計師需要考慮客戶的需求、成本控制、時間限制以及技術等因素,然而一個成功的項目更應將可持續性融入設計過程的每一個階段。世界各地的室內設計師已經對將可持續發展戰略納入設計方案的必要性有了更多的認識,他們認為可持續發展將是工作中固有的而非一種附加價值。這一轉變使近年來可持續性需求增加,鼓勵并加速了材料生產商在制造過程中向可持續原則和做法的轉型。
同時,不同層級的可持續發展協會在全世界范圍內采用和規范可持續發展的做法,包括提供評級和認證系統,以幫助行業和設計師評估產品與系統的可持續性。
與傳統的設計方案不同,可持續的設計方案強調健康的環境以及合理的資源與能源消耗。科學的室內設計方案應該在不影響美觀的前提下,為創造健康、實用、舒適、可持續的室內環境提出一個合乎邏輯和順序的過程,并且滿足使用者對預算、時間及設計愿景的需求。
設計師有義務在其設計方案中闡明可持續性,具體體現在以下3 個方面:一是提供生態智能的能源效率解決方案,在提供舒適空間的同時減少能源和水的消耗率;二是使用不需要過多維護和更換的耐用產品;三是減少建筑垃圾以減少污染和環境破壞。
2.1.1 可持續的制造商
全球報告倡議組織(Global Reporting Initiative,GRI)通過分析制造商的可持續管理水平來評估相關公司在可持續領域的運作和政策[3]。一是公司在能源優化、廢物管理及其他環境可持續方面構建的體系;二是減少或避免任何可能降低產品的生物降解性和損害用戶健康的化學品使用;三是生產易于重新回收和使用的可拆卸產品。
2.1.2 可持續產品認證
產品在可持續方面的認證是用于評價室內設計是否可持續的重要基準,眾多認證機構正致力于通過全面的產品認證數據庫促進可持續的實施。
多屬性認證是根據產品的生命周期來識別其成分、制造影響、能源使用和排放等關鍵屬性[4]。單一屬性的認證涵蓋大多數可持續產品的認證,即專注于一個領域的性能;第一方或自我認證是制造商的營銷主張;第二方認證是基于行業貿易協會或外部咨詢公司為某類制造商制定的標準,制造商將定期提供文件佐證其產品達標;第三方認證是最嚴格的認證層級,由一個公正獨立的第三方機構領導產品測試和授予認證,并由另一個機構對認證結果進行評估和確認[5]。
2.1.3 可持續產品生命周期評估
生命周期評價(Life Cycle Assessment,LCA)應當貫穿產品原材料提取到產品的制造、安裝、運輸、使用各個環節,采用定量和定性方法評估產品在其全生命周期中對環境產生的影響。制造商可以采用LCA 的整體方法,評估某一產品在其生命周期中的全部影響,并通過報告與行業其他成員分享結果[2]。值得注意的是,在生命周期中,某一產品可能由可持續的原材料組成,但會在其后續制造過程中使用不可持續的毒害化學品。
科學嚴謹的LCA 分析結果將使設計者和消費者在判斷和選擇室內設計方案時做出更合理的決定。制造商有責任公開與其制造過程有關的LCA 結果并說明產品對人類和地球的影響,設計師則應選擇經過第三方組織認證的產品,并告知消費者。
2.2.1 室內空氣質量
人們平均有90%的時間是在室內度過的,因此室內空氣污染對人體危害更大[4]。室內環境質量指的是影響居住者建成環境體驗的所有因素,包括室內、空氣質量(Indoor Air Quality,IAQ)、照明和日照、熱舒適和電磁場等方方面面[6]。其中,IAQ 評估考慮微生物污染(如霉菌、細菌、灰塵和微粒)、化學品、過敏原、纖維及任何可能影響居住者健康的室內空氣因素。盡管測量建筑內部的毒性及其對環境的影響具有很大的難度,但仍有一些方法可以確定IAQ,如跨學科合作以收集和分析空氣樣本,使用軟件模擬建筑內的氣流等。
目前,有很多智能設備或系統可以通過跨學科技術收集和分析室內空氣成分數據,有效實現IAQ 的監測和分析。這種分析可以使人們了解污染物的來源,并指導設計者制定策略,去除不需要的空氣成分,保證室內空氣交換所需通風和過濾的平衡。
2.2.2 控制化學品排放
政府間氣候變化專門委員會于2017 年的報告中指出,建筑部門的能源消耗占全球能源消耗總量的40%,CO2排放量占全球CO2排放總量的25%。例如,粘合劑的不當使用會產生有害物質,從而對環境和居民健康造成不利影響。
室內設計師的責任之一是為建筑物居住者提供更健康、更安全并能提升其生活質量的室內環境。他們應研究所用材料在可持續性的相關屬性并警告客戶潛在健康風險,深入研究諸如油漆、粘合劑、密封劑、紡織品、家具以及基材等材料,以確定生產和使用過程中有毒氣體的排放水平[7]。此外還應分析用更安全的替代品的可行性,以盡可能提高室內空氣質量。
