Экологически устойчивое проектирование (также называемое экологически сознательным проектированием , эко-дизайном и т. д.) — это философия проектирования физических объектов, застроенной среды и услуг, которые соответствуют принципам экологической устойчивости , а также направлены на улучшение здоровья и комфорта жителей здания. [1] [2] Устойчивое проектирование стремится уменьшить негативное воздействие на окружающую среду, здоровье и благополучие жителей здания, тем самым улучшая эксплуатационные характеристики здания. Основными целями устойчивости являются сокращение потребления невозобновляемых ресурсов, минимизация отходов и создание здоровой, продуктивной среды.
Устойчивый дизайн призван «устранить негативное воздействие на окружающую среду посредством искусного и чуткого дизайна». [1] Проявления устойчивого дизайна требуют возобновляемых ресурсов и инноваций, чтобы минимально влиять на окружающую среду и связывать людей с естественной средой.
«У людей нет проблем с загрязнением; у них есть проблемы с дизайном. Если бы люди изначально разрабатывали продукты, инструменты, мебель, дома, фабрики и города более разумно, им даже не пришлось бы думать в терминах отходов, загрязнения или дефицита. Хороший дизайн обеспечил бы изобилие, бесконечное повторное использование и удовольствие». - Upcycle, авторы Майкл Браунгарт и Уильям Макдоноу , 2013.
Решения, связанные с дизайном, принимаются ежедневно повсюду, влияя на « устойчивое развитие » или обеспечение потребностей будущих поколений жизни на Земле. Устойчивость и дизайн тесно связаны. Проще говоря, наше будущее спроектировано. Термин «дизайн» здесь используется для обозначения практик, применяемых к производству продуктов, услуг, а также бизнес- и инновационных стратегий — все из которых определяют устойчивость. Устойчивость можно рассматривать как свойство непрерывности; то есть то, что является устойчивым, может быть продолжено. [3]
Принцип, согласно которому все направления прогресса исчерпываются, заканчиваясь убывающей отдачей, очевиден в типичной кривой «S» жизненного цикла технологии и в полезном сроке службы любой системы, как обсуждается в промышленной экологии и оценке жизненного цикла . Убывающая отдача является результатом достижения естественных пределов. Обычная практика управления бизнесом заключается в том, чтобы интерпретировать убывающую отдачу в любом направлении усилий как указание на убывающую возможность, потенциал для ускоряющегося спада и сигнал к поиску новых возможностей в другом месте. [ необходима ссылка ] (см. также: закон убывающей отдачи , предельная полезность и парадокс Джевонса .)
Проблема возникает, когда пределы ресурса трудно увидеть, поэтому увеличение инвестиций в ответ на убывающую отдачу может показаться выгодным, как в трагедии общин , но может привести к краху. Эта проблема увеличения инвестиций в убывающие ресурсы также изучалась как причина краха цивилизации Джозефом Тейнтером и другими. [4] Эта естественная ошибка в инвестиционной политике способствовала краху как римской , так и майянской цивилизаций и других. Освобождение перенапряженных ресурсов требует снижения давления на них, а не постоянного его увеличения, независимо от того, более эффективно или нет. [5]
Проектировщик несет ответственность за решения, которые создают спрос на природные ресурсы, производят отходы и потенциально могут нанести непоправимый ущерб экосистеме . [6]
Например, только в Великобритании ежегодно образуется около 80 миллионов тонн отходов. [7] А если говорить только о бытовых отходах, то в период с 1991–92 по 2007–08 гг. каждый человек в Англии производил в среднем 1,35 фунта отходов в день. [8]
Опыт показал, что не существует абсолютно безопасного метода утилизации отходов. Все формы утилизации оказывают негативное воздействие на окружающую среду, общественные инновации и местную экономику. Свалки загрязняют питьевую воду. Мусор, сжигаемый в мусоросжигательных печах , отравляет воздух, почву и воду. Большинство систем очистки воды изменяют местную экологию. Попытки контролировать или управлять отходами после их производства не устраняют воздействия на окружающую среду.
Токсичные компоненты бытовых товаров представляют серьезную опасность для здоровья и усугубляют проблему мусора. В США около семи фунтов в каждой тонне бытового мусора содержат токсичные материалы, такие как тяжелые металлы , такие как никель , свинец , кадмий и ртуть из батареек, а также органические соединения , обнаруженные в пестицидах и потребительских товарах, таких как освежители воздуха , лаки для ногтей , чистящие средства и другие продукты. [9] При сжигании или захоронении токсичные материалы также представляют серьезную угрозу для здоровья населения и окружающей среды.
Единственный способ избежать экологического вреда от отходов — предотвратить их образование. Предотвращение загрязнения означает изменение способа ведения деятельности и устранение источника проблемы. Это не означает обходиться без них, но делать по-другому. Например, предотвращение загрязнения отходами от мусора, вызванного одноразовой тарой для напитков, не означает обходиться без напитков; это просто означает использование многоразовых бутылок.
Промышленный дизайнер Виктор Папанек заявил, что когда мы проектируем и планируем вещи, которые будут выброшены, мы проявляем недостаточную осторожность в дизайне. [10]
Стратегии предотвращения образования отходов При планировании объектов необходима комплексная стратегия проектирования для предотвращения образования твердых отходов . Хорошая стратегия предотвращения образования мусора требует, чтобы все, что приносится на объект, перерабатывалось для повторного использования или возвращалось в окружающую среду путем биодеградации . Это будет означать большую зависимость от натуральных материалов или продуктов, совместимых с окружающей средой.
