设计行动主义视角下可再生能源设施变革路径及设计策略研究
A Study of Renewable Energy Infrastructures Change Paths and Design Strategies from the Perspective of Design Activism
摘要: 可持续发展背景下的能源转型已成为时代命题,然而传统可再生能源设施部署对景观质量带来了严重干扰。探索传统可再生能源设施变革路径,通过设计拓展可再生能源在城市公共空间中的应用场景,是应对气候危机和实现能源转型的重要途径。文章通过阐述设计行动主义起源及发展脉络,梳理设计行动主义视角下设计师推动可再生能源设施变革的三个关键路径,并提出相应的设计策略。最终结合设计案例研究,解读设计策略的应用,以期为传统可再生能源设施加快融入人居空间、推动可持续发展提供可资借鉴的方法论。
Abstract: Energy transition in the context of sustainable development has become the proposition of the times, however the deployment of traditional renewable energy facilities has brought about serious disturbances to landscape quality. Exploring the transformation path of traditional renewable energy facilities and expanding the application scenarios of renewable energy in urban public space through design is an important way to cope with the climate crisis and realize the energy transition. The article explains the origins and development of design activism, analyzes the three key paths for designers to promote the change of renewable energy facilities from the perspective of design activism, and proposes corresponding design strategies. Ultimately, the application of design strategies is interpreted in conjunction with design case studies, with a view to providing methodologies that can be utilized to accelerate the integration of traditional renewable energy facilities into human spaces and promote sustainable development.
文章引用:曲慧昕. 设计行动主义视角下可再生能源设施变革路径及设计策略研究[J]. 设计, 2024, 9(4): 318-327. https://doi.org/10.12677/design.2024.94478

1. 引言

当今人类正经历着严峻的气候危机,大力发展可再生能源成为全球能源革命和应对气候变化的主导方向和一致行动[1]。“双碳”战略下,大型可再生能源设施将会加大部署范围,入驻城乡社区。然而,随着部署的推进,风力涡轮机与太阳能光伏板等大型发电设施,对景观质量造成了严重的美学干扰,公众反对的呼声不容忽视。如何调和可再生能源设施部署与景观美学质量之间的矛盾,探索适宜分布式融合发展的可再生能源设施新范式,成为新的必须攻克的可持续发展问题。

设计行动主义作为一种具有激进特质的设计策略,已成为各个领域中调节冲突的新兴手段。它强调以设计师的方式解决社会问题,核心原则是“发展替代方案”[2]。在解决超越政治范畴的可持续发展问题的过程中,往往因其不受限的设计方法,和寻求彻底变革的意识形态,带来意想不到的社会效应。为解决可再生能源设施部署的美学困境,本文引入设计行动主义策略,探索运用设计师的方式推进可再生能源设施变革的路径及设计策略,为能源转型携手景观变迁共同推进可持续发展,提供可资借鉴的方法论。

2. 设计行动主义及其视角下设计师的能动性

设计行动主义起源于维克多·帕帕纳克(Victor Papanek)的开创性著作《为真实的世界设计》(Design for the Real World),为设计解决不断涌现的环境、社会、经济等问题,拓展了自身能效。2009年,福阿德·鲁克在其专著《设计行动主义:可持续世界的美丽怪异》中,将设计行动主义定义为“一种有意识或无意识地应用设计思维、想象力和实践来创造一种旨在产生和平衡积极的社会、制度、环境或经济变化的反向叙述”[3]。索普与迪绍甫同为设计行动主义最早的两位研究学者,分别利用社会学与政治理论对其进行解读[4] [5]。这一时期的设计行动主义发展,主要依靠借用外部理论构建模型(见图1)。

近十年,设计行动主义从游走于其他学科之中寻求定位,逐渐聚焦于设计自身语汇。它被认为区别于联合抵制、罢工、抗议等政治行为,而是以“设计师的方式”干预生活,在设计过程中应聚焦于城市体验和设计所引发的效应[6]。在面对难以调和的冲突时(通常在政策与公众之间发生),设计行动主义呼吁通过设计提出替代方案,对惯性进行乌托邦式破坏,引发彻底变革[2]。它激进的特质所赋予的解决问题的不可替代性已几乎达成共识,然而,学界并没有探讨出一个统一的框架,而是将设计行动主义带到社会,经济,政治,环境等议题中[7],针对具体问题研究应用范式。经过几十年的演变,设计行动主义已成为一种极具可塑性与开放性的设计策略,对建构以融入城市公共空间为目标的可再生能源设施变革路径及设计策略具有一定的借鉴价值。

