绿色产品设计与可持续发展

绿色产品设计与可持续发展

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刘志峰　刘光复(合肥工业大学)

1　概述

工业生产的发展为人类创造了新的物质文明,但同时也带来了一系列环境问题。环境污染、资源枯竭、生态破坏以及诸多全球性环境问题,它们以各种途径制约经济的持续发展,威胁人类的生命安全,终于使人们警觉到:只顾发展不顾环境的传统模式是不能持久的,有害于人类的长远利益。在现实生活中,从大气、水源、噪音的污染到海洋的“赤潮”现象;从有害的“酸雨”到高层建筑群的“高楼风”公害,外界自然环境的破坏、资源的不可再生等来自大自然的警告以及社会再生产系统中由于过度消费造成的不可逆后果,已经制约了企业再生产的继续,制约了企业的发展。对企业的产品,人们将会从环保的角度来进行审视,除了关心产品质量、寿命、功能以外,更加关心产品造成的环境污染。那种传统的靠大量消耗资源得以支撑的工业发展模式,必须代之以资源节约型的在环境和资源基础上都可以长期支持的新型工业发展模型。

人类需求和欲望等的满足以及生物圈承受人类活动的能力的制约,使企业逐渐意识到社会经济协调发展,保护和改善生态环境的紧迫性和重要性。为了保护地球——人类赖以生存的唯一星球,我们必须走可持续发展的道路。

2　可持续发展的概念及其内涵

要实现经济的快速增长,就必须有大量的投

入。而目前的经济增长方式主要以自然资源和劳动力为主要投入手段。这种以自然资源的高投入、高消耗为特征的短期粗放型经济行为可以取得一时的发展(高产值、高消益),带来经济的繁荣。但从长远来看,它却存在着以下弊端;(1)导致了人们为了眼前的经济发展,不计自然资源成本,导致过度使用甚至大量浪费;(2)相对于经济发展而言的自然资源不仅仅具有经济资源的价值。这是因为自然资源同时又是地表环境和大生态系统的组成部分。

粗放型经济增长方式不仅大量消耗、浪费了地球的不可再生资源,而且资源消耗和工业废弃物造成的环境污染是对人类生态系统的破坏,将造成生态系统失衡,直接威胁人类的生存。而可持续发展是一种以高技术努力降低自然资源消耗,千方百计节约自然资源,把环境保护和自然资源统筹考虑的发展,是一种更高层次、更高质量的健康发展,也即在生产时尽可能少投入、多产出,在消耗时多利用、少排放。

可持续发展的最广泛定义是“人类应享有以与自然相和谐的方式过健康而富有生产成果的生活的权利”,并“公平地满足今世后代在发展与环境方面的需要”。可持续发展的内涵深刻,内容丰富,但它具有两个最基本的要点:一是强调人类享有追求健康而富有生产成果的生活权利,但这应该是和坚持与自然相和谐方式的统一,而不应当是凭借着人们手中的技术和投资,采取耗竭资源、破坏生态和污染环境的方式来追求这种发展权利的实现;二是强调当代人在创造和追求今世发展与消费的时候,应当承认并努力做到使自己的机

1《机械设计》1997N o 1 设计领域综述 ΞΞ

Ξ安徽省自然科学基金资金项目。

会与后代人的机会相平等,不能允许当代人一味地、片面地、自私地为了追求今世人的发展与消费,而毫不留情地剥夺后代人本应享有的同等发展与消费的机会。

因此,人们在转变传统发展模式、实行可持续发展战略的时候,必然纠正过去那种单纯靠增加投入加大消耗实现发展的模式和以牺牲环境来增加产出的错误作法,从而使经济发展更少地依赖地球上有限的资源,而更多地与地球的承载能力达到有机的协调。

3　绿色产品设计是可

持续发展的必然

要实现可持续发展,就要求企业改变传统的生产方式和经营观念,走可持续生产之路,即对每一种产品的产品设计、材料选择、生产工艺、生产设施、市场利用、废物产生和售后服务及处置都要有环境意识,都要有可持续发展的思想。

过去判断企业的市场竞争力只需研究其生产成本、生产周期、产品质量就足够了,而如今从可持续发展的观念,还必须把产品的制造技术和对环境的重视这两点与上述三点以同等重要程度来考虑,也即为了获得市场竞争力,企业必须做到五点:生产成本低、生产周期短、产品质量高、技术水平高、不影响生态环境,即进行绿色产品设计。3.1　绿色产品设计的概念及其评价标准

绿色产品设计是以环境资源保护为核心概念的设计过程,它要求在产品的整个寿命周期内把产品的基本属性和环境属性紧密结合,在进行设计决策时,除满足产品的物理目标外,还应满足环境目标,以达到优化设计要求。

绿色产品至今尚无严格的可供遵循的行业标准,但在市场层面上的绿色产品标准已经得到公认:产品在生产过程中用少量能源和资源且不污染环境,产品在使用过程中不污染环境且能耗低及产品在使用后可以易于拆卸、回收和翻新或能够安全废置并长期无虑。

3.2　绿色产品设计的主要内容及方法

3.2.1　由绿色产品的上述评价标准可见,进行绿色产品设计应包括以下主要内容:　(1)绿色产品设计的材料选择与管理;　(2)产品的可拆卸性设计;　(3)产品的可回收性设计;　(4)绿色产品的成本分析;　(5)绿色产品设计数据库等。3.2.1.1　绿色产品设计的材料选择与管理

绿色产品设计要求产品设计人员要改变传统选材程序和步骤,选材时不仅要考虑产品的使用和性能,而且应考虑环境约束准则,同时必须了解材料对环境的影响,选用无毒、无污染材料和易回收、可重用、易降解材料。这为材料科学的发展也提出了新的要求,即要设计出适合绿色产品设计的绿色材料。除选材外还应加强材料管理。一方面不能把含有有害成份与无害成份的材料混放在一起;另一方面,达到寿命周期的产品,有用部分要充分回收利用,不可用部分要采用一定的工艺方法处理、回收,使其对环境的影响降低到最低限度,降低材料成本。

3.2.1.2　产品的可回收性设计

可回收性设计是在产品设计初期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,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。可回收性设计主要包括以下几方面的主要内容:(1)可回收材料及其标志;(2)可回收工艺与方法;(3)可回收性经济评估;(4)可回收性结构设计。

3.2.1.3　产品的可拆卸性设计

可拆卸性是绿色产品设计的主要内容之一,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、保护环境的目的。可拆卸性要求在产品结构设计时改变传统的连接方式代之于易于拆卸的连接方式。可拆卸结构设计有两种类型:一种是基于成熟结构的“案例”法;另一种则是基于计算机的自动设计方法。

3.2.1.4　绿色产品的成本分析

绿色产品的成本分析与传统的成本分析截然不同。由于在产品设计的初期,就必须考虑产品的回收、再利用等性能,因此成本分析时,就必须考虑污染物的替代、产品拆卸、重复利用成本、特殊产品相应的环境成本等。对企业来说,是否支出环保费用,也会形成产品成本上的差异,同样的环境项目,在各国或地区间的实际费用,也会形成企业间成本的差异。因此,绿色产品成本分析,应在每一设计选择时进行,以便设计出的产品更具绿色且成本低。

2 设计领域综述 《机械设计》1997N o1