Любое развитие, связанное с ресурсами, будет иметь два основных источника твердых отходов — материалы, купленные и используемые объектом, и те, которые приносятся на объект посетителями. Следующие стратегии предотвращения отходов применимы к обоим, хотя для их реализации потребуются разные подходы. [11]
Возможно, наиболее очевидным и затмевающим движущим фактором экологически сознательного устойчивого дизайна можно назвать глобальное потепление и изменение климата . Чувство безотлагательности, которое сейчас преобладает у человечества, чтобы принять меры против изменения климата, многократно возросло за последние тридцать лет. Изменение климата можно объяснить несколькими ошибками, и неправильное проектирование, не учитывающее окружающую среду, является одним из них. Хотя несколько шагов в области устойчивого развития уже начаты, большинство продуктов, отраслей и зданий по-прежнему потребляют много энергии и создают много загрязнения.
Неустойчивое проектирование, или просто проектирование, также влияет на биоразнообразие региона. Неправильное проектирование транспортных магистралей заставляет тысячи животных перемещаться дальше в пределы лесов. Плохо спроектированные гидротермальные плотины влияют на цикл спаривания и косвенно на численность местной рыбы.
Central_building_Broadway_Sydney-1.jpg/1280px-(1)Central_building_Broadway_Sydney-1.jpg)
Хотя практическое применение различается в разных дисциплинах, некоторые общие принципы таковы:
Примером новых принципов проектирования, необходимых для обеспечения устойчивости, является «Билль о правах планеты» или «Ганноверские принципы», разработанные архитектурным бюро William McDonough Architects для выставки EXPO 2000, которая проходила в Ганновере, Германия . [ требуется ссылка ]
Эти принципы были приняты Всемирным конгрессом Международного союза архитекторов (МСА) в июне 1993 года на выставке Американского института архитекторов (АИА) Expo 93 в Чикаго . Кроме того, АИА и МСА подписали «Декларацию о взаимозависимости ради устойчивого будущего». Подводя итог, декларация гласит, что современное общество деградирует окружающую среду и что АИА, МСА и их члены обязуются:
Кроме того, Межпрофессиональный совет по экологическому дизайну (ICED), коалиция архитектурных, ландшафтных архитектурных и инженерных организаций, разработала заявление о видении в попытке способствовать командному подходу к устойчивому дизайну. ICED заявляет: Этика, образование и практика наших профессий будут направлены на формирование устойчивого будущего. . . . Для достижения этого видения мы объединимся ... как многопрофильное партнерство».
Эти мероприятия являются показателем того, что концепция устойчивого дизайна поддерживается в глобальном и межпрофессиональном масштабе и что конечная цель — стать более экологически ответственными. Миру нужны объекты, которые более энергоэффективны и способствуют сохранению и переработке природных и экономических ресурсов. [19]
Экологически устойчивый дизайн наиболее выгоден, когда он работает рука об руку с двумя другими аналогами устойчивого дизайна – экономическим и социально устойчивым дизайном. Эти три термина часто объединяются под названием «тройной итог». В дополнение к финансовым терминам, стоимость также может быть измерена по отношению к природному капиталу ( биосфера и ресурсы Земли), социальному капиталу (нормы и сети, которые обеспечивают коллективные действия) и человеческому капиталу (сумма знаний , опыта, интеллектуальной собственности и труда, доступных обществу). [20]
В некоторых странах термин « устойчивый дизайн» известен как «экодизайн» , [21] «зеленый дизайн» или «экологический дизайн» . Виктор Папанек рассматривал социальный дизайн , социальное качество и экологическое качество, но явно не объединял эти области дизайна в один термин. «Устойчивый дизайн» и «дизайн для устойчивости» являются более распространенными терминами, включая тройную линию прибыли (люди, планета и прибыль). [22] Сторонники кампании Ecothis.EU призывают учитывать все три соображения при проектировании экономики замкнутого цикла . [23]
По словам Джонатана Чепмена из Университета Карнеги-Меллона , эмоционально прочный дизайн сокращает потребление и растрату природных ресурсов за счет повышения устойчивости отношений, устанавливаемых между потребителями и продуктами». [24] По сути, замена продукта задерживается сильными эмоциональными связями. [25] В своей книге « Эмоционально прочный дизайн: объекты, впечатления и эмпатия » Чепмен описывает, как «процесс потребления мотивируется и всегда мотивировался сложными эмоциональными движущими силами и представляет собой нечто гораздо большее, чем просто бездумное приобретение новых и блестящих вещей; это путешествие к идеальному или желаемому «я», которое через циклические циклы желания и разочарования становится, по-видимому, бесконечным процессом последовательного разрушения». [26] Следовательно, продукт требует атрибута или ряда атрибутов, которые выходят за рамки утилитаризма. [27]
По мнению Чепмена, «эмоциональной устойчивости» можно достичь, принимая во внимание следующие пять элементов:
В качестве стратегического подхода «эмоционально устойчивый дизайн предоставляет полезный язык для описания современной актуальности проектирования ответственных, качественно сделанных, тактильных продуктов, которые пользователь может узнать и оценить в долгосрочной перспективе». [28] По словам Хейзел Кларк и Дэвида Броди из Новой школы дизайна Парсонса в Нью-Йорке, «эмоционально устойчивый дизайн — это призыв к профессионалам и студентам уделять первостепенное внимание отношениям между дизайном и его пользователями, как способу развития более устойчивого отношения к вещам дизайна и в них». [29]
Поскольку стандарты устойчивого дизайна, по-видимому, подчеркивают этику, а не эстетику, некоторые дизайнеры и критики жалуются, что в нем нет вдохновения. Лауреат Притцкеровской премии по архитектуре Фрэнк Гери назвал зеленое строительство «подделкой», [30] а лауреат Национальной премии в области дизайна Питер Айзенман отверг его как «не имеющее ничего общего с архитектурой». [31] В 2009 году The American Prospect задался вопросом, является ли «хорошо спроектированная зеленая архитектура» «оксюмороном». [32]
Другие утверждают, что такая критика устойчивого дизайна ошибочна. Ведущим сторонником этой альтернативной точки зрения является архитектор Лэнс Хоузи , чья книга « Форма зеленого: эстетика, экология и дизайн» (2012) была первой, посвященной взаимосвязи между устойчивостью и красотой. Хоузи утверждает не только, что устойчивый дизайн должен быть эстетически привлекательным, чтобы быть успешным, но и что следование принципам устойчивости до их логического завершения требует переосмысления формы всего спроектированного, создавая вещи еще большей красоты. Рецензенты предположили, что идеи в « Форме зеленого» могут «революционизировать то, что значит быть устойчивым». [33] Малые и большие здания начинают успешно включать принципы устойчивости в отмеченные наградами проекты. Примерами являются One Central Park и здание факультета естественных наук UTS .
