基于“全生命周期評價”的可持續(xù)設(shè)計思路與方法

周浩明

1.清華大學美術(shù)學院，北京 100084；2.清華大學藝術(shù)與科學研究中心可持續(xù)設(shè)計研究所，北京100084

加勒特·哈?。℅arrett Hardin）在他的名著《公共地悲劇》中描繪了一個村莊的公共牧場，在那里放牧的成本由大家均攤，而利益卻歸個人所有，因此每個村民都盡可能的在公共牧場上放養(yǎng)更多的牛，最終導致牧場因過度放牧而沙漠化[1]。哈丁以公共牧場比喻當前的全球生態(tài)環(huán)境，事實上，生態(tài)學、環(huán)境科學等多門學科已通過研究得出的具體數(shù)據(jù)支持了哈丁的這一主張，并且證實了如幾百年來人們所熟知和稱頌的那樣——人類所有的一切都是相互聯(lián)系、相互依存的，在全球面臨環(huán)境挑戰(zhàn)的今天，沒有一個國家、一個行業(yè)可以獨善其身，藝術(shù)設(shè)計當然亦是如此。

可持續(xù)發(fā)展是人類發(fā)展必須遵循的總體原則，而生態(tài)原則則是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。基于可持續(xù)發(fā)展的藝術(shù)設(shè)計，無論是從宏觀還是微觀的角度，首先也必須符合生態(tài)原則，藝術(shù)設(shè)計自身的特殊性及其在整體生態(tài)系統(tǒng)中的地位，決定了在當今社會可持續(xù)發(fā)展的進程中藝術(shù)設(shè)計應(yīng)擔負的社會責任，同時也決定了其與其他學科為可持續(xù)發(fā)展作貢獻的不同方式。

一、建筑或產(chǎn)品的“全生命周期評價”

除了普遍、傳統(tǒng)的美學法則，可持續(xù)設(shè)計更注重產(chǎn)品在減量、環(huán)保、高效（長效）、健康等方面的因素?！皽p量”、“環(huán)?！薄ⅰ伴L效”、“健康”是衡量一個設(shè)計是否“可持續(xù)”的四個最基本的方面，但具體的實現(xiàn)與評價途徑則是多種多樣的?！叭芷谠u價法”（Life Cycle Assessment，LCA）則是已經(jīng)被廣泛接受，對綜合評價以上四個方面最為科學的評價方法。從“全生命周期評價法”的具體內(nèi)容來看，可以理出實現(xiàn)和提升設(shè)計（包括建筑、環(huán)境、產(chǎn)品設(shè)計）可持續(xù)性的思路和具體手法。

對于設(shè)計產(chǎn)品的評價，除了產(chǎn)品本身的使用質(zhì)量和藝術(shù)質(zhì)量外，以前人們對于產(chǎn)品的關(guān)注點主要在于產(chǎn)品的成本，也就是說主要是從經(jīng)濟角度考慮的。然而，在從工業(yè)文明走向生態(tài)文明的今天，還必須從可持續(xù)發(fā)展的角度加以考慮，樹立“從搖籃到搖籃”（Cradle to Cradle）的“全生命周期評價”的概念，即學習大自然的循環(huán)方式，將所有東西都視為某種養(yǎng)分，都可以回歸自然。從“養(yǎng)分管理”的概念出發(fā)，從產(chǎn)品設(shè)計之初就構(gòu)想好產(chǎn)品的結(jié)局，使產(chǎn)品最終報廢時還能夠繼續(xù)進入其他循環(huán)程序，成為其他生態(tài)鏈的新養(yǎng)分，使物質(zhì)得以不斷循環(huán)使用?！皬膿u籃到搖籃”的循環(huán)可分為兩種方式：生態(tài)循環(huán)和工業(yè)循環(huán)。生態(tài)循環(huán)的產(chǎn)品由可生物降解的原料制成，降解后回到自然生態(tài)循環(huán)過程，成為新的養(yǎng)分；工業(yè)循環(huán)的產(chǎn)品材料則是繼續(xù)進入新的工業(yè)循環(huán)過程，將可再利用的材料同等級或升級回收，重新用于新產(chǎn)品的制造，比如塑料、金屬、紙張等[2]?！皬膿u籃到搖籃”的理念要求評估現(xiàn)有產(chǎn)品及其生產(chǎn)和使用流程，用無毒的原材料、清潔的能源及節(jié)水的流程取代有害的環(huán)境和耗能、耗水的原料及流程，并合理地規(guī)劃好回收渠道，使產(chǎn)品的供應(yīng)鏈、產(chǎn)品本身及回收再利用方式等均對環(huán)境達到最大程度的友好，實際上，最好的做法應(yīng)該是用生態(tài)循環(huán)的原理來指導工業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)，因此，只要措施合理，上述兩種循環(huán)是可以合二為一的[3]。

