可持續建筑材料在風景園林設計中的應用與評估

摘 要：可持續建筑材料在風景園林設計中的應用對于實現生態友好和資源節約具有重要意義。本研究通過實地調查和案例分析，探討了可持續建筑材料在風景園林中的應用現狀、技術特點及評估方法。研究發現，再生混凝土、透水鋪裝、生態磚等材料在園林硬質景觀中應用廣泛；竹材、稻草等生物質材料在園林構筑物中表現出色。通過建立材料生命周期評估模型，對比分析了不同可持續材料的環境影響和經濟效益。研究結果表明，合理選用可持續建筑材料可顯著降低園林工程的碳排放和能源消耗，提高資源利用效率。未來應進一步完善可持續材料評估體系，推廣新型生態材料在風景園林中的應用。

關鍵詞：可持續建筑材料； 風景園林設計；應用評估

1 前言

生態文明建設推動風景園林可持續發展備受關注。傳統建筑材料存在高能耗、高污染問題，而可持續建筑材料能降低環境影響，提高資源利用效率。然而，其應用仍面臨性能、耐久性和成本等挑戰。深入研究可持續建筑材料在風景園林設計中的應用特點和評估方法，對推動行業可持續發展具有重要意義。本研究旨在探討這些材料的應用現狀、技術特點及評估方法。

2可持續建筑材料在風景園林設計中的應用現狀

2.1硬質景觀材料的應用

再生混凝土在園路鋪裝中得到廣泛應用，例如一些大型城市公園的主要步道采用了含再生骨料的混凝土，既減少了建筑垃圾，又保證了路面的強度和耐久性。透水鋪裝材料如多孔瀝青混凝土在許多現代化園區使用，有效緩解了雨季積水問題。生態磚在園路設計中創新應用，如一些著名景區的游步道采用了植草磚，既增加了綠化面積，又保持了良好的通行能力[1]。廢棄玻璃制成的透水地磚在一些新建公園的景觀小品中得到應用，既美觀又環保，成為公園的一大特色。

2.2園林構筑物中的可持續材料應用

竹材在園林中應用廣泛，如園林博物館的竹亭，采用經碳化處理的竹材，不僅造型優美，還具有良好的耐久性。在一些竹資源豐富的地區，大量使用竹纖維復合材料建造觀景臺和休息亭，既突出了當地竹文化特色，又減少了對傳統木材的依賴。稻草等生物質材料在景觀建筑中也有創新應用，例如一些精品酒店采用稻草夯土墻技術，不僅隔熱效果好，還體現了地方特色。在一些濱海濕地公園，回收塑料制成的景觀座椅既環保又耐用，成為公園的一大亮點。

2.3植物配置中的可持續材料應用

生物基肥料在植物養護中應用廣泛，如一些歷史悠久的皇家園林在花卉養護中大量使用蚯蚓糞有機肥，不僅提高了土壤肥力，還減少了化肥使用。微生物菌劑在一些植物園的珍稀植物培育中得到應用，顯著提高了植物的成活率和生長速度?？山到夥N植容器在一些野生動物保護區的植被恢復中使用，既便于種植又避免了塑料污染。椰糠基質在一些花卉展覽園替代泥炭使用，不僅保水性能好，還減少了對泥炭資源的消耗。在一些現代化城市建筑的屋頂花園中，采用了輕質土壤改良劑，既減輕了建筑負荷，又保證了植物的良好生長狀態。

3可持續建筑材料在風景園林中的應用技術

3.1再生混凝土的配比優化與性能提升技術

再生混凝土優化主要圍繞再生骨料取代率（30%～50%）和水泥用量。采用兩段式拌合法改善工作性：再生骨料先與60%拌合水預拌60秒，再加入其他材料。添加5%～10%粉煤灰或礦渣填充微裂紋，提高界面強度。使用0.8%～1.2%聚羧酸系減水劑降低水膠比。添加0.6－1.0kg/m3聚丙烯纖維控制收縮裂縫。內部養護采用3%～5%預濕輕質骨料。這些措施可將28天抗壓強度提高到45MPa以上，滿足硬質景觀需求。

