環保技術在當代設計中的應用

劉曲

【摘 要】環保是全球發展的重點和必然趨勢，為人類的生活服務的設計必須使用環保技術。環保技術在交通工具、建筑和廢棄物回收等諸多領域都取得了突破性發展，3Rs被貫徹執行。環保不應該是消極的，不能以降低消費為代價，應該積極改善人類的生活條件。環保和短期經濟利益有矛盾，需要國家法律法規的強制執行。

【關鍵詞】環保；當代設計；清潔的能源；再生循環

環保設計的核心是“3Rs”-reduce、reuse and recycle， 即減少材料和能源的消耗，減少有害物質的排放，進行分類回收并再生循環和重新利用。隨著社會工業化進程的不斷推進，自然被破壞，環境被污染，人類和其它生物的健康受到威脅。現在，全球都對環境保護都越來越重視，設計師們努力研發環保技術，積極應用在當代設計中。

1、交通工具的環保技術

眾所周知，石油、煤等礦物燃料供應有限，而且燃燒后會釋放有毒物質，污染空氣，危害健康。清潔的能源有氫能、風能、水能和微生物能對環境幾乎沒有污染，而且再生循環。氫燃燒時和氧結合變成水，水又可以分解出氫和氧，而且氫燃燒后產生的動力強勁。2006年11月22日，寶馬公司研制出的氫能7系亮相柏林，標志著世界上第一款供日常使用、幾近零排放的、氫動力驅動的高性能轎車的誕生，展示了氫能驅動技術的巨大潛力。

2、建筑的環保技術

建筑是高耗能的，尤其是運行空調和電梯系統需要消耗大量能源。建筑的環保技術有很多種，比如采用保溫性好的建筑材料，防止室內溫度受外界氣溫的影響急劇升降，采用太陽能發電設備，風力發電設備，墻面綠化，污水循環系統等等。

2013年，中國首座碳零排放節能大樓——寧波諾丁漢大學可持續能源技術研究中心大樓投入使用。大樓整個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電板。大樓前和樓頂上還有風力發電設備。僅太陽能發電板在晴天每小時就可發電600千瓦--800千瓦，供60個--80個100瓦的燈泡同時工作，多余電能還可被貯存起來，在晚上或陰雨天使用，即使兩周持續陰雨仍可自給自足。該建筑應用的風帽系統，不用電就可以自然地通風換氣。夏天，熱水和熱氣將通過設備送到七八十米深的涼爽地下降溫，等它們重返地面時溫度已經降低，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，避免了室內熱量流失過多。該樓安裝有特殊的管道系統，實現了房頂雨水和盥洗室污水以及大廈空調冷凝水的合并利用，被用于沖洗廁所，以及使建筑冷卻的蒸發板中的循環水。

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議中心。它最突出的特點是它的55米寬的雙圓錐屋頂。屋頂上安裝了一個巨大的光電陣，至少能產能824WP，給大樓提供運行所需的電力。

迪拜旋轉摩天樓由意大利建筑師David Fisher設計，2008年動工，預計在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。它的電力來源于每兩層樓之間的共79套風力渦輪機。此外，在每一層樓頂都設置太陽能電池，通過旋轉系統，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，旋轉摩天樓的環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，但人類聚居的現代城市卻充斥著鋼筋混凝土的建筑，人與大自然產生了隔閡。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了一步，在高樓的陽臺種樹，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（IHP）在德國法蘭克福揭曉，由“垂直森林”項目獲此殊榮，可見全球對環保建筑的重視和鼓勵。米蘭垂直森林的設計者斯坦法諾·博埃里（Stefano Boeri）曾任2015米蘭世博會總規劃師、美國哈佛商學院及麻省理工建筑系項目教授和米蘭市副市長，他反對城市擴張城市的大小，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，在城市之內置入了一個高達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平米的獨棟住宅社區相同的家庭數量，大大減輕了城市的用地壓力。同時，垂直森林的植被系統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，將居民們日常所產生的生活廢水，如洗衣水、洗澡水經過特殊處理，回收再利用，用于灌溉植物。在塔樓頂部設置有太陽能光伏發電板，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”也由博埃里設計，將在2018年底竣工。

