風景園林景觀設計塑木制品應用研究

時間:2022-06-15 03:45:41

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風景園林景觀設計塑木制品應用研究

城市規模的擴大使得綠地資源的可持續發展成為經濟環境協調發展及城市與自然和諧相處的主要矛盾,在風景園林中提升城市的生活品質并保證資源的可循環利用是景觀設計發展的必經之路[1]。可再生材料在景觀設計領域中已經得到了廣泛的應用[2-3],塑木復合材料(WPC)是近年發展迅速并得到廣泛運用的新型材料,兼有木材與塑料材質的優點,并在一定程度改善了木材本身的防腐性能與受彎性能。傳統的WPC主要以聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、ABS等高分子材料替代樹脂膠黏劑,與天然植物纖維填料(如木屑木粉等木纖維、竹纖維、麻纖維、麥秸稈、稻殼及廢棄纖維等)經過不同的技術手段熱壓復合而成的可循環再生的綠色環保材料[4],基體多為不可降解的熱塑性樹脂,可降解性能較差。可完全降解的WPC選用聚乳酸等可降解樹脂材料作為基體,與天然纖維經過纖維改性或界面增容的復合方法得到百分百可降解的WPC(D-WPC),最大化達到自然廢棄資源的再利用效果[5]。顯然,塑木材料的廣泛應用是建材領域的新改革,符合“以塑代木”“以塑代鋼”的建材節約與資源優化的倡導方向,滿足合理、有效回收廢棄木材的要求,對現今節能型社會的構建與實現節能經濟發展的目標起到積極的推動作用[6]。人工整形環境是為了滿足人們對環境的觀賞需求、生態可持續發展方向及地域文化價值的保留,應重新審視WPC等新型材料的應用。本研究從材料本身特性出發,通過對材料性質的分析,研究塑木材料在景觀設計中的應用特征,并歸納塑木材料在景觀設計中對于設計原則的呼應與延續。

