可持续设计

可持续设计（也称为环境可持续设计，环保设计等）是设计物理对象，建筑环境和服务以遵守社会，经济和生态可持续性原则的理念。

理论
可持续设计的目的是“通过巧妙，敏感的设计彻底消除对环境的负面影响”。 可持续设计的表现形式需要可再生资源，最大限度地影响环境，并将人们与自然环境联系起来。

伟大的设计是可持续设计：建筑师不应将绿色建筑设计视为外部性，而应将其视为一套优秀设计原则。 这包括更好的用户体验和舒适度，用更少的资源做更多的事情，使建筑物能够轻松实现最佳性能，并最大限度地提高耐用，优质材料的效率。 不是众所周知的法令“形式遵循功能”，而是时候认为“形式遵循环境”。

除了“消除负面环境影响”之外，可持续设计必须创造可以改变行为的有意义创新项目。 经济与社会之间的动态平衡，旨在产生用户与客体/服务之间的长期关系，最终尊重和关注环境与社会差异。

可持续设计原则
虽然可持续设计的设计因学科和应用领域而异，但许多原则很常见：

材料的使用：选择在加工过程中需要很少能量的无毒，可持续生产或回收的材料。 材料数据库有助于找到正确的材料。 通过付费（如www.materialmatters.nl）和免费数据库（如www.idemat.nl），可以查看，比较材料，并发现其生态方面。
能源效率：使用生产工艺，生产需要更少能源的产品。 通过荷兰公平贸易在当地生产和销售的水性油墨就是一个例子。
质量和使用寿命：更长寿命和更好功能的产品需要更少的更换。
重复使用和回收：“产品，工艺和系统必须设计用于在死后的商业’生活’中表现。”
生态足迹：对于每种使用的资源，必须提供总生态足迹和整个生命周期的估算。 这是一个复杂的过程，但它确实提供了对环境可能产生的后果的良好描述。
标准标准：可持续设计的标准标准正在不断发展，包括可持续建筑。 工业，政府，教育和政府机构正在迅速发展。
仿生学：在不同的科学中，人们通过模仿自然的解决方案寻找解决人类/社会问题的方法。
替代使用/共性：将产品的个人所有权消费方法转变为提供共享使用的服务。 例如，使用共享汽车服务而不是购买私家车。 这样的系统促进每个消费单位的资源的最小使用（例如，每次驾驶旅程）。
可再生性和地区：材料必须来自该地区。 当它们不再可用时，它们必须能够在其他产品中加工。

概念问题

收益递减
在工业生态学和生命周期评估中讨论的技术生命周期的典型“S”曲线和任何系统的使用寿命中，明确了所有方向的进展，以收益递减为结束的原则。 收益递减是达到自然界限的结果。 共同的商业管理实践是在任何方向上阅读递减收益，以表明机会减少，加速衰退的可能性以及在其他地方寻求新机会的信号。 （另见：收益递减法，边际效用和杰文斯悖论。）

不可持续的投资
当资源的限制很难被看到时会出现问题，因此增加投资以应对收益递减可能看起来像下议院的悲剧一样有利可图，但可能导致崩溃。 在约瑟夫·泰恩等人的文明崩溃原因中，也研究了增加资源减少投资的问题。 投资政策中的这种自然错误导致了罗马和玛雅人的崩溃等。 缓解压力过大的资源需要减轻压力，而不是不断提高压力。

废物预防

废物的负面影响

例如，仅英国每年就产生大约8000万吨废物。 在1991/92至2007/08年间，仅涉及家庭垃圾，英格兰每个人每天平均产生1.35磅垃圾。

经验表明，没有完全安全的废物处理方法。 所有形式的处置都会对环境，公共卫生和当地经济产生负面影响。 垃圾填埋场污染了饮用水。 在焚化炉中燃烧的垃圾会使空气，土壤和水中毒。 大多数水处理系统改变了当地的生态环境。 在生产废物后控制或管理废物的尝试未能消除环境影响。

家用产品中的有毒成分会带来严重的健康风险，并加剧垃圾问题。 在美国，每吨生活垃圾中约有8磅含有有毒物质，如电池中的镍，铅，镉和汞等重金属，以及杀虫剂和消费品中的有机化合物，如空气清新剂喷雾剂，指甲抛光剂，清洁剂和其他产品。 在燃烧或掩埋时，有毒物质也会对公众健康和环境构成严重威胁。

