当考虑材料的可持续性时,室内设计师应首先考虑减量使用,其次考虑重新使用,再次考虑回收利用,最后考虑可再生资源的使用。下面我们通过一个选择地面材料的例子加以阐述。
首先,要考虑的是尽量减少材料的用量。图5-3中高标准的水泥地面就省去了多余的地面铺装材料。
图5-3 高标准的水泥地面
其次,要考虑的是重新使用旧的材料,图5-4重新使用了旧的实木地板。
图5-4 旧的实木地板
当需要使用新材料时,最好的选择是采用具有可回收成分的材料,如图5-5中可回收利用的橡胶地板。
图5-5 橡胶地板
如果不能避免使用原始材料,那么选择可再生的材料非常重要,如图5-6中的草编地毯。
图5-6 草编地毯
(一)减量
室内设计师在设计一个项目时应该先考虑降低材料的使用量以及材料对环境的负面影响。这意味着要减少原材料的用量,包括减少与材料使用有关的废料、包装、内含能量、水、运输以及环境污染等。设计师还应考虑产品潜在的生命周期,在其生命周期的每个阶段都力求减少对环境的影响。
设计师应该核实设计中是否真的需要某些材料或产品,从最基础的层面考虑降低材料的使用量。如果确实需要这些材料或产品,那么尽量使用未经处理的材料或利用材料本身的表面质感,如胶合板或清水砖墙应尽量避免附加的表面处理。高效地利用材料是另一个有效的方法,如采用宽大的金属网要优于实体的金属板,木材可用薄木贴面减少用量。同样的,产品也可以被赋予多功能性而提高使用效率,如软木的墙壁板可以兼作可钉东西的公告板。
选择耐磨、耐用且很少需要维护的材料可以减少对额外材料的需求,同时可以尽可能地减少已使用空间的垃圾废物的产生。而且,耐用的材料不太需要维修和表面翻新,也不会轻易被丢弃或替代。
设计师很少考虑的一个重要方面是包装,实际上包装材料本身也会产生废料垃圾,且会消耗有限的资源。设计师应选择包装少而简单的产品,还应选择那些注重适度包装或提供包装回收服务的供应商。
选择内含能量和内含水较低的材料无疑会减少对能源和水的消耗。选用天然材料意味着比选择人造材料消耗更少的能源和水,但也有例外。
室内设计师可以通过使用当地的材料和产品减少运输过程中的碳排放,这同样会减少产品在离开其产地或工厂后所需的能源消耗。对材料和产品的选择会因不同的国家和地区而不同,但使用当地的石材或木材树种是一种非常合理的选择。例如,在任何地方,建筑施工中挖出的泥土做成的土块都可以用于墙体的建造,这是一种最就地取材的材料。使用质轻的材料也是一种非常有益的选择,因为它们在运输过程中对燃料的消耗要比重的材料少。
最后要考虑的是减少在项目施工、使用和拆除过程中产生的污染。用于材料表面涂饰、处理、黏结、胶合和密封的化学物质是挥发性有机化合物的主要来源,在地毯、家具、纺织品、油漆和涂料中普遍存在。选择无甲醛、低挥发性有机化合物或低挥发性的产品以及天然的材料和表面处理方法,有利于提升室内的空气质量。低挥发性有机化合物的涂饰在进行材料涂饰处理时也非常安全,因为其不会释放有毒气体。还可以选择一些植物性的有机材料,如棉、羊毛和麻等,即在种植、养殖过程中不使用化学农药和肥料的动植物材料。合成染料在生产过程中会造成环境污染,因此不染色或天然染色的织物是对环境更友好的材料。最后,使用深色或有图案的材料可以减少室内使用过程中使用含化学物质清洁产品的需要。“绿色卫士”网站上刊有一份关于低挥发性产品的数据资料,在“绿色产品创新协会”的网站也可以找到无毒产品的目录清单。
(二)重新使用
当设计项目中使用的材料量和对环境的影响已经被控制到最小之后,室内设计师下一步需要考虑的问题就是——材料的重新使用。材料的重新使用同样需要考虑项目的整个生命周期。材料的重新使用是指重新使用拆下的和回收的旧材料,以及确保在项目使用周期结束时一些特定的材料可以回收再利用。材料的重新使用可以避免可利用的材料进入垃圾场,同时可以节约因生产新的材料造成的内含能量和水的消耗。在实际操作中,重新使用通常意味着减量,因为重新使用已有材料减少了新材料的需求量。材料重新使用还减少了对许多原始材料的消耗,同时减少了原始材料在整个生命周期内引发的环境问题。
如果已有的建筑无法保留,那么其材料可以被回收用于新建建筑。砖、门及一些家具都可以被回收并重新使用。旧建筑改造亦是如此,室内已有的构件可以在新改造的设计中重新使用,地毯、灯具、窗帘和家具都是可以继续使用的。在任何情况下室内设计师都必须考虑已有设施拆除后的处理方式,如果已有的材料无法重新使用,那么应考虑这些材料是否可以回收利用,是否可以送至当地的废物回收站或跳蚤市场,是否可以捐赠给慈善机构或登广告再次出售。
