现代设计理论与方法-课件 第8章绿色设计.ppt

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第8章绿色设计,GreenDesign,内容简介,第8章绿色设计,随着世界能源的过度消耗和环境污染的日益加剧，绿色设计已日益受到各国政府和工程设计界的重视，现已发展成为一种新的现代设计方法。

本章主要介绍了如下方面内容：

绿色设计的概念绿色技术，绿色产品，绿色制造绿色设计的内容和方法,8.1概述,绿色设计（GreenDesign，简称GD），也称为生态设计、环境设计、生命周期设计或环境意识设计。

尽管各国的提法不同，但其内涵大体一致。

绿色设计现已发展成为一种新的现代设计方法。

绿色设计基本思想是：

在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品设计目标和出发点，力求产品对环境的影响为最小。

因此，绿色设计是这样一种设计：

即在产品整个生命周期内，着重考虑产品的可拆卸性、可回收性、可维护性、重复利用性等，同时保证产品的功能、经济、质量和使用寿命等要求。

图8-1所示为绿色设计的体系结构。

图8-1绿色设计的体系结构,图8-a绿色奥运，人文奥运,当今，“绿色”一词已成为人们关注的重要问题和向往的未来。

图8-3中国的绿色标志,图8-4其它国家的绿色标志,德国蓝色天使标志加拿大环境选材标志,

（1）绿色设计是针对产品整个生命周期。

传统的产品生命周期是从产品的生产到投入使用，有时也称为“从摇篮到坟墓”的过程；绿色设计将产品的生命周期延伸到了产品使用结束后的回收重用及处理处置。

（2）绿色设计是并行闭环设计。

传统设计是串行设计过程，其生命用期是指从设计、制造直至废弃的各个阶段，而产品废弃后如何处理处置则很少被考虑，因而是一个串行开环过程。

而绿色设计的生命周期除传统生命周期各阶段外，还包括产品废弃后的拆卸回收、处理处置，实现了产品生命周期阶段的闭路循环，而且这些过程在设计时必须被并行考虑。

因而，绿色设计是并行闭环设计。

绿色设计的特点主要表现为如下方面：

（3）绿色设计有利于保护环境，维护生态系统平衡。

绿色设计有利于保护环境，维护生态系统平衡。

设计过程中分析和考虑产品的环境属性是绿色设计区别于传统设计的主要特征之一，因而绿色设计可从源头上减少废弃物的产生。

绿色设计可以减少不可再生资源的消耗。

由于绿色设计使构成产品的零部件材料可以得到充分有效地利用，在产品的整个生命周期中能耗最小，因而减少对材料资源及能源的需求，保护了地球的矿物资源，使其合理持续利用。

（4）绿色设计可以减少不可再生资源的消耗。

（5）绿色设计的结果是减少了废弃物数量及其处理的棘手问题。

绿色设计的结果是减少了废弃物数量及其处理的棘手问题。

工业化国家每年要生产大量的垃圾。

垃圾处理则成为颇为棘手的问题。

通常采用的填埋法不仅占用了大量土地，而且还会造成二次污染。

据美国全国科学院的调查，从地下挖掘出来的东西有94在几个月之内就被扔进了垃圾堆。

而发展中国家要处理大量的垃圾，不仅技术上而且经济上都有定的难度。

绿色设计将废弃物的产生消灭在萌芽状态，可使其数量降低到最低限度，大大缓解了垃圾处理的矛盾。

表8-1绿色设计与传统设计的比较,8.2绿色技术,绿色技术的出现最早可追溯到20世纪60年代，不过直到1994年E.布劳恩和D.威尔德才首先提出了环境友善技术（EnvironmentalSoundTechnology）的概念，并以此涵盖了几乎所有与环境有关的技术，也有学者称之为绿色技术（GreenTechnology）。

