通过可持续设计，建设更美好的世界与面向未来的建筑

可持续设计（亦称生态设计或绿色设计）远不止是在建筑中使用再生材料或环保材料。其目标在于帮助企业发现、提出并落实长期的、具有环境意识的设计方案，从而在建筑的施工过程中以及整个生命周期内减少建筑对环境的影响。

如今，企业普遍认识到，可持续的建筑设计既是一项亟需应对的挑战，也是一次引领行业发展的机遇。随着企业逐步转向更具环境责任感的实践方式，它们在各自领域制定标准，从而激发行业竞争，并吸引潜在客户。

但可持续设计并不局限于项目的初期阶段，而应该融入到项目的各个环节，从规划到维护再到最终拆除。行业的领军企业正积极推动具有环保意识的设计、产品和建筑实践，因为这些举措不仅在当下有益（对资源和周边环境的影响更小），而且对未来同样有利，因为它们推动了美国及其他国家向《巴黎协定》和其他气候倡议的目标迈进。

建筑环境占全球能源消耗的40%。在建筑施工与运营过程中减少能源消耗，对于实现净零排放目标具有重要意义。可持续建筑设计需要考虑诸多因素，而选择这种方式的企业将会发现，它带来的收益与建筑本身的寿命一样长久，甚至可能更久。

可持续设计要考虑建筑在各个阶段的可持续性，包括设计、采购、施工、维护和拆除。其目标是减少浪费、改善生活质量，并降低对环境的影响。

人们对可持续设计的推动之所以年年都在增强，原因并不难理解。地球在变暖，气候在变化，环境首当其冲地承受着这些变化的影响，而人类的生存条件也因此受到严重冲击。建筑业（素以浪费著称的行业）的企业正以一种紧迫感推动行业减少对环境的危害。

据估计，产品整个生命周期排放量的80%是在产品的设计阶段就已决定的。这一规律同样适用于建筑业。事实上，建筑业占全球自然资源开采量的逾30%，并产生全球年度固体废弃物的30%。将这一废弃物的量乘以建筑行业的持续增长：到2060年，全球将新增2.5万亿平方英尺（约合2322亿平方米）的建筑面积。这相当于每个月新建一个纽约市，并产生相应的废弃物。

介入这一失衡循环、并从根本上改变其走向已经成为行业的当务之急。当前的大多数建筑活动仍基于线性经济模式，忽视了建筑或产品生命周期的终结阶段。这是一种以浪费为代价的生产方式。然而，明智、高效且可持续的设计原则不仅能促进向这一新型设计模式的转变，还能为项目的所有相关方带来切实回报。

“减少、再利用、回收”这一口号依然是可持续设计的重要指导原则。它可转化为具有可实现目标的具体策略或原则：

• 能源效率：在可持续设计中，能源效率的涵义十分广泛。尽管在现场减少能源消耗确实可以节省成本，但能源效率还会考虑在材料生产过程中所消耗的能源，以及建筑物未来的运行方式。建筑师和施工人员可以使用多种软件来模拟能耗情况，并在必要时重新设计，从而做出更明智的选择。

• 材料选择：从用于打地基的材料到墙面的涂料，一个建筑项目往往涉及数百甚至上千项材料的选择，而每一项都蕴含着实现更可持续决策的可能性。无毒与可回收材料只是起点。借助一款名为“隐含碳计算器”（EC3）的开源工具，建筑师与工程师还可以评估材料的隐含碳。这一工具使施工方与客户在材料选用和运输之前，就能了解其可持续性“成本”，从而做出更环保的选择。欧特克自己的工具Total Carbon Analysis（“总碳分析”，是AECO产品组合的一部分）能深入剖析每个决策的碳排放影响，助力降低能耗，减少建筑施工及长期使用过程中的碳足迹。

• 节水措施：气候变化也意味着自然资源状况的变化；例如，世界许多地区的水源正变得稀缺或不稳定。可持续设计应在施工阶段以及项目完工后，都充分考虑用水与废水处理的问题。当地的植物和树木能否帮助环境保持水分？废水能否用于建筑物的冷却？欧特克的水力建模软件可评估雨水径流及其他自然水源的影响，从而制定可持续的用水方案。部分软件还能协助工程师规划排水与供水管网，并运行模型，预测在洪水等高负荷使用情境下的磨损与性能表现。

