公共设施的可持续设计研究
杨洪君
摘要：
自然资源短缺、环境污染、全球变暖等一系列问题的日益严重，让可持续发展成为必然选择。公共设施作为现代化城市空间中不可或缺的组成部分，起着协调人和环境关系的作用，将可持续设计理念引入到公共设施设计中，是实现城市可持续发展的重要环节。论文在分析研究可持续设计策略的基础上，提出采用地方性设计和模块化设计等手段，达到降低能耗、减少环境污染的目的，实现公共设施的可持续设计。
关键词：
公共设施 可持续 地方性设计 模块化设计
1.引言
随着社会经济的高速发展及我国城市化进程的推进，人们对生活环境质量的要求越来越高，作为现代城市空间要素的公共设施也受到越来越多的关注。同时经济的高速发展也使得人类赖以生存的自然环境变得越来越恶劣——环境污染、资源枯竭……因此对于公共设施设计，不仅要满足公众的需求，还要有利于城市的可持续发展。
2.公共设施与可持续设计
2.1公共设施
公共设施是指由政府提供的属于社会的给公众享用或使用的、满足公众需求的公共物品或设备。在现代城市的建设中，公共设施改善了城市环境品质，提升了人们的生活环境质量，成为展示现代城市文明的重要标志之一。公共设施不仅具有共性，如安全性、舒适性、整体性、人文性等，也具有个性，如地理和文化的不同、民族和历史环境的不同以及使用者的不同等造就了公共设施的个性。
目前在国内，政府对城市化进程不断推进的同时也加大了对城市公共设施建设的投入，这些设施在一定程度上满足了人们物质和精神上的需求，但有些公共设施设计不够深入细致，存在设施配置不健全、缺乏地域特色、缺乏人眭化设计、与环境不协调等一系列问题，使得公共设施成为了摆设，对城市的环境品质造成了不良影响。因此将可持续设计理念引入到公共设施设计，在设计阶段充分考虑环境影响、资源限制等问题，有利于实现城市建设的可持续发展。
2.2可持续设计
1987年，联合国世界环境和发展委员会在《我们共同的未来》的报告中，首次正式提出了“可持续发展”这一概念，如今可持续发展也成为最为热门的词汇之一，在设计领域，将可持续发展理念和设计思想相结合产生的可持续设计也成为最流行的设计思想。所谓可持续设计，就是在生态哲学的指导下，将设计行为纳入“人——机——环境”系统，既实现社会价值又保护自然价值，促进人与自然的共同繁荣。可持续设计不仅仅是环境和产品的设计，而且是人们生活方式的设计，设计的核心在于材料、工艺的合理利用、环境的保护以及文化的传承上，从而使设计延长寿命，使人工和环境得以和谐共存。
目前可持续设计策略主要包括：（1）资源能耗最小化，即在产品生命周期的每个阶段减少产品的材料和能源消耗。这不仅仅包括材料用量最小化；（2）选择低环境影响的资源和过程，即设计产品时，尽量选择无毒害、可再生和生态兼容的材料和能源，并通过设计使产品在生产工艺、原料转换、最终处理以及使用过程中消耗的资源和产生的影响最小化。（3）产品生命周期优化，即延长产品及其部件的寿命，设计出耐用的产品；通过设计提高产品的使用频率，最大可能降低产品的闲置时间。（4）延长材料的生命周期，即设计时考虑材料的回收、堆肥或燃烧，以增加材料处理的价值。（5）设计易拆卸产品，产品零件的易分离性有利于产品的保养、维修、更新和再生产，从而延长产品的生命周期和材料的生命周期。
3.公共设施可持续性设计研究
从以上可持续设计策略可知，要实现公共设施的可持续性设计，—方面可以通过熟识地方自然环境和资源，在材料和能源选择上使其尽可能减低能耗、减少对环境的影响；另—方面可以通过合理设计产品的功能和结构，使其便于运输、装配、维修维护以及回收再利用，从而延长公共设施的生命周期。
3.1地方性设计
自然环境和各种资源是公共设施设计的基础。不同地区的环境和资源各异，公共设施的可持续设计始于对地方环境和资源的熟识，首先在材料选择方面，可根据当地的气候环境及自然生态材料合理选择，既可以降低成本、减少对环境的不良影响，也能使公共设施与周围的环境相和谐。如竹材作为一种成材时间短、利用率高的生态材料，在其盛产地已逐步地被应用到公共凉亭、座椅等设施的设计中。在选用竹材的同时，采用原竹结构体系，减少了加工环节的能源损耗和环境污染，如图1、图2、图3、图4。
其次在能源的选择方面，可根据不同地区的气候环境选择适宜的绿色资源，同时在结构设计上提高能源的利用率。如在风力大且空旷的地区，户外公共设施的能源可以选择风能，如图5海滨路灯的设计中，设计师因地制宜采用天然的竹子为原料，将精心设计的竹筒作为灯体，按一定规则有序地螺旋排列于灯柱之上。螺旋状灯体与竹筒的外侧尖角大大地提高了风能的利用率，同时美观的造型又给迷人的海滨增添了一道风景线。而在光照强的地区，则可以选择太阳能，如图6太阳能充电躺椅，其主体是一个木质的摇椅，顶端配备了太阳能电池板，根据太阳光强烈的角度，利用底部的互动式转轴自动选择调整，让椅子上的太阳板尽可能多地吸收阳光，这些太阳能转化为电能储存后，可为电子产品充电，夜间也能照明。
3.2模块化设计
模块化设计是系统论思想在设计活动中的综合运用，通过对产品的分析研究，分离出相同或相似的功能单元，形成通用单元——模块，然后用不同的组合来构成多种产品。采用模块化设计方法可以在满足公共设施个性化设计的同时，既可以实现标准化生产、便于装配运输，节约能源、减少环境污染，又易于实现产品的互换和维修维护，延长公共设施的生命周期，是实现公共设施可持续设计的有效手段。
公共设施的模块化设计可通过对同一模块的不同组合方式实现，如图7、图8，在图8公共空间座位系统设计中，采用模块化设计，分割为8个模块，每个单一的模块均是一把凳子，可以轻易拆卸和组装。也可通过不同功能单元模块的组合实现。在后一种实现方法中，首先需对公共设施系统进行功能分析与分解，如图9，合理划分模块，设计单个模块及其接口，根据需求、环境等的不同组合模块构建不同的产品，如图10。同时设计模块间的接口时要考虑可持续设计相关原则，便于安装、拆卸和维修，尽量减少连接件数量，避免使用黏合剂，提高模块的可持续性。
4.结语
随着经济的发展，人们的生活质量发生了巨大变化，也更加关注生存环境的质量，现代公共设施的设计也应该注重其可持续性。可持续设计理念在公共设施设计中的应用，旨在尽可能降低资源损耗、不污染环境、可回收利用的同时，创造出满足人们需求、舒适的产品。实现公共设施的可持续设计，可在熟识当地自然环境和资源的基础上，设计时尽可能选择当地环保材料和绿色能源，从而减低成本、减少能耗，并通过模块设计手段合理设计产品的功能和结构，使其便于运输、装配、维修维护以及回收再利用，从而延长公共设施的生命周期。
本论文由北京市教育委员会社科计划项目资助，项目编号：SM201110012004，项目名称：北京高校校园公共设施系统设计及应用研究。