避免浪费对环境造成伤害的唯一方法是防止其产生。 污染预防意味着改变活动的方式并消除问题的根源。 这并不意味着没有，但做的不同。 例如，防止由一次性饮料容器引起的垃圾废物污染并不意味着没有饮料; 它只是意味着使用可再填充的瓶子。

废物预防策略在设施规划中，需要采取全面的设计策略来防止固体废物的产生。 良好的垃圾预防策略要求将进入设施的所有物品回收再利用，或通过生物降解再循环回到环境中。 这意味着更多地依赖与环境相容的天然材料或产品。

任何与资源有关的开发都将有两个基本的固体废物来源 – 设施购买和使用的材料以及游客带入设施的材料。 以下废物预防策略适用于两者，但实施需要不同的方法：

使用最大限度减少浪费且无毒的产品
堆肥或厌氧消化可生物降解的废物
现场重复使用材料或收集适当的材料进行异地回收
消耗更少的资源意味着减少浪费，从而减少对环境的影响。

可持续设计原则
虽然实际应用因学科而异，但一些共同原则如下：

低冲击材料：选择无毒，可持续生产或回收的材料，这些材料几乎不需要处理能量
能源效率：使用制造工艺并生产需要更少能源的产品
情感耐用的设计：通过设计提高人与产品之间关系的耐久性，从而减少消耗和浪费资源
重复使用和回收利用的设计：“产品，工艺和系统应设计用于商业’来世’的性能。”
任何资源的总碳足迹和生命周期评估的设计影响措施越来越需要和可用。^许多是复杂的，但有些提供快速和准确的全球土地估计影响。 一项衡量标准估计任何支出占全球能源使用的平均经济份额为每美元8,000 BTU（8,400 kJ），并以DOE数据平均每美元0.57 kg二氧化碳（1995美元）产生二氧化碳。
可持续设计标准和项目设计指南也越来越多，并且正在由各种各样的私人组织和个人积极开发。 在各种教育和政府机构推动的“可持续发展科学”的迅速发展中，也出现了大量新方法。
仿生学：“在生物线上重新设计工业系统……能够在连续封闭循环中不断重复使用材料……”
服务替代：将消费模式从产品的个人所有权转移到提供类似功能的服务，例如从私人汽车到汽车共享服务。 这样的系统促进了每单位消耗的最小资源使用（例如，每次行程驱动）。
可再生资源：材料应来自附近（当地或生物区域），可持续管理的可再生资源，可在其用尽时用于堆肥。
强大的生态设计：强大的设计原则适用于污染源的设计。

地球权利法案
可持续发展所必需的新设计原则的模型由“地球权利法案”或“汉诺威原则”例证 – 由William McDonough Architects在德国汉诺威举办的2000年世博会开发。

权利法案：
坚持人性与自然的权利，共同存在于健康，支持，多元化和可持续的条件下。
认识到相互依存。 人类设计的元素与自然世界相互作用并依赖于自然世界，在各个尺度上都具有广泛而多样的含义。 扩展设计考虑因素以识别甚至遥远的影响。
尊重精神与物质之间的关系。 从精神和物质意识之间现有和不断演变的联系方面考虑人类住区的所有方面，包括社区，住所，工业和贸易。
承担设计决策对人类福祉的影响，自然系统的可行性以及共存权的责任。
创建具有长期价值的安全对象。 由于产品，工艺或标准的粗心创造，不要给后代带来维护或警惕管理潜在危险的要求。
消除浪费的概念。 评估和优化产品和流程的整个生命周期，以接近没有浪费的自然系统状态。
依靠自然能量流动。 人类的设计应该像生活世界一样，从永久的太阳能收入中获取创造力。 有效和安全地结合这种能量用于负责任的使用。
了解设计的局限性。 没有人类创造永远存在，设计并不能解决所有问题。 那些创造和计划的人应该在自然面前实践谦卑。 将自然视为模范和导师，而不是避免被躲避或控制。
通过分享知识寻求持续改进。 鼓励同事，顾客，制造商和用户之间进行直接和开放的沟通，将长期可持续的考虑与道德责任联系起来，并重建自然过程与人类活动之间的整体关系。

1993年6月，国际建筑师联合会（UIA）世界大会在芝加哥举行的美国建筑师协会（AIA）93年世博会上通过了这些原则。 此外，美国建筑师协会和UIA签署了“可持续未来的相互依存宣言”。 总之，该声明指出，今天的社会正在贬低其环境，AIA，UIA及其成员致力于：