绿色技术是一种对环境友好、节约资源、节约能源以及减少污染的可以持续利用的技术。

绿色技术的内涵反映在以下几个方面：

（1）绿色技术是一种现代技术体系。

（2）绿色技术是种“无公害化”或“少公害化”的技术。

（3）绿色技术生产出来的产品应该有利于人类的健康和福利，有利于人类文明进步。

学习和应用绿色设计，则不得不先了解“绿色技术”。

（1）绿色技术是一种现代技术体系。

这种技术体系不同于人类的蒙昧时代、野蛮时代或农业文明时代的原始技术，同时，它又是一种技术体系，不是专指某一种技术或产业部门的技术。

（2）绿色技术是种“无公害化”或“少公害化”的技术。

即无害于人类赖以生存的自然环境的技术。

这主要体现在绿色技术功能与环境功能的一致性广。

因此，防止与治理环境污染，有利于自然资源生态平衡的技术均是绿色技术，这是判定绿色技术的生态标淮或环境标准。

（3）绿色技术生产出来的产品应该有利于人类的健康和福利，有利于人类文明进步，这是判定绿色技术的社会标推。

绿色技术就是最大限度地节约资源和能源，减少环境污染，有利于人类生存而使用的各种现代技术、工艺和方法的总称。

绿色设计与绿色制造是绿色技术的核心内容。

绿色设计是面向产品全生命周期的设计。

为了消除或减轻环境污染，现代社会要求产品制造企业必须考虑如何通过再循环和重复利用来适当地处置产品（如图8-2的下半部分从右向左的流程过程），并把产品废弃问题，如回收与拆卸作为设计需求纳入其设计过程。

图8-2产品生命周期的阶段与环境的关系1直接再循环或重复利用；2可直接利用成分的再制造；3再循环材料的再加工；4单体原材料再生,将图8-2作为整体考虑即为绿色设计的产品生命周期。

因此，绿色设计的产品生命周期是指：

从原材料生产、产品生产制造、装配、包装、运输、销售、使用直至回收重用及处理所涉及的各个阶段的总和。

绿色设计的产品生命周期一般包括以下几个阶段：

（1）原材料获取阶段；

（2）绿色产品的规划、设计与生产制造阶段；（3）产品的分配和使用阶段；（4）产品维护和服务阶段；（5）废弃淘汰产品的回收、重用及处理处置阶段。

8.2.1绿色产品,绿色产品是20世纪80年代后期世界各国为适应全球环保战略，进行产业结构调整的产物。

绿色产品（GreenProduct，GP）又称为环境协调产品，是相对于传统产品而言。

绿色产品是绿色设计的最终体现，它是产品绿色程度的载体。

目前国内外虽对绿色产品尚无确切的定义，但较多的学者认为：

所谓“绿色产品”是指：

使用绿色材料、通过先进的绿色设计及制造方法、采用绿色包装生产的一种节能、减耗、减污或无污的环境友好型产品。

在其生命周期全过程中，符合特定的环境保护要求，对生态环境无害或危害极小，资源利用率最高，能源消耗最低的产品。

1.绿色产品的概念,从绿色产品的这些内涵可以看出，绿色产品是环境友好型产品，这是绿色产品区别于一般产品的最重要特征，通常用“绿色度”来表明这种友好性的程度。

绿色产品的“绿色度”体现在产品的生命周期全过程，而不是产品的某一局部或某一阶段。

绿色产品的内涵体现在以下三个方面：

节约资源和能源；保护生态环境，有利于人类的安全与健康。

2.绿色产品特点,环境友好性,绿色产品的友好性通常用“绿色程度”来表明，这种友好体现在产品的生命周期全过程，而不是产品的某一局部或某一阶段。

具体体现在以下三个方面：

优良的环境性能，即产品从生产到使用乃至废弃回收处理的各个环节都对环境无害或危害最小；充分有效地利用材料资源，即绿色产品应尽量减少材料的使用种类和数量，特别是稀有贵重材料和有毒有害的材料。

在满足产品功能的条件下，尽量简化产品结构，尽可能是产品中的零部件能最大限度地再利用；有效利用能源，绿色产品在其生命周期的全过程中应充分有效利用能源，尽量减少能源消耗。

生命周期的“多代性”,绿色产品的生命周期是从“摇篮到再现”（Cradle-to-Reincarnation）,的过程，它是对普通产品生命周期的扩展，即绿色产品的生命周期除设计、制造、使用外，还应包括废弃（或淘汰）产品的回收、重用及处理处置阶段。

