基于目标系统法的绿色生态设计研究

■田沁艳 王凤珍

(武汉理工大学，湖北武汉 430070)

基于目标系统法的绿色生态设计研究

■田沁艳 王凤珍

(武汉理工大学，湖北武汉 430070)

近年来，“雾霾”发展频率之高、持续时间之长、覆盖面之广，逐渐成为笼罩在国人头上的噩梦。雾霾的出现，使得生活在空气中的人们无处可逃，不仅让人们极度担忧自己的身体健康，也直接和间接地影响了人们正常的生产生活[1]。除此之外，各地天坑、河流污染等频现，越来越严重的生态危机令人扼腕叹息，也让中国认识到粗放型经济的切肤之痛。造成这种资源环境严重污染破坏的因素有很多，而环境艺术设计的生态缺陷，是其重要源头之一。绿色生态设计，就是将生态环境意识融入设计理念，在达到设计目的的同时，降低对环境的负面影响，实现人与自然的和谐发展，实现设计和生态的双赢[2]。

1 目标系统法

环境艺术设计是一个跨学科的综合性专业，其中包括室内外装饰设计、园林工程施工、空间设计和平面设计等，甚至还包括旅游学、地理学、管理学等边缘型学科，具有应用性强和多学科综合的特点。为了解决环境艺术设计过程中出现的多样性和模糊性问题[3]，探讨在新时代环境艺术设计概念下的设计方法和程序就显得很有必要。目标系统设计法就是以系统论为理论基础，利用该系统的定位来解决整个设计过程的步骤、方法和程序，包括目标的确定、实施、纠偏和评价。它是一种以系统思维的角度来解决问题的系统，把目标作为一个整体进行分析、评估和设计，以达到最合理的解决方案的目的。

1.1 目标的确定

在环境艺术设计工作中经常会面临诸多需待解决的问题，在目标系统设计法中，问题的解决就成了设计中要考虑的目标。根据现实达到的目标与理想之间的偏差，可以把目标分为理想目标和实施目标。

一个项目在实施过程中并不是只有一个单纯目标，而是一个拥有多目标的系统。因此为了对目标系统进行实质性操作，需要将总目标分解成多个子目标和局部目标，也就是进行分级化处理。目标确定技术有演绎法、回归法和要素分类聚合法。

绿色生态设计，注重在归纳的方法上进行模型分析，可采用要素分类聚合法，分为以下五步：（1）拟制系统调查表实施征求和咨询。（2）以目标及约束因素为标准对结果分门别类并最终判断和确认价值。（3）拟制和填写形态结构表，呈现数据。（4）通过研究在决策域范围内所列举诸局部解的方案变化的相容性和非相容性，将要素的相容性作为构成模型的依据。（5）应用边界法求取模型。

1.2 目标的实施

设计的内涵与外延相当丰富，但是任何设计都必须包含人、设计对象、设计时间与设计场所这四大基本要素，它构成了设计系统的本质属性[4]。解决了这四大基本问题，则意味着一项设计任务的完成。具体包括四个层次：（1）分析层次。任务是目标系统的定型和子目标的分权。（2）制作层次。任务是确定设计目标的图面解内容，因此这也是技术含量较高的关键性一步，具体包含设计创意、设计构思和设计表达技术等。（3）评价层次。任务是检查设计全过程中反馈的漏洞，必要时实施设计纠偏。（4）实施层次。任务是将实现设计与设计实施两者进行对接。

1.3 目标的纠偏

在设计目标的实施过程中不可避免地会出现或多或少的目标偏离，为了最大限度地确保目标的准确实现，在设计的全过程中设置纠偏程序就显得很有必要。

设计纠偏包括以下两类：（1）设计过程的纠偏，即在每一程序的进程中，都要对上一环节的任务实施状况进行自检。（2）设计总目标的纠偏，因环境艺术设计的表现手法多种多样，各要素之间的关系处于动态平衡状态，设计结果有可能出现与设计总目标发生偏离的现象，因此在设计初步完成后进行设计总目标的纠偏就有着相当重要的作用和意义。

1.4 目标的评价

在完成目标的确立后，需要一种有效的评价体系对目标进行判断。评价要素包括时间、目的、主体和客体四方面。判断又可以分为总计判断和周密判断，两者的区别在于前者是基于经验知识，后者则是以有说服力的依据为标准。目标总判断的公式可以表示为：