为解决本文所关注的可再生能源设施部署问题,有必要明晰设计行动主义语境下“设计师的方式”究竟为何。综合国内外相关研究成果,设计行动主义中设计师的能动性体现在三个方面:其一,利用设计改变决策者的想法推动政策变革;其二,号召公众及利益相关者加入积极的社会行动;其三,在视觉与体验上帮助公众描绘美好未来的愿景。其中,号召公众的凝聚力与视觉体验的创造力,直击可再生能源设施部署的痛点。设计行动主义延伸了设计作为“应对社会和生态危机的实践途径”的职能[8],也为设计师赋能可再生能源设施带来全新视角。

Figure 1. Design activism development lineage

1. 设计行动主义发展脉络

3. 设计行动主义视角下的可再生能源设施变革

设计行动主义视角下,设计的一个核心作用是确保基础设施的可用空间,在视觉上使其人性化,并帮助赋予其更广泛的意义,其中关键的一点就是促进生态价值和信仰的传递[9]。探索可再生能源设施的变革路径,需要逐一明确那些弊端导致其暂时无法融入城市公共空间,并从物理空间到精神空间对可再生能源设施进行多重赋能,完成设计行动主义赋予设计师的使命。具体而言可以从3方面进行变革:提供美学价值完成视觉赋能、增加使用途径完成体验赋能、传递可持续信仰完成精神赋能(如图2)。

Figure 2. Renewable energy facility transformation pathway

2. 可再生能源设施变革路径

3.1. 美学变革:从可再生能源设施到可持续能源景观

传统的可再生能源设施系统规模庞大,高度超过100米的风电设施以及占据数万平方米土地的太阳能光伏板矩阵,成为最常见的外观。为应对如此规模的可再生能源设施带来的视觉干扰,“遮蔽”与“远离”成为暂时的消极逃避式解药[10]。开始逐渐出现在城市视野中的太阳能光伏小品,为可再生能源设施融入人居空间迈出了一小步,然而这种介入人居空间的方式,依然没有走出将其视为绿色基础设施的局限。背后掩藏的底层逻辑错误,是将可再生能源设施和美学对立而视的观念,这必然会阻碍其进一步发展[11]

可持续能源景观1作为景观化的可再生能源设施,摆脱了外观上的刻板形象,同时为城市景观增添了多样性。目前,太阳能光伏组件的技术突破,大大增加了视觉表现力与公众接受度[12]。形式丰富、美观、可感知的可持续性景观设计,可以吸引被日常工作生活所纠缠的城市人的注意力,或将人从过分刺激的电子世界中解脱出来[13]。对可再生能源设施外观进行颠覆性的美学变革,在物理空间中达成视觉层面的赋能,是使其走入人居空间,拓展应用场景的必要前提。

3.2. 协同创新:从垂直使用到全流程参与

现有的太阳能电站与风电场多集中在沙漠、戈壁与荒漠建设,虽然这种集中式发电模式对于低密度能源来说,可以提高生产效率,却存在诸多弊端。一方面,特殊的地理位置,容易受到极端天气的影响,对发电设施造成不可挽回的损坏,同时远程输送的过程将产生一定程度的能源与经济损耗。另一方面,将可再生能源转化成为电力,储存,并通过电网输送到电站成为其唯一的用途。这样仅以发电为目的的绿色基础设施,弱化了其进入人居空间的理由。公众与它的“交互模式”仍停留在垂直使用阶段,存在陌生、疏离、使用模式单一等问题。

设计行动主义视角下保护生态环境,有赖于同步引导公众的生态行为。设计师可以通过调动公众的积极性,达成可再生能源设施的体验赋能,即通过邀请公众参与不同阶段的设计,包括建设前的前期创意与决策环节,以及建成后的多维度使用与交互。通过在城市公共空间中找到可再生能源设施的定位,使公众在使用中了解其多重用途,完成其从视知觉到行为层面的跨越,进一步融入居民的日常生活。

