低碳在景观设计中的运用

毕业设计（论文）题目低碳在景观设计中的运用姓名边晓杰学号1110643106所在学院土木工程与建筑学院专业班级11景观1指导教师孔佳雪刘斯荣日期2016年3月13日低碳在景观设计中的运用边晓杰（湖北工业大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430068）摘要：随着环境的恶化，各种自然灾害的频繁发生，人们越发的意识到保护环境的重要性。因此如何将低碳与景观设计联系起来并将之运用到设计中成为了近年来新兴的研究课题。文章主要分析了景观设计中低能耗、高碳汇的低碳景观设计原则，并结合某江夏光照农业园实例，针对景观设计相关的要点进行分析，主要从材料、植物和水资源等方面提出低碳景观营造措施。关键词：低碳景观设计；可持续；固碳随着经济的发展，城市不断地扩张，而森林减少、大气污染、水土流失、洪涝灾害、资源短缺等环境问题日益严重。在此背景下,低碳、低碳经济、低碳生活、低碳社会、低碳城市、低碳景观等一系列新概念也相应的兴起，为解决全球危机问题带来了一线希望。无论是现代住宅小区和城市公园还是绿地等其他景观，都要符合现代社会的环保要求，因此，将低碳理念融入景观设计，成为现代景观设计发展必须思考的问题，也为当代城市景观设计发展模式提供了一个契机。1低碳景观设计1.1低碳景观设计概念低碳，是指较低或者更低的温室气体（二氧化碳为主）排放。而低碳景观设计是以低能耗、低污染为目标宗旨的绿色景观设计。低碳景观作为景观学领域的新概念，其内涵也包括“低碳社会”、“低碳经济”等概念相对应的基本层面的低碳含义，那就是减少景观建设过程中的碳排放］。在景观的设计和施工中倡导节约其过程中所需的能源和减少碳的排放量，维护大自然的生态平衡、让人与之共存。因此低碳景观设计也是一种可持续发展的设计理念，符合生态语境下当今社会对景观设计的要求。在生态设计理念的指导下，低碳景观设计有了长足的发展。宏观上，景观工作者本着尊重自然、可持续发展等目的，充分理解和尊重场地，让设计符合环境，充分让自然做工。微观上，低碳景观在规划、设计、施工、使用及维护的整个过程中都注重减少碳的排放，促进形成和谐发展的景观体系，这也是生态设计理念的具体体现形式。但是，低碳景观设计并不就是生态设计，它与生态设计有相类似的方面，但也有不同之处。生态设计主要针对于环境而言，主体是环境，生态设计的主要目的是减少人类活动对环境的破坏，而低碳设计可以应用于人类生活的方方面面，主体是人和人类活动。因此低碳景观设计不只是注重设计对环境的作用，也注重人的活动本身。它是研究人类和人类活动在作用于景观时所产生的碳的排放量的问题，更低的碳排放量是低碳景观设计所追求的目标。因此，从对坏境的影响上而言，低碳设计与生态设计有共同之处，但是它们的侧重点不同。生态设计更加注重目的，而低碳设计更加注重过程的低碳。生态设计更宽泛，而低碳设计注重结构的优化和细节的处理，因而更容易见效，也更容易被普通大众所理解和接受。1.2低碳景观设计的特征在生态设计理论的影响下，低碳景观设计体现出如下一些特征。第一，更加尊重场地，设计结合自然。在生态设计理论的指导下，低碳景观设计尽量利用场地的有利条件，协调和解决场地的不利条件甚至变不利为有利。利用场地已有条件和物质基础必定会减少景观设计和施工过程中的碳排放量。尊重场地是低碳景观设计的基本特征。结合场地的自然条件进行设计而不是“归零设计”。第二，景观生态系统的动态平衡。景观生态系统包括景观与外部系统、景观内部各元素之间、景观元素内部的结构与功能之间、景观生命体与其环境之间以及人类与景观生态系统之间的生态关系都是动态平衡的关系。生态系统的跨尺度性要求低碳景观设计力求平衡这些关系，并在此过程中减少碳的排放，而景观生态系统达到动态平衡之后也会达到减少碳排放的目的。第三，生态设计指导下设计生态。生态可以被设计，低碳景观设计在生态设计原则的指导下设计生态。