《工业生态学》第八章-面向环境的设计01

面向环境的设计的概念如何实施面向环境的设计面向环境的产品设计策略及实施方法第八章面向环境的设计导读：面向环境的设计（designfortheenvironment,DfE）是产品设计的一种新理念，它要求所设计的产品从原材料获取、生产、运输、使用到产品报废/回收的整个产品生命周期内不产生或少产生不良环境影响。它一方面要求尽量减少不可再生资源、有毒物质、不可替代材料、交叉/复合材料以及能源的使用；另一方面强调在产品的整个生命周期内要尽量减少各种废物的排放，尽量减少对生产者、使用者及相关人群的影响。基本理论思想基本理论基础是产业生态学中的工业代谢理论和生命周期思想。在产品开发阶段综合考虑与产品相关的生态环境问题，设计出即对环境友好的，又能满足人们需求的一种新的产品设计方法。所遵循的基本准则环境准则：在产品设计中必须把环境因素作为一个重要的因素考虑在内，主要包括降低物质消耗、降低能源消耗、减少废弃物产生、降解生态综合治理成本等。费用准则：不仅考虑产品的制造成本，还应把产品的生态成本和使用成本考虑在内，从而提高产品的生命力。功能准则：充分考虑绿色消费者的需求，并具备绿色消费者所需要的新功能。美学准则：产品要符合消费者的美学价值观，充分考虑产品包装过度所造成的浪费，以及对环境的景观美学影响。所遵循的基本准则产品设计与环境问题原材料采掘原材料生产产品制造产品使用产品用后处理资源消耗、能源短缺资源消耗、能源短缺输入原材料、能源输入原材料、能源输出（三废）输出（三废）环境污染环境污染摇篮大门坟墓DfE要实现的目标减少产品和服务的物料使用量。减少产品和服务的能量使用量。减少有毒物质的排放。加强物质的循环使用。可持续地利用和再生资源。提高产品的耐用性。产品生态设计与传统设计的区别比较因素生态设计传统设计设计依据设计人员设计思想设计工艺设计目的所得产品环境效益和产品性能、质量、成本要求传统设计人员、生态学家和环境学家在产品构思和设计阶段，要考虑降低能耗、资源再生利用和保护生态环境在产品制造和使用过程中，尽量不产生毒副作用。利用产品可拆卸性和可回收性，保证减少最好的废弃物。为环境而设计绿色产品或绿色标志产品性能、质量和成本要求传统设计人员很少或根本不考虑节省能源、资源再生利用和对生态环境影响产品在制造和使用过程中不考虑回收，用完就扔掉为制造而设计传统产品产品生态设计新的思想和理念（1）以人为中心的产品设计转向既考虑人的需求，又考虑生态系统的安全性；（2）在产品开发概念阶段，就引进生态环境质量，并与传统的设计因子如成本、质量、技术可行性、经济有效性等进行综合考虑；（3）将产品的生态环境特性看作室提高产品市场竞争力的一个重要因素，在产品开发中考虑生态环境问题。2020/4/2410面向环境的产品设计策略和具体方法（1）开发新的产品理念（2）原材料的选择（3）产品的可拆卸设计（4）产品的可维护设计（5）生产技术的优化与节能设计（6）产品的包装与配送设计（7）产品废弃阶段的设计（1）开发新的环境理念减物质化产品共享功能集成功能优化2020/4/24112020/4/2412（1）开发新的环境理念减物质化：减物质化不仅仅是让产品更小，而是包括用能满足同样功能的非物质的方式来替代物质化的产品。如由因特网提供的电子邮件设备就是一种改进的通讯结构，排除了纸张和传真的使用，复印机出租、地毯出租等增加服务功能的同时，而不相应增加物质消耗。共享单车2020/4/24132020/4/2414功能集成：几种功能或产品综合一种产品，就可节约大量的材料和空间。如电话机、传真机和电话应答机可用一种集成的电话-传真-应答机来取代；笔记本电脑把键盘、显示器和硬盘综合成一台小的电脑；电视荧屏可用作计算机显示器。（1）开发新的环境理念2020/4/2415产品和部件的功能优化：辅助功能的产品所要表达出来的品质或品味可以用更好、更环保的方式来实现。