二、基于“全生命周期評價”的五種能量消耗及其對環(huán)境的影響

按照“全生命周期評價法”，對一座建筑或一件設(shè)計產(chǎn)品而言，其在整個生命周期中所消耗的能量可分為五個部分。以工業(yè)產(chǎn)品為例，其對能量的消耗應(yīng)該是指與該產(chǎn)品直接或間接相關(guān)的一切能量消耗，包括原材料的開采、加工，零配件的加工、制造，材料、零配件及成品的運輸，產(chǎn)品的加工組裝，產(chǎn)品使用和維護時的能量供給，直至產(chǎn)品的最終報廢、拆卸與舊材料的回收等過程中所耗費的所有能量，根據(jù)各階段能量消耗的不同特征，這些能量可分為內(nèi)含能量、灰色能量、誘發(fā)能量、運行能量和處廢能量[4]。當然產(chǎn)品對于環(huán)境的影響，也可以從這五個部分進行分析。

（一）內(nèi)含能量

內(nèi)含能量（Embodied Energy），即在產(chǎn)品使用的原材料（如鋼鐵、水泥、礦石等）的開采加工、零配件（如電線、螺絲）的加工制造中所消耗的能量，其中很大部分為非再生礦物燃料的消耗。

從內(nèi)含能量的消耗和此階段可能對自然環(huán)境造成的破壞來看，在進行產(chǎn)品設(shè)計時，應(yīng)該從產(chǎn)品全生命周期的最源點開始考慮問題。在設(shè)計思路上，首先，要充分考慮原材料本身的綠色性能，比如在家具設(shè)計中，盡量不要使用資源稀缺的紅木，可以使用材料來源豐富的普通木材，或者是普通木材經(jīng)過加工改良后的膠合木、層壓木等。北歐人情化與地域性傾向的代表人物、芬蘭設(shè)計大師阿爾瓦·阿爾托（Alvar Aalto）就是這方面最有代表性的開拓者。他所設(shè)計的6號坐凳（Stool 60）、帕米歐椅（Paimio Chair）（見圖1）就是利用芬蘭蘊藏豐富的普通木材，經(jīng)過膠合、層壓、彎曲加工后制作而成的。這樣的設(shè)計思路，不僅大大提升了木材的使用潛能和使用價值，使得資源充足但原始性能不是很好的普通木材也可以得到最大程度的利用，而且由此還激發(fā)出了傳統(tǒng)材料的新的表現(xiàn)形式。帕米歐椅在視覺形式上徹底打破了傳統(tǒng)木質(zhì)家具四條腿加座板、靠背和扶手的常規(guī)造型規(guī)律，椅子的座面和靠背渾然一體，扶手與椅腿一氣呵成，曲線流暢優(yōu)雅，富有彈性。

開發(fā)使用新的量多價廉的替代材料，這是降低內(nèi)含能量階段對環(huán)境影響的另一種途徑。比如在我國，竹材在傳統(tǒng)民間工具與日常生活用品中的使用十分廣泛，但在現(xiàn)代設(shè)計中的應(yīng)用卻遠遠不足。竹子在我國南方分布廣泛，生長迅速、產(chǎn)量高，如果不加以利用，大量的野生竹子每年也會自然死亡，資源浪費非常嚴重，開發(fā)竹制產(chǎn)品將是一個很有前途的新的方向。好在我國已經(jīng)有很多科研人員、材料企業(yè)和設(shè)計師都已經(jīng)開始了這方面的探索，竹膠合板家具《方·圓》（設(shè)計師：陳合彩）即是例子，見圖2。

另外，在考察內(nèi)含能量階段的能量使用和對環(huán)境的影響時，還應(yīng)該考察材料的來源和加工是否正當。舉個通俗的例子，同樣是竹子，如果用來加工竹膠合板的竹材是盜竊所得，或者加工過程不符合環(huán)保的要求，那么這樣的竹膠合板也是不符合要求的，如果使用這樣的材料，那么在進行綜合評價時，其綠色得分就會大大降低，甚至徹底喪失。

（二）灰色能量

灰色能量（Grey Energy），即材料和構(gòu)件從產(chǎn)地運送到施工現(xiàn)場，或成品在運輸過程中所消耗的能量，如運輸工具所耗費的汽油、電力及人工費用等，降低這部分能量可以通過發(fā)展地方工業(yè)和利用本地材料來達到，對于那些沒有地產(chǎn)資源的地區(qū)，則需要詳細計算和考慮運輸距離和運輸方式。

