1. 引言
在当今不断发展的环境设计领域中，材料的选择与技术的革新是推动环境设计领域发展的重要驱动力，也是推动可持续设计发展的主要动力。随着社会对环保意识与可持续发展意识的增强及自然资源稀缺的日益凸显，环境设计师与研究人员在环境景观设计中也越来越关注材料选择与环境之前的紧密联系。本文致力于探讨新型材料选择与可持续发展设计之间的关系，揭示绿色材料应用如何促进和推进当代环境景观设计的发展。通过深入研究材料类型的选择、新技术对设计的影响以及其对可持续发展设计的前景，本文旨在为未来环境景观设计带来新的视角与可能性。第一章将简要介绍环境设计面临的挑战和机遇。第二章将重点关注材料选择的原则、对可持续设计的影响以及绿色材料应用。通过这些探讨，本文旨在为环境景观设计师与研究者提供更深入的洞察，以促进可持续发展设计的实现。
2. 研究背景与问题陈述
2.1. 当代环境设计的挑战与机遇
环境设计，这一艺术设计领域的关键子领域，核心理念是以人为本，对生活环境进行综合规划和创新改造。这里所说的“环境”，不单是指人们的居住空间，更广泛地涵盖了所有能够直接或间接影响人类生活品质和发展潜能的元素。从实际应用角度出发，环境设计领域涵盖了室内装饰设计、园林景观设计，以及建筑环境设计等多个领域。环境设计的实践不仅仅是对现有空间的再造，更是一种平衡人与建筑、环境相互作用的策略。在这一过程中，人的意愿和需求被细致考量并融入设计之中，旨在实现一种在满足人类环境需求的同时，也促进自然和文化尊重的更高层次的和谐共存[1]。环境设计领域以人为核心，其发展方向深受社会及公众对环境需求的影响。由此，设计环境的本质过程实质上是对这些需求的响应和满足。现如今，环境设计正是当代社会热门的话题，环境设计的进步不仅有利于社会环境的稳定，而且可以推动可持续化发展。在当今的社会背景下，环境设计已经成为一个广泛关注的话题。这一领域的进步不仅对维持和提升社会环境的稳定性具有至关重要的作用，而且在推动全球可持续发展方面发挥着关键作用。
当今社会中，可持续材料的应用在环境设计领域面临着挑战与机遇。随着可持续发展意识的提升，社会对环保和可持续性材料的需求日益增长，因其将为设计带来新的可能性。同时技术的进步，如智能化和大数据分析，为可持续材料的应用提供了新的方向。可是资源的有限性和气候变化等问题也对采用这些材料提出了挑战。因此，当代环境景观设计需要在利用新技术和保护环境之间找到平衡点。
2.2. 研究的核心与目标
在环境设计领域，应用可持续材料已成为一项关键议题。该领域的核心目标是降低对环境的负面影响，提升资源利用的效率，并确保人类健康与安全。在此基础之上，旨在保护自然生态，增强建筑的质量与性能，并确保经济上的可行性。选择与应用材料时，需综合考虑其在整个生命周期中对环境的影响，以及它们对建筑美观性和功能性的增益。此外，提升社会对可持续材料的认知，以及在这一领域的技术创新也显得尤为重要。总结来说，可持续材料在环境设计中的应用，旨在达到环境保护、社会福祉与经济效益三者之间的均衡，以助力构建一个可持续发展的未来。
3. 材料选择与环境设计的关系
3.1. 材料选择的基本原则
材料构成了公共景观建设的物理基石，并作为设计师将创意想象转化为现实的关键媒介。景观设计，无论在东方还是西方，都拥有深厚的历史底蕴。历史发展的每一个阶段，材料的应用都随之演进，展现出与时代相符的独特特征。
在景观设计的历史进程中，材料的选择和运用不断地反映出时代的精神和技术进步。每个历史时期的景观设计，都通过其所选用的材料来表达特定的文化价值观和技术水平。从古代的自然石材和木材，到现代的合成材料和高科技产品，材料的演变不仅显示了工艺技术的进步，也体现了人类对自然和生活环境认知的深化。
此外，材料的发展也与社会经济条件和文化倾向紧密相连。不同地域和文化背景下的景观设计，展示出对材料的不同偏好和应用方式，这些差异反映了各个时代和地区的特有需求和审美观念。例如，东方传统景观中的材料选择和应用往往强调与自然的和谐共处，而西方景观设计则可能更侧重于表现形式的创新和技术的运用[2]。自工业革命以来，景观材料的应用经历了一场深刻的变革。这一时期，景观设计不再局限于传统自然材料的简单搭配和组合，而是开始尝试将更多科技元素融入其中。随着工业化的进程，诸如钢筋、混凝土、塑料及复合材料等工业材料开始被广泛应用于城市及园林景观中。这些材料的使用，不仅在技术上实现了突破，更在艺术层面上获得了公众的认可与欣赏。这种融合了工业美学与功能性的设计理念，标志着景观设计领域的一次重要转变。