公式中，G为对目标的总判断，T为对象目标，O为研究的对象。总目标的判断来源于各子目标，而各目标的权重不同，因此用y来表示每个不同子目标的权重。

■图1 绿色生态设计模型

目标判断的公式，体现了目标系统法的三个根本要素，一是判断G，二是对象O，三是目标T。如果没有充分而可靠的依据，自然要降低判断的权重。而且，它对于评判者的计权也具有指导意义，比如艺术家或设计师等专业人员在室内设计项目的评审过程中的权重肯定与行政管理人员的权重不一样。目标系统设计法就是在系统论的基础上要求首先确定设计的总目标并划分次级目标，对各个次级目标分配权重，同时建立有效的评价体系来确定目标。

2 绿色生态设计

绿色生态设计同绿色设计、生态设计、环境意识设计，可持续设计、低炭设计等概念有着基本一致的目标、原则和方法[4]，都是将生态环境意识融入设计理念，在达到设计目的的同时，降低对环境的负面影响，实现人与自然的和谐发展，实现设计和生态的双赢。

2.1 目标系统法模型

基于目标系统法的绿色生态设计模型如图1所示。目标系统法强调对目标进行系统研究的工作流实现。对于绿色生态设计，按照目标确定、目标实施、纠偏与评估、评价与决策的步骤进行。其中，目标确定强调基本原理，目标实施强调实施方法，纠偏与评估强调目标的评价指标，而评价与决策强调目标的评价标准。

2.2 目标确定原理

绿色生态设计的内涵，重在实现基本功能的基础上，对功能、质量、消耗、成本等因素进行度量和控制，对设计的全周期进行过程控制，降低对环境的负面影响，提高资源的利用率。在设计这一环节进行合理的控制，可以非常有效的控制整个生产环节对资源和环境的影响[5]。因此，可以将绿色生态设计的基本原理归纳为：

第一，自然做功原理。系统论的思想强调系统对自我平衡的维系。而大自然作为一个平衡的生态系统，也通过多种方式进行做功，维系自然界的平衡，这种做功主要通过生态系统的功能来进行实现，主要包括空气和水资源的净化、土壤的再生和土质的恢复、废弃物品的自然降解、整体和局部气候调节、营养元素和养分的循环构成、臭氧层的保护等。自然生态系统中，各要素之间相互依存，形成一张强关联的关系网。合理利用自然做功，就是强调合理利用可再生资源，有计划地使用不可再生资源，并善于利用自然的这种维系平衡的方式，更好地为生产生活服务。

第二，协同进化原理。经过多年的协同进化，生态系统中各物种通过长期竞争和优胜劣汰，具备了高度的适应性、整体性和合理性。在协同进化的过程中，各物种之间互相关联，互相制约，并以最小的代价和成本，进化至最适合生存和繁衍的模式，以达到局部的稳定性和平衡性。协同进化论，通过系统论的思想，为绿色生态设计的动态复杂系统研究提供了很好的思路。通过模拟自然生态系统来进行设计，并通过补充、完善和修复系统进化的生态系统，能够有效地发挥生态系统的效率[6]。

第三，生态自组织原理。作为一个动态平衡的系统，生态系统通过正反馈和负反馈两种方式不断对能量流和物质流进行响应。物种的进化史已经表明，生命力最强大的物种并不是最强大的物种，而是最能够同环境相适应、并对环境做出积极响应的物种。这种通过适当的调控机制，使得整个生态系统处于动态平衡，就是自组织原理的根本目的。通过“稳定型反馈”，使绿色生态设计通过自组织的原理进行自我调控，可以有效地应用到污水处理、资源回收利用等领域。

第四，循环再生原理。在生态系统中，多物种发挥不同的作用，使得物质不断地通过合成和降解，形成一种循环再生。同样，在这种模式和能量守恒原理的条件下，能量也进行着循环和转移。利用循环再生原理，可以很好地条件下进行生态修复设计、循环经济和产业生态设计。