如化妆和香水等物品的包装经常是过度精细，给人以高贵的感觉，这种目标实际上可以通过智能化的设计来达到。（1）开发新的环境理念戴尔(DELL)推出一款迷你型的台式机——DellStudioHybrid，个小，丰富多彩和绿色理念。从总体外观上来说，并不是一个很陌生的形式，一个两头半圆过渡的扁形柱体加上一个简洁设计的外套，这个外套的后端超出机壳一截，尺寸大小是196.5×71.5×211.5mm(含外套)，比普通的迷你台式机小80%。DellStudioHybrid有6种颜色的半透明塑料（丙烯酸）外套供选择（Emerald翡翠绿，Ruby宝石红，Sapphire宝石蓝，Topaz宝石黄，Slate石板灰，Quartz石英灰），另外还有竹子材料做成的外壳，虽然在绿色设计中竹子是常见的材料，在数字消费品上的设计上也比较常见，但是在批量上市的产品中还是较少见。DELL现在已经将环保绿色作为产品设计的一个元素（也可以说没有一个厂家说不），除了外观材料作为传递这种理念的窗口（事实上用材和绿色是比较复杂的问题，就像消费和环保），DellStudioHybrid还在其他方面在绿色理念上有所突破，比如节能，它的耗电量比普通的迷你机70%还少，不超过65瓦，同时外包装材料使用上和能源之星(EnergyStar)4.0标准相比，重量减轻30%，95%是可回收的，里面的材料（手册类）也减轻了75%，另外还增加了回收工具包。2020/4/2417产品共享：几个人共同使用一种产品而实际上不拥有这种产品，这样产品的使用会更高效。如在瑞士和荷兰的轿车共享系统。荷兰汽车协会在1994年开发了一种叫车系统。订户每年订一次，只缴纳轿车使用成本。在这种系统中，大约15人使用一辆轿车。由于使用强度增加，所以这种轿车一般5年左右就要替换一次，而家庭轿车可用20年。共享轿车的环境价值在于它可用环境影响更小的新技术来及时替代老的技术。轿车的维修和养护集中进行，效率更高、更及时。最后，由于用车情况的调整，人们会减少运行的里程。荷兰汽车协会的行动已经鼓舞了大约10家其他荷兰组织来建立类似的轿车共享系统滴滴打车租车服务（1）开发新的环境理念2020/4/2418（1）原材料选择所需考虑的因素可清洁的材料；可更新的材料低能源成分的材料可再循环的材料（2）原材料的使用对环境的影响（2）原材料的选择利用风能发电的大桥利用风能发电的环保车菲律宾SanPablo建成的亚洲第一所用塑料矿泉水瓶建造的学校关于塑料瓶的再设计搅拌棒和咖啡包二合一采光良好造价低2010年温哥华冬奥会的奖牌设计，它将是第一款环保奖牌、第一款曲面奖牌、第一款非圆形奖牌，同时还是历史上最重的奖牌。除了传统的金银铜金属材料外，生产方将使用回收的CRT显像管、计算机零件和电路板，将其粉碎加工后掺入奖牌中，以彰显奥运对环保问题的关注。此外，这届冬奥会奖牌为圆形，冬季残奥会奖牌为圆角方形，也是奥运史上的第一次。而奖牌重量将达到500至576克，是奥运历史上最重的奖牌DrillDesign（用户体验设计）推出新款的凳子，采用木质单板和可循环利用的纸张制成。该款凳子不仅强调自身重量和承受力，还特别注意了凳子的高度，适合各种身高的人群。同时，凳子本身还可以自由拆卸，安装在需要的空间。2010年的哥本哈根气候大会又一次让全世界的人们更加关注地球环境正面临的问题，作为共同生活在地球上的每一个人都可以从身边的小事做起，一度电甚至一滴水的节约都是为环保做出的贡献。Ice-scream（冰雪的呐喊）的设计概念，是把冰激淋的木片做成北极熊和南极企鹅的形象，在冰棍被吃掉的过程中渐渐探出头来，像是受到外界的惊扰。木片上还烙着Weneedwarmth，weneedmoreice（我们需要温暖的呵护，但我们更需要冰雪），Donotreduceourhomeland(请不要减小我们的家园）。以此呼唤人们内心的环保意识，更多关注全球气候问题给地球两极生物带来的灾难。