Популярный Living Building Challenge включил красоту в качестве одного из своих лепестков в проектирование зданий. Устойчивые продукты и процессы должны быть красивыми, потому что это обеспечивает эмоциональную долговечность, что увеличивает вероятность того, что они будут поддерживаться и сохраняться, уменьшая их углеродный след. [34] Многие люди также утверждают, что биофилия изначально красива. [35] Вот почему архитектура зданий спроектирована таким образом, чтобы люди чувствовали себя ближе к природе, и часто окружена ухоженными газонами — дизайн, который одновременно «красив» и поощряет внедрение природы в нашу повседневную жизнь. Или использует дизайн дневного света в системе — уменьшая нагрузку на освещение, а также удовлетворяя нашу потребность быть ближе к тому, что находится на открытом воздухе. [36]
Как обсуждалось выше, экономика — это еще один аспект экологического дизайна, который имеет решающее значение для большинства проектных решений. Очевидно, что большинство людей учитывают стоимость любого дизайна, прежде чем они рассматривают его воздействие на окружающую среду. Поэтому растет нюанс в подаче идей и предложений по экологически устойчивому дизайну путем подчеркивания экономической выгоды, которую они нам приносят. «По мере того, как сфера зеленого дизайна становится более зрелой, становится все более очевидным, что интеграция является ключом к достижению энергетических и экологических целей, особенно если стоимость является основным фактором». Building Green Inc. (1999) Для достижения более амбициозных целей движения зеленого дизайна архитекторам, инженерам и дизайнерам необходимо и дальше принимать и сообщать о прибыли и экономическом потенциале мер устойчивого дизайна. Основное внимание следует уделять оттачиванию навыков в передаче экономического и прибыльного потенциала интеллектуального дизайна с той же строгостью, которая применялась к продвижению технических строительных решений. [37]
По мере того, как устойчивое развитие набирает популярность, разрабатывается несколько стандартов и систем рейтингов. Большинство систем рейтингов вращаются вокруг зданий и энергии, а некоторые также охватывают продукты. Большинство систем рейтингов сертифицируют на основе проектирования, а также после строительства или производства.
При проектировании для обеспечения экологической устойчивости крайне важно обращать внимание на соответствующие единицы измерения. Часто разные стандарты взвешивают вещи в разных единицах, и это может оказать огромное влияние на результат проекта. Другой важный аспект использования стандартов и рассмотрения данных заключается в понимании базовой линии. Плохая базовая линия проектирования с огромными улучшениями часто показывает более высокий процент эффективности, в то время как разумная базовая линия с самого начала может иметь только небольшое необходимое улучшение и показывать меньшее изменение. Поэтому все данные в идеале следует сравнивать на схожих уровнях, а также рассматривать с точки зрения нескольких значений единиц.
Гринвошинг определяется как «процесс создания ложного впечатления или предоставления вводящей в заблуждение информации о том, что продукция компании более экологична». [38] Это может быть так же просто, как использование зеленой упаковки, которая подсознательно заставляет потребителя думать, что продукт более экологичен, чем другие. Другим примером являются экологические этикетки. Компании могут использовать эти сертификаты для внешнего вида и прибыли, но их точное значение неясно и не всегда доступно. Некоторые этикетки более надежны, чем другие, поскольку они проверяются надежной третьей стороной, в то время как другие присваиваются самостоятельно. [39] Этикетки плохо регулируются и подвержены обману. Это может привести к тому, что люди будут принимать разные решения на основе потенциально ложных историй. Эти этикетки очень эффективны, поскольку исследование, проведенное в Швеции, показало, что 32,8% поведения при покупке экологически чистых продуктов питания можно определить по наличию экологической этикетки. [40] Повышение прозрачности этих этикеток и этикеток переработки может дать потребителям возможность сделать лучший выбор. Методы, используемые большинством инструментов оценки, также могут привести к «зеленому камуфляжу», как объясняется в работе Net-Positive Design and Sustainable Urban Development . [41]
Оценка жизненного цикла — это полная оценка материалов с этапов их добычи, транспортировки, обработки, очистки, производства, обслуживания, использования, утилизации, повторного использования и переработки. Она помогает оценить, является ли проект действительно экологически устойчивым в долгосрочной перспективе. Такие продукты, как алюминий, могут быть повторно использованы несколько раз, но имеют очень энергоемкую добычу и очистку, что делает их неблагоприятными. Такая информация делается с помощью LCA и затем учитывается при проектировании.