第五，食物链原理。在生态系统中，食物链维系着物种的多样性和平衡性。在食物链闭环中，生物种群不能能量级的物种分别扮演生产者（producer）、消费者（consumer）和分解者（decomposer、reducer）的角色。绿色生态设计中，遵循食物链的基本原理，合理控制能量的生产和消耗，更加有效地利用能量，并通过减少食物链的环节、借助食物链的作用，提高能量的利用率。此外，在绿色生态设计中，遵循食物链的基本原理，也能更好地防止生态的破坏。

2.3 目标实施方法

绿色生态设计的实施，通过特定的技术方法来实现，主要包括轻量化设计法、生命周期分析法、物质流分析和循环设计等方法[7]。

一是轻量化设计法。在设计中，尽量通过轻量化、小型化的手段，使得在更少的原材料消耗的基础上获取更大的服务功能。轻量化的设计方法，通过减小消耗，来提高产出投入比。采用轻量化设计，减少了资源的消耗，但要避免因为产品的质量差、难保养而导致使用寿命短的情况，否则容易导致看似采用了轻量化设计，但频繁生产反而导致更严重的消耗。

二是生命周期分析法。一个产品的生命周期，通常包含了对产品的设计、原材料的采集、加工、运输、消费、回收和最终处理等一系列完整的流程。在设计阶段通过对目标的生命周期进行描述和评价，进而评估产品对资源和环境的影响。绿色生态设计，尤其应当合理地计算产品的生命周期，这也是衡量是否符合绿色生态设计原则的重要标准。

三是物质流分析。物质流分析的方法，主要是将特定的目标（例如铝、稀土等资源）在特定区域内的工业代谢作为研究对象，分析其使用的分布和流向，进而对经济效益进行评估。通过物质流分析，一方面可以追踪特定目标的流向，分析其对经济、自然的影响；另一方面可以有效衡量资源的使用情况，并通过适当的宏观调控提高资源的使用效率。

四是循环设计。循环设计的概念早已在设计界称为研究热点。为实现生态化的设计，提高资源的利用率，产品通常不再以一次性的设计为主要手段，一是可以通过模块化和标准化的设计，使得产品的零部件可以更加灵活的进行替换和循环使用，二是通过回收再利用机制，将已经使用能源、资源进行回收再利用。通过循环设计，不仅直接地降低了资源的使用和产品设计制作的成本，而且间接地减少了垃圾的处理成本。

表1 绿色生态设计技术要素和标准

2.4 目标的纠偏和评估

在绿色生态设计中，为了对目标进行更好地控制，需要适当地对目标进行纠偏和价值评估。对目标进行纠偏和评估，应当严格把握设计的技术要素和标准[7]。技术要素和标准如表1所示。

设计经济是目标设计系统中的一个非常重要的因素，它从资源优化配置的角度来评价项目，所涉及的是项目所占用的资源是否得到合理配置及有效使用的问题，最终确定项目所产生的经济费用和效益，可以使投资决策更加科学合理。经济评估是项目评价的核心内容，是项目投资决策的主要依据，应予以必要的重视[8]。环境艺术设计项目的经济评估通常包含以下的内容：

一是设计的时间进度安排。一个设计项目的经济构成状况包括设施费用、借贷的利息、勘察设计及咨询费用、土地的购置或租赁费用等，很明显环境艺术设计的进度安排与经济是紧密联系在一起的。

二是设施与材料的运用。在环境艺术设计项目中设施的硬件和材料的运用标准并不一样。材料的运用应该能体现设计师的设计理念，并与设计的整体意象相一致，而不仅仅停留在提供力学支持的功能上。

三是设计的结构选型。结构的形式选择在设计中一定要慎重对待，因为不同的结构形式所花费的费用往往相差很大，有时候甚至差异惊人。所以设计师很有必要在结构选型方面咨询结构专家。

2.5 目标评价

结合绿色生态设计的目标需求，对其进行评价的主要有性能评价指标有生态价值（Ecological Value）、价值（Value）、成本（Cost）、环境影响（Impact）和性能（Performance）。

传统设计的价值计算公式为：

考虑到环境的影响，生态价值的计算公式为：

对环境艺术设计进行评价，可依据目标系统法的基本公式：

在目标系统法的实施中，G表示人员P在时间t内对于对象O趋向目标T的总判断，gi是各个局部判断的权。

评价公式可进一步表示为：

3 总结和展望

艺术设计往往能从侧面很好地体现出一个时代的社会、政治、经济、文化等多种特征。而在生产水平发展到一定程度的今天，“大量生产、过度消费、大量废弃”的生产行为也在设计中得到了非常明显的体现。应当承认，中国在环境艺术设计和工业发展领域，已经为生态环境的过度破坏付出了惨重的代价。在中央不断提出“科学发展观”、“厉行节约、反对浪费”的政策的前提下，进一步加强绿色生态设计，具有重要意义[9]。