• 室内环境质量：可持续设计所考虑的不仅仅是建筑本身的物理结构，它还评估各项选择对室内环境的影响，包括空气质量、温度调节、采光与通风。建筑师与设计师常使用Revit来构想新建空间的各种可能性；BIM模型能够模拟多种情境，明确每种方案的潜在结果与需求，从而帮助建筑师和设计师打造一个与外部空间同样经过深思熟虑与精心规划的室内空间。

• 面向再利用与生物降解的设计：从设计的角度看，建筑不同于其他产品。它的生命周期虽然更长，但在设计与开发阶段，其终点往往尚未明确或难以预见。优秀的可持续设计能够预设多种使用情境，并为建筑的各个实际使用阶段做好准备。

• 最大限度地减少污染：在可持续设计中，最大限度地减少污染意味着我们不能仅把目光放在消除废弃物上。例如，建造一座符合绿色认证标准的美观建筑固然值得赞赏，但如果它距离员工或目标使用者过远，导致通勤过程中产生更多污染，就会得不偿失。可持续设计的决策必须从更广泛的“污染”角度进行考量，以全面理解其净影响。Revit中的Autodesk Insight可以对建筑项目的每一个元素及其延伸部分进行碳排放建模。借助这些数据，人们可以在材料与设计方面做出更好的选择，使建筑在使用过程中始终保持较低的碳影响。

技术的作用

辅助技术在将可持续原则融入设计过程中发挥着关键作用。在项目的每一个阶段，各类应用程序与软件都能根据建筑师或工程师设定的目标与参数进行规划、实施与重新构想。人类善长汲取真实世界的经验，而科技则可帮助人类超越现有成就，实现更多可能。

产品或建筑的大部分影响在设计的最初阶段就已决定，但这并不是项目合作伙伴发挥影响的唯一时机。成功的可持续设计贯穿于从设计阶段到施工前、施工中，甚至维护和拆除的全过程。

借助实际成本和实际材料，工程师可将一份设计变成一件实物。工程师、建筑师、设计师甚至客户之间的协作伙伴关系，对于实现设计的可持续性目标至关重要。换句话说，工程师弥合了一个承诺实现净零碳设计与真正实现净零碳设计之间的差距。与此同时，工程师也通过提出新的想法和反馈，为建筑师的下一个项目提供改进方向，从而在建成环境中融入更多的可持续性。

技术可以帮助设计师和工程师了解材料的影响、建筑物制冷或供暖的成本，以及建筑场地对环境的影响。软件和应用程序可以模拟建筑物可能遇到的几乎任何情况，而且作为可持续设计的一部分，设计师、建筑师或建筑工人可以进行相应的调整。利用AI或建筑信息建模（BIM）等先进技术，他们还可以不失时机地帮助建筑实现优化的老化管理。

这可能意味着通过模拟来预测冷却塔中的风扇何时需要更换，以及通过定期维护可将其使用寿命延长多久。物联网设备能够实时监控设备的运行状况，在基础设施问题发生之前及时发现潜在隐患，从而避免代价高昂的故障停机。

实时传感器和智能建筑技术还可以帮助你了解建筑使用方式所产生的影响，并告诉你是否需要进行任何调整，以提升可持续性或减少浪费。

这些技术和工具带来的不仅是环保解决方案，更能实现显著的成本节约。对于新建项目而言，首年平均运营成本可降低10.5%；五年累计节省成本则超过16%。

如同设计与生产中的许多要素，可持续设计也在迅速变化。掌握、学习并充分利用这些趋势，将有助于实现最新的可持续设计选择，并畅想未来的可能性，例如：

• 智能建筑技术：就像智能家电和智能电视一样，建筑也可以通过传感器、人工智能等技术实现实时监控。这些信息流有助于住户和管理者收集数据并进行分析，以获取反馈、进行维护并获得深入见解。这些信息能够提升居住者的居住质量，减少浪费，并找出潜在问题的根源。举例来说，传感器可能会报告某个区域在特定时间之后无人使用的信息。该区域的暖通空调系统可以通过编程实现节能控制，照明也可调暗或关闭。这一做法可带来显著的节能效果：美国能源效率经济委员会（ACEEE）指出，采用智能技术的公司可将办公场所的能源使用量减少18%。