Приложения этой философии простираются от микрокосма — небольших объектов повседневного использования, до макрокосма — зданий, городов и физической поверхности Земли. Это философия, которая может применяться в областях архитектуры , ландшафтной архитектуры , городского дизайна , городского планирования , инжиниринга , графического дизайна , промышленного дизайна , дизайна интерьера , дизайна одежды и взаимодействия человека с компьютером .
Устойчивое проектирование в основном является общей реакцией на глобальные экологические кризисы , быстрый рост экономической активности и численности населения, истощение природных ресурсов, ущерб экосистемам и потерю биоразнообразия . [42] В 2013 году автор экологической архитектуры Бриджит Майнхольд провела обзор чрезвычайных и долгосрочных проектов устойчивого жилья, которые были разработаны в ответ на эти кризисы, в своей книге «Срочная архитектура: 40 решений устойчивого жилья для меняющегося мира». [43] [44] Представленные проекты сосредоточены на зеленом строительстве , устойчивом проектировании, экологически чистых материалах, доступности , повторном использовании материалов и гуманитарной помощи . Методы строительства и материалы включают перепрофилированные грузовые контейнеры , строительство из соломенных тюков , дома из мешков с песком и плавучие дома . [45]
Пределы устойчивого проектирования сужаются. Поскольку рост товаров и услуг постоянно опережает рост эффективности. В результате чистый эффект устойчивого проектирования просто заключается в повышении эффективности быстро растущих воздействий. Эта проблема не решается текущим подходом, который фокусируется на эффективности предоставления отдельных товаров и услуг. Основные дилеммы таковы: растущая сложность повышения эффективности; сложность внедрения новых технологий в обществах, построенных вокруг старых; тот факт, что физическое воздействие предоставления товаров и услуг не локализовано, а распределено по экономикам; и тот факт, что масштаб использования ресурсов растет и не стабилизируется.
Устойчивая архитектура — это проектирование устойчивых зданий . Устойчивая архитектура пытается снизить коллективное воздействие на окружающую среду во время производства строительных компонентов, во время процесса строительства, а также в течение жизненного цикла здания (отопление, использование электроэнергии, чистка ковров и т. д.). Эта практика проектирования подчеркивает эффективность систем отопления и охлаждения; альтернативные источники энергии , такие как солнечная горячая вода , соответствующее месторасположение здания, повторно используемые или переработанные строительные материалы; локальная генерация электроэнергии — солнечная технология, геотермальные тепловые насосы, энергия ветра; сбор дождевой воды для садоводства, мытья и пополнения водоносного горизонта ; и локальное управление отходами , такое как зеленые крыши , которые фильтруют и контролируют сток ливневых вод. Это требует тесного сотрудничества проектной группы, архитекторов, инженеров и клиента на всех этапах проекта, от выбора участка, формирования схемы, выбора и закупки материалов до реализации проекта. [46] Это также называется шаррет. Правильное расположение здания и меньшие следы застройки имеют жизненно важное значение для экологически устойчивого проектирования. Часто здание может быть очень хорошо спроектировано и энергоэффективно, но его местоположение требует, чтобы люди ездили далеко туда и обратно, что увеличивает загрязнение, которое может и не быть результатом самого здания, но в любом случае является прямым результатом его работы. Устойчивая архитектура должна также охватывать здание после его срока службы. Аспекты утилизации или переработки также попадают под крыло устойчивости. Часто модульные здания лучше разбирать и менее энергозатратны на сборку. Отходы с места сноса должны быть утилизированы правильно, и все, что можно собрать и использовать снова, должно быть спроектировано так, чтобы его можно было легко извлечь из конструкции, предотвращая ненужные отходы при выводе здания из эксплуатации. Другой важный аспект устойчивой архитектуры вытекает из вопроса о том, нужна ли конструкция. Иногда лучшее, что можно сделать, чтобы сделать конструкцию устойчивой, — это модернизация или обновление инженерных систем и материалов здания вместо его сноса. Например, Абу-Даби провел и проводит масштабную модернизацию, чтобы сократить потребление энергии и воды, а не сносить и строить новые конструкции. [47]
Устойчивые архитекторы проектируют с учетом устойчивого образа жизни . [48] Устойчивый против зеленого дизайна — это проблема, при которой проекты не только отражают здоровые процессы и виды использования, но и питаются от возобновляемых источников энергии и ресурсов, характерных для конкретного участка. Тест на устойчивый дизайн — может ли дизайн функционировать по своему назначению без ископаемого топлива — отключенный. Эта проблема предполагает, что архитекторы и планировщики проектируют решения, которые могут функционировать без загрязнения, а не просто сокращать его. По мере развития технологий в теории архитектуры и дизайна и по мере того, как создаются и тестируются примеры, архитекторы вскоре смогут создавать не только пассивные здания с нулевым уровнем выбросов, но и смогут интегрировать всю энергосистему в проект здания. В 2004 году 59-квартирный жилой комплекс Solar Settlement и 60 000 кв. футов (5600 м2 ) интегрированного торгового, коммерческого и жилого здания Sun Ship были завершены архитектором Рольфом Дишем во Фрайбурге , Германия . Solar Settlement — это первый жилой комплекс в мире, в котором каждый дом, все 59, производят положительный энергетический баланс. [49]
