「可持续设计理念」课程系列15丨行：透OR不透？(下)
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可持续设计理念
Sustainability consciousness
我们的星球是一个巨大的生态系统，由无数相互关联互动的子系统构成，可持续性既在于宏观星球尺度，也在于无数细小短暂的微观层面。
设计属于人类的基本活动，而每一件设计都将对可持续性产生积极或消极的影响。如果设计师能理解人类活动是如何影响环境的，设计就能使人类的命运重获生机。在年轻的设计专业学生中根植可持续意识，是迈向真正的可持续发展的重要一步。
在这样的背景下，同济大学设计创意学院多年前便开设了 “可持续设计理念”(Sustainability consciousness)课程，希望培养具有“可持续理念”的设计师。课程的核心是引导同学们理解人类系统与自然系统之间的互动关联，洞察生活中可持续性的议题：在衣、食、住、行、文、弃等诸多生活场景中，研究人类行为对生态环境的影响；探讨现有的设计实践、潜在的设计策略，可以/可能在哪些环节、怎样的层面上、如何影响到人类系统的衣、食、住、行、文、弃，进而影响到自然系统的大气、水体、土地环境、生物圈等等，领悟设计所能产生的影响。
近年来我院朱小村、姚雪艳、曹静、刘洋、莫娇、童毓舟等多位老师，与校内外专家共同开展了这项课程的教学和指导工作。课程结题作业要求学生们3-6人一组，从日常生活出发挖掘可持续议题，探究“熟视无睹、习以为常、理所当然”的现象背后的深远影响，并通过设计专业技能，将这些分析和思考呈现传达出来，鼓励同学们在探究的基础上提出新颖、创新的想法和概念。
我们选取了自2017年至2021年五年间的共约20个有代表性的学生作业，按照衣、食、住、行、文、弃几个方面的顺序依次向读者呈现，希望与社会各界人士共同交流和探讨“可持续”相关议题的同时，激发和引导公众在日常生活中增强可持续发展意识，践行可持续发展理念。
「可持续设计理念」课程系列 15
研究回顾：行 · 透OR不透？(1)
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LCA评估
生命周期评估（Life Cycle Assessment，简称LCA），是一项自60年代即开始发展的重要环境管理工具，生命周期是指某一产品（或服务）从取得原材料，经生产、使用直至废弃的整个过程，即从摇篮到坟墓的过程。下面将使用LCA法对普通混凝土和透水混凝土的各项性质进行比较。
图10 混凝土生命周期（图片来源：张贤超,2012 [4]）
环境代价
表1 不同类型混凝土LCI数据（数据来源：张贤超,2012 [4]）
参考表1数据，通过采用生命周期评价法对不同类型混凝土从原料开釆、生产制造到工程应用等生命周期过程中的环境影响进行分析评价,可以看出：透水混凝土由于掺加了一定量的粉煤灰、矿渣等矿物掺合料为工业废料,降低了实际工程中对石灰石等原料的开釆和煤、油、电等能源的利用。[4]
参考日本透水混凝土路面设计年限年的设计要求进行简单推算。由于我国城市地下水位得不到应有的补充,造成地下水位下降,导致地面沉降以及干旱情况的加剧，若采用透水混凝土自然渗透,则不需考虑人工费、机械费和给排水设施费等,仅节约用水部分价值为3.49/元/平方米/年，既在一定程度上缓解了地下水补采平衡,又节省了一笔不小的开支。计算过程如下式所示：
（1）上海市年平均降雨量：1124mm
（2）上海市综合水价：3.45元/立方米
（3）透水混凝土年平均蓄水量(由于水分的蒸发作用,蓄水系数设为0.9): 1124×1×0.9=1.01立方米
（4）年节水价值当量：1.01×3.45=3.49元/平方米
（5）年经济效益值：F节水效益=3.49