回收的材料还可以从其他渠道获得,如废品回收站、跳蚤市场、旧货商店等都是很好的途径,可以帮助设计师找到独特而有韵味的产品,从而突出室内设计的特色,而且花费往往比购买新的产品要低得多。这些可以被重新使用的材料包罗万象,包括纺织品、家具、装饰物品、木地板和砖石材料等。对材料的重新使用可以沿用原来的设计形式,也可以改作他用,这为室内设计的创新提供了无限的空间。例如,旧的窗帘可以做椅子的软包,小块地毯可以设计成壁挂。目前,一些产品设计师专门从事产品的再设计,涉及的产品从灯具到家具一应俱全。在“争鸣”网站上可以找到其能够提供的可重新使用的建筑材料的清单,同时网站上刊登了可重新使用建筑材料的需求信息。
另外,设计师要考虑这个项目中所选择的材料在该项目的使用周期结束后是否能用于另一个新的项目,往往具有标准规格和传统配色的产品更容易在另一个设计中被再次利用。
(三)回收利用
下一步要考虑的是材料的回收利用。回收利用与重新使用不同,回收利用是对已有材料进行再次加工以形成新的材料形式,是将垃圾场中的报废材料进行回收加工以减少生产新产品所需要的原材料。重新使用比回收利用更加有效,因为在材料回收加工过程中需要额外的能源、水和运输的消耗。为了促进材料的回收利用,室内设计师可以选择具有可回收成分的产品,还可以在已投入使用的室内空间设置回收材料的相关设施,同时应该保证其选择的材料在项目使用周期结束时可以被回收利用。
可供室内设计师选择的具有可回收成分的产品种类繁多,从基层材料,如刨花板、石膏板、地毯衬垫,到更为光鲜亮丽的装饰材料,如玻璃、地毯、塑料板、织物顶棚、橡胶地板和瓷砖等。
一个非常简单但非常重要的设计措施是在已使用的室内空间设置一个回收材料的储存空间。为不同种类的可回收废物设置分类垃圾箱,保证垃圾箱的布置合理便捷,以更好地鼓励建筑使用者积极参与材料的回收。如果设计项目有室外空间,或者该空间有有机垃圾产生的话,那么还需要为可回收的食品垃圾设置堆肥箱。
室内设计师需要确认所选择的材料是否可以回收,需要注意许多材料只是理论上可以回收,但实际上能否回收还取决于当地的回收体系。塑料回收的问题更大,因为不同种类的塑料必须分开回收,最好的办法是选择生产企业提供回收服务的产品,这在地毯生产企业中已经很普遍了。由单一材料制成的简单的产品要比由几种材料复合制成的产品更容易分类回收。“废旧资源行动计划”和“材料回收”网站上提供了具有可回收成分材料的相关信息。
(四)可再生材料
如果在设计中会不可避免地使用一些原始材料,那么室内设计师应注意选择源于可再生资源的材料,包括天然材料和人造合成材料,因为合成材料也是以天然原料为基础原料的。
设计师应选择那些资源丰富、生长速度快且具有再生能力的天然材料。资源丰富的树种有白蜡树和落叶松等,竹材和麻类植物则属于速生植物。羊毛和羊驼毛属于可自我再生的动物产品,而栓皮栎树则可以重复收割再生。设计师还应避免潜在的非法森林资源消耗,如在一些法规制度不健全的国家出现的非法割胶和砍伐树木现象以及对一些珍稀树种的砍伐破坏。“绿色和平组织”和“地球之友”的《优良木材指南》根据木材树种的珍稀程度对其进行了排名。
设计师在选择人造材料时,需要了解其原始成分及其对环境的影响,如塑料是资源有限的矿物材料的副产品,而混凝土可能来自海洋中的砾石。再生塑料和由再生骨料制成的混凝土将是更好的选择。
(五)案例研究材料选择
意大利米兰国际家具展中莫洛的“创新与想象”展位展示了其公司的创新产品。其展示的名为“柔软”的系列家具、灯具和隔屏都采用了对环境影响较低的材料,展位的结构极具灵活性。
产品的构成材料很简单,包括牛皮纸或纺织面料,内藏式LED灯或竹炭颜色创造出了丰富多变的效果。原色的硬纸50%是回收再生的,材质有较高的强度,在使用周期结束后还可以被回收。如果坐具和隔屏由这种材料制成,可以保留天然的褐色,也可以染成黑色。聚乙烯材料制成的纺织面料也是可回收的,其中可回收成分最多可达15%。半透明的白色织物可以制作成灯具、坐具和隔屏。低能耗的LED灯点亮了染成黑色的隔屏与坐具。
每个产品的结构设计都以灵活多变为目的。产品质轻、便携,方便使用者按自己的意图安装和重置,而其蜂窝结构也保证了产品有足够的强度。产品模数化的结构体系使其构件可以灵活组装成不同的组合形式。名为“柔软之墙”和“柔软体块”的隔屏能自我独立地支撑,组件可以根据所需的高度、长度和形状连接组合。“柔软坐具”的端头有磁性,可以相互连接构成圆柱形的凳子或咖啡桌,或与其他组件接合,形成一个长条形的条凳。“柔软云灯”有三个尺度规格,每个单体既可以单独作为吊灯悬挂,又可以组成不同的组合体装饰空间。