Важным элементом устойчивого проектирования зданий является качество внутренней среды, включая качество воздуха, освещение, тепловые условия и акустику. [50] Интегрированное проектирование внутренней среды имеет важное значение и должно быть частью интегрированного проектирования всей конструкции. Руководство ASHRAE 10-2011 рассматривает взаимодействие между факторами внутренней среды и выходит за рамки традиционных стандартов. [51]
В то же время, недавние движения Нового урбанизма и Новой классической архитектуры продвигают устойчивый подход к строительству, который ценит и развивает разумный рост , архитектурную традицию и классический дизайн . [52] [53] Это контрастирует с модернистской и глобально единой архитектурой, а также с опорой на отдельные жилые комплексы и разрастание пригородов . [54] Оба направления начались в 1980-х годах. Архитектурная премия Дрихауса — это награда, которая отмечает усилия в области Нового урбанизма и Новой классической архитектуры и наделена призовым фондом, в два раза превышающим призовой фонд модернистской Притцкеровской премии . [55]
Несколько достижений в устойчивой архитектуре появились в конце 20-го века, которые теперь широко известны обычным практикам. Эти пересекающиеся, но различные парадигмы включают биофильный урбанизм, [56] [57] [58] пермакультуру, [59] [60] [61] биомимикрию, [62] [63] [64] биорегиональное планирование, [65] [66] [67] регенеративный дизайн, [68] [69] [70] подходы круговых систем, начиная от дизайна продукта Cradle to Cradle до круговой экономики, [71] [72] [73] дизайн на основе природы, [74] [75] [76] дизайн с нулевым потреблением, [77] [78] [79] дизайн с положительным потреблением природы , [80] [81] [82] и дизайн с положительным потреблением сети. [83] [84] [85]
Эти парадигмы выходят за рамки традиционного устойчивого проектирования, которое просто интегрирует методы и технологии устойчивого проектирования в традиционные модели городского планирования и шаблоны проектирования зданий. Вместо этого они представляют собой более широкий общественный сдвиг (от стремления к ресурсо- и энергоэффективности) к созданию среды, которая способствует чистым результатам, таким как «чистая положительная устойчивость». Чистая положительная архитектура направлена на то, чтобы обратить вспять планетарный перерасход, а также улучшить социально-экологические условия путем изменения характера принятия решений, проектирования и оценки застроенной среды.
Зеленый дизайн часто использовался взаимозаменяемо с экологически устойчивым дизайном. Это практика создания структур с использованием экологически безопасных процессов. [86] Существует популярная дискуссия по этому поводу, в которой некоторые утверждают, что зеленый дизайн на самом деле уже, чем устойчивый дизайн, который учитывает более крупную систему. Зеленый дизайн фокусируется на краткосрочных целях, и хотя это достойная цель, большее влияние возможно с помощью устойчивого дизайна. [87] Он включен в процесс создания устойчивого дизайна. [86] Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что зеленый дизайн был стигматизирован популярными личностями, такими как лауреат Притцкеровской архитектурной премии Фрэнк Гери, но этот брендинг не достиг устойчивого дизайна. Большая часть этого связана с тем, как экологически устойчивый дизайн обычно используется рука об руку с экономически устойчивым дизайном и социально устойчивым дизайном. Наконец, зеленый дизайн, хотя и непреднамеренно, часто ассоциируется только с архитектурой, в то время как устойчивый дизайн рассматривается в гораздо более широком контексте.
Устойчивая инженерия — это процесс проектирования или эксплуатации систем таким образом, чтобы они использовали энергию и ресурсы устойчиво, другими словами, со скоростью, которая не ставит под угрозу природную среду или способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности. Общие инженерные фокусы вращаются вокруг водоснабжения, производства, санитарии, очистки загрязнений и мест захоронения отходов, восстановления естественной среды обитания и т. д.
Достижение здоровой и эстетичной среды для обитателей пространства является одним из основных правил в искусстве дизайна интерьера . При фокусировании на устойчивых аспектах искусства, дизайн интерьера может включать изучение и вовлечение функциональности, доступности и эстетики в экологически чистые материалы. [88] Интегрированный дизайн внутренней среды имеет важное значение и должен быть частью интегрированного дизайна всей конструкции.
Улучшение общей производительности здания за счет снижения негативного воздействия на окружающую среду является основной целью. [89] По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), американцы проводят около 90% своего времени в помещении, где концентрация некоторых токсинов и примесей часто в два-пять раз выше, чем снаружи. [90] Решения по устойчивому дизайну интерьера направлены на создание действительно вдохновляющих помещений, одновременно улучшая качество воздуха в помещении и смягчая воздействие процедур дизайна интерьера на окружающую среду. Это требует от дизайнеров интерьера делать этический выбор дизайна и включать экологические проблемы в свою работу, поскольку интерьеры и окружающая среда тесно переплетены.