1塑木材料在景觀設計中的應用特征

風景園林景觀設計是對環境塑造材料性能、藝術與情感理念的多重考驗。傳統園林的主要構成要素是水、石材、植物與木制構筑物,而至今低碳環保、經濟實用下的景觀設計擴大了景觀材料的選擇與使用觀念,一些新型材料也已大量投入使用,如玻璃、透明塑料、合成纖維和橡膠等。景觀設計中天然木材的使用率在仿木材料出現之后得以下降,仿木材料不僅在外觀上與木材真假難辨,在性能、耐久度上較木材也更為優異。WPC是仿木材料具有木材的外觀、色澤和質感,同時兼有塑料的可塑性與耐久性[7]。1.1塑木材料的基本特性塑木材料是木材的最佳替代品,每使用1t塑木產品相當于減少6萬個廢棄塑料袋產生的白色污染[8]。其材料優勢包括:(1)具有防菌防蟲性能。塑木材料密度大,且樹脂材料將微小的木材顆粒包裹密封,能夠有效預防蟲蛀侵蝕。天然木材在自然環境中易附著大量細菌微生物,塑木材料的制備中可以添加防霉成分遏制微生物細菌的繁殖。(2)塑木材料的吸水率低,耐候性佳。塑木材料能夠避免天然木材在自然環境等外界因素影響下引起的受潮、褪色現象,抗氧化性能優良。(3)經濟適用性高。WPC不懼惡劣環境,堅固耐挫,環境、氣溫、濕度、紫外線、pH值等條件不影響其使用壽命,相比于天然木材增加了耐久度,型材尺寸能夠穩定維持,后期維護成本低。(4)材料可塑性強。塑木材料具有實木的觸感、質感,加之塑料極強的可塑性,在經過染色、紋理、裝飾等加工技術后,塑木制品的形式表現力遠超木材本身的性能所限,可避免油漆等裝飾手段對材料本身和人體的侵害。(5)有效避免對環境與人體的污染。相比純塑料材質,WPC使用廢棄植物纖維或用少量天然植物纖維便能制備,現已達到可完全降解的技術并可以回收后循環使用,與砍伐天然植物資源相比,對環境的破壞程度較小;且塑木材料不含有重金屬、醛、醚、苯乙烯、聚苯乙烯等可揮發性有害物質,在要求嚴格的建筑環境中也可以使用。(6)易與其他材料搭配結合。塑木材料具有較長的壽命,與磚石、玻璃、金屬、混凝土等材料相結合時較天然木材的優勢更大,根據塑木型材色彩、紋理及質感的改變將創造更多的差異化景觀表現與復雜的氛圍。(7)塑木產品生產標準化,具有安全保障。現今國內外對于塑木材料的生產使用都有相應的標準規范,現行標準如《塑木復合材料人工氣候老化試驗方法》(GB/T29365—2012)、《園林景觀用聚乙烯塑木復合型材》(QB/T4161—2011)等,對于制品的規格尺寸、力學性能、耐熱耐候性等指標都嚴格界定,并在權威的建材產品認證結構的抽樣測試(燃燒測試、紫外線測試、風化測試、滲透測試、抗暴風雨測試等)后許可發行,避免新型材料易發生的安全性問題[9]。(8)材料潛力。目前塑木制品在添加多種輔助劑進行界面改性后具有阻燃抑煙、耐酸堿、耐水抗菌、耐老耐候等性能。隨著低碳經濟與低碳園林建設要求的提出,未來WPC制備工藝還將不斷優化升級,保溫抗震、耐磨防滑的功能化塑木產品的開發研究將在景觀設計領域具有可觀的應用前景。但塑木制品仍存在無法替代天然木材的強度限制[10-11]。受塑木材料的制備工藝所限,WPC是由纖維與塑料基體通過擠出成型、熱壓成型和模壓成型方式復合而成,抗彎性能、抗壓性能與抗沖擊性能都低于天然木材,達到最大強度時多出現脆斷性質的塑性破壞,故很少作為承重材料使用。1.2景觀設計中材料的應用特征(1)因地制宜。傳統園林建設的材料選擇以實用需求為主或是結合地域性文化就地取材,現代景園設計雖然不必固守“因地制宜”的原則,但仍需考慮地域文化的差異而選擇材料。(2)實用功能性。園林中的構筑物材料的選擇應以設計目標和使用價值為導向。(3)環境協調性。人工環境與自然環境相融合統一是景觀設計的最終目的。在材料采取因地制宜的地域性選擇的基礎上,景觀設計應從觀賞價值與文化價值方向選擇材料及其處理方式。(4)施工可行性。景觀材料的選擇因地理位置、施工條件、供應條件與施工人員專業水平而常常受限。為保證施工質量與施工效果,選擇景觀材料時應充分考慮影響因素,堅持實用、經濟、美觀的原則。

2塑木材料在景觀設計中的應用原則

現代景觀設計已從基本的觀賞需求轉化為更為個性化的精神需求,營造更為宜人舒適的環境是景觀設計的主要方向,選用景觀材料應建立在城市環境的生態價值、觀賞價值、文化價值的追求上,以迎合現代環境藝術的特點及居者的精神要求。WPC在建筑行業應用較為廣泛,但在景觀設計中,生態價值的體現依靠材料自身的良性循環效應,觀賞價值的體現依靠材料的觀感傳遞人居環境的情感性質,文化價值的實現依靠材料與特定的文化觀念、生產關系及技術條件產生聯系[12]。2.1生態設計觀。園林建設是以人工微干預、微介入、微改造自然環境為出發點進行的舒適環境營造,旨在構建人與環境和諧共處的生態設計觀。WPC作為綠色環保新型材料,其優勢在于自身環保性能所帶來的低碳零排放、可循環再利用、安全無毒的環境友好效應。塑木材料的使用在滿足人類活動使用的安全性前提下,在設計階段將原生環境保護、污染預防措施與合理有效提高塑木構筑物利用率的方式相結合,有效降低不可再生資源的消耗[13]。在視覺的生態設計方面,WPC原生的木質感能夠與周邊植物環境、水環境相適應協調,根據設計需要選擇合理的染色材料以形成空間效果的層次變化。同時,復合而成的塑木材料沒有木節、裂縫等天然木材缺陷,在施工過程中可以避免原材料的廢棄;在后期改建中,替換的塑木材料由于可回收降解,是綠色節能型園林建設的必選材料,環保價值凸顯。2.2以人為本。塑木材料具有塑料的易加工、易染色特性,材料的豐富色彩選擇、多樣的紋理觸感,改善了單一材料使用的局限性,滿足使用者的現代感形式要求或是古典美感的游覽體驗;同時技術性能的提升將塑木產品與節能保溫、遮陽遮雨等被動式節能的生態建設理念相結合,人在環境中的使用體驗是塑木產品得以廣泛應用的基本原則。2.3文化傳承。設計中文化價值的傳承創新通過復原特定的地域環境與歷史時期的社會文化內容實現。文化的傳承不僅僅是文化元素的堆積,而是將傳統文化特色與現代景觀設計的材料、形式相結合,在空間感受中深化傳統意境。WPC作為新型材料,既有中國傳統建筑的木元素,又有塑料基體的多種可塑性現代化詮釋方式,能夠在建筑及小品布局、構造、裝飾中延續傳統的設計手法體現新材料的現代表現力[14]。