3.2透水鋪裝材料的施工工藝與質量控制

透水鋪裝關鍵在于孔隙率和粒徑分布控制。透水瀝青混凝土采用間斷級配：粗集料70%～80%，細集料15%～20%，填料4%～6%，實現20%～25%孔隙率。溫拌技術控溫130－140℃，減少排放。智能溫控攤鋪確保均勻性。雙鋼輪壓路機壓實，溫度110－120℃，4－6遍。基層用20cm厚級配碎石，壓實度95%以上。面層與基層間鋪土工布防堵塞[2]。核子密度儀檢測壓實度（>98%），LWT測試儀測定透水系數（>4mm/s）。

3.3竹材防腐處理技術在園林應用中的創新

創新體現在浸漬工藝和防腐劑選擇。“真空－加壓－真空”循環浸漬法提高滲透均勻性和利用率。CBZ復合防腐劑（1.5%～2%）兼具防蟲、防腐、防火性能，添加0.5%納米二氧化硅提高耐候性。PEG改性處理（15%～20% PEG1000，60℃，4小時）提高尺寸穩定性。等離子體活化后涂覆疏水硅烷丙烯酸樹脂實現超疏水（接觸角>150°）。這些技術將竹材使用壽命延長至15～20年。上表1概括了竹材防腐處理的主要創新技術。

3.4生物質材料在景觀構筑物中的結構設計方法

利用高密度壓縮成型技術制作結構板材（密度900—1000kg/m3，抗彎強度30MPa）。添加5%～8%硼酸鹽提高防火性，硅烷改性聚氨酯涂層（0.2—0.3mm）降低吸水率。采用輕鋼龍骨框架，自攻螺釘連接（間距300—400mm），接縫處用玻璃纖維網格布加強。屋面用生物質復合桁架（跨度6—8m），節點采用環氧樹脂浸漬纖維繩索纏繞?？紤]1.5—2.0長期荷載系數控制徐變[3]。有限元分析優化提高材料使用效率20%～30%。表2總結了生物質材料在景觀構筑物中的主要設計參數：

4可持續建筑材料在風景園林中的應用評估

4.1評估指標體系的構建

可持續建筑材料在風景園林中的評估指標體系包括環境、經濟和社會三個維度。環境指標包括碳排放量、能源消耗、水資源消耗和廢棄物產生量。經濟指標涵蓋初始成本、維護成本和使用壽命。社會指標考慮美觀性、舒適度和本地化程度。每個指標設定權重，如環境40%、經濟35%、社會25%。采用層次分析法（AHP）確定各指標權重，結合模糊綜合評價方法，得出材料的綜合可持續性得分。表3詳細列出了評估指標體系的構成：

4.2生命周期評估（LCA）方法的應用

生命周期評估（LCA）方法在可持續建筑材料評估中的應用遵循ISO 14040標準，包括目標與范圍界定、清單分析、影響評價和結果解釋四個階段。評估范圍涵蓋材料的原料獲取、生產、運輸、施工、使用維護和最終處置全過程。清單分析階段收集各階段的物質能量輸入輸出數據，如原材料消耗、能源使用、排放物等。影響評價階段采用CML 2001方法，量化全球變暖潛勢（GWP）、酸化潛勢（AP）、富營養化潛勢（EP）等環境影響類別[4]。通過Monte Carlo模擬進行不確定性分析，提高結果可靠性。LCA方法可比較不同可持續材料的環境影響，識別生命周期中的環境特點，為材料優化和選擇提供依據。