3.3. 愿景构建:从物质空间到精神空间

城市空间具有精神和物质双重属性,对空间精神意义关注的不足,导致了一系列精神空间的生态性问题[14]。目前城市景观中,鲜有以可再生能源为创作契机,致力于丰富公众精神生态的项目。这就导致了可再生能源在公众心中缺乏认同感与依恋感,随之而来的困境是,对以能源结构转型推进可持续发展为目标的可持续能源景观介入的漠然甚至是反对。

对于处在前范式时期的可持续能源景观,在探索其形式与功能的同时,还需要同步思考如何通过设计承载塑造城市空间精神生态的职责。在触及深层审美空间的设计中,传递可持续发展的信仰,需要艺术化的表现手法唤醒人与自然的情感共鸣。在设计过程中既要利用可持续能源发电的基本功能,又要将其上升至传递自然规律、通达精神生态之美的高度,以完成设计对可再生能源设施的精神赋能。

4. 走向设计行动主义的可持续能源景观设计策略

为达成设计行动主义所倡导的颠覆性、参与性、可持续性以及将设计作为社会进步载体的号召,设计师赋能可持续能源景观的设计策略应从变革思路出发,将其应用到具体的场所中,形成可持续能源景观设计的创新方法。针对视觉赋能目标,可以依托公共艺术提升美学价值;针对体验赋能目标,可以与城市家具结合丰富使用场景;针对精神赋能目标,可以重构可持续能源动态视觉体验完成可持续信仰传递。

4.1. 公共艺术介入可持续能源景观

可持续能源景观的形式,必须是一种大众可以普遍接受并欣赏的艺术形式。公共艺术因其具有艺术性与公共性的双重属性,可以为设计师对可持续能源景观进行视觉赋能提供路径。尽管一般认为,公共艺术除了具有审美价值外,还有服务公众和文化价值引领等作用[15]。但我们认为,公共艺术之于可持续能源景观,最突出的价值仍在于为其外在形式提供了落脚点。首先,在太阳能光伏板颜色选择上,可以摒弃以深蓝色为主的压抑人工色系,转而使用色彩明亮,饱和度高,宜人性强的自然色系,给人以良好的主视觉效果。其次,在形态选择上,可以以自然植被或动物为形象参照,附加设计师的想象力进行创造。如树木,花朵等外形更易融入附近有绿植的空间,同时呼应植物光合作用的特性,为公众带来新奇的人境交互体验。最后,在主题选择上,可以提炼当地的城市文化与之相结合,描绘可持续未来的图景。在视觉赋能阶段可以同时关照意义的传达,充分发挥公共艺术的社会功能。如此构建的可持续能源景观,完全颠覆了以往工业化过重的冰冷形象和外观趋同的困境,以更具亲和力的形式给公众带来审美价值,完成了视觉赋能。

4.2. 可持续能源景观与城市家具结合

中国城市家具可分为公共照明、公共交通、公共服务、路面铺装、信息服务、交通管理六大系统,45类设施,对于符合未来发展趋势的城市家具会进一步纳入,以适应可持续发展[16]。将可持续能源设施与城市家具有机结合,可以形成具有复合功能的智慧能源景观,丰富居民体验的同时拉近与居民的距离。在前期决策阶段,可以选择问卷调查,网络投票,街道论坛等形式,获取居民对于可持续能源景观需求的真实想法,再有针对性地进行植入与铺排。在设计中期阶段,得益于可持续能源应用的广泛性,设计师可以从不同类别的城市家具中,找到合适的定位(如图3):如在公共照明系统中,利用太阳能进行白天贮能与夜间供电;在公共交通,公共服务,信息服务等类别的城市家具中,形成自给自足的应用模式,为居民生活提供便利;在路面铺装中运用电磁技术,居民通过踩踏发电,将动能转化为电能,为附近设施供电。最终,在投入使用阶段,居民的生活方式因为设计师的“干预”已被潜移默化的改善。认知心理学的研究表明,认知可以改变行为,同时行为也可以增强认知。居民在使用植入可持续能源的城市家具时,本质上已经完成了生态行为,生态意识也会同步加深。