Сокращение потребления невозобновляемых ресурсов, минимизация отходов и создание здоровой, продуктивной среды являются основными целями устойчивости. [89] Оптимизация потенциала участка, минимизация потребления невозобновляемой энергии, использование экологически предпочтительных продуктов, защита и сохранение воды, повышение качества внутренней среды и оптимизация методов эксплуатации и обслуживания являются некоторыми из основных принципов. Важным элементом проектирования устойчивых зданий является качество внутренней среды, включая качество воздуха, освещенность, тепловые условия и акустику. Дизайн интерьера, если он выполнен правильно, может использовать истинную силу устойчивой архитектуры.
Устойчивый дизайн интерьера может быть реализован с помощью различных методов: водосбережение, энергоэффективность, использование нетоксичных, устойчивых или переработанных материалов, использование промышленных процессов и производство продуктов с большей энергоэффективностью, создание более долговечных и лучше функционирующих продуктов, проектирование многоразовых и перерабатываемых продуктов, соблюдение стандартов и рекомендаций устойчивого дизайна и многое другое. [91] Например, комната с большими окнами, пропускающими максимум солнечного света, должна иметь интерьеры нейтральных тонов, чтобы помочь отражать свет и повышать уровень комфорта, одновременно снижая потребность в световой энергии. Однако следует тщательно продумать размер, чтобы избежать бликов от окон. [92]
Дизайнеры интерьера должны учитывать типы красок, клеев и т. д. на этапе проектирования и производства, чтобы они не вносили вредных факторов в окружающую среду. Выбор между использованием деревянного пола, мраморного плиточного пола или коврового покрытия может снизить потребление энергии за счет уровня изоляции, которую они обеспечивают. Использование материалов, которые могут выдерживать круглосуточные медицинские учреждения, такие как линолеум, моющиеся хлопковые настенные покрытия, переработанные ковры, малотоксичный клей и многое другое. [93]
Кроме того, внедрение принципов устойчивости может начаться до начала процесса строительства. Следует учитывать закупку товаров у местных устойчивых предприятий, анализ долговечности продукта, участие в переработке путем покупки переработанных материалов и многое другое. Поддержка местных устойчивых предприятий является первым шагом, поскольку это не только увеличивает спрос на устойчивые продукты, но и сокращает неустойчивые методы. Путешествия по всему миру в поисках определенных продуктов или покупка продуктов за рубежом способствуют выбросам углерода в атмосферу, еще больше отдаляясь от аспекта устойчивости. Как только продукты найдены, важно проверить, соответствует ли выбор методу проектирования Cradle-to-Cradle (C2C), и их также можно утилизировать, перерабатывать и повторно использовать. Также уделение пристального внимания энергоэффективным продуктам во время всего этого процесса способствует факторам устойчивости. Эстетика пространства не должна быть принесена в жертву для достижения устойчивого дизайна интерьера. [94] Каждая среда и пространство могут включать материалы и варианты для снижения воздействия на окружающую среду, при этом обеспечивая долговечность и функциональность.
Миссия по внедрению устойчивого дизайна интерьера во все аспекты жизни постепенно становится реальностью. Коммерческая ассоциация дизайна интерьера (IIDA) [95] создала форум по устойчивому развитию, чтобы поощрять, поддерживать и обучать сообщество дизайнеров и общественность вопросам устойчивого развития. [96] Институт устойчивых материалов Athena обеспечивает возможность сокращения воздействия на окружающую среду, работая с лидерами в области устойчивого развития различными способами в производстве и потреблении материалов. [97] Building Green считает себя наиболее надежным голосом в поддержку устойчивого и здорового дизайна, поскольку они предлагают разнообразные ресурсы для глубокого погружения в устойчивое развитие. [98] Различные акты, такие как Закон об энергетической политике (EPAct) 2005 года [99] и Закон об энергетической независимости и безопасности (EISA) 2007 года [100], были пересмотрены и приняты для достижения лучших усилий в направлении устойчивого проектирования. [89] Федеральные усилия, такие как подписание Меморандума о взаимопонимании в отношении приверженности устойчивому проектированию и Исполнительного указа 13693 [101], также работали над достижением этих концепций. [89] Были опубликованы различные руководящие и стандартные документы в целях устойчивого дизайна интерьера [102] [103] , и такие компании, как LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) [104], направляют и сертифицируют усилия, направленные на содействие этой миссии. Когда мысль о включении устойчивого дизайна в дизайн интерьера остается главной целью для дизайнера, можно создать в целом здоровое и экологически чистое пространство.
Устойчивое проектирование городов — это задача проектирования и планирования очертаний городов таким образом, чтобы они имели низкий углеродный след, лучшее качество воздуха, полагались на более устойчивые источники энергии и имели здоровые отношения с окружающей средой. Устойчивое городское планирование включает в себя множество дисциплин, включая архитектуру, инженерию, биологию, науку об окружающей среде, материаловедение, право, транспорт, технологию, экономическое развитие, бухгалтерский учет и финансы, а также государственное управление и другие. Этот вид планирования также разрабатывает инновационные и практические подходы к землепользованию и его влиянию на природные ресурсы. [111] Новые устойчивые решения проблем городского планирования могут включать зеленые здания и жилье, многоцелевые застройки , пешеходную доступность , зеленые дорожки и открытые пространства, альтернативные источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия, и транспортные возможности. Хорошее устойчивое планирование землепользования помогает улучшить благосостояние людей и их сообществ, формируя их городские районы и кварталы в более здоровые, более эффективные пространства. Проектирование и планирование кварталов являются серьезной проблемой при создании благоприятной городской среды. Эта проблема основана на принципах комплексного подхода к различным требованиям: социальным, архитектурным, художественным, экономическим, санитарным и гигиеническим. Социальные требования направлены на построение сети и размещение зданий с целью создания благоприятных условий для их удобного использования. Архитектурно-художественные решения направлены на единую пространственную композицию территории с окружающим ландшафтом. Экономические требования включают рациональное использование территорий территорий. Санитарно-гигиенические требования представляют больший интерес с точки зрения создания устойчивых городских территорий.