它是包括产品生命周期各个阶段的闭环系统，一般主要包括五个过程：

绿色产品规划及设计开发过程；绿色产品的制造与生产过程；绿色产品使用过程；产品维护和服务过程；废弃淘汰绿色产品的回收、重用及处理处置过程。

绿色产品的生命周期不但包括本代产品的生命周期的全部时间，而且还包括报废或停止使用以后各代产品中的循环使用或循环利用的时间。

时效性,区域性,绿色产品是一定时代的产物。

随着科技发展不断提高，人们的要求不断提高，产品的环境行为改善，绿色产品认证标准指标的阈值也将提高，原有的绿色产品在一定的时期内符合绿色产品认证标准，而经过一个时期，就不再是“绿色产品”。

目前，由于各国的生产技术存在一定的差距，绿色产品衡量标准不尽相同，虽然在一些国家或者地区，某产品按本国或者地区的绿色产品衡量标准是“绿色产品”，但是到另外一个国家或地区，可能就不是“绿色产品”。

8.2.2绿色制造,绿色制造（GreenManufacturing）又称环境意识制造化、面向环境的制造等。

由于绿色制造的提出和研究历史较短，其概念和内涵尚处于探索发展阶段，因而至今还没有统一的定义。

1.绿色制造的概念,但较多学者认为：

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。

绿色制造涉及的问题有三部分：

一是：

制造问题，包括产品生命周期全过程；二是：

环境保护问题；三是：

资源优化利用问题。

绿色制造是这三部分内容的交叉，如图8-5所示。

图8-5绿色制造的问题域交叉情况,2.绿色制造的特点,绿色制造具有以下几个方面的特点：

（1）具有系统性绿色制造系统与传统的制造系统相比，其本质特征在于绿色制造系统除保证一般的制造系统功能外，还要保证环境污染为最小。

（2）突出预防性绿色制造是对产品和生产过程进行综合预防污染的战略，强调以预防为主，通过污染物源削减和保证环境安全的回收利用，使废弃物最小化或消失于生产过程中。

（3）保持适合性绿色制造必须结合企业产品的特点和工艺要求，使绿色制造目标符合企业生产经营发展的需要，又不损害生态环境和保持自然资源的活力。

（4）符合经济性通过绿色制造，可节省原材料和能源的消耗，降低废弃物处理处置费用，降低生产成本，增强市场竞争力。

在国际上，绿色产品已获得越来越广泛的市场，生产绿色产品或环境标志产品必然使企业在国际市场上具有更大的竞争力。

（5）注意有效性和动态性绿色制造从末端治理转向对产品及生产过程的连续控制，使污染物产生最少化或消失于生产过程之中，综合利用再生资源和能源、物料的循环利用技术，有效地防止污染再产生。

8.3绿色设计的内容和方法,8.3.1绿色设计的内容,绿色设计的内容一般包括如下方面：

绿色材料及其选择产品的可回收性设计产品的可拆卸设计绿色包装设计绿色产品的成本分析绿色产品设计数据库与知识库,1.绿色材料及其选择,绿色材料选择的三个原则是：

优先选用可再生材料，尽量选用回收材料，提高资源回收率，实现可持续发展；尽量选用低能耗、少污染的材料；尽量选择环境兼容性好的材料及零部件，避免选用有毒、有害和有辐射特性的材料，所用材料应易于再利用、回收、再制造或易于降解。

绿色材料是指在满足一般功能要求的前提下，具有良好的环境兼容性的材料。

绿色材料在制备、使用以及用后处置等生命周期的各阶段，具有最大的资源利用率和最小的环境影响。

2.产品的可回收性设计,可回收性设计是在产品设计初期应充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法、回收处理结构工艺性等与回收性有关的一系列问题，最终达到零件材料资源、能源的最大利用，并对环境污染为最小的一种设计思想和方法。

可回收性设计的内容主要包括以下几个方面：

（1）可回收材料及其标志；

（2）可回收工艺及方法；（3）可回收性经济评价；（4）可回收性经济设计。

3.产品的可拆卸设计,可拆卸设计是一种使产品容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法学。

可拆卸性是绿色设计的主要内容之一，也是绿色设计中研究较早且较系统的一种方法，它研究如何设计产品才能高效率、低成本地进行组件、零件的拆卸以及材料的分类拆卸，以便重新使用及回收，它要求在产品设计的初级阶段就将可拆卸性作为结构设计的一个评价准则，使所设计的结构易于拆卸，因而维护方便，并可在产品报废后可重用部分充分有效地回收和重用，以达到节约资源和能源、保护