然而，随着现代社会的发展，城市化速度加快，高楼大厦密集建设，交通拥挤现象日益严重。这些变化不仅对城市生态环境构成了挑战，同时也提高了人们对环境保护和可持续发展的认识。在这样的背景下，传统的工业材料，尽管在技术和美学上有所贡献，但它们的局限性也逐渐显露。这些材料往往无法满足对自然环境、生态友好性和城市居住舒适性的日益增长的需求。
因此，景观设计领域开始探索和采纳更多环保的新型材料。这些新型材料，如生态混凝土、可回收塑料、以及各种生物基材料，不仅在环保性能上有所提升，同时也在美学和功能性上展现出新的可能性。例如，一些材料可以通过模拟自然形态和纹理，以更好地融入周围环境，或者通过改善空气质量、调节温度等方式，增强城市的生态性能。
这些材料的创新应用，为城市景观设计开辟了新的局面。它们不仅能够提供更多样化的视觉效果，还能够增强城市环境的可持续性和居民的生活质量。同时，这也推动了景观设计师们在创造美丽、实用和生态友好的城市空间方面的思考和探索。简言之，这些新型材料的出现和应用，为城市景观设计提供了更广泛的选择，使之能够更好地应对当代社会面临的环境挑战，同时也为构建一个更加绿色、健康、和谐的城市环境作出了重要贡献。
在环境设计的领域内，材料的挑选既是一个技术挑战，同时也是一门艺术形式。合理选择材料，需全面考量多种因素，如其可持续性、耐用性、对健康和安全的影响、美观性，以及功能性，以确保设计的美观性和实用性，并符合可持续发展的原则。
首先，可持续性是选择材料时的重要考虑因素。应优先选择对生态系统影响较小的材料，例如低碳足迹和可循环利用的资源。竹材，以其快速生长和可持续性而闻名，是制造地板、家具，甚至作为建筑结构材料的理想选择。
其次，耐用性在设计中占据着至关重要的地位。这意味着应选择能够抵抗日常使用磨损和自然环境变化的材料，以降低长期维护和更换的成本。例如，天然石材和优质金属虽初期投入较高，但它们的耐用性和低维护需求使之成为经济效益高的长期选择。
关于健康和安全方面，选材时必须考虑其对居住者健康的潜在影响。尤其在室内设计中，应优先选择无毒、低排放材料，以保证空气质量和居住者健康。
美观性方面，材料的视觉特性，如颜色、纹理、光泽，应与设计的总体美学和风格相协调。选用美观的材料不仅增强了空间的视觉吸引力，也体现了设计师对细节的关注和创新能力。
在功能性方面，材料应具备满足特定设计需求的物理和化学特性。例如，在选择外墙材料时，应考虑其耐极端天气、隔热和隔音性能，以确保建筑的舒适度和能源效率。
综上所述，环境设计中材料选择是一个综合性和多维度的过程，它涉及环境、经济、健康及美学等众多方面。恰当的材料选择不仅提升了设计的整体质量，也反映了设计师对于可持续发展和用户体验的深刻理解与重视。
3.2. 材料选择在可持续设计中的应用
随着时代的快速进步和技术水平的提高，材料研究领域得到了显著的促进，为城市景观设计带来了新的视角。这不仅要求设计在美学上的卓越，而且还需充分考虑满足人们的实际需求[3]。所谓新材料，是指那些在传统材料的基础上，通过创新和技术发展形成的，具备现代化特征或性能改良的材料。这些材料的显著特点包括其时效性(即与时俱进)、适应能力强，以及体现出的高科技特质。在新技术迅速发展和广泛应用的背景下，景观设计领域正在经历新型材料选择的重大转变。这些创新性材料在城市景观设计的应用日益增多，它们极大地拓宽了城市空间设计的潜力和多样性。
随着科技的不断进步，新材料不断涌现，为景观设计师提供了更多的选择和灵活性。这些材料不仅在技术上更为先进，而且在环境适应性、持久性和美观性方面也有所提升。它们能够更好地满足现代城市发展的需求，为城市空间的创造提供了新的视角和方法。例如，一些新型的生态友好材料和智能材料正在被广泛应用于公共空间的设计中，从而提高城市的生态性能，增加居民的舒适度，同时也促进了城市美学的发展。