從設(shè)計的角度來說，要降低灰色能量的消耗，以及其此階段對環(huán)境的影響，主要的途徑就是在設(shè)計時選擇的材料和零配件是無需經(jīng)過長途運輸?shù)?。以建筑和景觀設(shè)計為例，要盡可能地使用當?shù)夭牧?，選擇當?shù)刂参?，這樣不僅可以避免材料的長途運輸，而且當?shù)氐牟牧虾椭参锞哂袕娏业牡赜蛱匦?，對地域文化的保持和傳承大有裨益。此外，當?shù)刂参锔苓m應(yīng)當?shù)氐沫h(huán)境條件，利于成活和管理，可以極大地降低維護成本。反觀設(shè)計中盲目追求進口材料的做法顯然是不符合這一原則的。

被譽為“城市森林”的赫爾辛基維吉教堂（Viikki Church），全部采用膠合木結(jié)構(gòu)，無論是建筑隱喻還是外觀和室內(nèi)乃至細部裝飾，都與芬蘭的森林這一主題有著密切的關(guān)聯(lián)，建筑外墻所使用的木質(zhì)掛瓦，隨著時間的推移從木材原始的淺黃色變?yōu)榛液谏笳髦ㄖ裆w一樣的成長與衰老過程。這樣的設(shè)計構(gòu)思，既充分利用了地域材料，又賦予建筑以深刻的哲學含義，使傳統(tǒng)材料煥發(fā)出新的光芒。赫爾辛基維吉教堂見圖3—5。

（三）誘發(fā)能量

誘發(fā)能量（Induced Energy），即建筑建造或產(chǎn)品制造過程本身所消耗的能量或資源，比如水、電等。對于建筑來說，建筑師應(yīng)該監(jiān)督建造者并對施工過程制定完善的節(jié)能措施，包括避免材料的浪費、節(jié)約用水和生態(tài)化的廢料處理等，而且這些措施的采用應(yīng)該貫穿于建筑與室內(nèi)環(huán)境施工的全過程。對于工業(yè)產(chǎn)品來說，設(shè)計師也應(yīng)該在設(shè)計過程中考慮好產(chǎn)品組裝的便利性，盡量在設(shè)計時就考慮好產(chǎn)品組裝工藝和流程，使制造過程發(fā)揮更大的效率，花費最少的人力與物力，實現(xiàn)最少的能量和資源消耗。同時在建筑的使用和產(chǎn)品的加工制造過程中盡可能減少對環(huán)境的污染，其中包括不太被人注意的噪聲污染和塵土污染等。

建筑采用工廠的預制構(gòu)件能夠很好地減少現(xiàn)場的濕作業(yè)量，減少水的使用和水污染，減少灰塵的產(chǎn)生，同時還能夠大大縮短施工周期，使其對環(huán)境的影響降到最小，這也不失為一種很好的降低誘發(fā)能量的辦法?；緵]有濕作業(yè)的芬蘭預制裝配式住宅見圖6。

（四）運行能量

圖1 層壓彎曲木家具——帕米歐椅

圖2 竹膠合板家具《方·圓》

圖3 赫爾辛基維吉教堂

圖4 赫爾辛基維吉教堂屋面木瓦

圖5 赫爾辛基維吉教堂祭壇

運行能量（Operating Energy），即在建筑交付或產(chǎn)品購買后實際使用和維護運行中所耗費的能量，包括建筑中各種水、暖、電設(shè)施（供水、采暖、排污等），生活辦公所用的各種儀器設(shè)備（電話、電腦、監(jiān)控、燈具、炊事等）所耗費的所有能量和資源（油、氣、煤炭、水、消耗品等），是研究者、設(shè)計師及立法者最關(guān)注的能量形式之一。只要房屋存在，這種能耗就得維持，有的甚至會持續(xù)上百年。可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計理念要求設(shè)計師設(shè)計的建筑或產(chǎn)品能夠盡可能地延長使用壽命，建筑或產(chǎn)品的壽命越長，運行能量在整個生命周期中所占的比例就越大，就越應(yīng)該受到重視。節(jié)能型建筑是解決這一問題的良好方法，諸如盡可能地減小建筑的表面積以縮小建筑的散熱（吸熱）量，采用保溫隔熱效果良好的建筑材料和構(gòu)造方法，盡可能地利用自然采光等，如美國國立美術(shù)館東館中庭的自然采光，見圖7。此外，在建筑中選用節(jié)能設(shè)備（節(jié)能的冰箱、洗衣機、空調(diào)、燈具等），也是降低運行能量的有效方法。

運行能量的多少還與建筑或產(chǎn)品使用者的使用習慣與素質(zhì)有著直接的關(guān)聯(lián)，同樣的建筑或產(chǎn)品，使用者不同，其使用壽命和運行能量的消耗也會有著巨大的不同。養(yǎng)成節(jié)約能源的良好工作和生活習慣，也是降低運行能量的有效途徑，比如人走燈滅、調(diào)節(jié)合適的空調(diào)溫度、重復使用耗材（如紙）等，都是有助于節(jié)約運行能量的良好習慣。當然，設(shè)計師不可能去控制使用者的行為，但卻可以為使用者養(yǎng)成良好的工作和生活習慣提供便利，比如在適當?shù)牡胤皆O(shè)置舊物回收空間，在方便的地方設(shè)置控制開關(guān)，在燈具設(shè)計中設(shè)置可調(diào)節(jié)燈光亮度的調(diào)節(jié)開關(guān)等。