将环境和社会可持续性置于实践和职业责任的核心
为可持续设计制定并不断改进实践，程序，产品，服务和标准
教育建筑行业，客户和公众了解可持续设计的重要性
努力改变政府和企业的政策，法规和标准，以便可持续设计成为完全支持的标准做法
使现有的建筑环境达到可持续的设计标准。
此外，建筑，景观建筑和工程组织联盟的环境设计国际专业委员会（ICED）制定了愿景声明，试图培养团队可持续设计的方法。 ICED指出：我们专业的道德，教育和实践将旨在塑造可持续发展的未来。 。 。 。 为实现这一愿景，我们将加入。 。 。 作为一个多学科的伙伴关系。“

这些活动表明，可持续设计的概念得到全球和跨专业的支持，最终目标是提高环境响应能力。 世界需要更节能的设施，促进自然资源和经济资源的保护和循环利用。

应用
这种哲学的应用范围从微观世界 – 日常使用的小物体，到宏观 – 建筑物，城市和地球的物理表面。 这是一种可以应用于建筑，景观建筑，城市设计，城市规划，工程，平面设计，工业设计，室内设计，时装设计和人机交互领域的理念。

可持续设计主要是对全球环境危机，经济活动和人口迅速增长，自然资源枯竭，生态系统受损以及生物多样性丧失的一般反应。 2013年，生态建筑作家Bridgette Meinhold在她的着作“紧急建筑：为变化的世界提供40个可持续住房解决方案”中调查了为应对这些危机而开发的紧急和长期可持续住房项目。特色项目侧重于绿色建筑，可持续设计，环保材料，可负担性，材料再利用和人道主义救济。 施工方法和材料包括改装的集装箱，稻草捆建筑，沙袋住宅和浮动房屋。

可持续设计的极限正在减少。 全球影响开始被考虑，因为商品和服务的增长始终超过效率的提高。 因此，迄今为止可持续设计的净效应是简单地提高快速增加的影响的效率。 目前的方法侧重于提供个别商品和服务的效率，但并未解决这一问题。 基本的困境包括：提高效率的复杂性; 在围绕旧社会建立的社会中实施新技术的难度; 提供商品和服务的实际影响不是本地化的，而是分布在整个经济体中; 并且资源利用的规模正在增长而不是稳定。

例子

美化和可持续设计
由于可持续设计的标准似乎强调道德而非美学，一些设计师和评论家抱怨它缺乏灵感。 普利兹克建筑奖获得者弗兰克盖里称绿色建筑“虚假”，而国家设计奖获得者彼得艾森曼则认为它“与建筑无关”。 2009年，The American Prospect询问“精心设计的绿色建筑”是否是“矛盾的”。

其他人声称这种对可持续设计的批评是错误的。 这种另类观点的主要倡导者是建筑师Lance Hosey，他的着作“绿色的形状：美学，生态和设计”（2012）是第一本致力于可持续性与美感之间关系的书。 Hosey不仅认为可持续设计需要具有美学吸引力才能获得成功，而且遵循可持续性原则以及其逻辑结论需要重新设想所有设计的形状，创造更美丽的东西。 评论家们认为，“绿色形状”中的想法可以“彻底改变可持续发展的意义”。 小型和大型建筑开始成功地将可持续性原则融入到获奖设计中。 例子包括One Central Park和UTS的Science Faculty大楼。

情感耐用的设计
根据美国卡内基梅隆大学的Jonathan Chapman的说法，情感耐用的设计通过增加消费者和产品之间建立的关系的弹性来减少自然资源的消耗和浪费。“从本质上讲，产品更换因强烈的情感联系而延迟。在他的书中，情感耐久的设计：对象，经验和同理心，查普曼描述了“消费的过程是如何，并且一直是由复杂的情感驱动因素驱动的，并且不仅仅是盲目地购买更新更闪亮的东西; 这是一个通向理想或渴望的自我的旅程，通过欲望和失望的周期性循环，成为一个看似无穷无尽的连续破坏过程“。因此，产品需要属性或属性的数量，超越功利主义。

根据Chapman的说法，通过考虑以下五个要素可以实现“情感持久性”：

叙述：用户如何与产品分享独特的个人历史。
意识：产品如何被视为自主并拥有自己的自由意志。
附件：用户是否可以感受到与产品的强烈情感联系？
虚构：产品激发了超越物理关系的互动和联系。
表面：产品如何随着时间和使用而老化和发展。
作为一种战略方法，“情感耐久的设计提供了一种有用的语言来描述设计负责任的，制作精良的触觉产品的当代相关性，用户可以从中了解并长期分配价值。” 根据纽约帕森斯新设计学院的Hazel Clark和David Brody的说法，“情感耐用的设计呼吁专业人士和学生都要优先考虑设计与用户之间的关系，以此来培养更具可持续性的态度，设计事物。“

