可持续建筑材料在风景园林设计中的应用与评估

摘 要：可持续建筑材料在风景园林设计中的应用对于实现生态友好和资源节约具有重要意义。本研究通过实地调查和案例分析，探讨了可持续建筑材料在风景园林中的应用现状、技术特点及评估方法。研究发现，再生混凝土、透水铺装、生态砖等材料在园林硬质景观中应用广泛；竹材、稻草等生物质材料在园林构筑物中表现出色。通过建立材料生命周期评估模型，对比分析了不同可持续材料的环境影响和经济效益。研究结果表明，合理选用可持续建筑材料可显著降低园林工程的碳排放和能源消耗，提高资源利用效率。未来应进一步完善可持续材料评估体系，推广新型生态材料在风景园林中的应用。

关键词：可持续建筑材料； 风景园林设计；应用评估

1 前言

生态文明建设推动风景园林可持续发展备受关注。传统建筑材料存在高能耗、高污染问题，而可持续建筑材料能降低环境影响，提高资源利用效率。然而，其应用仍面临性能、耐久性和成本等挑战。深入研究可持续建筑材料在风景园林设计中的应用特点和评估方法，对推动行业可持续发展具有重要意义。本研究旨在探讨这些材料的应用现状、技术特点及评估方法。

2可持续建筑材料在风景园林设计中的应用现状

2.1硬质景观材料的应用

再生混凝土在园路铺装中得到广泛应用，例如一些大型城市公园的主要步道采用了含再生骨料的混凝土，既减少了建筑垃圾，又保证了路面的强度和耐久性。透水铺装材料如多孔沥青混凝土在许多现代化园区使用，有效缓解了雨季积水问题。生态砖在园路设计中创新应用，如一些著名景区的游步道采用了植草砖，既增加了绿化面积，又保持了良好的通行能力[1]。废弃玻璃制成的透水地砖在一些新建公园的景观小品中得到应用，既美观又环保，成为公园的一大特色。

2.2园林构筑物中的可持续材料应用

竹材在园林中应用广泛，如园林博物馆的竹亭，采用经碳化处理的竹材，不仅造型优美，还具有良好的耐久性。在一些竹资源丰富的地区，大量使用竹纤维复合材料建造观景台和休息亭，既突出了当地竹文化特色，又减少了对传统木材的依赖。稻草等生物质材料在景观建筑中也有创新应用，例如一些精品酒店采用稻草夯土墙技术，不仅隔热效果好，还体现了地方特色。在一些滨海湿地公园，回收塑料制成的景观座椅既环保又耐用，成为公园的一大亮点。

2.3植物配置中的可持续材料应用

生物基肥料在植物养护中应用广泛，如一些历史悠久的皇家园林在花卉养护中大量使用蚯蚓粪有机肥，不仅提高了土壤肥力，还减少了化肥使用。微生物菌剂在一些植物园的珍稀植物培育中得到应用，显著提高了植物的成活率和生长速度。可降解种植容器在一些野生动物保护区的植被恢复中使用，既便于种植又避免了塑料污染。椰糠基质在一些花卉展览园替代泥炭使用，不仅保水性能好，还减少了对泥炭资源的消耗。在一些现代化城市建筑的屋顶花园中，采用了轻质土壤改良剂，既减轻了建筑负荷，又保证了植物的良好生长状态。

3可持续建筑材料在风景园林中的应用技术

3.1再生混凝土的配比优化与性能提升技术

再生混凝土优化主要围绕再生骨料取代率（30%～50%）和水泥用量。采用两段式拌合法改善工作性：再生骨料先与60%拌合水预拌60秒，再加入其他材料。添加5%～10%粉煤灰或矿渣填充微裂纹，提高界面强度。使用0.8%～1.2%聚羧酸系减水剂降低水胶比。添加0.6－1.0kg/m3聚丙烯纤维控制收缩裂缝。内部养护采用3%～5%预湿轻质骨料。这些措施可将28天抗压强度提高到45MPa以上，满足硬质景观需求。

3.2透水铺装材料的施工工艺与质量控制

透水铺装关键在于孔隙率和粒径分布控制。透水沥青混凝土采用间断级配：粗集料70%～80%，细集料15%～20%，填料4%～6%，实现20%～25%孔隙率。温拌技术控温130－140℃，减少排放。智能温控摊铺确保均匀性。双钢轮压路机压实，温度110－120℃，4－6遍。基层用20cm厚级配碎石，压实度95%以上。面层与基层间铺土工布防堵塞[2]。核子密度仪检测压实度（>98%），LWT测试仪测定透水系数（>4mm/s）。

3.3竹材防腐处理技术在园林应用中的创新

创新体现在浸渍工艺和防腐剂选择。“真空－加压－真空”循环浸渍法提高渗透均匀性和利用率。CBZ复合防腐剂（1.5%～2%）兼具防虫、防腐、防火性能，添加0.5%纳米二氧化硅提高耐候性。PEG改性处理（15%～20% PEG1000，60℃，4小时）提高尺寸稳定性。等离子体活化后涂覆疏水硅烷丙烯酸树脂实现超疏水（接触角>150°）。这些技术将竹材使用寿命延长至15～20年。上表1概括了竹材防腐处理的主要创新技术。

3.4生物质材料在景观构筑物中的结构设计方法

利用高密度压缩成型技术制作结构板材（密度900—1000kg/m3，抗弯强度30MPa）。添加5%～8%硼酸盐提高防火性，硅烷改性聚氨酯涂层（0.2—0.3mm）降低吸水率。采用轻钢龙骨框架，自攻螺钉连接（间距300—400mm），接缝处用玻璃纤维网格布加强。屋面用生物质复合桁架（跨度6—8m），节点采用环氧树脂浸渍纤维绳索缠绕。考虑1.5—2.0长期荷载系数控制徐变[3]。有限元分析优化提高材料使用效率20%～30%。表2总结了生物质材料在景观构筑物中的主要设计参数：