（五）處廢能量

處廢能量（Disposal Energy），即建筑或產(chǎn)品在最終報廢、拆除和舊材料回收、處置等過程中所耗費的能量，這類能量同樣不能忽視。盡可能地延長建筑或產(chǎn)品的使用年限，或者對舊建筑改造后繼續(xù)加以利用，可以較好地降低這部分能量在整個生命周期中所占的比例。例如利用舊廠房改造而成的芬蘭圖爾庫藝術(shù)學院，見圖8—9。然而我國目前在城市建設(shè)中出現(xiàn)的大拆大建的做法，正是導致處廢能量大大增加的重要原因，應(yīng)該徹底杜絕。

圖6 基本沒有濕作業(yè)的芬蘭預制裝配式住宅

圖7 美國國立美術(shù)館東館中庭的自然采光

圖8 芬蘭圖爾庫藝術(shù)學院

圖9 芬蘭圖爾庫藝術(shù)學院室內(nèi)

建筑或產(chǎn)品在報廢過程中的拆除（卸）、銷毀、垃圾處理等過程，都會產(chǎn)生大量的粉（灰）塵、污水和其他的污物，除增添環(huán)境負擔外，處理它們還需要耗費更多的能源。此外，拆除舊建筑，這意味著該建筑在前期建造、運行過程中投資能量、產(chǎn)生效益這一過程的終止，從能源的投入與產(chǎn)出比來看，這也是很不經(jīng)濟的。因此，如果建筑物還沒有達到徹底無用之前，就應(yīng)該盡可能地加以利用，不要輕易拆除，這樣才能使建筑的潛能得到最大程度的發(fā)揮。再者，拆除舊建筑必定會產(chǎn)生大量的建筑和裝潢垃圾，而這些垃圾大部分是很難自然降解的，處理這些垃圾，將耗費更多的能源，垃圾填埋場的增加，將進一步造成土地的占用，這與可持續(xù)發(fā)展策略是背道而馳的。建筑拆除過程中所產(chǎn)生的灰塵會加劇空氣的污染，使城市空氣質(zhì)量下降，拆除過程中產(chǎn)生的噪聲，也會加劇城市環(huán)境中的噪聲污染。

一座建筑或一件產(chǎn)品生命的終結(jié)就意味著需要一座新的建筑或一件新的產(chǎn)品來替代，這也意味著又將有新的能源和資源消耗，又會給環(huán)境增添一份負擔。從這一點來講，諸如現(xiàn)在手機設(shè)計和營銷中所采用的限時淘汰舊手機，變相迫使人們購買新手機的方法（即時廢止、用畢即棄）是不符合可持續(xù)發(fā)展原則的，不應(yīng)該提倡。

不同類型，不同生產(chǎn)、銷售和使用方式，不同壽命的產(chǎn)品的上述五個部分能量消耗，都會有不同的比例分配，在設(shè)計任何產(chǎn)品時都應(yīng)該詳細地考慮。比如對于某些產(chǎn)品來說，資源消耗的主要部分主要來自于產(chǎn)品的制造過程，它始于原材料的開采，直到最終產(chǎn)品的出產(chǎn)才會終止，尤其對于金屬制品和一些技術(shù)密集型產(chǎn)品則更是如此。然而對于有些產(chǎn)品，其資源消耗的主要部分則可能來自于產(chǎn)品的使用過程，比如說一些電器產(chǎn)品等，其主要的能源消耗是產(chǎn)品使用時所消耗的電能，對于這樣的產(chǎn)品，節(jié)能設(shè)計就顯得非常重要。

綜上所述，全生命周期評價是一種對產(chǎn)品從生產(chǎn)、運輸、銷售、維護使用到最終報廢的整個生命周期所消耗的能量或資源，以及對環(huán)境所造成的影響、壓力進行綜合評價的客觀過程。本文的目的并不是介紹“全生命周期評價”的具體方法和指標，而是希望通過對“全生命周期”概念的剖析導出設(shè)計師們進行可持續(xù)設(shè)計時所應(yīng)該采用的具體措施和方法，從而使得每一件作品的設(shè)計都可以從一開始就確立正確的思路，把握正確的方向，沿著正確的軌道向前推進；使后期在加工、使用、報廢的整個生命周期中都能夠沿著可持續(xù)發(fā)展的主線向前推進[5]。