Figure 3. Sustainable energy landscapes combined with urban furniture

3. 可持续能源景观与城市家具结合

4.3. 重构可持续能源动态视觉体验

可持续能源景观的视觉体验是动态的,太阳能设施产生的炫光,与风力涡轮机转动的叶片,被视为产生视觉影响的因素之一[17]。然而,如果充分利用这一特性,将可持续能源通过设计转化为城市中的可见性要素,则可以化被动的视觉影响为引发深层生态审美体验的契机。以太阳为生产动力的可持续能源景观,可以从两个角度切入设计,一方面,利用物件的旋转与倾斜,追踪阳光角度的变化,以演绎地球自转和绕太阳公转的自然规律;另一方面,利用可以展示太阳光影变化的固定物件,阐释太阳在一天中变化的轨迹,以光影的移动表达时间流逝,唤起公众对自然能源的感知。以风力为生产动力的可持续能源景观,可以摆脱传统三叶片的形式,转而应用压电效应原理,将能源设施随风而动产生的张力与压力转化为电能。这样的设计使原本规律旋转的动态效果转化为具有随机性,空间性的自然视觉体验,巧妙地融于人居空间中。通过将能源生产的主体:阳光与风,以不同寻常的方式呈现于城市公共空间中激励居民交互,建立人与可持续能源的生态关联,达成精神赋能。这样以对自然的“深邃之形”的审美为逻辑起点,洞见自然形式背后的内在生命进程,才是真正意义上的以生态救赎为使命的自然生态审美[18] [19]

5. 可持续能源景观典型设计案例研究

以下将介绍3个不同类型的可持续能源景观设计案例,包括已经实施的项目以及极具前瞻性的创意概念设计,分别是:“感知能量”艺术装置、荷兰设计周太阳能馆、花的力量–永远绽放。这些案例在不同的城市公共空间中,运用设计行动主义策略,完成了设计师赋能可持续能源景观的目标,从不同维度展现了可持续能源与人居空间高质量融合的可能。

5.1. “感知能量”艺术装置(Feeling the Energy)

公园是居民休闲漫步,享受阳光的重要场所。2022年米兰设计周的“感知能量”项目,旨在邀请人们在充满奇幻氛围的能量公园中漫步,美观的视觉感受与有趣的能源互动体验是该项目的核心。设计团队利用500米长的弯曲铜管,勾勒出游客在园中的行动路线,铜管同时还串联起色彩各异的有机光伏板,包括垂直于地面形成隔断的有机光伏板和面向阳光的小型彩色光伏板。它们经过阳光的照耀,在地面投射出绚丽的彩色光影,引起游客互动拍照(见图4图5)。人们还可以通过手动调整这些光伏板的方向,达到节约能源的效果,由此引发对能源效率的思考。除此之外,铜管上还安装了水雾器,树干上的传感器感知到游客经过,会自动激活水雾器开关,为公众提供清凉,同时还可以滋养植物。到了夜间,白天收集贮存的能量转化为照明所需的电力,可以点亮整个公园,形成自给自足的能量闭环。“感知能量”艺术装置从视觉赋能出发,应用艺术化的可再生能源设施调动游客的探索欲,再将科技元素与能源装置结合,使游客在玩耍过程中充分挖掘与能源互动的契机,进一步完成了体验赋能。

5.2. 荷兰设计周太阳能馆(Solar Pavilion)

关于太阳能,公众的理解往往停留于一种技术或功能,如何将太阳能艺术地融入生活,让居民热爱并拥抱它,成为一个挑战。荷兰设计周太阳能馆是一个具有诗意的实用主义展馆,设计师通过创造新的体验,将自然现象以不言自明的方式呈现给公众。展馆由坚固的钢结构组成,钢材没有经过任何处理,所有连接元素都被保留在视线之内,可以让参观者看到它们是如何运转的。展馆顶部由380块彩色太阳能电池板构成,参观者可以通过梯子爬到与电池板齐平的地方,触摸这些板材,此时公众仿佛置身于能量交汇处,形成对太阳能新的认知(见图6)。此外,太阳的光和热所产生的能量,使白天的热闹氛围一直持续到夜幕降临,44盏LED灯在黑暗中被点亮,凹室家具通过红外线面板为游客提供温暖,展馆内部

Figure 4. Visitors taking photos in the colorful projection of solar photovoltaic panels