图5-7为以具有可回收成分的纺织品为材料制成的模数化隔屏,内部放置了低能耗的LED灯。隔屏质轻,蜂窝状的结构使它能够自我支撑,每个独立的单元可以组合在一起构成各种高度和长度的隔屏。隔屏也可由染成棕色或黑色的纸构成。
图5-7 模数化隔屏
图5-8中的灯是由半透明的白色纺织品制成的空心球体,内部安装了低耗能的LED光源。它们既可以单独作为吊灯悬挂,又可以构成不同的组合装饰室内。
图5-8 灯
(六)材料评估
可以将材料作为整体设计的一个组成部分进行评估。但对材料进行单独评估也非常有用,既可以成为整体设计评价的支撑部分,又可以作为一个独立的组成部分。获取所用材料正式的认证证书可以帮助室内设计师客观地评价其环境认证情况,并作为有效的证明材料提供给客户。有些评估是针对材料所有方面的环境影响的,也有些评估只是针对某些特定的方面,如有机的生产过程、负责任的材料获取过程或空气质量等。通过认证的产品将附有官方的认证标志和相关的认证资料。
目前,有许多机构能够提供产品对环境影响的认证,包括“生命区域”、世界自然基金会面向全球的“星球生活”体系、布朗嘉化学设计公司的“从摇篮到摇篮”、北美的“生态标志”、新西兰的“环境选择”以及亚洲的“绿色标志”。“星球生活”提出了可持续生命体系的十个原则:碳、垃圾、运输、材料、食物、水、野生生物、文化、公平和健康,并对在以上十个方面起表率作用的产品进行认证。
其他的一些公司,如英国建筑研究院和北美的雅典娜学院,会对常规材料整个生命周期中对环境的影响进行评价。英国建筑研究院的“绿色说明指南”就涵盖了地面装修和室内隔断的内容,对材料进行评级以供不同的选择。在地面装饰材料中,陶瓷马赛克的评级为A+,即最好的级别,而水磨石的评级只有E-。雅典娜学院的“组件装配生态计算器”也是一个类似的评价工具,涵盖室内墙面和地面材料。
还有一些对纺织品的有机化生产进行认证的体系,如欧洲的“土壤协会有机标准”、北美的“俄勒冈耕种”、面向全球的“优质棉花创新”和“全球有机纺织品标准”。
有一些机构专门对木材和橡胶的获取过程进行监管,对产销监管链认证,以确保木材的来源是以可持续方式经营管理的森林资源。最著名的机构有森林管理委员会和“森林认证计划”。其他的还有北美的“雨林联盟”和“可持续林业创新”以及澳大利亚的“森林管理计划”。
北美的“绿色卫士”、欧洲的“欧洲室内空气舒适与生态协会”以及世界性的组织“SCS室内优势”等机构都可以为那些对室内空气质量无害的产品颁发认证证书。
含有回收再生材料成分的产品都会标有通用的回收再生材料标志,不应与各种各样的可回收标志相混淆。
“绿点”是一个关于包装材料回收的回收评价体系。该体系源于德国,目前已在26个国家实行。
供应商本身或其产品都会因运营模式和生产过程关注了环境保护而获得相关资质认证。室内设计师可以寻求与这些具有环境资质认证的生产企业合作,从而确保他们能对环境性能进行监管并不断提升环保品质,主要的检验标准有“欧洲管理和审查体系”和国际通用的ISO14001认证体系。
(七)材料选择
我们已经知道室内设计师在选择可持续材料时需要对各方面进行考虑,但同时仍有许多独立的信息资料可以帮助设计师做出更好的决定。下面我们将介绍如何利用这些经验、知识比较和评价室内的各个组成部分在使用不同材料时对环境造成的不同影响。我们还将进一步推荐一些有用的在线产品资料和指导信息。
尽管那些经过测试的天然材料和传统的建筑技术在具有环境意识的设计中占有重要地位,但是室内设计师也需要以更开放的态度对待新材料和新的建造方式。当今最新的研发成果,如纳米技术、数字影像、仿生学和LED光源等,都正在制造可以节约能源和对环境有益的“智能”材料,从可以发光的墙纸到保温的涂料,各种发明创造层出不穷。“跨材料”“材质”和“异型材料”等网站都提供了有关新型材料的有用信息。
1.基层材料
室内设计师通常会选择的基层材料有木质板材、玻璃、金属和石灰板,这些材料既可以作为表面装饰材料,又可以成为被装饰的基材。
(1)木质板材。木质板材包括刨花板、胶合板、水泥、泡沫板和纤维板等。一方面,这些板材都是利用最少的木材原料制成的轻质、高强度的板材;另一方面,这些板材常常含有有毒的树脂胶黏剂,同时木材可能来自不可再生的林业资源。