三、可持續(xù)設(shè)計的具體思路與方法

剖析“全生命周期”概念及建筑或產(chǎn)品在全生命周期五個階段中能量消耗的形式和特點及其對環(huán)境的影響，結(jié)合可持續(xù)設(shè)計的“5R”原則，可以比較清晰地整理出可持續(xù)設(shè)計的一些具體思路和方法[6]。

（一）使用健康、低碳、可自然降解或回收利用的綠色材料

使用健康、低碳的綠色材料，是實現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計最普遍、最直接的途徑?！敖】怠笔侵覆牧现兄缓猩倭炕虿缓袑θ梭w有害的成分，如甲醛等揮發(fā)性有機化合物（VOC）。“低碳”則是指所使用的材料在前期的生產(chǎn)（內(nèi)含能量階段）、運輸（灰色能量階段），中期的施工、加工（誘發(fā)能量階段）和使用維護（運行能量階段），以及后期的報廢拆除（處廢能量階段）中盡可能少地消耗地球資源，尤其是煤、石油等不可再生的資源，減少溫室氣體排放。

值得注意的是，同樣一種材料，使用條件不同，其最終綠色性能的呈現(xiàn)也將出現(xiàn)巨大的不同。關(guān)于這一點許多設(shè)計師可能會產(chǎn)生一定的困惑，其實只要真正理解產(chǎn)品“全生命周期”的概念，那么對這一問題的理解也就非常自然了。這里不妨以設(shè)計中最常用的木材為例來分析這一問題的產(chǎn)生原因。在人們通常的理解中，木材是一種自然生長的植物，取之不盡用之不竭；木材性情溫潤、色澤溫暖、紋理豐富，而且大多數(shù)木材無毒無害，是自古以來人們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槌Ｓ玫奶烊徊牧?，因此，很多人認為如果在設(shè)計中運用木材，一定是一種綠色環(huán)保的行為，但事實卻并非如此。

首先，與陽光、風力、潮汐等無條件不可耗盡的可再生資源不同，木材是一種“有條件的可再生的資源”，只有在前代被砍伐后自然生長或人工重新栽種，并經(jīng)過較長時間的生長才能重新成材，通常木質(zhì)越硬的樹種，其生長速度越慢，如果砍伐速度高于生長速度，那么木材資源就會匱乏，樹木對于自然環(huán)境的保護作用就會減弱。因此，嚴格來講，木材并非天然就是一種綠色材料，只有在嚴格的可持續(xù)林業(yè)管理體制下出產(chǎn)的木材，才可能是真正的綠色材料。因此，在我國林業(yè)資源高度缺乏的事實背景下，應(yīng)該慎重地使用木材，至于用稀缺的紅木（硬木）作為設(shè)計材料則更是不符合可持續(xù)發(fā)展原則的。然而如果是在芬蘭、挪威等森林覆蓋率高的國家，則又是另外一種情形。比如芬蘭，是全球森林覆蓋率最高的國家之一，其森林覆蓋率達70%左右，而芬蘭又是一個人口密度很低的國家，資料顯示，芬蘭本國全年的木材使用量只相當于芬蘭森林一個月的生長量，芬蘭的森林資源因此擁有“綠色黃金”的美稱。在這樣的背景下，在芬蘭使用木材就是一種受到鼓勵的方法，但即便如此，也只有從實行“可持續(xù)林業(yè)管理”的林場上出產(chǎn)的木材，即擁有森林管理委員會（FSC）認證的木材，才被認為是真正綠色的木材。由于芬蘭最常見的樹種是樺木和松木，其質(zhì)地和強度都不是很好，所以如何通過后期的技術(shù)處理來提升木材的強度和其他的物理和美學特性，就成為芬蘭設(shè)計師們一個重要的探索目標，包括早期的設(shè)計大師阿爾瓦·阿爾托、塔比奧·威勒卡拉（Tapio Wirkkala）和后起的設(shè)計新秀們。塔比奧·威勒卡拉的旋切膠合木雕塑見圖10。

芬蘭設(shè)計師塔比奧·安蒂拉（Tapio Anttila）設(shè)計的“KIEPPILAMP”臺燈就是一個創(chuàng)新運用改良后的綠色層壓膠合木與當代前沿科技相結(jié)合的典型例子，見圖11。設(shè)計采用了最新的LED技術(shù)，由一個免接觸式的傳感器來控制開關(guān)和調(diào)整燈光亮度，還可根據(jù)需求更換照明組件。創(chuàng)新的層壓木生產(chǎn)工藝使它能夠很好地將綠色的木質(zhì)材料與高技術(shù)結(jié)合起來，并在生產(chǎn)過程中達到零浪費。材料的選擇和使用體現(xiàn)著“生態(tài)輕足跡”的原則，突出了自然的生物可降解材料與高新科技結(jié)合所帶來的優(yōu)勢。1 200 lm的LED燈泡及4 000 K的色溫可以為任何地方提供充足的照明，又不會產(chǎn)生眩光。此作品80%以上的材料為獲得FSC認證的綠色木材，不到20%為其他生態(tài)可持續(xù)材料，其外形優(yōu)美、輕便、干凈、簡約。