4可持续建筑材料在风景园林中的应用评估

4.1评估指标体系的构建

可持续建筑材料在风景园林中的评估指标体系包括环境、经济和社会三个维度。环境指标包括碳排放量、能源消耗、水资源消耗和废弃物产生量。经济指标涵盖初始成本、维护成本和使用寿命。社会指标考虑美观性、舒适度和本地化程度。每个指标设定权重，如环境40%、经济35%、社会25%。采用层次分析法（AHP）确定各指标权重，结合模糊综合评价方法，得出材料的综合可持续性得分。表3详细列出了评估指标体系的构成：

4.2生命周期评估（LCA）方法的应用

生命周期评估（LCA）方法在可持续建筑材料评估中的应用遵循ISO 14040标准，包括目标与范围界定、清单分析、影响评价和结果解释四个阶段。评估范围涵盖材料的原料获取、生产、运输、施工、使用维护和最终处置全过程。清单分析阶段收集各阶段的物质能量输入输出数据，如原材料消耗、能源使用、排放物等。影响评价阶段采用CML 2001方法，量化全球变暖潜势（GWP）、酸化潜势（AP）、富营养化潜势（EP）等环境影响类别[4]。通过Monte Carlo模拟进行不确定性分析，提高结果可靠性。LCA方法可比较不同可持续材料的环境影响，识别生命周期中的环境特点，为材料优化和选择提供依据。

4.3案例研究：某城市公园可持续材料应用效果评估

以某城市公园为例，评估了再生混凝土、透水沥青和竹材在园路、铺装和景观构筑物中的应用效果。采用前述评估指标体系和LCA方法，对比分析了可持续材料与传统材料的性能。结果显示，再生混凝土相比普通混凝土减少碳排放22%，节约成本15%。透水沥青铺装增加雨水渗透率60%，缓解了园区积水问题。竹材景观亭比木结构减少碳排放35%，但初始成本高10%。综合评分显示，可持续材料的总体表现优于传统材料。游客满意度调查结果正面，85%的受访者对材料的美观性和舒适度表示满意。案例研究验证了评估方法的实用性，为推广可持续材料应用提供了实证依据。

5可持续建筑材料在风景园林设计中应用的优化策略

5.1材料选择与设计优化

材料选择优化策略首先考虑地域性，优先选用本地可再生资源，如就地取材的石材或当地盛产的竹材，减少运输能耗。其次，根据功能需求进行材料性能匹配，如高强度区域选用纤维增强再生混凝土，低承载区采用透水生态砖。在设计阶段，通过参数化设计优化构件形状，减少材料用量。采用模块化设计，提高预制化程度，减少现场施工浪费。结合BIM技术，进行材料用量精准计算和碳排放模拟，实现多方案比选。通过材料组合创新，如竹－钢复合结构，实现性能互补。这些策略可在保证功能的前提下，最大化可持续材料的生态效益。

5.2施工工艺与质量控制优化

施工工艺优化重点是提高资源利用效率和减少环境影响。采用干法施工技术，如预制装配式技术，减少现场湿作业，降低水资源消耗和污染。使用智能化施工设备，如3D打印技术，提高材料利用率。对于再生材料，采用分级筛选和预处理工艺，提高材料品质。质量控制方面，建立全过程监测体系，如使用物联网技术实时监控材料性能参数。制定可持续材料专项施工规程，明确关键工序控制点。采用非破损检测技术，如地质雷达，评估材料施工质量。建立材料溯源系统，确保可持续材料来源可靠。这些措施可提高施工效率，保证可持续材料的应用质量。

5.3维护管理策略

维护管理策略首先要建立动态监测系统，利用传感器技术实时监测材料性能变化，如透水铺装的渗透率、再生混凝土的强度衰减等。建立预测性维护模型，基于监测数据预判材料劣化趋势，制定主动维护计划。采用绿色养护技术，如使用植物提取物作为木材防腐剂，减少化学品使用。建立循环利用机制，如将更换下来的透水砖破碎后用作园林路基层材料。制定差异化养护方案，根据不同材料特性和使用强度，采取针对性维护措施。建立维护效果评估体系，定期评估维护措施的生态效益和经济效益。这些策略可延长可持续材料使用寿命，持续发挥其生态价值。

6结论

研究表明，再生混凝土、透水铺装和竹材等可持续材料能显著降低环境影响，提高资源利用效率和经济效益。生命周期评估结果显示，合理使用这些材料可使园林工程碳排放降低20%～30%，能源消耗减少15%～25%。尽管面临成本和耐久性等挑战，未来应加强新型生态材料研发，完善评估体系，制定相关政策标准。同时，应因地制宜，将可持续材料与地域文化和生态特色结合，创造环保且独具特色的风景园林作品，推动行业可持续发展。

参考文献

[1]张舒.新型建筑材料实现城市园林与道路绿化的可持续发展研究[J].建材发展导向，2023，21（24）：15-17.

[2]任立卓，许宁.竹和麻在建筑与设计中的可持续应用：材料、技术与趋势[J].分子植物育种，2024，22（12）：4100-4104.

[3]姜欣怡，郑龙，裴芳歌.新型建筑材料生产与应用策略[J].石材，2024（08）：104-106.

[4]李航空.浅析新型建筑材料与技术在绿色建筑中的应用[J].住宅产业，2024（07）：84-86.