基于设计和施工的可持续室内设计标准研究
2022-12-31马雨桐华南理工大学建筑学院
马雨桐 华南理工大学建筑学院
人口与资源的矛盾使可持续成为全球公认的发展模式。室内环境所需的大量资源使可持续成为室内设计的重要思想,设计师有责任通过可持续的室内实践来保护和恢复生态系统。
1 可持续室内设计概述
可持续室内设计通过合理使用自然资源以处理室内设计对环境的影响,能够适应活动变化的空间,有效节能[1]。除客户意愿、成本因素和技术外,可持续性成为设计师新的关注点[2]。
通常情况下,室内设计师需要考虑客户的需求、成本控制、时间限制以及技术等因素,然而一个成功的项目更应将可持续性融入设计过程的每一个阶段。世界各地的室内设计师已经对将可持续发展战略纳入设计方案的必要性有了更多的认识,他们认为可持续发展将是工作中固有的而非一种附加价值。这一转变使近年来可持续性需求增加,鼓励并加速了材料生产商在制造过程中向可持续原则和做法的转型。
同时,不同层级的可持续发展协会在全世界范围内采用和规范可持续发展的做法,包括提供评级和认证系统,以帮助行业和设计师评估产品与系统的可持续性。
2 可持续室内设计方案的选择标准
与传统的设计方案不同,可持续的设计方案强调健康的环境以及合理的资源与能源消耗。科学的室内设计方案应该在不影响美观的前提下,为创造健康、实用、舒适、可持续的室内环境提出一个合乎逻辑和顺序的过程,并且满足使用者对预算、时间及设计愿景的需求。
设计师有义务在其设计方案中阐明可持续性,具体体现在以下3 个方面:一是提供生态智能的能源效率解决方案,在提供舒适空间的同时减少能源和水的消耗率;二是使用不需要过多维护和更换的耐用产品;三是减少建筑垃圾以减少污染和环境破坏。
2.1 制造商的选择标准
2.1.1 可持续的制造商
全球报告倡议组织(Global Reporting Initiative,GRI)通过分析制造商的可持续管理水平来评估相关公司在可持续领域的运作和政策[3]。一是公司在能源优化、废物管理及其他环境可持续方面构建的体系;二是减少或避免任何可能降低产品的生物降解性和损害用户健康的化学品使用;三是生产易于重新回收和使用的可拆卸产品。
2.1.2 可持续产品认证
产品在可持续方面的认证是用于评价室内设计是否可持续的重要基准,众多认证机构正致力于通过全面的产品认证数据库促进可持续的实施。
多属性认证是根据产品的生命周期来识别其成分、制造影响、能源使用和排放等关键属性[4]。单一属性的认证涵盖大多数可持续产品的认证,即专注于一个领域的性能;第一方或自我认证是制造商的营销主张;第二方认证是基于行业贸易协会或外部咨询公司为某类制造商制定的标准,制造商将定期提供文件佐证其产品达标;第三方认证是最严格的认证层级,由一个公正独立的第三方机构领导产品测试和授予认证,并由另一个机构对认证结果进行评估和确认[5]。
2.1.3 可持续产品生命周期评估
生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)应当贯穿产品原材料提取到产品的制造、安装、运输、使用各个环节,采用定量和定性方法评估产品在其全生命周期中对环境产生的影响。制造商可以采用LCA 的整体方法,评估某一产品在其生命周期中的全部影响,并通过报告与行业其他成员分享结果[2]。值得注意的是,在生命周期中,某一产品可能由可持续的原材料组成,但会在其后续制造过程中使用不可持续的毒害化学品。
科学严谨的LCA 分析结果将使设计者和消费者在判断和选择室内设计方案时做出更合理的决定。制造商有责任公开与其制造过程有关的LCA 结果并说明产品对人类和地球的影响,设计师则应选择经过第三方组织认证的产品,并告知消费者。
2.2 健康标准
2.2.1 室内空气质量
人们平均有90%的时间是在室内度过的,因此室内空气污染对人体危害更大[4]。室内环境质量指的是影响居住者建成环境体验的所有因素,包括室内、空气质量(Indoor Air Quality,IAQ)、照明和日照、热舒适和电磁场等方方面面[6]。其中,IAQ 评估考虑微生物污染(如霉菌、细菌、灰尘和微粒)、化学品、过敏原、纤维及任何可能影响居住者健康的室内空气因素。尽管测量建筑内部的毒性及其对环境的影响具有很大的难度,但仍有一些方法可以确定IAQ,如跨学科合作以收集和分析空气样本,使用软件模拟建筑内的气流等。
目前,有很多智能设备或系统可以通过跨学科技术收集和分析室内空气成分数据,有效实现IAQ 的监测和分析。这种分析可以使人们了解污染物的来源,并指导设计者制定策略,去除不需要的空气成分,保证室内空气交换所需通风和过滤的平衡。
2.2.2 控制化学品排放
政府间气候变化专门委员会于2017 年的报告中指出,建筑部门的能源消耗占全球能源消耗总量的40%,CO2排放量占全球CO2排放总量的25%。例如,粘合剂的不当使用会产生有害物质,从而对环境和居民健康造成不利影响。