由于資源的稀缺程度或者開采提煉過程的難易程度不同，各種材料開采加工過程中所耗費的內(nèi)含能量比重也是不同的。有些材料，如金屬等，雖然也可以回收使用，但是其加工過程所耗費的內(nèi)含能量較大，而且回收使用時所耗費的再加工能耗也較大。有些材料的回收加工過程還可能會產(chǎn)生污水、有毒氣體等各種環(huán)境污染物。因此，在選擇材料時，應(yīng)該慎重采用那些內(nèi)含能量高的材料。在常規(guī)設(shè)計中，那種一味追求使用新型材料的做法是不可取的。

（二）充分利用回收的舊材料

充分利用回收的舊物、廢料進行新的設(shè)計創(chuàng)作，這是可持續(xù)設(shè)計的又一主要途徑，屬于上文所提到的“從搖籃到搖籃”循環(huán)方式中的工業(yè)循環(huán)。當舊材料作為垃圾廢棄時，不僅會造成資源的浪費，而且還會增加垃圾的處理量，增加環(huán)境壓力。由于舊材料本身的內(nèi)含能量早已融于其上一個生命周期之中，所以當其被重新使用而進入新的生命周期時，內(nèi)含能量幾乎為零，從而可以大大降低新生命周期的總體能量消耗，減輕環(huán)境壓力。

利用回收材料進行設(shè)計創(chuàng)作并沒有什么固定的方法，回收材料物理特性和形式的多樣性，為設(shè)計師的設(shè)計創(chuàng)作提供了無限的可能，不管屬于哪個專業(yè)領(lǐng)域，設(shè)計師們都可以根據(jù)自己的專業(yè)特點進行自己獨特的設(shè)計創(chuàng)作。例如芬蘭阿爾托大學學生將廢舊汽車安全帶經(jīng)過纖維拆刪而精心制成的人物肖像，見圖12；清華美院訪問學者、安徽農(nóng)業(yè)大學袁金龍老師用舊牛仔衣褲精心裁剪拼貼的作品《徽韻》，局部節(jié)選見圖13；筆者用舊酒瓶加工而成的燈具《新韻——酒瓶燈》，見圖14；美國藝術(shù)家Willie Cole用舊鞋子創(chuàng)作的動物頭像，見圖15，這些設(shè)計都是很好的實例。

（三）節(jié)約用材，利于回收

節(jié)約用材，是達到“減量、環(huán)?！蹦康牡淖罨臼侄巍Ｉ衔慕榻B的芬蘭“KIEPPILAMP”臺燈就是一個很好的例子，在設(shè)計師的精心設(shè)計之下，這款燈具的材料被減到了最少，可謂是“極簡主義”設(shè)計的典范。

圖10 塔比奧·威勒卡拉的旋切膠合木雕塑①《Tapio Wirkkala：Eye,Hand and Thought》，Museum of Art and Design Helsinki，2000年。

圖11 “KIEPPI LAMP”臺燈②圖片來源周浩明主編，《持續(xù)之道》，中國建筑工業(yè)出版社，2014年。

上文提到的以竹膠合板制作的東西方系列椅，見圖16-17，是一款由中國和芬蘭的設(shè)計師、工匠共同合作，融合了東西方設(shè)計思想的家具作品，體現(xiàn)了芬蘭著名家具設(shè)計大師約里奧·庫卡波羅先生的設(shè)計經(jīng)驗以及中國傳統(tǒng)家具設(shè)計元素與制作工藝的和諧結(jié)合，從東西方系列椅的形態(tài)上，一眼就能看出其同時蘊含的東方和西方的影子。

以最少的用料達到最完善的功能和最完美的視覺效果，這是東西方系列椅的一大特點。東西方系列椅吸取了中國傳統(tǒng)圈椅的結(jié)構(gòu)和形象特點，但在許多方面又有創(chuàng)新。首先在吸取中國傳統(tǒng)扶手特點時簡化了扶手的形式；另外，中國的傳統(tǒng)家具，尤其是大家較為常見的清代及以后的家具，一般皆用料粗壯，但東西方系列椅的設(shè)計師們在設(shè)計時充分考慮了“減量”這一關(guān)鍵的綠色理念，在兼顧作品視覺形式的同時，將所有構(gòu)件的斷面減到最小，從而盡可能地節(jié)約產(chǎn)品的用材。正如此款家具的主設(shè)計師之一約里奧·庫卡波羅先生所說：“對于家具中的綠色設(shè)計，設(shè)計者無法對其作宏觀調(diào)控，只能具體體現(xiàn)在設(shè)計之中，那就是用最少的材料做最多的工作，生產(chǎn)最多的產(chǎn)品，減少浪費，減少污染……”