众所周知生态系统是个很复杂的系统，它包含很多子系统，每个子系统又包涵了很丰富的内容并自成体系，因此生态系统不能被设计也很难被设计，但是设计可以发挥作用，人工设计的生态应该被纳入自然生态系统，是自然生态系统的一部分。因此在低碳景观设计过程中实际上是设计生态，是模仿自然设计生态的过程。只有如此设计出来的景观设计，在项目完成之后才能形成良好的生态循环。第四，减法设计，节约人力物力。低碳景观设计主张做减法设计，不浪费精力。不但在景观项目的方案设计初期，在项目设计和施工过程中，都秉承能少则少，节约人力物力的原则。要减少碳的排放量，只有更大程度地减少人力物力的损耗。低碳景观设计在整个过程中都注重节约人力物力，以达到更少的碳排放的目的。第五，尽量降低能源消耗，减少碳排放。低碳景观设计以尽量降低能源消耗，减少碳排放为原则。很多低碳设计打着低碳的旗号，事实上并不低碳。说低碳并不低碳的例子很多，如为了打造更好的自然效果，千里迢迢去找材料，或为了一两种植物跑几个省份。以及不珍惜资源，随意浪费能源，这些做法只注重了目的性，而忽视了过程的低碳，也不是低碳景观设计的正确做法。这也是生态设计和低碳设计最大的不同。2低碳理念在景观设计中的体现2.1以自然为本的设计在现实生活中，人类的发展离不开自然，人与自然的关系是相互联系、相互依存、相互渗透的，大自然本身就是一个高效的自我修复系统，尊重自然，尽量减少人类对自然的干预，开启自然的自我恢复功能成为解决碳排放问题的最佳策略之一。而当代城市景观设计中，许多设计方案打着“低碳”的标签，事实上并不低碳。例如，上个世纪九十年代初至今，一股城市绿化“草坪热”在全国许多城市兴起，为了跟随潮流，许多城市砍掉原有枝繁茂密的大树，用大面积的草坪取而代之。在西北一些严重干旱的城市，设计师为了达到奢华的视觉景观效果，不惜建大面积的水景设施。这些形式作品在消耗大量人力物力财力的同时，也加剧了碳的排放和自然修复功能的退化。2.2人性化的设计当代城市景观其本质就是人类生产和生活的空间，是使用的艺术，因此城市景观设计应从人的角度出发，充分利用各种资源，使其设计最大限度的满足人们物质和精神生活的需求，以营造以人为本的和谐的当代低碳型城市景观。我国的山水画论中言“心无水则不活”，可见在整个自然景观要素中，水景设计的重要。在低碳语境下，水景设计除了考虑效果上的营造,还应该因地制宜遵循以人为本的原则。如在地址的选择上，就应该依据地势特色、水源环境来设计水景，创造出符合市民需求的优雅的景观环境。2.3生态型的设计西蒙兹说“人类需要从城市中获得灵感、激励、身心放松、优美及愉快的源泉。”城市作为人与自然，人与人相互作用的产物，是人类在改造和适应自然的过程中建立的一个人工生态系统，这就要求当代城市景观设计必须以生态为核心。在城市景观设计中发掘现有的绿地资源生态效应，利用生态维护和再生的设计方法，使城市景观设计为人类提供无尽的生态型服务，使城市真正走向低碳化。3低碳景观设计原则3.1降低景观设计能源消耗近年来，景观设计中的能耗主要是电能，而我国电能主要靠煤炭的燃烧。煤炭使用率越高，二氧化碳排放量越高。在景观营造中，需要消耗大量电能而电量的增加必然导致更多的二氧化碳排放。而低碳景观的建设就是要考虑如何减少这部分二氧化碳的排放。将景观营造中常用的25W白炽灯更换为5W的节能灯，可减少近80%的直接能耗。因此，作为景观设计工作者，应尽可能降低景观设计中电能消耗，提高其使用效率。3.2选择低碳型景观材料景观材料既包括铺装、玻璃、陶瓷等硬质材料，也包括木材、花卉等软质材料。这些材料大多需经高温、煅烧等过程才能形成，从而产生了大量二氧化碳，而低碳型碳材料成本少、耐用性高、可重复使用。日本十胜川千禧森林园的设计巧妙采用了“减法”原则，充分运用了当地的景观材料，并对其进行循环再利用，减少了大量二氧化碳排放。营造低碳景观，应对当地乡土材料进行合理利用，尽量采用低碳型景观材料，而减少对新型、人工、高碳型材料的使用，这样不仅能减少大量运输而产生的二氧化碳排放量，也可充分体现出历史地域特色，且适应性强、成本低、便于使用。