纤维板,如中密度纤维板常以针叶木材的纤维碎屑黏合而成,这种板材虽然将木材加工中的废料加以有效利用,但是通常都含有有毒树脂胶黏剂,会加剧室内空气的污染。设计师应该选择无甲醛释放的板材,并确保木材原料来自木材废料或其来源获得了正规认证。秸秆人造板是将农业秸秆回收利用制成的,如果就地取材进行生产的话,其所需的内含能量很少,因此这种材料也是一个很好的选择。
刨花板,如木屑压合板和定向刨花板是由木材刨花与树脂黏合压制而成的板材,这种材料的内含能量很高,其生产过程中需要加热,同时需要添加含有有毒甲醛的树脂胶黏剂。因此,采用回收木料和经认证的木材原料的刨花板对环境的影响相对较小。
胶合板,由很薄的木材单板胶合而成的具有复合强度的板材。胶合板的内含能量同样很高,含有含甲醛的树脂胶黏剂,因此确保使用经过认证的木材原料也非常重要。
水泥刨花板,由刨花与水泥聚合而成的板材。水泥使该材料具有较高的内含能量,因此水泥刨花板也被认为是有害废物类材料,但有些水泥刨花板也含回收的木材废料。
纤维板是环境性能最好的木质板材。室内设计师应坚持选择无甲醛树脂胶黏剂和由经过认证木材原钭制成的板材。
(2)玻璃。玻璃的内含能量适中,其构成原料是天然且储量丰富的资源。玻璃无毒,可以回收;也可以使用以回收玻璃制成的玻璃质地砖和台面,这类产品可以降低内含能量的消耗并减少垃圾的产生。
(3)金属。金属的内含能量比玻璃要高,原铝就是一个极端的例子,并且金属的生产依赖不可再生的资源,但是金属可以回收,这可以降低内含能量,同时可以保护原材料。金属的生产带来的污染非常严重,但最终的产品是坚硬、耐磨且无毒的。需要注意的是镀铬的金属装饰材料,这种材料的生产需要消耗珍稀的天然资源,同时生产过程会产生有毒的废物。
(4)石膏板。石膏板是指用石膏制成的板材。石膏板的内含能量较低,也是一种热绝缘材料,但是石膏板在安装及使用周期结束时都会产生大量的垃圾废料,还含有污染性的硫酸盐。再生性的石膏板是由石膏废料回收再利用制成的。
2.地面材料
对于地面材料,从天然材料到人造合成材料,室内设计师有很多选择。天然材料有硬质的表面材料,如木质板材、竹材、瓷砖或石材;也有光滑柔软的表面材料,如软木、油毡和橡胶,还有由羊毛、棉或其他植物纤维(如海草、剑麻、椰壳和麻布制成的地毯)。可替代的人造材料包括一些光滑的表面材料,如可回收的橡胶、乙烯树脂以及由回收的PET树脂、尼龙、聚丙烯和聚酯纤维制成的地毯。
一方面,硬质的地面装饰材料非常耐用且可以回收,但另一方面这类材料的内含能量较高,如要将石材从很远的国家运输过来需要消耗很多能源。就地取材的木材可以降低内含能量,但要确保选择的木材树种是产量丰富且来自管理良好的森林的可再生资源。对于强化木地板,设计师应确定贴面的木材以及地板基材的木材是否是可持续的资源。如前所述,竹子的生长周期很快,是典型的可再生资源,但如果一个设计项目要从很远的亚洲运输竹材的话,那其内含能量就会很高,同时要确定竹材砍伐是否会对大熊猫的栖息地造成破坏。
天然的软质材料多是可再生、可降解、无毒且耐用的,但其生产过程中使用的肥料会带来污染,其在进口运输过程中还会造成内含能量的消耗,这些也必须引起重视。例如,用于制造油毡的亚麻在种植过程中使用的肥料会造成水和空气的污染,而从海外进口的软木则会提高内含能量的消耗。但是,作为其替代品的乙烯基人造材料的缺点更多。尽管人造材料也很耐用,但其原材料是有限的矿物材料,而且这种材料在垃圾场里的降解速度相当缓慢。
对于地毯最需要考虑的是垃圾废料的产生,因为在地毯的生产和使用过程中会产生大量的废料,但是地毯材料也可以回收,同时一些生产企业也提供回收服务,从而可以缓解这一问题。天然纤维如果是就地取材的话其内含能量较低,而且它来自可再生资源,但在其生产和加工处理阶段也会产生有毒废物。比如,羊毛生产过程中会使用有毒的化学洗涤消毒水,而棉花在生长过程中也会使用大量的农药。此外,大部分地毯在使用过程中都需要定期清洗,这也会用到水、能源和化学洗涤用品。
最具可持续性的地板材料有软木、油毡、本地石材、羊毛、植物纤维以及经认证或回收利用的木材。乙烯基塑料和不可回收的尼龙材料通常应避免使用。
如果需要底层衬垫,那么最好选择天然材料,如毛毡或麻布;或是再生材料,如再生橡胶等。在使用软木、石材或木材时,还应注意避免使用挥发性有机化合物释放量很高的密封剂。“可持续地板”网站提供了有关地板材料对环境影响的相关指导信息。(www.daowen.com)