4.3案例研究：某城市公園可持續材料應用效果評估

以某城市公園為例，評估了再生混凝土、透水瀝青和竹材在園路、鋪裝和景觀構筑物中的應用效果。采用前述評估指標體系和LCA方法，對比分析了可持續材料與傳統材料的性能。結果顯示，再生混凝土相比普通混凝土減少碳排放22%，節約成本15%。透水瀝青鋪裝增加雨水滲透率60%，緩解了園區積水問題。竹材景觀亭比木結構減少碳排放35%，但初始成本高10%。綜合評分顯示，可持續材料的總體表現優于傳統材料。游客滿意度調查結果正面，85%的受訪者對材料的美觀性和舒適度表示滿意。案例研究驗證了評估方法的實用性，為推廣可持續材料應用提供了實證依據。

5可持續建筑材料在風景園林設計中應用的優化策略

5.1材料選擇與設計優化

材料選擇優化策略首先考慮地域性，優先選用本地可再生資源，如就地取材的石材或當地盛產的竹材，減少運輸能耗。其次，根據功能需求進行材料性能匹配，如高強度區域選用纖維增強再生混凝土，低承載區采用透水生態磚。在設計階段，通過參數化設計優化構件形狀，減少材料用量。采用模塊化設計，提高預制化程度，減少現場施工浪費。結合BIM技術，進行材料用量精準計算和碳排放模擬，實現多方案比選。通過材料組合創新，如竹－鋼復合結構，實現性能互補。這些策略可在保證功能的前提下，最大化可持續材料的生態效益。

5.2施工工藝與質量控制優化

施工工藝優化重點是提高資源利用效率和減少環境影響。采用干法施工技術，如預制裝配式技術，減少現場濕作業，降低水資源消耗和污染。使用智能化施工設備，如3D打印技術，提高材料利用率。對于再生材料，采用分級篩選和預處理工藝，提高材料品質。質量控制方面，建立全過程監測體系，如使用物聯網技術實時監控材料性能參數。制定可持續材料專項施工規程，明確關鍵工序控制點。采用非破損檢測技術，如地質雷達，評估材料施工質量。建立材料溯源系統，確保可持續材料來源可靠。這些措施可提高施工效率，保證可持續材料的應用質量。

5.3維護管理策略

維護管理策略首先要建立動態監測系統，利用傳感器技術實時監測材料性能變化，如透水鋪裝的滲透率、再生混凝土的強度衰減等。建立預測性維護模型，基于監測數據預判材料劣化趨勢，制定主動維護計劃。采用綠色養護技術，如使用植物提取物作為木材防腐劑，減少化學品使用。建立循環利用機制，如將更換下來的透水磚破碎后用作園林路基層材料。制定差異化養護方案，根據不同材料特性和使用強度，采取針對性維護措施。建立維護效果評估體系，定期評估維護措施的生態效益和經濟效益。這些策略可延長可持續材料使用壽命，持續發揮其生態價值。

6結論

研究表明，再生混凝土、透水鋪裝和竹材等可持續材料能顯著降低環境影響，提高資源利用效率和經濟效益。生命周期評估結果顯示，合理使用這些材料可使園林工程碳排放降低20%～30%，能源消耗減少15%～25%。盡管面臨成本和耐久性等挑戰，未來應加強新型生態材料研發，完善評估體系，制定相關政策標準。同時，應因地制宜，將可持續材料與地域文化和生態特色結合，創造環保且獨具特色的風景園林作品，推動行業可持續發展。

參考文獻

[1]張舒.新型建筑材料實現城市園林與道路綠化的可持續發展研究[J].建材發展導向，2023，21（24）：15-17.

[2]任立卓，許寧.竹和麻在建筑與設計中的可持續應用：材料、技術與趨勢[J].分子植物育種，2024，22（12）：4100-4104.

[3]姜欣怡，鄭龍，裴芳歌.新型建筑材料生產與應用策略[J].石材，2024（08）：104-106.

[4]李航空.淺析新型建筑材料與技術在綠色建筑中的應用[J].住宅產業，2024（07）：84-86.