探析現代環境藝術設計中的綠色設計理念

冷瀚宇

（中建科工集團有限公司，廣東 深圳 518000）

1 綠色設計理念與環境藝術設計

美籍奧地利生物學家貝塔朗菲作為一般系統論的創始人，認為任何一種要素皆處于大系統中，而此大系統主要包括生態環境、社會經濟、人等要素[1]。上述要素相互制約，若過度強調某種要素，勢必造成大系統中其他要素的失衡。城市化進程中，現代環境藝術設計長期以來過度強調經濟要素，忽視了對生態環境要素的考慮。未來，隨著城市化進程放緩，地球資源緊張等趨勢的發展，環境藝術設計終將面臨回歸自然的課題。

當前，綠色設計理念已深入人心，其旨在實現設計與自然的和諧，借助設計、生產、回收再利用等策略提高資源利用率。

環境藝術設計以環境空間為對象，并與建筑空間密不可分，多數環境藝術設計項目皆以建筑為載體，打造宜居的人居環境。環境藝術設計包括建筑內部空間及外部環境空間[2]。在環境藝術設計中融入綠色設計并非只是將傳統材料替換為環保材料，更是設計思想的轉變，即通過對生態環境的保護及系統的合理組合，形成全新的設計形式。

2 綠色設計理念在現代環境藝術設計中的應用策略

在環境藝術設計中融合綠色設計理念的目的首先是協調建筑、人、自然三者的關系，減少對自然環境的消極影響；其次是節約，通過資源相互之間的利用和回饋，形成可持續的系統；最后是人本關懷，打造健康舒適的生存環境，進而引導人們形成健康節約的生活習慣。以上目的的實現需要采取以下策略。

2.1 堅持選用綠色環保的材料

無論采用何種設計手法對環境空間進行藝術設計，都必須通過建筑材料實現在環境空間中，因此，環境藝術設計中所應用的各種建筑材料和施工工藝是否具備綠色環保特征將直接反映在環境空間的設計效果中。無論是何種材料，其在原材料獲取、生產加工、現場施工3個主要環節中發揮的綠色環保作用將直接影響環境空間的環保特性[3]。

在室內外空間的環境藝術設計方案中，天然石材和木材深受設計師們的青睞，但開采天然石材的過程中會對現場的植被造成破壞，并且容易引發水土流失、地表塌陷、空氣揚塵等次生災害，許多名貴木材因其生長條件較為苛刻或生長速度較慢，一旦遭受砍伐，在較長一段時間內無法恢復，當開采量達到一定程度時，甚至會造成當地生態系統的失衡。

綠色設計理念崇尚的是環境空間從材料生產到裝飾裝修及后續使用等全過程都不得或最大限度地減少對生態環境和人類自身的破壞，因此，在現代環境藝術設計中也必須堅持使用綠色環保的材料。不僅要保障材料生產加工和日常使用過程中不會對生態環境和人體產生不利，而且還要注重材料具有一定的可重復利用性，以便當環境空間再次需要調整時被替換的材料經過簡單的處理加工便可重新使用，最終達到生態效益與經濟效益雙贏的局面[4]。

2.2 倡導屋頂花園建設

城市空間是立體的，城市環境設計的視角也應該是多維的。建筑屋面被稱為城市美化及綜合利用最后的“處女地”。建筑屋面普遍存在以下問題：（1）保溫效果差，建筑物頂樓空調能耗明顯高于其他樓層；（2）防水性能差，容易發生滲漏；（3）許多建筑將中央空調外機、通風等設施設備放置在建筑屋頂，致使建筑屋頂外觀較為雜亂。

近年來，園林綠化部門為了提高城市綠化面積，開始嘗試在建筑屋頂建設屋頂花園。經過全國各地住建和園林綠化部門多年的探索和研究，許多城市編制了較為完整且適宜當地城市發展水平的屋頂花園建設標準，尤其是在土地資源珍貴的諸多一線城市中，將原本閑置的建筑屋頂轉化為可供人使用的綠化空間，已成為都市人親近大自然的“捷徑”，也有助于調節城市生態環境。

從環境藝術設計角度對屋頂花園進行考量，其不僅在建造過程中幾乎完全使用天然的材料，而且其對于改善建筑物內部環境和提高空間的資源利用效率也有積極的作用。借助屋頂花園，夏日的烈日、冬季的寒風不能直接對屋面進行影響，從而大大減少了建筑物屋頂與外界環境之間的熱量交換。