可持续建筑
可持续建筑是可持续建筑的设计。 可持续建筑试图减少建筑构件生产期间，建筑过程期间以及建筑物生命周期（加热，用电，地毯清洁等）期间的集体环境影响。这种设计实践强调加热和冷却的效率系统; 替代能源，如太阳能热水，适当的建筑选址，再利用或回收的建筑材料; 现场发电 – 太阳能技术，地源热泵，风力发电; 雨水收集用于园艺，洗涤和含水层补给; 和现场废物管理，如绿色屋顶过滤和控制雨水径流。 这需要设计团队，建筑师，工程师和客户在所有项目阶段的密切合作，从选址，计划形成，材料选择和采购到项目实施。

可持续建筑设计以可持续生活为设计理念。 可持续与绿色设计是一项挑战，设计不仅反映了健康的流程和用途，而且还受到可再生能源和特定场地资源的支持。 对可持续设计的测试是 – 设计能否在没有化石燃料的情况下使用 – 不插电。 这一挑战表明，建筑师和规划人员设计的解决方案可以在没有污染的情况下发挥作 随着建筑和设计理论的技术进步以及建造和测试的示例，建筑师不仅能够创建被动的零排放建筑，而且能够将整个电力系统集成到建筑设计中。 2004年，59家住宅社区，太阳能住区和60,000平方英尺（5,600平方米）的综合零售，商业和住宅建筑 – 太阳船，由德国弗莱堡的建筑师Rolf Disch完成。 太阳能定居点是全球第一个住房社区，每个家庭，全部59个，产生正能量平衡。

可持续建筑设计的一个基本要素是室内环境质量，包括空气质量，照明，热条件和声学。 室内环境的一体化设计至关重要，必须成为整个结构整体设计的一部分。 ASHRAE指南10-2011解决了室内环境因素之间的相互作用，超越了传统标准。

同时，最近的新都市主义和新古典建筑的运动促进了可持续的建筑方法，欣赏和发展智能增长，建筑传统和经典设计。 这与现代主义和全球统一的建筑形成鲜明对比，同时也反对孤零零的住宅区和郊区蔓延。 这两种趋势始于20世纪80年代。 Driehaus建筑奖是一项奖项，旨在表彰新都市主义和新古典建筑的努力，并获得两倍于现代派普利兹克奖的奖金。

可持续景观和园林设计
可持续景观建筑是一种可持续设计和节能景观，与室外空间的规划和设计有关。 植物和材料可以从当地种植者处购买，以减少运输中使用的能源。 设计技术包括种植树木以遮挡建筑物的阳光或保护它们免受风，使用当地材料，现场堆肥和切片不仅可以减少绿色垃圾运输，还可以增加土壤中的有机物质和碳含量。

一些设计师和园丁如Beth Chatto也在干旱地区（xeriscaping）和其他地方使用抗旱植物，这样就不会从当地的景观和栖息地中取水灌溉。 来自建筑物屋顶的水可以收集在雨水花园中，以便地下水被补给，而不是降雨变成地表径流并增加洪水的风险。

花园和景观的区域也可以允许野生生长，以鼓励生物多样性。 还可以通过许多其他方式鼓励本地动物：通过提供食物的植物，例如用于昆虫的花蜜和花粉，或栖息或筑巢的栖息地，例如树木，或栖息地，例如用于两栖动物和水生昆虫的池塘。 必须避免使用杀虫剂，特别是持久性杀虫剂，以免杀死野生动植物。

通过使用从树木到地被植物和覆盖物的多层植被可持续地管理土壤肥力，以增加有机物质，从而增加蚯蚓和菌根; 固氮植物代替合成氮肥; 和可持续收获的海藻提取物，以取代微量营养素。

可持续的景观和花园既可以是生产性的，也可以是来自美丽地方的观赏植物，种植食物，木柴和工艺材料。

可持续景观方法和标签包括有机农业和种植，永续农业，农林业，森林公园，农业生态学，素食有机园艺，生态园艺和气候友好园艺。

可持续农业
可持续农业坚持三个主要目标：

环境卫生，
经济盈利能力，
社会和经济公平。
各种理念，政策和实践为这些目标做出了贡献。 从农民到消费者的许多不同能力的人都有这样的愿景，并为此做出了贡献。 尽管人员和观点多种多样，但以下主题通常都是通过可持续农业的定义来编排的。