窄板靠背，是中國古典家具的另一個重要特征。事實上，對于一般的椅子，其靠背中主要起作用的是其中間部分，中國古人早就注意到了這一點，而這一點恰恰又與設(shè)計小組“以最少的用料達到最完善的功能和最完美的視覺效果”的思想不謀而合，因此，東西方系列椅自然也被設(shè)計成了窄板靠背的形式。

除了節(jié)約用材，如何才能在產(chǎn)品壽命終結(jié)時方便對不同的材料進行分類與拆卸，這是可持續(xù)設(shè)計不得不考慮的一個重要問題。比如，現(xiàn)在很多食品包裝袋常采用多層不同材料（紙、塑料膜、金屬膜或鍍層等）緊密粘合的方法，以有利于食品的保存，但同時卻帶來了在垃圾分類時無法將其徹底分開的麻煩，由此帶來的懊惱和沮喪，最終導致人們抵觸情緒的產(chǎn)生，但遺憾的是，很多設(shè)計師至今還沒有意識到這方面的問題。

圖12 用廢舊安全帶制作的創(chuàng)意肖像

圖13 《徽韻》（局部）

圖14 《新韻——酒瓶燈》

圖15 用舊鞋拼裝而成的動物頭像

2010年中國世界博覽會芬蘭館（“冰壺”）的設(shè)計，就在這一方面作了周密的考慮，見圖18。芬蘭館主體采用鋼結(jié)構(gòu)，表面覆以可回收的紙塑瓦片，形成波浪形的表面圖案，這與芬蘭“千湖之國”的美稱和波羅的海的環(huán)境意象十分吻合。更為關(guān)鍵的是，整個鋼架構(gòu)件全部采用可拆卸的螺栓活動連接，見圖19。由于世界博覽會的絕大多數(shù)展館都會在結(jié)束后面臨拆除的命運，所以芬蘭館預先考慮了博覽會建筑的這一特點，一旦展會結(jié)束，所有構(gòu)件均可很方便地拆卸，需要時可以在任何適合的地方恢復重建。

在設(shè)計中，不同材料之間盡量采用靈活的可拆卸式連接，這是便于日后材料分類或再次利用的明智解決辦法。

（四）扁平包裝，節(jié)約儲藏和運輸成本

扁平包裝，可以縮小產(chǎn)品的包裝體積，減少產(chǎn)品儲藏和運輸過程中所占的體積，降低“灰色能量”的消耗，減少運輸工具產(chǎn)生的碳排放，同時節(jié)約儲藏和運輸成本，提高產(chǎn)品在“全生命周期”中的綠色性能?！耙思摇钡募揖咧阅軌颢@得人們的青睞，在很大程度上有賴于其“自己動手”的DIY理念，同時所有的構(gòu)件都可以裝在一個扁平的包裝盒里，人們通過自行車、公交車甚至手提肩扛就可以輕易帶走，回家后利用贈送的簡單工具就可以自己安裝，這樣的思路也增加了用戶的參與感和成就感。

東西方系列椅采用的三角支撐的主體結(jié)構(gòu)形式，除了其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性能外，還有一個很重要的用意，那就是可疊摞性，如圖17所示。與中國傳統(tǒng)家具不同的是，在西方現(xiàn)代家具設(shè)計體系中，易疊摞放置也是衡量椅子設(shè)計好壞的主要內(nèi)容之一。可疊摞式家具因疊置而能節(jié)省儲藏空間，易于運輸，減少運輸成本。

芬蘭設(shè)計師卡勒·洪博格（Kaarle Holmberg）設(shè)計的袋子椅的構(gòu)思也是基于節(jié)省儲藏空間，便于搬運這一思路，見圖20。這款來自于芬蘭的設(shè)計作品的主要材料是獲得FSC認證的芬蘭木材。該椅子靠背和座面以磁性閂鎖連接在一起，合起來就是一個“袋子”，椅腿可以很方便地卸下，放入“袋子”就可以很方便地拎走，在一般搬運的情況下無需另外包裝?？梢圆鸱值慕M合式構(gòu)件也有利于產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，構(gòu)思十分巧妙。