Устойчивая ландшафтная архитектура — это категория устойчивого дизайна и энергоэффективного ландшафтного дизайна, связанная с планированием и дизайном открытого пространства. Растения и материалы можно купить у местных производителей, чтобы сократить потребление энергии при транспортировке. Методы проектирования включают посадку деревьев для защиты зданий от солнца или ветра, использование местных материалов, а также компостирование и измельчение на месте не только для сокращения вывоза зеленых отходов , но и для увеличения содержания органических веществ и, следовательно, углерода в почве .
Некоторые дизайнеры и садоводы, такие как Бет Чатто, также используют засухоустойчивые растения в засушливых районах ( ксерискейпинг ) и в других местах, чтобы вода не забиралась из местных ландшафтов и мест обитания для орошения . Вода с крыш зданий может собираться в дождевых садах , чтобы подпитывать грунтовые воды , вместо того, чтобы осадки становились поверхностным стоком и увеличивали риск наводнений .
Участки сада и ландшафта также могут быть одичавшими, чтобы способствовать биологическому разнообразию . Местные животные также могут поощряться многими другими способами: растениями, которые обеспечивают пищу, такую как нектар и пыльца для насекомых, или местами для ночлега или гнездования, такими как деревья, или местами обитания, такими как пруды для земноводных и водных насекомых. Пестицидов , особенно стойких пестицидов , следует избегать, чтобы не убивать диких животных.
Плодородие почвы можно устойчиво контролировать, используя многослойную растительность от деревьев до почвопокровных растений и мульчи для увеличения содержания органического вещества и, следовательно, дождевых червей и микоризы ; азотфиксирующие растения вместо синтетических азотных удобрений ; и экстракт морских водорослей , собранный устойчивым способом , для замены микроэлементов .
Устойчивые ландшафты и сады могут быть как продуктивными, так и декоративными, выращивая продукты питания, дрова и материалы для поделок в красивых местах.
Подходы и маркировка устойчивого ландшафта включают органическое земледелие и выращивание , пермакультуру , агролесоводство , лесные сады , агроэкологию , веганское органическое садоводство , экологическое садоводство и садоводство, благоприятное для климата .
Устойчивое сельское хозяйство преследует три основные цели:
Разнообразие философий, политик и практик способствовало достижению этих целей. Люди в самых разных качествах, от фермеров до потребителей, разделяли это видение и вносили в него свой вклад. Несмотря на разнообразие людей и точек зрения, следующие темы обычно переплетаются в определениях устойчивого сельского хозяйства.
Ведутся напряженные дискуссии — в том числе в сельскохозяйственном секторе и среди властей — адекватно ли защищают верхний слой почвы и дикую природу существующие протоколы по пестицидам и методы сохранения почвы . Возникли сомнения относительно их устойчивости и позволят ли аграрные реформы эффективно вести сельское хозяйство с меньшим количеством пестицидов , тем самым уменьшая ущерб экосистеме .
Устойчивая технология в энергетическом секторе основана на использовании возобновляемых источников энергии, таких как солнечная , ветровая , гидро , биоэнергия , геотермальная и водородная . Энергия ветра является самым быстрорастущим источником энергии в мире; она использовалась в течение столетий в Европе и совсем недавно в Соединенных Штатах и других странах. Энергия ветра улавливается с помощью ветряных турбин , которые генерируют и передают электроэнергию для коммунальных служб, домовладельцев и отдаленных деревень. Солнечная энергия может быть использована с помощью фотоэлектричества , концентрирования солнечной энергии или солнечной горячей воды , и также является быстрорастущим источником энергии. [112] Достижения в области технологий и модификации фотоэлектрических элементов обеспечивают более глубокий нетронутый метод создания и производства солнечной энергии. Исследователи нашли потенциальный способ использования фотогальванического эффекта для преобразования солнечного света в электрическую энергию. [113]
Доступность, потенциал и осуществимость первичных возобновляемых источников энергии должны быть проанализированы на ранней стадии процесса планирования как часть комплексного энергетического плана. План должен обосновывать спрос и предложение энергии и оценивать фактические затраты и выгоды для местной, региональной и глобальной окружающей среды. Ответственное использование энергии имеет основополагающее значение для устойчивого развития и устойчивого будущего. Управление энергией должно уравновешивать обоснованный спрос на энергию с соответствующим предложением энергии. Этот процесс объединяет энергетическую осведомленность, энергосбережение и энергоэффективность с использованием первичных возобновляемых источников энергии. [114]
Технологии устойчивого водоснабжения стали важным сегментом отрасли, и теперь несколько компаний предлагают важные и масштабируемые решения для устойчивого водоснабжения.