室内设计师的责任之一是为建筑物居住者提供更健康、更安全并能提升其生活质量的室内环境。他们应研究所用材料在可持续性的相关属性并警告客户潜在健康风险,深入研究诸如油漆、粘合剂、密封剂、纺织品、家具以及基材等材料,以确定生产和使用过程中有毒气体的排放水平[7]。此外还应分析用更安全的替代品的可行性,以尽可能提高室内空气质量。
2.2.3 碳足迹
选择能够减少碳排放的产品和材料,将气候中立商业网络作为第三方认证机构衡量产品对气候变化的影响。这一机构旨在评价产品在其生命周期中的温室气体净排放,由此努力减少产品对气候环境变化的潜在影响[8]。可持续室内设计方案应选择符合挥发性有机化合物排放标准的产品及制造商。
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发生化学、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应利用可再生资源得到,降解后可以被生物重新利用,产物最好是二氧化碳和水,其生产和使用可以纳入自然界的循环。室内常用的材料有羊毛、黄麻和可生物降解的粘合剂等。
2.3 减少消费
2.3.1 设计适应性
可持续室内设计方案应以最少的资源使用来设计适应客户需求的空间[9]。例如,设计多用途空间和多功能家具,依靠智能技术和材料营造不同的氛围以适应不同活动[10]。材料的某一特性可以用作多种设计目的来减少材料的使用,如混凝土既可以作为地板结构,又可以作为地板装饰。此外,耐用、低维护的产品和材料有更长的生命周期,需要维护和更换的频率较低。虽然在前期花费较多,但从长远来看却能节省资金。
2.3.2 本土设计
设计使用当地产品和材料的方案有助于减少长距离运输对环境的影响。材料和环境之间的自然和谐将增加其耐久性,并支持本土经济和设计特性的发展。
2.3.3 减少包装
包装废物占非工业固体废物的1/3,因此设计师应避免过度包装,并且使用可生物降解或可循环利用的包装材料,由此减少的废物处理费用为承包商和业主节约成本。材料选择可以采用不同协会的标准来实现,如蓝天使标志(Blue Angle Mark,BAM)是德国联邦政府为环保产品设计的生态标签,也是可持续消费的指南[4]。
2.4 可持续设计组件
2.4.1 重复使用
在使用周期结束后仍能重复利用的产品具有更长的使用寿命,如古董家具就体现了再利用和翻新的魅力[1]。现代机械可以作为室内设计的修饰和施工方法以减少材料浪费。在合适的条件下对建筑进行拆卸能使材料重新使用,如使用可再利用的循环水系统,客户通过减少水的消耗和废水再利用使建筑内的水管理效率最大化。
2.4.2 循环利用
循环利用是指收集、加工、销售并最终重新使用废弃材料的过程。建筑废物从装修过程被收集,然后被转化和再制造以生产新的建筑材料,有助于解决全球变暖和酸化等环境问题。但是,除非存在循环利用产品的市场,否则这些回收的益处无法实现。创造对再利用产品的需求可以改变整个制造市场,能够减少送往垃圾填埋场和焚烧炉的废物量,减少对原材料的需求从而减少与材料开采相关的环境影响,带来业务扩展和更多的就业机会等[4]。
2.5 高效的设计资源管理
2.5.1 选择可再生资源
可再生资源是通过天然作用再生更新从而为人类反复利用的资源。竹子、小麦板、羊毛、棉花、椰壳、黄麻织物、油毡以及软木等室内常用的可再生材料可有效促进室内环境的可持续性[4]。
2.5.2 有效的能源性能
室内设计师应该与项目组成员(如电气和机械工程师)紧密合作,在满足客户需求的同时优化能源使用,争取将能源消耗降到最低。目前,计算机模型可以实现各种设计元素包括门窗、墙壁、屋顶、保温层以及设备等对项目整体能源效率所产生影响的模拟、确定和监测。此外,还应考虑部件制造所需的能量,天然材料比合成材料如混凝土、钢和丙烯酸等需要的能量更低[10]。
2.5.3 高效的施工方法
室内设计师应该选择简单的施工方法以尽量减少安装过程,选择耐用的固定装置、接头和配件进行组装,依靠创新的技术和机制在共享安装应用的基础上组装不同的项目,以实现所需自然材料和资源的整体减少。此外,可利用木材固有强度,用自锁的接合系统来固定家具部件。
3 结语
面对可持续发展,室内设计师和承包商应为方案确定适当的创新做法并融入方案来提升能源的利用率,最终实现对客户和环境都有真正修复作用的零能耗室内空间。本文探讨了支持可持续设计方案的室内产品选择标准,包括制造商选择、环境友好、减少消费、可持续的设计组件以及高效的资源管理5 个方面。仅满足其中一两个标准并不意味着产品是可持续的,最优的可持续室内设计方案应经过各方面标准的利弊权衡以满足可持续的目标。合适的定量方法可根据每个标准的实现程度评分,将此标准改进为数学评价系统更利于设计师全方位地评估室内设计项目从方案形成到实施的可持续性。