环保技术在当代设计中的应用

刘曲

【摘 要】环保是全球发展的重点和必然趋势，为人类的生活服务的设计必须使用环保技术。环保技术在交通工具、建筑和废弃物回收等诸多领域都取得了突破性发展，3Rs被贯彻执行。环保不应该是消极的，不能以降低消费为代价，应该积极改善人类的生活条件。环保和短期经济利益有矛盾，需要国家法律法规的强制执行。

【关键词】环保；当代设计；清洁的能源；再生循环

环保设计的核心是“3Rs”-reduce、reuse and recycle， 即减少材料和能源的消耗，减少有害物质的排放，进行分类回收并再生循环和重新利用。随着社会工业化进程的不断推进，自然被破坏，环境被污染，人类和其它生物的健康受到威胁。现在，全球都对环境保护都越来越重视，设计师们努力研发环保技术，积极应用在当代设计中。

1、交通工具的环保技术

众所周知，石油、煤等矿物燃料供应有限，而且燃烧后会释放有毒物质，污染空气，危害健康。清洁的能源有氢能、风能、水能和微生物能对环境几乎没有污染，而且再生循环。氢燃烧时和氧结合变成水，水又可以分解出氢和氧，而且氢燃烧后产生的动力强劲。2006年11月22日，宝马公司研制出的氢能7系亮相柏林，标志着世界上第一款供日常使用、几近零排放的、氢动力驱动的高性能轿车的诞生，展示了氢能驱动技术的巨大潜力。

2、建筑的环保技术

建筑是高耗能的，尤其是运行空调和电梯系统需要消耗大量能源。建筑的环保技术有很多种，比如采用保温性好的建筑材料，防止室内温度受外界气温的影响急剧升降，采用太阳能发电设备，风力发电设备，墙面绿化，污水循环系统等等。

2013年，中国首座碳零排放节能大楼——宁波诺丁漢大学可持续能源技术研究中心大楼投入使用。大楼整个楼顶和窗户边的金属材料，甚至楼前草坪上的金属篱笆都是太阳能发电板。大楼前和楼顶上还有风力发电设备。仅太阳能发电板在晴天每小时就可发电600千瓦--800千瓦，供60个--80个100瓦的灯泡同时工作，多余电能还可被贮存起来，在晚上或阴雨天使用，即使两周持续阴雨仍可自给自足。该建筑应用的风帽系统，不用电就可以自然地通风换气。夏天，热水和热气将通过设备送到七八十米深的凉爽地下降温，等它们重返地面时温度已经降低，可为大楼供冷；冬天，再用同样的方法为大楼供暖。大楼外部大量使用隔热，避免了室内热量流失过多。该楼安装有特殊的管道系统，实现了房顶雨水和盥洗室污水以及大厦空调冷凝水的合并利用，被用于冲洗厕所，以及使建筑冷却的蒸发板中的循环水。

宝马世界The BMW Welt位于德国慕尼黑，于2007年落成，是宝马公司的展示和会议中心。它最突出的特点是它的55米宽的双圆锥屋顶。屋顶上安装了一个巨大的光电阵，至少能产能824WP，给大楼提供运行所需的电力。

迪拜旋转摩天楼由意大利建筑师David Fisher设计，2008年动工，预计在2020年建成。这座420m的大楼集办公、住宅及豪华酒店为一体，80层楼每层可360度自由旋转。它的电力来源于每两层楼之间的共79套风力涡轮机。此外，在每一层楼顶都设置太阳能电池，通过旋转系统，光辐电池可以获得最大的日照辐射量。只要每层楼有20%的屋顶暴露在阳光下，能够收集的能量就是一般大楼的10倍，旋转摩天楼的环保能源不仅能自给自足，还能多出来分给邻近的建筑物使用。

人本来是自然之子，但人类聚居的现代城市却充斥着钢筋混凝土的建筑，人与大自然产生了隔阂。于是人们不仅布置公园，还在建筑的屋顶和墙面进行绿化，拉近人与自然的距离。而米兰的垂直森林把城市绿化更推进了一步，在高楼的阳台种树，让居住在城市的人们仿佛置身树林。

2014年11月19日，2014年国际高层建筑大奖（IHP）在德国法兰克福揭晓，由“垂直森林”项目获此殊荣，可见全球对环保建筑的重视和鼓励。米兰垂直森林的设计者斯坦法诺·博埃里（Stefano Boeri）曾任2015米兰世博会总规划师、美国哈佛商学院及麻省理工建筑系项目教授和米兰市副市长，他反对城市扩张城市的大小，但可以拓展它的高度，把平铺的森林树立起来，在城市里建造一个人与自然和谐的家园。