由于透水混凝土空隙较小,长时间的灰尘、泥沙积累容易使空隙堵塞,因此需定期清理,风沙少的少的地区个季度清理一次。一般釆用高压清洗车进行空隙清理,若以2000元/台班计价,设清洗的100×100的场地需要1个台班：
F清洁费用=2000×4/（100×100）=0.8元/平方米
据此可以估算在10年的使用期限内,高透水混凝土相比较普通混土而，每平米具有经济效益50.7至154.7元。[4]
对比总结
图11 普通混凝土与透水混凝土对比图（数据来源：张贤超,2012 [4]）
05 /
结论
透水性：自制透水材料明显强于樱花大道混凝土，由此不难推测其更好的生态效益。
LCA评估：长远角度来说，性能较高的透水混凝土在环保代价，生态效益，经济效益上都要优于传统的混凝土。
存在的问题：透水混凝土技术还在发展中，承重不够强，造价较高，维护保养比较复杂这些问题依旧需要通过更加高科技的研制从源头上去解决，否则海绵城市系统很难大批量实现。
设计反思
1
随着透水混凝土材料的进一步发展和推广，透水混凝土强度满足设计强度C20，完全适用于人行道、非机动车道、景观硬地、停车场、广场、轻型荷载道路，经济成本与普通C20混凝土基本一致，但在城市道路应用中以优越的防滑、降噪、吸声、防眩光、保护区域水资源等优越的性能远高于C20普通混凝土性能。樱花大道以人流量为主，车流量并不大，对路面承重性要求不高，所以我们认为在樱花大道等类似属性校园道路将普通混凝土替换为透水混凝土完全是可能的。
2
目前学校尚未更换其背后的主要原因可能是现有的普通混凝土路面未到报废时间，可以满足日常通行要求，同时透水混凝土的优点短时间来说不够显著，相应的技术和概念在领导决策层也不够普及。在道路使用寿命前拆除重建的做法可能是不可持续的，而透水混凝土和普通混凝土在原料上存在一定的相似性，故可以继续探究在道路改建中回收利用原有的普通混凝土作为再生骨料。也可以进一步结合雨水径流量和汇水面积进行计算，探究形成校园雨水回用系统的可能性。
3
作为一所培育未来时代引领者、不断产生和传播新知识的大学，我们认为同济大学应该更加注重对透水材料的推广普及，可以通过试点场所推广透水材料，举办相关汇报讲座等方法唤醒同学们对周边环境可持续性的思考。
4
随着海绵城市和透水铺装概念的进一步普及，除了传统的透水混凝土，透水沥青、生态陶瓷透水砖以及加入了外掺材料的高性能透水混凝土都开始走入大众视野。它们性能更加优越且外观多样，色彩丰富。同济大学在对校园环境进行未来规划和更新时可以考虑使用这些新材料，在外观、配色、性能、环保等各个方面打造一个具有未来性的可持续道路铺设示范场所。
参考文献 REFERENCE：
[1]张贤超,尹健,池漪.透水混凝土性能研究综述[J].混凝土,2010(12):47-50
[2]韩建国.透水混凝土的性能和应用现状综述[J].混凝土世界,2014(10):46-52.
[3]代凌云.C20透水混凝土配合比设计及应用探讨[J].黑龙江水利科技,2020,48(10):56-58.
[4]张贤超. 高性能透水混凝土配合比设计及其生命周期环境评价体系研究[D].中南大学,2012.
点评
透水铺装，伴随着海绵城市建设而越来越多进入人们视野。对于大多数设计师而言，面对市场上的出现的多种产品，更多的是根据价位和性能进行挑选，但却疏于从可持续视角进行使用评估，更少人知道大量透水铺装在使用一段时间后即丧失其透水性。邵春溪、夏多为和黄陈㵟根据既有资料亲自制作了透水混凝土，并进行了多次测试，对透水混凝土的性能变化形成非常直观的认识，体现出设计师勤于思考、勇于实践的专业素质。（指导老师：姚雪艳）
2020年秋季本科可持续设计理念课程
教学团队 | 朱小村、姚雪艳、曹静、刘洋、莫娇、龚万彬、周玲玲、郭光普
助教 | 唐小娟、朱梦婵、姚佳艳、顾乃全、周怡
编辑 | 黄陈㵟
校对 | 朱梦婵
编辑 / 榴莲
责编 / 雪青