3.表面装饰材料
常用的表面装饰材料包括油漆涂料、密封剂、灰泥和墙纸等。它们可用于多种材料的表面,如墙体、地面、顶棚以及家具和设施的表面。矿物涂料、黏土涂料、石油基的乳液、水性丙烯酸植物涂料、酪蛋白和石灰都是天然的涂料。人造的替代材料有乙烯基树脂或丙烯酸乳液以及水性或油性的合成油漆涂料。天然的墙纸可以由纸、植物纤维、丝绸或棉花制成,而乙烯基树脂和金属箔片都是人工合成的材料。密封剂包括天然的硬蜡、亚麻籽油、桐油以及工厂生产的水性或油性清漆。灰泥由黏土、石灰、石膏或水泥制成。
(1)油漆涂料由溶剂、黏合剂和颜料三部分组成,它们都会对环境造成影响。根据所用溶剂的不同可以将涂料分为水性(丙烯酸)或油性两种。在油漆涂饰过程中及室内投入使用后,油漆溶剂中都会有挥发性有机化合物释放出来,合成油漆的挥发性有机化合物释放量更高,尤其是那些油性涂料。合成油漆在其生产和废弃过程中还会产生大量有害废物,而且其材料来源还是不可再生的石油。天然油漆的有毒物质较少,但耐久性相对较差。“生态工匠”网站提供了有关天然油漆的指导性资料。
(2)密封剂。密封剂用于保护木材和为木材施加颜色。清漆在喷涂中会释放有毒烟雾,但喷涂完成后则会很稳定,水性的清漆在喷涂中有毒物的释放则较低。油性漆含有干燥添加剂,并在喷涂数个星期后还会有有毒物质释放。蜡的组成虽然以天然原材料为主,但是通常都含有有害的添加剂,如甲醛。但也有在蜂蜡和巴西棕榈蜡中添加天然油和树脂的全天然的产品。在使用染色剂时,无毒、水性的以天然染料为基础的产品是最好的选择。
(3)灰泥。对于灰泥来说,内含能量和垃圾废料是主要应该考虑的问题。水泥的内含能量最高,其次是石膏和石灰,黏土最低。而且,水泥不能回收,石膏和石灰如果废弃后被丢弃在垃圾场则会成为有害的垃圾废料。不含合成添加剂的天然黏土灰泥是无毒、可再生且可回收的材料。
(4)墙纸。天然墙纸采用的是可再生的材料,而乙烯基树脂和金属箔片墙纸则采用的是有限性资源,同时会带来污染和垃圾处置的问题,乙烯基树脂还会排放废气。然而,设计师也应避免采用以非有机方式生产的棉花制造的材料。如果采用纸质材料的话,还应确定其是否来自可持续的木材资源。墙纸铺装时用的胶黏剂是最需要注意的,因为胶黏剂很可能是有毒的。室内设计师应选择水性胶黏剂,并选用轻质的墙纸,以避免强力胶黏剂的使用。
总之,最好避免使用人造油漆涂料,最好选择采用天然颜料的亚麻籽油乳性涂料,或是水性植物涂料。如果需要密封剂,水性清漆、没有添加剂的天然油性漆以及添加天然树脂的蜂蜡都是最好的产品。对于墙体表面材料、天然墙纸,经过认证或回收再生的墙纸、黏土灰泥等都是理想的选择。
4.纺织品
对于室内的窗帘、百叶窗、墙面、家具软包或软垫,设计师可选择的纺织面料种类繁多。天然的材料包括羊毛、棉、毛毡、麻和皮革,而尼龙、聚酯纤维、腈纶、醋酸纤维、人造丝和丙纶都是可选择的合成材料。
纺织面料的生产和维护过程与许多环境问题密切相关,但是要在天然纺织面料和人造纺织面料间做出合理选择并不是一件容易的事情。通常人造纺织面料的生产过程需要更多的能源和水,但其生产过程大部分是无污染的。相反,天然面料在染色和加工处理过程中却会造成严重的水污染,同时要注意原材料的清洗和运输过程中污染物的排放。棉花的生产需要大量的水和农药,在加工处理的过程中还会用到有害的化学物质。不使用有害农药且用水较少的有机棉花对环境的影响较小,类似的替代面料还有由很牢固的麻纤维或黄麻制成的麻布。
天然材料都是可再生的,但相应的合成材料通常都来自有限资源。尼龙、聚酯纤维、腈纶和丙纶都是石油产品,因此需要消耗矿物材料,但醋酸纤维和人造丝则是从可再生的天然纤维中提取制成的。
合成纤维面料不可生物降解,因此会产生长期性垃圾。皮革不会造成浪费,因为它是肉类的副产品,但设计师应确定其材料来源是否对动物的生活带来伤害。此外,皮革在鞣制、染色以及使用后的清洁中也会因用到有毒的化学物质而对环境造成污染。小山羊皮和麂皮尤其需要经常清洁。由皮革厂的生产废料制成的产品则会相应减少上述所说的问题。
总而言之,天然的面料如羊毛、毛毡和麻是较好的选择,但设计师要确定其材料来源和生产方式不会增加对环境的不利影响。同地面材料一样,最好不要使用乙烯基树脂、不可回收的尼龙以及非有机的棉质面料。选择未经染色处理的或用天然颜料染色的纺织面料十分重要,尽管天然颜料也会带来一些污染。另外,可以使用深色或有图案的面料,这样表面沾到的灰尘和污渍就不会那么明显,从而可以减少使用过程中清洁的次数。