因此，我们更应当注重思想的转变，应用科学的方法，实现对设计的优化。为使绿色生态设计沿着更好的方向发展，应当做到以下几个方面。

第一，提升设计地位。人与自然的和谐发展是人类的共同愿景，而绿色生态设计则是实现这一目标的重要抓手。通过科学的指导思想和具体方法来进行绿色生态设计，引导环境艺术设计的理论研究，并指导绿色设计政策、计划、实践、教育的落实，从指导思想、理论基础、实践方法、政策法规、推广系统等多渠道、多领域地进行体系设计，不断提高绿色生态设计的地位，使绿色生态设计充分发挥其重要价值，为经济的长足发展做出积极的贡献[10]。

第二，增强行业实践。在积极倡导提升绿色生态设计地位、加强理论研究的同时，一定要将绿色生态设计付诸行业实践，才能真正发挥其具体效能。在增强行业实践的进程中，自顶向下要解决三个问题，一是政府部门应当积极完善行业政策法规条例，二是企业应当积极响应政策法规，并制定相应的策略，三是设计师应当建立整体的系统管理，培养通过绿色生态设计解决实际问题的能力。

第三，提高社会认知。绿色生态设计，不仅仅是政府的事，也不仅仅是企业、设计师的事，而是关乎全社会的。绿色生态设计的推广，不仅需要自上而下的制度约束，更应当赢得社会公众的认可，提高社会认知。获得全民的支持，绿色生态设计的推广才能更好地进行。

（责任编辑：贺 辉）

[1]袁业飞.雾霾之忧:考验城镇化顶层设计——绿色城镇化如何破局？[J].中华建筑，2013,(04):12-17.

[2]倪瀚.坚持以人为本的科学发展观促进绿色产品设计的发展[J].包装工程,2007,(12):206-208.

[3]刘河娜,张建平.绿色设计在办公家具中的应用[J].家具与室内装饰,2010,08:16-17.

[4]王博.环境艺术设计中生态理念的有效融入[J].产业与科技论坛,2014,(02):15-19.

[5]罗京艳,钟蕾.基于低碳理念的产品结构设计研究[J].包装工程,2013,(07):98-101.

[6]周鹏.试论环境艺术设计中的生态理念[J].中国农学通报,2009,25(24):398-402.

[7]郭晓娟.新中式家具设计研究[J].家具与室内装饰,2011,(06):43-48.

[8]王立端,吴菡晗.再论绿色设计[J].生态经济,2013,(10):192-199.

[9]宋晰,唐瑶瑶.工业设计伦理学思想探析[J].包装工程,2011,(11):95-98.

[10]黄卜,黄章敏.原生态理念对现代艺术设计的启示[J].大舞台,2012(05):147-148.

Green Ecological Design Based on the Target System Method

Tian Qinyan & Wang Fengzhen

采用目标系统法，通过建立目标确定、目标实施、目标纠偏、目标评价等模型对绿色生态设计进行了研究。运用目标系统法模型对绿色生态设计进行了研究，对绿色生态设计的发展进行了展望。通过研究，在设计理念中融入生态环境意识，不仅可以达到设计的目标，而且可以降低对环境的负面影响，实现人与自然的和谐发展、设计和生态的双赢。

目标系统法；绿色生态；环境设计；环境艺术

Through the establishment of targets identified, targets implement, targets correction, targets evaluation model for green design was studied. Meanwhile, the use of target systems approach model for green eco-design principles were studied. The development and the future of green eco-design were also discussed. Through research, the paper believes that integrating ecological awareness in design principle not only can achieve the design goal but also can reduce the negative impact on the environment, which achieving harmonious development between man and nature, and win-win between design and ecology.

Target System Method; Green Ecology; Environment Design; Environment Art

TS664.0

A

1006-8260(2014)07-0013-03

教育部人文社科基金（编号：13YJCZH170）