3塑木材料在景觀設計中的具體應用

在我國園林建造中,天然木材的使用率在東西方園林之中都居于首位。作為仿木材料最為有效的替代品,塑木材料低維護成本、高耐候耐磨性能、逼真木材表現的優點使塑木材料可以適用于所有天然木材,常作為室外景觀環境中的建筑材料替代常規園林材料應用。3.1小品中的應用。塑木材料常被用于仿古建筑景觀小品之中,其木質觀感與可塑性能更具現代感。而小型塑木材質的市政、生活小品設施等產品體量小而精致,色彩的效果表現作用更為豐富活躍,在整體人居環境中起到細節點綴與亮點提升的效果。3.2現代風景庭園中的應用。為解決天然木材易于變形腐爛的問題,降低維護成本,WPC應與植物、小型水景自由搭配。公園內人造木棧道的鋪設使用不懼惡劣條件的塑木材料型材鋪設,將公共資源最大限度地保留,該項目已成為美國生態環境建設的標志性案例。塑木產品常是筑墻材料的理想表皮搭配,墻體經混凝土現澆而成后與木質表皮的搭配能夠營造出木材獨有的親近之感,塑木表皮的景墻在地域文化內涵的體現、現代簡約的直線視覺引導中的觀賞作用與實用功能作用皆能跳出傳統圍墻的封閉設計方式,實現動性、開放、親和的現代景墻設計。3.3景觀節點中的應用。塑木廊道的應用能夠在現代園林景觀設計中展現或為傳統,或為現代的整合空間,相比傳統園林的單邊封閉廊道,現代木質廊架以其簡約的結構美感成為現代景園的獨特之處。3.4景園建筑中的應用。WPC在景園建筑之中常作為鋪裝路面使用與室外步道相聯系,或是在景園建筑室內空間中作為綠色材料參與生態建筑設計。耐磨耐腐蝕的木塑地板能夠滿足棧道的古樸質感要求與設計的親水需求,與湖光山色的自然環境協調相宜。

4結論

WPC在風景園林景觀設計中已得到了廣泛的運用,較天然木材更為優異的改性塑木材料具有防菌防蟲害、吸水率低、耐候耐磨、可塑性佳、經濟適用、生產標準化等性能優勢。根據景觀設計中材料的運用方法,塑木材料的生態設計,以人為本及文化傳承的應用原則得以證實。在現代景園設計中,塑木材料的應用能夠在小品、庭園、景觀節點與景園建筑中相適相宜。然而,有些環境設計中對于塑木材料等新型材料的使用過于推崇,忽視了對于環境改造的影響程度和資源的鋪張浪費現象。因而塑木材料的生態設計原則仍將是未來景觀設計中所需強調的重點。

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作者:詹華山 單位:重慶工業職業技術學院建筑工程與藝術設計學院