在抽取卷在四角形纸管的卫生纸时，一定会一位产生阻力而发出“嗒哒-嗒哒-嗒哒”的声音。若是平常的圆筒纸，主要轻轻一拉就可以很顺滑的抽下纸张来。这个设计的用心之处在于它造成的不便：因为四角形的卫生纸卷筒会产生阻力，这种阻力发出的信息和实现的功能便是节约的能源。另外，由于圆形的卫生纸在排列时，彼此间会产生很大的间隙，但是四角形的卷筒卫生纸就不会产生这一问题，这就使得人们在搬运或收藏卫生纸时也可以节省空间。作者并不是想把世界上的卷筒卫生纸都改变成四角形的，而是让大家注意到“四角形卷筒卫生纸”所代表的“批判性”。因为设计具有一种批判性。2020/4/2428（3）产品的可拆卸性设计在满足功能要求和使用要求的前提下，尽可能采用最简单的结构和外形，而且组成产品的零部件材料种类尽可能少；采用易于拆卸的连接方法；拆卸部位的紧固件数量要尽可能少；尽量避免零件表面的二次加工；减少产品中所用材料的种类并在模具上模压出材料的代号标识，以便于今后的分类回收。可拆卸家具的特点（1）设计的标准化，通用化，模块化（2）简化零部件（3）标准规格的包装（4）易于安装（5）多种功能的转换（6）易于拆卸（7）回收时易于回收处理可拆卸家具可拆卸设计，节约运输空间与成本宜家的平板包装模式平板包装的鼻祖“thonet椅子”1859年，奥地利人索耐特（MichaelThonet1796-1871）就设计了第一把可以组装并且得到量产的椅子：Thonet214。这把椅子利用蒸气曲木技术制作，所有零部件都可以拆装，方便运输及工业化生产。Thonet214至今已经生产超过5000万把，被称为“thechairofallchairs”，它的成功不仅代表技术、生产方式的进步，更是现代设计理念的进步。平板包装的鼻祖“thonet椅子”向“thonet”致敬的椅子设计尽量减少产品运输体积产品尽可能能够方便的拆卸分离，以减少运输时所占的空间体积，进而降低运输成本。芬兰设计大师阿尔瓦•阿尔托1930年为维堡图书馆设计的一种叠落式圆凳，方便运输。可拆卸设计任意搭配桌子，扩展了产品功能，满足了用户的多方位需求，从而节约了资源，实现了绿色设计。其他的平板包装使用最简单的楔子、挂、锁等结构设计的一系列木制家具儿童床设计多功能转化儿童床设计多功能转化2020/4/2441（4）产品的可维护设计零部件应该可以修理或更换，最好由消费者自己完成；应该通过可更换模块部件来完成系统升级，并且不需要采购其他部件；日常维修所产生的废物应该不含有毒物质，并应尽量减少废物量。制造商应确保具备相应的基础设施，以恰当处理维修所产生的废物和废弃部件。尽量使连接件统一彼此插接连接构成凳子的支撑部分，易于装配与拆卸多种不同的连接方式，装配拆卸不便减少连接件数量与零部件，使得产品易于组装。尽量减少连接件便携沙滩椅连接件少，组装拆卸快捷，为插接连接件多，且多处铆接合并功能相似或者结构上能够组合的零部件。优化选用标准件，降低对拆卸工具的要求。卡扣连接便于装拆螺纹连接难于装拆易于拆卸维修一键开箱，徒手操作磨砂螺钉，徒手操作一般螺钉，需螺丝刀易于拆卸维修成长椅通过拆卸设计可以满足一个人从小到大，人体变化的不同需要，延长了产品的使用寿命。成长椅通过拆卸满足用户多种需求模块化设计每个插座都做成了一个圆形的模块，模块之间虽然彼此连接，却可以水平方向随意弯折，从而更好的适应不同的需求。模块化设计petermarigold模块化设计petermarigold2020/4/2450污染预防技术包括以下几方面：工艺调整：改变工艺来最小化或消除废弃物的产生。技术调整：改变制造技术来最小化或消除废弃物的产生。强化内部管理：改善日常维护和操作过程以减少和消除废弃物的产生。（5）生产技术的优化与节能设计2020/4/2451原材料替代：改变工艺使用的原材料来减少废弃物的数量或潜在风险。就地再用：在工厂内回收利用残余物；异地再用：在其他地方循环利用残余物.（5）生产技术的优化与节能设计2020/4/2452（2）工艺分析工艺设计