• 被动式设计策略：“被动式设计”这个说法其实有些名不副实，因为在大多数情况下，这些设计的选择都是经过深思熟虑的。这类设计是指利用当地气候与选址优势，减少对主动供暖与制冷系统的依赖。在确定一座建筑的最佳位置时，可综合考虑多种因素以提升可持续性。例如，该建筑可能需要面朝特定的方向，以便利用早晨的阳光取暖，同时避免午后的阳光使建筑过热。为了优化这一选择，可采用热质技术，将可用的太阳能用于供热或发电。

• 仿生设计与亲自然设计：一项优秀的可持续设计会评估某一建筑如何与环境互动，以及环境如何为智慧决策提供启发。仿生设计借鉴自然界最优的机制，激发新型建筑材料或能源效率的创新灵感。例如，海洋生物的防水特性可能启发新型织物的研发，让建筑物表面形成更强的水流滑落效果，从而使得更多雨水得以回收并重新回归自然环境。亲自然设计将自然元素融入建筑规划中，以提升居住者的生活质量或实现可持续发展目标。举例来说，一家公司可能在屋顶建造绿树成荫的露台，为使用者提供充满自然光与新鲜空气的空间，同时利用树木为建筑遮阳，从而降低能源成本。

• 适应性再利用：大多数建筑的设计寿命为五十年，有些甚至更久。但在这半个世纪的时间里，建筑的用途可能会发生变化。适应性再利用通过对旧建筑的改造、现代化升级和重新构想，使其焕发新的活力。经绿色改造或翻新的建筑，其运营成本节约效果可媲美新建项目：在最初12个月内，平均运营成本下降11.5%（PDF；第2页）。

了解Jill Kurtz如何运用技术将可持续设计融入建筑领域。（视频时长：4分5秒）

Jill Kurtz是Page建筑与工程事务所的可持续发展项目经理，该公司位于美国德克萨斯州的休斯敦。在这里，她不仅参与公司设计方案的制定，还为客户与合作伙伴提供可持续性选项。

Kurtz拥有建筑学学士学位，毕业后曾前往印度为非营利组织工作。她介绍说，正是在那段时期，她开始意识到设计师、建筑师与可持续发展专家之间需要更紧密的协作。

例如，Kurtz运用建筑性能分析来量化项目的环境影响，帮助客户更清晰地了解各种选择与替代方案。再例如，体量研究可以展示将玻璃融入建筑的影响及其使用方式。玻璃能最大限度地获取热量、为建筑物供暖，从而较少地使用传统的暖通空调设施；同时也可增加建筑内的可用日光，降低电力成本并提升居住者的生活品质。

要实现可持续设计，并掌握新技术与新方法，必须建立一个持续循环的沟通、学习与协作机制。这一过程远在项目初期讨论之前就已开始，并在最终安装完成后持续下去。实施可持续设计的实用步骤包括：

早期规划：建筑信息建模与建模技术对项目前期开发至关重要。它们不仅能帮助设计师与工程师规划项目所需的各项要素，如时间表与预算，还能协助合作方精准识别特定环节，从而消除浪费、节省成本、降低碳足迹，并提升施工团队的安全性。

协作：建筑业是一个高度协作的行业，往往需要数十个甚至数百个承包商、设计师与分包商共同参与。工程与建筑公司BAM Ireland在一个包含多个建筑项目的大型工程中采用了整合式规划技术。他们并不是将时间表强加给合作方，而是邀请各方参与规划会议，由利益相关者共同分享各种预期与可能的特殊情况，从而制定出以可持续性为核心的现实可行的时间表。

持续教育：可持续设计在过去十年间取得了长足的进步，而如今的发展速度更为迅猛。为了将可持续性置于工作的核心位置，建筑与设计事务所必须开展多层次的教育与技能再培训。这包括正式的教学形式，如继续教育课程与虚拟培训，也包括非正式的学习机会，如项目建成后的回顾总结。

说服客户：一项可持续设计无论多么优秀，如果客户不选用，它的实际效用就无法得以发挥。仿真研究能够证明运营成本的节约效果，并制定预防重大故障的维护计划。但在现实环境中，客户往往希望亲眼看到选择这些设计的实际效果。此时，设计师和建造商可通过展示过往客户案例（类似于成果展示会）把可持续设计对未来项目的实际影响非常具体地呈现在客户眼前。

企业在推进可持续设计的同时，也在为整个行业的转型铺平道路，而这场转型将惠及所有人。通过选择投资环保实践，企业不仅致力于打造更绿色的当下，也在确保一个更加可持续的未来。