圖16 東西方系列椅

圖17 可疊摞的東西方系列椅③由方海提供。

圖18 2010年上海世界博覽會芬蘭館④Lucas Schifres拍攝。

圖19 芬蘭館的結(jié)構(gòu)連接⑤由芬蘭駐華使館提供。

圖20 袋子椅②

折疊式家具、折疊式自行車等都是這一思路的典型例子。由筆者設(shè)計并在赫爾辛基“生態(tài)設(shè)計特別展”上展出的便攜式竹膠合板折疊椅（見圖21）吸收了傳統(tǒng)“馬扎”的折疊原理，以綠色竹膠合板、帆布為主體材料，既可以居家使用，又可以供野外踏青、釣魚等休閑旅游時隨身攜帶。通過優(yōu)化受力結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方式，本椅的構(gòu)件被簡化為三個長方形框架、一塊亞麻布（或帆布）和四個金屬螺絲。此椅子可拆卸、可折疊，操作簡單，還便于更換受損構(gòu)件，以避免因局部受損而導致椅子的廢棄。折疊后的椅子占有極少的空間，便于移動、搬運，還有利于節(jié)約運輸和儲藏成本。

（五）長效耐用，維護方便

延長產(chǎn)品的生命周期，這是有效降低“全生命周期”中總體能量消耗及對環(huán)境影響的有效方法，而保證產(chǎn)品長效耐用則是實現(xiàn)這一思想的直接辦法。

在產(chǎn)品設(shè)計中，保證產(chǎn)品的多功能性是實現(xiàn)產(chǎn)品長效性的基本辦法?！俺砷L的寶貝”，是一款為0～5歲兒童設(shè)計的日常用具，見圖22—23，產(chǎn)品包含一套標準的木質(zhì)零部件和極少量的金屬構(gòu)件，這些標準的零部件可以通過多種方式組合成不同功能的產(chǎn)品，從而滿足兒童不同階段的不同需求。孩子呱呱墜地時，它是一個搖床，稍大一點又可變成一個搖擺木馬，再大些則又可以組裝成一輛三輪小車或小推車。其“隨著孩子成長”的設(shè)計思路使得產(chǎn)品能夠很好地達到多功能的使用目的，延長了材料與產(chǎn)品的生命周期。產(chǎn)品以零件的方式扁平包裝，也降低了運輸成本。

（六）使用功能合理，產(chǎn)品本身符合人性化原則

圖21 便攜式竹膠合板折疊椅

圖22 “成長的寶貝”

圖23 “成長的寶貝”實物展覽

作為一件供人們?nèi)粘Ｊ褂玫漠a(chǎn)品，功能合理、使用方便是其最基本的要求，雖然可持續(xù)發(fā)展理念的注入，使得設(shè)計的內(nèi)涵隨之擴展，但是滿足人們的使用要求這一點卻不會改變。

然而可持續(xù)設(shè)計比以往的任何設(shè)計都更加關(guān)注產(chǎn)品對人在生理與心理上的影響，更關(guān)注設(shè)計的使用功效。與以往的傳統(tǒng)設(shè)計相比，可持續(xù)設(shè)計還在適應(yīng)性和人性化等方面更為突出。

產(chǎn)品使用的舒適性是產(chǎn)品設(shè)計尤其是家具設(shè)計所要追求的最主要目標，而遵循人體工學的要求則是實現(xiàn)這一目標的基礎(chǔ)。東西方系列椅的每個細部尺寸都經(jīng)過了人體工學的精確實驗，如椅子的長、寬、高，背板與座面、座面與椅腿的角度，以及其他各個方面的尺寸等都經(jīng)過了精詳?shù)目剂?，充分體現(xiàn)了設(shè)計者“以人為本”的人性化思想。在這款家具設(shè)計中，對于涉及人體工學的一些具體尺度，設(shè)計者的考量都是以毫米來計算的。

竹躺椅是筆者探索人體工學的一件設(shè)計作品，見圖24—25。這是一款因筆者希望躺著工作而催生的休閑型躺椅。躺椅靠背的傾斜度可以在三個檔位之間自由調(diào)節(jié)，靠背上部的枕墊也可以根據(jù)使用者的身高上下調(diào)節(jié)，躺椅的兩邊扶手上各有一個翻板，可以放書，也可以擱放平板電腦。除了八副金屬螺栓以外，竹膠合板是此款家具的唯一材料。躺椅的所有部件都可以拆卸，從而可以達到扁平化包裝，方便運輸和儲藏的目的。

圖24 竹躺椅

圖25 竹躺椅的實際使用情況

四、結(jié)語

綜上所述，可持續(xù)發(fā)展是未來人類社會發(fā)展的根本方向，可持續(xù)發(fā)展原則是人類未來發(fā)展的根本指針。各學科領(lǐng)域響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展召喚的目標是唯一的，但具體的實現(xiàn)思路和手段卻是不同的，所切入的角度也是多樣的?！叭芷谠u價”，是目前較為全面的對建筑或產(chǎn)品的可持續(xù)性進行綜合評價的科學方法。藝術(shù)設(shè)計作為一個橫跨理工與人文、技術(shù)與藝術(shù)的特殊專業(yè)領(lǐng)域，也是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的一個基本支點，基于“產(chǎn)品全生命周期評價”而導出的可持續(xù)設(shè)計思路和方法，可以為設(shè)計師實現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計目標提供指導。