5.家具
家具可以由木材、竹材、硬纸板、金属、塑料和纺织品制成,所列的许多材料已经在前面进行了讨论。此外,如果耐用性不是主要问题的话,那么硬纸板是一种可持续的材料选择,但纸的来源是否得到认证以及是否来自可回收的资源都需要设计师进行确定。塑料类材料,如前面提及的乙烯基树脂来自不可再生的石油资源,其生产过程会带来污染,也会排放有毒化学物质,还会产生长期不可降解的垃圾。再生塑料则在这些问题上有较好的表现。
制造家具最好选择当地取材的、经认证的木材或纸板以及上述推荐的纺织面料。但是,设计师也可以在旧货商店选择二手家具,这些家具常常能很容易地与任何室内设计相协调。这些旧货包括椅子、桌子、沙发、床,以及一些灯具、绘画、雕塑等装饰品。
6.补充信息
网上有很多帮助室内设计师选择可持续产品的信息,有些是关于常规的可持续建筑材料的,有些则是针对某些特定方面的,如材料的可回收成分。我们之前提到了有关创新型产品的“跨材料”“材质”和“异型材料”几个网站,还有关注产品可回收成分的“材料回收”“废旧资源行动计划”网站以及关于低挥发性产品的“绿色卫士”“绿色产品创新协会”网站。此外,“星球产品”“可持续产品之选择”“绿色工业资源”“绿色建筑资源”以及“绿色细则”的“绿色建筑产品”等都提供了可持续产品的分类名录资料。这些独立资料绝大部分是公正的,并且那些专门从事可持续建筑产品销售的人员也会为设计师提供许多有用的信息。
(八)结构与建造方式
在考虑材料和表面装饰的同时,我们必须关注它们相互结合的问题。一个设计项目选择的结构与建造方式将会决定其对环境的影响程度,室内设计师在其中起到的作用非常关键。本节我们将探讨结构与建造方式对环境友好型设计的重要意义,以及室内整体和家具等各个组成部分应选择什么样的可持续的建筑技术。
1.结构与建造方式的影响
设计项目中各种材料的结合和连接形式会对气候变化、资源短缺、废弃物产生、人类健康以及水资源枯竭等产生很大的影响。
结构与建造方式会影响室内的热工性能和维护需求,也会影响能源的使用,从而导致对气候变化的影响。不同厚度的多种材料可以被组合在一起,以提高室内的热工性能,这是对能源消耗进行被动式控制的重要方法。室内的维护保养形式和频率也会决定内含能量的消耗。此外,能源多用于驱动建筑工地上的各种工具和设备,使用起重机的长期性建筑项目尤其耗能。
有些结构与建造方式,如采用实心砖或大体块的隔断等是非常浪费资源的,建造这种结构需要大量材料以构成坚固的建筑构件。同样,一些构造细节,如各种材料的结合和连接方式,通常都很复杂、精密,这也许会需要更多的材料。此外,那些与材料的力学性能不相适应的结构与建造方式将会造成资源的浪费,如材料的使用多于实际需要,则会因运输量的增加而消耗更多的燃料,从而带来更多的污染排放。
建筑的结构与建造方式还会在很大程度上决定施工过程、室内运行以及拆除过程中产生的垃圾量。如果一个建筑项目的设计不够周全,则可能因没有考虑到模数化的标准而需要将许多材料进行切割才能安装,这样会产生许多边角废料。同样,一些设计者没有认真计算所需材料的最低订购量和批量大小,这也可能会导致材料的过量订购,造成浪费。提前购买的材料在工地储存的过程中也极易因天气或碰撞跌落而受损,从而造成浪费。
当室内项目结束后,建筑仍会产生废弃物。如果建筑构件没有达到规定的强度要求,则在使用中很可能会很快破损而需要维修或更换,被更换的构件最终会被丢进垃圾场,除非能被回收。此外,如果设计采用了将各种材料混合在一起的构造方式,那么当整个室内被废弃时,那些拆除的材料就很难被分离、回收和重新使用。
将各种材料结合在一起的胶黏剂和密封剂等都含有挥发性有机化合物,它们会对人类健康不利。这对施工工人的影响更大,因为在施工过程中挥发性有机化合物的释放量是最大的。对于室内居住者,无论在居住在里面的情况下对室内进行升级改造,还是室内装修完工以后再搬进去,有毒气体都会对他们的健康造成影响。
施工中还需要大量的水,这也加剧了水资源的短缺。传统的湿作业方式,如砌砖、抹灰和搅拌水泥,用水量是最多的。
2.走向可持续的建筑结构与建造方式
建筑结构与建造方式要做到具有可持续性,主要应该考虑以下问题:提高热工性能、减少工地的能源消耗、高效利用材料、减少垃圾、促进人类健康以及控制工地用水量等。由于材料和施工方法两者紧密相连,因此我们还是可以遵循在“材料”一节中介绍的3R原则,即减量、重新使用、回收利用。