屋頂花園中的植物能夠利用自身組織結構在降雨期間大量吸收和儲存水分，同時，植物葉片表面往往覆蓋著濃密的絨毛組織，水分流經植物葉片，絨毛組織便能夠過濾掉原本被包含在雨水中的灰塵等小顆粒物。因此，只要將屋頂花園的植物種植層朝著一個固定的方向傾斜，并在末端設置大小合適的集水槽，每當降雨期間，雨水滴落到屋頂花園上，花園內的植物能夠收集大量的雨水，而這些被過濾的雨水中小顆粒物含量較低，故其水質從表觀上看較為清澈，雖然不能被飲用或直接接觸人體皮膚，但卻能被用以建筑物內部的清潔。另外，屋頂花園中的植物本身在降雨期間也能儲存一定量的水分，這也將降低花園日常養護用水量（見圖1）。

2.3 充分利用大自然中可再生資源

在環境藝術設計中踐行綠色設計理念不但要求在營建環境時最大限度地減少對生態環境的破壞，而且這種追求還貫穿于利用環境的全周期內，盡可能地提高自然資源的利用效率。

1）自然通風，優化室內空間布局設施，盡可能地改善室內空間的通風效果。在建筑環境藝術設計的過程中需要對建筑內部空間進行有針對性的設計，考慮到我國大部分地區是季風性氣候，進行空間布局時，應當將人員活動較為密集的區域布置在夏秋兩季的常年風向位置上，同時，可考慮利用增強局部對流，加強南北通風、增大回風通道等方式。

2）自然采光，通過天井、中庭等設計策略增強自然采光。在部分商業綜合體中通過采用大體量的架空中庭并配以透光性較好的中空玻璃，在保證建筑物屋頂結構強度和保溫隔熱性能的前提下，實現日間自然光照明。與此同時，在環境空間設計時，應將人類活動較為頻繁或光照需求較高的空間設置在建筑物的南側，進而讓其最大限度地利用陽光進行照明[5]。另外，在建筑物的頂部安裝太陽能熱水器或光伏發電板，從而將光能轉化為熱能或電能也能作為建筑獲取能源的有效途徑。

3）適當采取主動策略，如設置新風系統。并且可以結合環境監測設備和自控設備，讓新風系統自主地感知空間的溫度、含氧量、濕度等環境因子，并據此自主調整新風開啟量，進一步節約能耗。

3 綠色設計理念在現代環境藝術設計中的應用案例

在一個低能耗長屋項目實踐過程中應用了2.1~2.3中的策略。該項目的設計靈感源于中國嶺南地區傳統竹筒屋，其是中國南方歷史街區當中眾多排屋的一種，它以極其適用于當地亞熱帶氣候而聞名。

3.1 天井設計

傳統狹長形住宅（長屋）沒有側窗。這樣一個狹窄的房子，光靠南北兩面的立面窗戶是不能滿足采光和通風要求的。在本項目中，通過3個天井（一個大型天井和兩個小型天井），提供了均勻和充裕的日照條件，從而最大限度地降低了照明電力成本。多個天井的設計也有助于實現多路徑自然通風（見圖2）。

3.2 屋頂光伏

本項目將雙面光伏組件置于屋面之上，一方面可將屋面空間進行有效利用，另一方面可以與原建筑構造相互協調，發揮更多的作用。雙面光伏組件與建筑雨棚相結合，兩側組件保持1°傾角保證了組件的排水坡度，中部組件與屋面結構形成雙層屋面，更加有效地減少了建筑的熱交換，同時10°傾角的布置增加了組件背面的發電增益。

項目所使用的光伏系統總裝機功率約為10.875 kWp，采用單晶硅雙面光伏組件，通過1個12 kW并網逆變器介入公共電網，主要為建筑燈光照明、空調設備、景觀用電、其他電器以及電動汽車等提供能源。

3.3 新風系統

除了天井天窗實現室內空氣交換外，新風系統也能作為功能的補充。新風系統管道同樣在布設在集成墻內，其設備也集中在位于服務空間全屋唯一的吊頂處，在盡量不影響室內空間使用的前提下，做到了功能性全覆蓋。新風系統換氣量為350 m3/h，額定耗電量217 W。經過實際檢測，在大部分房屋使用的時間段，相對濕度均為50%，CO2濃度始終控制在0.06%~0.12%，保持較為清新的室內空氣，PM2.5測量分布值為0~50μg/m3。

3.4 水系統

為降低污水處理成本，回應城市缺水問題，基于項目設計了一種場地環境策略，即將單個建筑單元與整個社區環境系統相連，實現了社區雨水回用功能。在整套系統中，單體建筑主要負責雨水收集和簡單處理，而污水處理和儲存則依靠社區設備（見圖3）。

4 結語

人們越來越意識到現代環境藝術設計內在的復雜性。傳統的城市發展模式只注重社會效益和經濟影響，而隨著可持續發展理念的提出，生態環境越來越受到人們的重視，這也是現代社會對環境藝術設計所提出新的要求。

綠色設計理念作為人類社會可持續發展的必經之路，其是保護和改善生態環境的重要舉措，在環境藝術設計中充分融入綠色設計理念，能夠在營造環境空間舒適性和實用性的同時，進一步減少其對于人類和生態環境的影響。