在这一过程中，景观设计师面临着挑战，需要持续更新其材料知识和设计理念，以便有效地利用这些新型材料。通过创新的应用，这些材料不仅可以改善城市环境，还可以提升城市居民的生活质量。因此，新材料的选择和应用已经成为当代景观设计领域中的一个关键议题，影响着城市景观的未来发展方向。
在设计中，景观材料作为景观设计师传达设计理念和思想的主要工具和基本组成部分，扮演着至关重要的角色。在景观铺装中，传统的木材与石材不再占据着无可替代的主要地位，金属材料的广泛运用与推广，使其也占据着铺装材料中一个重要的角色。在景观设计中，金属材料的独立使用可以根据特定的表现需求来实施，从而展现出其线条和工艺的独特魅力。通过巧妙地运用金属材料，不仅能够增强景观的视觉冲击力，还能提升其整体吸引力[4]。在景观铺装设计中，金属材料与其他种类的材料的结合使用是至关重要的，以展现其独特的风格。例如，在地面铺装方面，金属材料的光滑细腻特性可以与沥青、砖块或石材这类表面较为粗糙的材料相结合，从而创造出鲜明的视觉对比效果[5]。
在景观设计领域内，金属材料的巧妙运用，特别是作为分割元素，显得尤为重要。金属材料的选择和应用，不仅因其耐用性和多样性而受到青睐，而且因其能提供独特的美学价值和功能性。在大规模的地面铺装工程中，金属材料的使用更具战略意义。例如，利用金属材料作为界线，设计师可以将道路、广场或其他大型公共空间有效地划分为具有不同面积和设计图案的小型区域。这种划分不仅有助于组织空间，提升其功能性，而且通过创造视觉上的分割和节奏，增强了整体景观的视觉吸引力。
这种方法的另一个重要优势是延长地面材料的使用寿命。金属材料的耐用性意味着它能够承受长期的踩踏和环境因素的影响，从而减少了维护需求和长期的维护成本。此外，金属材料在设计中的应用也展示了对可持续性的重视，因为许多金属材料可以回收利用，减少资源的浪费。
金属材料在水景设计中的应用同样引人注目(如图1所示)。金属材料用于水景边缘，不仅可以有效地将水景与周围的绿化区域分隔，还能创造出一个独立而引人入胜的小空间。这种分隔不仅提供了清晰的空间界定，而且还为游客提供了一种身临其境的体验。金属的光泽和质感与水面的反射和流动形成了迷人的对比，增添了一种动态而生动的美学效果。
此外，使用金属材料的做法还能赋予空间一种现代感的美学效果。金属材料的现代感不仅体现在其光滑和清晰的线条上，还体现在其能够与各种材料(如玻璃、石材、木材)的结合上，创造出多样化的设计语言。这种多功能性和适应性使得金属材料成为景观设计师们在打造创新和吸引人的公共空间时的首选材料。
Figure 1. Folding of metal materials
图1. 金属材料的收边①
除了金属等传统材料之外，一些基于传统材料的新型材料也在景观设计中得到了应用。例如，从传统的竹材中衍生出了如竹钢和重组竹这样的创新材料。这些新型材料保持了竹材的自然美感，同时通过现代加工技术提高了其强度和耐用性，为景观设计和设计师提供了更多的可能性(如图2和图3)。例如哥伦比亚建筑师西蒙·韦莱斯(Simon Velez)在使用原竹作为建筑材料方面展现了卓越的专长。西蒙·韦莱斯(Simon Velez)通过创造一套创新的竹节点连接方法，不仅确立了其独树一帜的设计哲学，而且也发展了新颖的建筑技术。其设计的商业建筑、展览馆和景观建筑作品，在全球范围内，尤其是在欧洲、亚洲和美洲的众多国家及地区，获得了广泛的认可和运用[6]。竹建筑理论研究领域内，几部关键著作对于该主题的深入理解和实践应用提供了重要的指导。在竹建筑领域的文献中，Escamilla和Edwin Zea Habert G的《环境影响视角下的全球建筑材料多样性：竹材案例研究》、Edward Broto的《竹材在建筑设计中的融合》、Chele Esteve-Sendra的《竹材的演变：从传统工艺到现代设计实践》及《Papua New Guinea的竹建筑艺术》等著作，均深入探讨了全球范围内竹建筑的各种形式。这些著作不仅讨论了建筑的风格、形态和构造方式，还展示了众多杰出的实例。在竹类材料中的重组竹，作为一种创新的竹质衍生新材料，近年来受到了广泛关注。这种材料通过复杂的技术手段对竹材进行重新组织和强化，打破了传统材料加工的限制，并在竹材综合利用方面开辟了新途径。与其他竹质衍生材料相比，重组竹展现出更高的竹材使用效率。