2.2.3 碳足跡
選擇能夠減少碳排放的產品和材料,將氣候中立商業網絡作為第三方認證機構衡量產品對氣候變化的影響。這一機構旨在評價產品在其生命周期中的溫室氣體凈排放,由此努力減少產品對氣候環境變化的潛在影響[8]。可持續室內設計方案應選擇符合揮發性有機化合物排放標準的產品及制造商。
2.2.4 可生物降解
可生物降解材料是在自然界存在的微生物作用下能發生化學、生物或物理降解或酶解的高分子材料。最理想的可降解生物材料應利用可再生資源得到,降解后可以被生物重新利用,產物最好是二氧化碳和水,其生產和使用可以納入自然界的循環。室內常用的材料有羊毛、黃麻和可生物降解的粘合劑等。
2.3.1 設計適應性
可持續室內設計方案應以最少的資源使用來設計適應客戶需求的空間[9]。例如,設計多用途空間和多功能家具,依靠智能技術和材料營造不同的氛圍以適應不同活動[10]。材料的某一特性可以用作多種設計目的來減少材料的使用,如混凝土既可以作為地板結構,又可以作為地板裝飾。此外,耐用、低維護的產品和材料有更長的生命周期,需要維護和更換的頻率較低。雖然在前期花費較多,但從長遠來看卻能節省資金。
2.3.2 本土設計
設計使用當地產品和材料的方案有助于減少長距離運輸對環境的影響。材料和環境之間的自然和諧將增加其耐久性,并支持本土經濟和設計特性的發展。
2.3.3 減少包裝
包裝廢物占非工業固體廢物的1/3,因此設計師應避免過度包裝,并且使用可生物降解或可循環利用的包裝材料,由此減少的廢物處理費用為承包商和業主節約成本。材料選擇可以采用不同協會的標準來實現,如藍天使標志(Blue Angle Mark,BAM)是德國聯邦政府為環保產品設計的生態標簽,也是可持續消費的指南[4]。
2.4.1 重復使用
在使用周期結束后仍能重復利用的產品具有更長的使用壽命,如古董家具就體現了再利用和翻新的魅力[1]。現代機械可以作為室內設計的修飾和施工方法以減少材料浪費。在合適的條件下對建筑進行拆卸能使材料重新使用,如使用可再利用的循環水系統,客戶通過減少水的消耗和廢水再利用使建筑內的水管理效率最大化。
2.4.2 循環利用
循環利用是指收集、加工、銷售并最終重新使用廢棄材料的過程。建筑廢物從裝修過程被收集,然后被轉化和再制造以生產新的建筑材料,有助于解決全球變暖和酸化等環境問題。但是,除非存在循環利用產品的市場,否則這些回收的益處無法實現。創造對再利用產品的需求可以改變整個制造市場,能夠減少送往垃圾填埋場和焚燒爐的廢物量,減少對原材料的需求從而減少與材料開采相關的環境影響,帶來業務擴展和更多的就業機會等[4]。
2.5.1 選擇可再生資源
可再生資源是通過天然作用再生更新從而為人類反復利用的資源。竹子、小麥板、羊毛、棉花、椰殼、黃麻織物、油氈以及軟木等室內常用的可再生材料可有效促進室內環境的可持續性[4]。
2.5.2 有效的能源性能
室內設計師應該與項目組成員(如電氣和機械工程師)緊密合作,在滿足客戶需求的同時優化能源使用,爭取將能源消耗降到最低。目前,計算機模型可以實現各種設計元素包括門窗、墻壁、屋頂、保溫層以及設備等對項目整體能源效率所產生影響的模擬、確定和監測。此外,還應考慮部件制造所需的能量,天然材料比合成材料如混凝土、鋼和丙烯酸等需要的能量更低[10]。
2.5.3 高效的施工方法
室內設計師應該選擇簡單的施工方法以盡量減少安裝過程,選擇耐用的固定裝置、接頭和配件進行組裝,依靠創新的技術和機制在共享安裝應用的基礎上組裝不同的項目,以實現所需自然材料和資源的整體減少。此外,可利用木材固有強度,用自鎖的接合系統來固定家具部件。
面對可持續發展,室內設計師和承包商應為方案確定適當的創新做法并融入方案來提升能源的利用率,最終實現對客戶和環境都有真正修復作用的零能耗室內空間。本文探討了支持可持續設計方案的室內產品選擇標準,包括制造商選擇、環境友好、減少消費、可持續的設計組件以及高效的資源管理5 個方面。僅滿足其中一兩個標準并不意味著產品是可持續的,最優的可持續室內設計方案應經過各方面標準的利弊權衡以滿足可持續的目標。合適的定量方法可根據每個標準的實現程度評分,將此標準改進為數學評價系統更利于設計師全方位地評估室內設計項目從方案形成到實施的可持續性。