Помимо использования определенных технологий, устойчивое проектирование в управлении водными ресурсами также очень важно в правильной реализации концепций. Среди этих основных концепций есть тот факт, что обычно в развитых странах 100% воды, предназначенной для потребления, то есть не обязательно для питья, имеет питьевое качество. Эта концепция дифференциации качеств воды для различных целей была названа «пригодной для целевого использования». [115] Это более рациональное использование воды достигает нескольких экономий, которые связаны не только с самой водой, но и с потреблением энергии, поскольку достижение качества воды питьевого качества может быть чрезвычайно энергоемким по нескольким причинам.
Автомобили , бытовая техника и мебель могут быть спроектированы для ремонта и разборки (для переработки) и изготовлены из перерабатываемых материалов, таких как сталь, алюминий и стекло, и возобновляемых материалов, таких как дерево и пластик из натурального сырья. Тщательный выбор материалов и производственных процессов часто позволяет создавать продукты, сопоставимые по цене и производительности с неустойчивыми продуктами . Даже умеренные усилия по проектированию могут значительно повысить устойчивое содержание производимых изделий.
Устойчивое производство можно определить как создание произведенного продукта посредством одновременного улучшения результирующего эффекта на фабрике и устойчивости продукта. Концепция устойчивого производства требует обновленного проектирования производственных систем , чтобы обусловить связанную устойчивость жизненного цикла продукта и операций завода.
Вот основные причины, по которым компании могут выбрать экологически устойчивое производство своей продукции или использовать экологически устойчивый производственный процесс: [116]
Устойчивые технологии используют меньше энергии, меньше ограниченных ресурсов, не истощают природные ресурсы, не загрязняют окружающую среду напрямую или косвенно и могут быть повторно использованы или переработаны в конце срока службы. [117] Они также могут быть технологиями, которые помогают определить области роста, предоставляя обратную связь в виде данных или оповещений, которые можно анализировать для улучшения воздействия на окружающую среду. Существует значительное совпадение с соответствующей технологией , которая подчеркивает пригодность технологии для контекста, в частности, учитывая потребности людей в развивающихся странах. Наиболее подходящая технология может не быть самой устойчивой; и устойчивая технология может иметь высокие затраты или требования к обслуживанию, которые делают ее непригодной в качестве «подходящей технологии», как этот термин обычно используется.
«Технологии глубоко укоренились в нашем обществе; без них общество немедленно рухнуло бы. Более того, технологические изменения могут восприниматься как более легкие для достижения, чем изменения образа жизни, которые могут потребоваться для решения проблем, с которыми мы сталкиваемся». [118] Проектирование устойчивых технологий в значительной степени зависит от потока новой информации. Устойчивые технологии, такие как интеллектуальные системы учета и интеллектуальные датчики, сокращают потребление энергии и помогают экономить воду. Эти системы являются теми, которые имеют более фундаментальные изменения, а не просто переключаются на простые устойчивые конструкции. Такое проектирование требует постоянных обновлений и эволюций, чтобы гарантировать истинную экологическую устойчивость, поскольку концепция устойчивости постоянно меняется — в отношении наших отношений с окружающей средой. Большая часть проектирования устойчивых технологий заключается в предоставлении пользователям контроля для их комфорта и работы. Например, элементы управления затемнением помогают людям регулировать уровни освещенности в соответствии с их комфортом. Секционированное освещение и элементы управления освещением позволяют людям управлять своими потребностями в освещении, не беспокоясь о том, что это повлияет на других — тем самым снижая нагрузку на освещение. [119]
Предшествующим шагом к экологически устойчивому развитию должно быть устойчивое проектирование. По определению, проектирование определяется как цель, планирование или намерение, которые существуют или считаются существующими за действием, фактом или материальным объектом. Развитие использует проектирование и реализует его, помогая областям, городам или местам продвигаться вперед. Устойчивое развитие — это такое развитие, которое придерживается ценностей устойчивости и обеспечивает общество, не подвергая опасности экосистему и ее услуги. «Без развития проектирование бесполезно. Без проектирования развитие бесполезно». — Флориан Попеску, Как преодолеть разрыв между проектированием и развитием. [120]
Эко-инновации — это проектирование и разработка продуктов и процессов, которые способствуют устойчивому развитию , применяя коммерческое применение знаний для получения прямых или косвенных экологических улучшений. Это включает в себя ряд связанных идей, от экологически безопасных технологических достижений до социально приемлемых инновационных путей к устойчивости . WIPO GREEN — это онлайн-глобальная торговая площадка для обмена технологиями, объединяющая поставщиков и искателей изобретений и инноваций в области устойчивых технологических инноваций.
Несколько факторов стимулируют инновации в дизайне в сфере охраны окружающей среды. К ним относятся растущая осведомленность потребителей и спрос на экологически чистые продукты и услуги, разработка и (повторное) открытие возобновляемых материалов , устойчивая реконструкция , новые технологии для производства и растущее использование инструментов на основе искусственного интеллекта , предназначенных для картирования потребностей и выявления областей для повышения эффективности.
Независимо от отрасли или продукта, права на дизайн (зарегистрированные или незарегистрированные) могут использовать инновационный дизайн. Права на дизайн (известные как патенты на дизайн в некоторых юрисдикциях) широко используются для защиты всего: от маркетинговых логотипов и упаковки до формы мебели и транспортных средств и пользовательских интерфейсов компьютеров и смартфонов. Права на дизайн доступны во многих юрисдикциях и через региональные системы. Защиту также можно получить на международном уровне с помощью Гаагской системы международной регистрации дизайнов, администрируемой ВОИС . [121]