如同选择材料一样,室内设计师也应该不断尝试现代施工方法和传统的建造技术,两者都可能对环境带来有益的影响。
结构与建造方式应该符合项目类型。如果是一个短期室内项目,那么在建造时应该以可拆解的方式进行,避免将各种材料混合使用,以便在使用周期结束后回收利用。好的解决方法是尽量使用简单的榫槽、螺丝或螺栓连接,避免采用胶黏剂。保证运输、安装和拆除的便捷也很重要,要选择质轻、平板包装的材料及预制构件。
使用期限不确定的灵活性的室内空间则应采用可重新布置的家具或搁架、可移动的隔断或便于对隐藏设施进行更换的检修口。结构与建造方式要满足强度要求,以避免经常性的变换造成材料损坏。各种连接件也应能根据需要方便快捷地进行调整。
无论不确定期限的灵活性项目还是长期性项目,在建造施工时都需要考虑最终被拆除时的情况。长期性的设计项目需要更为耐用的结构以保证其长期使用,其组成构件也应在损坏后能方便地进行更换,可以采用坚固的机械性连接件,以便拆卸,这种连接方式比胶黏接合更持久。传统的实心结构是比较合理的,尽管这种建造方法的缺点是工地需要消耗较多的能源和水,但是其优点可以持续很长时间,在这里,优点比缺点更显重要。
3.减量
恰当的结构与建造方式有助于减少建筑业对原材料、能源和水的消耗,减轻环境污染。
室内可以通过采用保温、隔热材料或外露热质量高的材料,最大限度地提高热特性,从而减少能源消耗。保温、隔热材料可以用于外墙、地板和屋顶的内表面,从而改善建筑的外围护结构,也可用于热水循环系统的周边,以提高能源的利用效率。为了更好地利用材料的热质量,室内设计师还可以在能够照到阳光的地方采用未加表面处理的实体材料,如砖墙和混凝土地面等吸收太阳的热能。
保温、隔热材料可能是容易被忽视的幕后材料,但室内设计师必须尽一切努力合理使用它以提高室内空间的热特性。这对改造性项目更重要,为已有建筑的室内界面添加保温、隔热材料可以显著改善空间的能源特性。天然的保温、隔热材料包括软木、羊毛、麻、亚麻、刨花和木质纤维等,人工合成的材料则有纤维(来自回收的旧报纸)、矿物棉和玻璃棉,还有源于矿物燃料的发泡聚苯乙烯、挤塑聚苯乙烯和硬聚氨基甲酸酯等。
在长期性的室内项目中,热工性能是需要考虑的首要问题。在这样的室内采用导热系数小的材料可以节约能源消耗,这会在之后很多年里受益。如果室内的空间有限,那么最好选择人工合成材料,因为天然保温、隔热材料通常需要较厚的厚度才能达到较好的效果。天然材料所需的内含能量较低,因此更适合短期性的室内项目。尽量不要采用源于矿物燃料的产品,因为它们消耗的是不可再生资源,而且些材料在生产过程中还会释放破坏臭氧层的碳氢化合物,最好选择“臭氧破坏潜值”(ODP)为0及“全球变暖潜值”(GV/P)小于5的产品。
一些高效能的建筑构造,如多孔的结构等,有助于更合理地节约使用材料,从而避免资源浪费。例如,瓦楞纸板虽然中空,但是强度较高,这样就可以节约材料。将各种材料以其本来面貌组合在一起,忠实地利用和表达它们的天然特性而不是过分注重其装饰性,这是一种非常有效的材料利用方法。同样,采用以木材或金属为框架的轻质隔断,而不是砖石的实体结构,也可以节约材料,还可以减少因材料运输造成的污染排放。
我们还可以通过采用预制构件的建造方式,如预制的具有完整配件的门、楼梯、整体浴室和厨房、隔断等,减少施工垃圾的产生。因为预制构件是在工厂生产,具有精确的安装尺寸,只需要在安装时被运送至现场即可,这样就避免了因材料过量订购、材料切割以及材料在储存过程中可能产生损坏而产生废弃物。工厂在生产过程中产生的各种废料通常可以直接回收利用。还可以考虑设计重复性或标准化的预制构件降低预制成本,因为标准化的模具可以重复使用,从而提高产品的使用效率。
室内设计还应确保居住者的需求,应该根据居住者的需要提供具有灵活性和适用性的室内空间,避免今后因居住者需求变化而导致整个室内拆除更换的情况出现。这不仅可以使室内的使用周期更加长久,还可以避免设计中使用的所有材料变成垃圾。例如,推拉或折叠式隔断能够将一个学校的礼堂方便地隔成一些小教室,自由重构组装的展架可以使一个商店的陈设单元快速地转换成一种新的形式。
尽量避免或谨慎地使用胶黏剂可以提高室内空气质量。胶黏剂被公认为是一种不太好却普遍使用的室内材料,它必须作为可持续设计的一个重要部分予以考虑。就像油漆涂料一样,胶黏剂也有油性和水性之分,水性胶黏剂在施工和使用中,有毒物释放都较少,最好的有PVA胶和水溶性的酪蛋白胶。室内设计师在选择界面材料时需要考虑使用何种胶黏剂,本来具有很好可持续性的某种材料很可能会因为强力胶黏剂的使用而令环保性能立刻降低。