如果现有的农药协议和土壤保持方法能够充分保护表土和野生动物，那么农业部门和当局就会进行激烈的讨论。 如果这些是可持续的，那么怀疑就会增加，如果土地改革能够以更少的农药来实现有效的农业，从而减少对生态系统的破坏。

有关可持续农业主题的更多信息：“加州大学戴维斯分校：可持续农业研究和教育计划”。

国内机械和家具
汽车，家用电器和家具可以设计用于维修和拆卸（用于回收），并且由可回收材料（例如钢，铝和玻璃）和可再生材料（例如Zelfo，木材和来自天然原料的塑料）构成。 仔细选择材料和制造工艺通常可以创造出与非可持续产品相当的价格和性能产品。 即使是温和的设计工作也可以大大提高制成品的可持续性。

加热，冷却，通风和水加热的改进
吸收式冰箱
年度地热太阳能
地球冷却管
地热热泵
热回收通风
热水热回收
被动冷却
可再生的热量
季节性热能储存（STES）
太阳能空调
太阳能热水

能源部门
能源部门的可持续技术基于利用可再生能源，如太阳能，风能，水能，生物能，地热和氢能。 风能是世界上增长最快的能源; 它已在欧洲使用了几个世纪，最近在美国和其他国家使用。 通过使用风力涡轮机捕获风能，风力涡轮机为公用事业，房主和偏远村庄产生和转移电力。 太阳能可以通过光伏发电，聚光太阳能或太阳能热水来利用，也是一种快速增长的能源。 光伏电池技术的进步和改进提供了一种更深入的未触及的方法来创造和生产太阳能。 研究人员发现了一种利用光电效应将太阳光转化为电能的潜在方法。

必须在规划过程的早期分析初级可再生能源的可用性，潜力和可行性，作为综合能源计划的一部分。 该计划必须证明能源需求和供应的合理性，并评估当地，区域和全球环境的实际成本和效益。 负责任的能源使用是可持续发展和可持续未来的基础。 能源管理必须平衡合理的能源需求和适当的能源供应。 该过程将能源意识，节能和能源效率与初级可再生能源资源结合起来。

可持续制造设计
可持续制造可以定义为通过同时改善对工厂和产品可持续性产生的影响来创造制成品。 可持续制造的概念要求重新设计生产系统，以便规定产品生命周期和工厂运营的相关可持续性。

设计可持续生产系统一方面意味着分析和优化与制造工厂相关的工厂内部方面。 这些方面可以考虑资源消耗抑制，工艺效率，工厂工人的人体工程学，有害物质的消除，工厂排放和废物的最小化以及内部排放，生产设施中信息的综合管理，以及机器和设备的技术更新。
其他工厂间方面涉及制成品的可持续设计，产品链非物质化，背景和前景供应链管理，循环经济范式的支持以及可持续性标签。

水部门
可持续水技术已成为一个重要的行业领域，现在有几家公司提供重要且可扩展的解决方案，以可持续的方式供水。

除了使用某些技术之外，水资源管理中的可持续设计也非常重要地包括正确实施概念。 其中一个主要概念是通常在发达国家，100％用于消费的水，不一定用于饮用水，具有饮用水质量。 这种为不同目的区分水质的概念被称为“适合目的”。 这种更合理的水的使用实现了几个经济，这些经济不仅与水本身有关，而且与能量的消耗有关，因为实现饮用水的水可能由于几个原因而非常耗能。

术语
在一些国家，可持续设计这一术语被称为生态设计，绿色设计或环境设计。 Victor Papanek拥抱社会设计和社会质量以及生态质量，但没有在一个术语中明确地将这些设计关注领域结合起来。 可持续性设计和可持续性设计是更常见的术语，包括三重底线（人，地球和利润）。

在欧盟，可持续设计的概念被称为生态设计。 然而，关于这一概念在循环经济一揽子计划中的重要性的讨论很少，欧洲委员会将在2015年底前提出申请。为此，启动了Ecothis.EU运动以提高认识。关于不包括生态设计作为循环经济一揽子计划的一部分的经济和环境后果。

可持续技术
可持续技术使用更少的能源，更少的有限资源，不消耗自然资源，不直接或间接污染环境，并且可以在其使用寿命结束时重复使用或回收利用。 与适当技术有很大的重叠，这些技术强调技术对环境的适应性，特别是考虑到发展中国家人民的需求。 但是，最合适的技术可能不是最可持续的技术; 可持续技术可能具有高成本或维护要求，使其不适合作为“适当技术”，因为该术语是常用的。