3.3选择固碳释氧力强的乡土植物植物通过光合作用吸收二氧化碳，将其转化为有机碳存储在体内和土壤中，并将氧气释放到空气中，这一系列生命活动就是固碳释氧。是现代景观设计中对“低碳”实施的最直接贡献，因此应充分发挥植物的这一功能。然而，不同的植物具有不同固碳释氧能力，如榆叶梅的固碳量和释氧量分别为红枫的十几倍。且乡土植物具有较强的适应性和抗性，后期维护可减少大量能源投入，因此营造低碳景观应选择固碳释氧能力较强的乡土植物。此外，植物配置方式也是影响植物固碳释氧强度的一个重要因素。落叶乔木与常绿灌木搭配，速生树种与慢生树种搭配，乡土植物与常规园林植物搭配，既可达到较高的固碳效益，又能形成优良持久的植物景观和生态效益。3.4选强景观设计中的碳汇能力“碳汇”是指从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。营造低碳景观，应当充分利用植物的碳汇功能，减少大气中二氧化碳含量。我们可以通过如下措施来增加城市绿地面积，改善城市生态环境质量，有效增强城市景观的碳汇能力；一是营造屋顶花园和立体绿化；二是减少大面积硬地广场、、大型人工瀑布、喷泉等高耗电景观的建设；三是尽可能保留城区中原始地形地貌、山体、河湖水景等自然景观，保持其生态平衡。4低碳景观设计实例分析4.1项目概况江夏光照农业园，规划面积约67公顷，该地块地势起伏明显，以原有道路为界。其北面多为坡地，南有自然水体且较为平坦，整体道路自然而系统。本方案重点考虑了景观与气候、环境、人居之间的相互作用，认真研究了每个主要景观构件的结构、材料的来源和保留物的合理利用等。着重探讨设计节能减排理念和具体措施，通过系统的研究与规划，以营造低碳景观型度假村为目的。4.2绿色建筑设计在景观建筑减排方面，以降低景观能源消耗、提高能源使用率为原则，通过利用自然通风、采光和保温等方式来实现。在原有建筑南北两侧（主要的冷热气最大之墙面）设计H型钢组成框架及铁丝网等，并穿过屋顶形成绿色爬藤包背，可大幅度降低日晒及冬季冷风吹袭强度，以节约冷气空调及热气瓦斯消耗，达到节能减排的目标。4.3应用低碳型材料在遵循低碳景观设计原则上，本方案以武汉本地石材为材料，将其直接搁置于原始整平加固后的泥土地面上进行各类铺装设计，既减少了大量混凝土、砂浆、卵石等“高碳材料”的应用，也降低了其他硬质材料的运输费用，达到减少碳排放的目的。在软质材料上，本方案首先保留了园区原有的本土植物，以之为界进行视线分割，区域划分等，这一做法不但充分展示了地方特色，也降低了其他材料运输和应用所产生的能耗，在运用低碳型材料中，使用了大量当地废弃的木料和遗弃树桩。以方木料构建的简约木结构亲水平台，减少了大量钢材、混凝土、外墙涂料等人工材料的使用，减少了大量二氧化碳的排放。4.4植物配置方式通过对本地乡土植物的调研考察，选择其中固碳释氧能力较强以及景观效果较好的植物进行合理配置以增强景观的碳汇功能。首先，经查阅资料发现，香樟、垂柳、鸢尾等乡土植物具有较强的固碳释氧能力。然后，在水体周边种植大量垂柳，在人工湿地大量种植鸢尾等水生植物。这不但在景观效果上可与水面产生共鸣，更能增加园林植物的固碳释氧能力。在种植方式上采取常绿植物与落叶植物搭配的方式，选择不同层次的植物构建植物群落，增加植物的碳汇能力4.5水体去污与活化根据现场考察，光照农业园的水体存在一定程度的污染。主要污染物为人粪尿中的有机物和无机物、厨房油污以及洗涤剂等。因此，案例中采取高负荷地下渗滤与人工湿地复合技术，其水处理系统组成。本处理系统基本方法和原理是：池塘水经过沉淀后进入水量调节池，然后经泵提到高负荷地下渗滤装置（微生物地球化学净化技术），自流出水进入高负荷人工湿地，经脱磷脱氮深度处理系统处理后，最后自流到大水塘和散布自然湿地，并流至水沟。这不仅解决了生活污水带来的污染困惑，而且大大减少了电能消耗而产生的二氧化碳。此外，整个系统为地埋式，地表规划为绿地。小区的水流动起来，其补水也有了保障，可确保水体永不干枯，保持生活小区的水平衡。这样便产生了一个自然式的湿地，水可用于植被的浇灌，而且整个循环大大节