“垂直森林”于2014年在米兰市中心的Isola区域落成，两栋楼分别为110米与76米高，种植了900多棵乔木、5000多株灌木和1万株草本植物，在城市之内置入了一个高达7000平米绿化覆盖面积的“森林”。两栋建筑可以容纳与占地约75000平米的独栋住宅社区相同的家庭数量，大大减轻了城市的用地压力。同时，垂直森林的植被系统吸收二氧化碳及粉尘、制造氧气，营造出适宜居住的微气候。大楼有完善的灌溉系统，将居民们日常所产生的生活废水，如洗衣水、洗澡水经过特殊处理，回收再利用，用于灌溉植物。在塔楼顶部设置有太阳能光伏发电板，为建筑提供能源，自给自足。

在南京江北，中国的第一座“垂直森林”也由博埃里设计，将在2018年底竣工。

电梯是建筑物高耗能的环节，我国节能电梯技术已达国际领先水平，主要分为无齿轮电梯和能源再生电梯（势能转化为动能）。无齿轮电梯采用永磁同步电动机，采用变频电源供电，不通过机械减速的中间环节，直接带动曳引轮拖动电梯运行，提高了机械传动的效率。能源再生电梯改变了传统电梯上行和下行分别运行的模式，把上行电梯和下行电梯通过啮合、齿轮合二为一，下行人群的重力势能转化为上行电梯的动能。然而我国节能电梯的普及率还很低，主要原因是价格因素。同样吨位的电梯，节能效率达到44%的无齿轮电梯售价比普通电梯要高出10%左右，虽然这部分价差经过运行之后即可在电费中节省下来，但是楼盘开发商往往不愿意为消费者承担这部分成本，因为电梯的安装成本要计算在建房成本之内，而电梯运行的电费是由消费者自行支付。宾馆、商场的开发商也存在同样心理，所以使用节能电梯积极性不高。其次，国家产业标准缺位。目前国家强制执行的电梯质量标准是电梯安全标准，并没有对电梯节能项目进行强制性规定。最后是政府推动不力。近年来国家相继出台的节能法规，但在《建筑节能管理条例》和正在修订的《节能法》中，都强令开发商公示住宅的节能指标，但节能电梯却始终游离于法规政策之外。

3、废弃物回收

日本是资源小国，因此更珍惜资源，在新能源和废弃物回收方面处于世界领先水平。丰田公司就是日本最早的、水平最高的报废车再生利用企业。在这里，一辆报废汽车的处理流程是：首先由拆解企业把发动机、变速器、轮胎、蓄电池、机油、燃料、氟利昂、气囊等拆卸下来，经专业处理后再生利用；剩下的车身及附属品被压扁后，送到再生利用企业，经粉碎、分拣后回收利用。经自动分选和人工分拣，铁、铜、铝等金属和非金属材料被分开处理。各种金属经高温加热，变成碎块或碎屑，由爱知制钢公司等企业买走。剩下的部分被称为汽车碎屑（ARS），里面混杂着树脂、聚氨酯泡沫、纤维、橡胶、玻璃等10余种材料，通过管道输送到ARS再生利用工厂，由成套的自动化设备细分细筛，分门别类回收利用。最后仅剩的少量树脂类物质，也被用作炼钢电炉的助燃材料。

中国是世界电池生产、消费第一大国。制造电池必须使用许多稀有金属和有毒物质，废电池严重污染环境。而有关部门明知二次废电池的危害大，却不愿主动触及。长期以来，全国数以万计的个体专业户和大大小小的个体再生铅厂掌握了废铅酸蓄电池回收量的90%，他们的处理方法很粗暴，把电池锯开，取出铅板卖钱，硫酸液倒进下水道或直接倒在地上。回收废电池不是非常难的事，國外有现成的经验。德国和美国规定，消费者不归还废旧电池，销售者在售其新电池时加收钱。意大利、瑞典规定，买新电池时不交回废旧电池需上税，这些多收的钱用来支付处理废旧电池的费用，使废旧电池回收率几达100%。其实在中国推行废旧电池回收也不是难事，可以采用押金法，每买一节新电池都要付一定数额的押金，电池用完可以送回到零售商那里取回押金或抵购新电池款。但是这么简单易行的事，国家却没有制定法律法规加以推行。

4、结语

目前，全球包括中国都越来重视环保，设计与人的生活息息相关，要积极应用环保技术，造福人类生活，造福地球。

环保应该是积极的，不应该以文明倒退、生活水平下降为代价。环保的核心途径是减少材料和能源的消耗，减少有害物质的排放，进行分类回收并再生循环和重新利用，而不是降低消费。如果降低消费，就会造成经济低迷，形成恶性循环，损害社会各个行业的利益，甚至造成社会不安定因素。

从长远看环保肯定是促进经济的，但它和短期经济利益往往有冲突，追求利益的企业的天性，所以要依靠企业家的良心和道德来推行环保是行不通的，需要国家法律法规的强制执行。

设计师应该关怀人类和环境共同的健康和发展，环境健康了，人类才能幸福。

【参考文献】

[1]丁志伟，高源，罗羽，谭晓涵. 一种利用人体重力势能的新型节能电梯[J]. 居舍，2018（07）.

[2]刘晓峰.无齿轮电梯用永磁同步电动机的研究[D].天津大学，2009（05）.