4. 游客在太阳能光伏板的彩色投影中拍照

Figure 5. Colorful light cast by organic photovoltaic panels

5. 有机光伏板投下的彩色光影

变成一个可供聚会与辩论的舞台(见图7)。太阳能馆从自然中获得能量进行运转,生动地描绘了太阳的能量与协作,公众在白天的互动与夜间对太阳能的使用中,与设计师共同完成了对可持续能源的体验赋能与精神赋能。

Figure 6. Public in solar panels

6. 公众置身太阳能电池板之中

Figure 7. Public events at night with electricity produced by solar energy

7. 夜间公众借太阳能生产的电力举办活动

5.3. 花的力量–永远绽放(Flower Power - Forever in Bloom)

象征幸福与希望的矢车菊作为德国的国花,常常因为其美丽的外在形态获得人们的青睐。LAGI2022 (The Land Art Generator Initiative)设计竞赛作品:花的力量–永远绽放,以矢车菊为基本形态,在花园中布满了利用风能与太阳能发电的雕塑,成为标志性地标吸引游客前来。矢车菊的表现形式分为两种(见图8图9),一种是由压电织物制成的花头,刮风时,花瓣相互接触可将风产生的动能转化为电能。这些能量将通过花簇的底部向下转移,进入一个存储单元,并与连接公园内所有花雕的电网相连。总计4000朵压电花分布在公园各处,主要集中在风道沿线和节点,以提高效率和能源生产;另一种是光伏花形式的矢车菊,同样选用一系列蓝色色调还原矢车菊的美丽,收集的能量可供整个公园使用。光伏花花茎上安装免费的移动电话和笔记本电脑等设备的充电点,将公园变成适合工作和社交的场所。这个项目还有一个令人惊喜的创意点:设计师在花瓣上加入了人工生物发光,可以通过运动激活,夜晚蓝色的矢车菊随风摇曳,为游客提供照明的同时带来具有包容性、安全性、可持续性的生态体验。该项目通过在自然植物形象中植入可持续能源,达成了视觉赋能的效果。同时因其对风能浪漫的诠释给游客带来了新奇的生态审美体验,公众对能源生产进行深入的思考,同样达成了精神赋能的目的。

Figure 8. Two forms of cornflower energy landscape

8. 两种形态的矢车菊能源景观

6. 结语与讨论

作为以解决问题为使命的设计师,厘清可持续能源景观发展困境并采取行动,是解决当今气候危机必须跨越的一步。设计行动主义关注设计师的能动性,强调颠覆已有范式而寻找新的解决方案。为解决

Figure 9. Principle of power generation

9. 装置发电原理

可再生能源设施部署的困境,本研究梳理出设计行动主义视角下,设计师赋能可再生能源设施的变革路径及设计方法,即从美学变革出发,通过公共艺术介入达成视觉赋能;从协同创新出发,通过与城市家具结合达成体验赋能;从愿景构建出发,通过可持续能源动态视觉体验完成精神赋能。为设计师推动可持续能源景观融入城市公共空间,助力可持续发展提供了一定的参考。

到目前为止,可持续能源景观的概念在公众群体中,还存在陌生与模糊性。可持续能源景观融入人居空间不仅需要自身变革,城市规划领域也需以拥抱的姿态接受“新事物”的加入,甚至在规划阶段就将可持续能源景观纳入可能。本文所探讨的革新策略,是基于不破坏现有景观质量的考量,所做出的一系列努力。我们更期待看到,未来的人居空间规划中已主动地为可持续能源景观敞开大门,这需要更多的设计实践与研究共同推进。

注 释

①图1~3来源:作者绘制

②图4、图5来源:网页引用,https://carloratti.com/

③图6、图7来源:网页引用,https://v8architects.nl/

④图8、图9来源:网页引用,https://landartgenerator.org/index.html

NOTES

1荷兰瓦赫宁根大学Sven Stremke于2010年对可持续能源景观进行了定义:“完全依靠可再生能源的利用来维持的物理环境。要使景观是可持续的,能源供应必须不能危害景观服务设施、生物多样性和景观质量。”张惠青在博士论文《可持续能源景观审美创作范式研究》中对可持续能源景观的审美创作范式进行了探讨。

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