電梯是建筑物高耗能的環節，我國節能電梯技術已達國際領先水平，主要分為無齒輪電梯和能源再生電梯（勢能轉化為動能）。無齒輪電梯采用永磁同步電動機，采用變頻電源供電，不通過機械減速的中間環節，直接帶動曳引輪拖動電梯運行，提高了機械傳動的效率。能源再生電梯改變了傳統電梯上行和下行分別運行的模式，把上行電梯和下行電梯通過嚙合、齒輪合二為一，下行人群的重力勢能轉化為上行電梯的動能。然而我國節能電梯的普及率還很低，主要原因是價格因素。同樣噸位的電梯，節能效率達到44%的無齒輪電梯售價比普通電梯要高出10%左右，雖然這部分價差經過運行之后即可在電費中節省下來，但是樓盤開發商往往不愿意為消費者承擔這部分成本，因為電梯的安裝成本要計算在建房成本之內，而電梯運行的電費是由消費者自行支付。賓館、商場的開發商也存在同樣心理，所以使用節能電梯積極性不高。其次，國家產業標準缺位。目前國家強制執行的電梯質量標準是電梯安全標準，并沒有對電梯節能項目進行強制性規定。最后是政府推動不力。近年來國家相繼出臺的節能法規，但在《建筑節能管理條例》和正在修訂的《節能法》中，都強令開發商公示住宅的節能指標，但節能電梯卻始終游離于法規政策之外。

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先水平。豐田公司就是日本最早的、水平最高的報廢車再生利用企業。在這里，一輛報廢汽車的處理流程是：首先由拆解企業把發動機、變速器、輪胎、蓄電池、機油、燃料、氟利昂、氣囊等拆卸下來，經專業處理后再生利用；剩下的車身及附屬品被壓扁后，送到再生利用企業，經粉碎、分揀后回收利用。經自動分選和人工分揀，鐵、銅、鋁等金屬和非金屬材料被分開處理。各種金屬經高溫加熱，變成碎塊或碎屑，由愛知制鋼公司等企業買走。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，由成套的自動化設備細分細篩，分門別類回收利用。最后僅剩的少量樹脂類物質，也被用作煉鋼電爐的助燃材料。

中國是世界電池生產、消費第一大國。制造電池必須使用許多稀有金屬和有毒物質，廢電池嚴重污染環境。而有關部門明知二次廢電池的危害大，卻不愿主動觸及。長期以來，全國數以萬計的個體專業戶和大大小小的個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，國外有現成的經驗。德國和美國規定，消費者不歸還廢舊電池，銷售者在售其新電池時加收錢。意大利、瑞典規定，買新電池時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用，使廢舊電池回收率幾達100%。其實在中國推行廢舊電池回收也不是難事，可以采用押金法，每買一節新電池都要付一定數額的押金，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。但是這么簡單易行的事，國家卻沒有制定法律法規加以推行。

4、結語

目前，全球包括中國都越來重視環保，設計與人的生活息息相關，要積極應用環保技術，造福人類生活，造福地球。

環保應該是積極的，不應該以文明倒退、生活水平下降為代價。環保的核心途徑是減少材料和能源的消耗，減少有害物質的排放，進行分類回收并再生循環和重新利用，而不是降低消費。如果降低消費，就會造成經濟低迷，形成惡性循環，損害社會各個行業的利益，甚至造成社會不安定因素。

從長遠看環保肯定是促進經濟的，但它和短期經濟利益往往有沖突，追求利益的企業的天性，所以要依靠企業家的良心和道德來推行環保是行不通的，需要國家法律法規的強制執行。

設計師應該關懷人類和環境共同的健康和發展，環境健康了，人類才能幸福。

【參考文獻】

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

[2]劉曉峰.無齒輪電梯用永磁同步電動機的研究[D].天津大學，2009（05）.