其开发不仅是材料科学领域的一大创新，也代表了自然资源利用方式的进步。重组竹的高效性和强化特性使其超越传统竹材，在多个领域如建筑、家具制造等展现出广泛应用潜力。同时，作为一种环境友好且可持续的材料，重组竹的应用体现了可持续发展理念在材料科学中的实践。竹钢是中国林科院的一项专利技术，授权洪雅竹元科技有限公司进行生产[7]。它是一种基于重组竹研发的新型衍生材料，名字来源于其与钢材相似的强度特性。尽管以竹为基础，竹钢的强度却远超普通钢筋，标志着材料科学的重大进步。这种材料不仅在建筑和工程领域提供了高效且环境友好的替代选项，而且推动了设计和建筑行业的新解决方案，展现了材料科学在可持续发展方面的应用潜力。特别值得关注的是竹材的拉伸强度，它在重量相当的条件下，能达到钢材的三倍之多。此外，尽管竹材的大规模生产成本与钢材相似，但使用竹材制造的建筑具有独特的造型，便于拆卸和重组，同时拥有较长的使用寿命，并能在冬季提供保暖，在夏季带来凉爽[8]-[10]。
Figure 2. Bamboo steel material application 1
图2. 竹钢材料运用1②
Figure 3. Bamboo steel material application 2
图3. 竹钢材料运用2③
竹钢在装置艺术方面的应用也很有创意(如图4)。在巴塞罗那的装置艺术展中，一种通过榫卯结构组合而成的竹钢装置就是一个典型例子。这个装置没有使用任何临时支撑结构，而是仅通过10 mm厚的竹钢材料相互拼接，构建出了一个大跨度的结构空间。这样的设计不仅展示了竹钢的结构强度和灵活性，也为观众提供了一种全新的感官体验，展示了材料创新与艺术设计相结合的可能性。竹产品作为一种传统材料，其衍生出的新型可持续材料不仅具有广泛的应用范围，而且为其他传统材料的创新和应用提供了全新的视角。这些由竹材演变而来的新材料，如重组竹和竹钢，不仅继承了竹材的天然美感和环保特性，还通过现代加工技术增强了其物理性能，使其在建筑、家具制作、装置艺术等多个领域发挥重要作用。这种材料的创新和应用，展示了如何通过现代科技提升传统材料的功能性和可持续性，为环境设计和可持续领域带来了新的灵感和可能性。
Figure 4. Barcelona installation art
图4. 巴塞罗那装置艺术④
4. 结论
技术创新在景观设计领域发展中起着决定性作用。随着技术能力的增强和材料加工技术的发展，出现了多种高性能、高质量的新型材料。这些材料的引入不仅突破了设计师在传统材料使用上的限制，还激发了他们的创新能力，使他们能够创造出更加符合现代社会需求和公众审美的作品。
这些创新作品在城市景观中展现了科技与自然、科技与艺术的和谐结合，显著提升了景观空间的品质和活力。特别是在公园、广场和街道等公共空间中，这种科技和设计的融合为公众提供了更加舒适和愉悦的环境体验。
此外，多数新型景观材料具有明显的环保特性，如可回收性、低能耗生产或对生态环境的低影响，这表明未来景观设计将更加强调生态的可持续性。现代设计师正通过创新设计解决城市环境问题，旨在建立一个良性循环的生态系统，实现人类活动与自然生态环境的和谐共生。
总而言之，技术创新在推动景观设计领域的发展中扮演了关键角色。新材料和新技术的应用不仅提升了公共空间的功能性和美感，也为构建一个更加环保和宜居的城市环境做出了重要贡献。
注 释
①图1来源：网页引用，https://huaban.com/pins/1671264606
②图2来源：网页引用，https://www.gooood.cn/innhouse-by-oval-partnership.htm?lang=zh_CN
③图3来源：网页引用，http://www.360doc.com/content/21/0521/13/39701291_978305571.shtml
④图4来源：网页引用，http://www.urbanus.com.cn/20th-anniversary/urbanus-symbiosis/barcelona/