4.重新使用
建筑结构的重新使用就是在进行装修改造时,将已有建筑的所有或部分构件予以保留。由于室内设计师经常在原有的建筑内进行室内设计,他们非常擅于发掘建筑中有趣的部分使其重新复活,从而使最终的设计具有独特的风格。正如之前在“能源”一节所述,旧建筑改造可以通过提高其保温性能和更新其系统满足当前最新的设计标准,对这些基础结构的重新使用也可以减少垃圾的产生。
所有的这些构件可以通过新的表面处理,甚至只是去除旧的表层露出原本的结构界面,就被设计师赋予了新的生命。
此外,可以从回收场或是通过“争鸣”和“建造者的旧物”这样的网站寻找可回收的构件材料。
各种材料和构件的连接方式也至关重要,决定了这些材料在项目使用周期结束时是否能被再次利用。要尽量避免以胶合的方式连接各种材料。插槽的接合方式最简单,但不能保证有足够的强度。作为替代的方法,还可以采用可拆装的机械性连接件,如挂钩、夹头、螺钉和螺栓等,这些连接件可以很便捷地拆装,并使材料和连接件能够保持完好,被再次使用,这比胶合或焊接的方式更好。类似地,钉子要比螺钉难拆除,而且钉子会破坏诸如木材这样的材料,使之无法被再次利用。
5.回收利用
同重新使用一样,设计师还需要注意各种材料的构件应能很容易地被拆解开,以便于回收利用。需遵循的原则是一样的,即采用易于拆解的连接方式。
6.家具构造
关注家具是理解如何实现建筑可持续性的一个好方法,因为家具设计是以一种更小而易于控制的尺度体现建造技术的。
罗工作室(Rawstudio)的悬挂椅(图5-9)展现了如何轻易地用轻质的板材创造出一个造型、结构都很简单的家具,此处的实例使用的是胶合板。这一产品可采用平板包装,便于运输,利用最少的材料创造出了一个三维的形态。这些用胶合板做成的圆圈通过绳子悬吊在一起,可以悬挂在室内或户外的任何地方,有极好的灵活性。
图5-9 悬挂椅
迈克尔·马里奥特为他的XYZ展览设计了一个搁架(图5-10),既具有简单结构的形式之美,又体现了其高技术的连接节点。他设计了一个铝质的金属连接件,使木质搁架的安装、重组和拆装都非常简单、方便。颜色鲜亮的金属连接件暴露在外,更强调了其功能。当不再需要此金属连接件时,可以通过拧开连接件而将搁板和支柱拆卸,以便于分别回收利用。搁架很轻且可以平板包装,便于运输。与传统的独立式的搁架不同,这件家具没有实体的背板,尽可能地节约了用材。
图5-10 搁架
7.案例研究:可持续的构造方式
名为“延伸”的系列家具由艾萨·罗格洛特设计,该设计体现了高效利用材料的简单构造方式,创造了灵活的生活方式,家具材料还可以回收。一系列的木质构件可以通过绳子绑扎在一起构成一个桌子或台面。
绳子的连接能够提供足够的稳定性和强度,拆卸桌子时又非常容易松开,便于搬运到另外的地点或进行回收(图5-11)。这种简单的结构意味着整套构件可以以平板的形式递送,且任何人都能够轻松组装(图5-12)。绳子的色彩亮丽,使这一独创的结构技术极富设计感。该系列还包括一些卡扣式的附加装饰配件,如灯具,用户可以根据自己的需求装扮自己的桌子(图5-13)。
图5-11 绳子和平版
图5-12 利用插槽组装
图5-13 桌子及灯具
垮普腾博尔特的90°家具系列很好地体现了对平板材料的应用。该系列可以平板包装递送,打开后可以很方便地组成一个三维形态的家具。该产品的设计目的就是减少家具为了满足强度和稳定性要求而需要的用料。除了节约资源,平板、轻质的构件还便于运输。
两块很轻的预制平板通过不锈钢栓连接固定成一个呈90°的单元(图5-14)。不锈钢栓可以在搬运时固定构件,同时可以将水平和垂直的板件连接成不同的组合形式,创造出个性化的家具组合单元。
图5-14 打开90°的板件
这一系列的家具还可以将多个90°的单元组合起来,形成一整套灵活的室内空间。可以将预先切割好的板子从大板件中折叠出来,形成搁板和挂物横杆(图5-15);也可以自己确定搁架的数量和位置以满足不同的需要(图5-16)。这些单元和以铰链连接的板件可以以多种方式布置,从而满足储存、起居、工作或就寝等多种功能需求。它们可以独立布置于开敞的大空间内,也可以自成一体地形成封闭的房间。
图5-15 搁板和挂物横杆
图5-16 自己确定搁板的数量和位置
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