绿色设计中的材料选择_宫清付

收稿日期:2005-03-29

作者简介:宫清付(1974-),男,安徽太和人,浙江工业大学政治与公共管理学院科技哲学专业研究生,主要研究方向:区域科技与经济社会协调发展;鲍健强(1956-),男,浙江金华人,浙江工业大学政治与公共管理学院教授,主要研究方向:科技哲学。

绿色设计中的材料选择

宫清付,鲍健强

(浙江工业大学政治与公共管理学院,浙江杭州310014)

摘　要:绿色设计首先要选择绿色材料,使用环境友好性的材料,以减少产品对环境的危害;尽量减少材料的种类和数量,不仅可以节约能源,还可以减少废物的排放量;还要使材料具有循环性,以延长产品的寿命,减少废物,使人和自然和谐发展。

关键词:绿色设计;绿色材料;环境友好性;可循环性

中图分类号:X 22　文献标识码:A 文章编号:1006-639X (2005)03-0009-04

绿色(G r e e n )通常是自然、和谐、亲和、生机、活

力和茂盛的象征。20世纪60年代以来,环境污染和生态破坏问题日益严重,诸如:空气和水污染,地球变暖,臭氧减少,土地退化,固体废物堆积如山,资源枯竭和物种灭亡等。西方社会引发的引人注目的“绿色运动”,非常关心自然,关注环境,关怀地球,关注人类的未来。70年代后,环境和资源问题引起世界各国政府的普遍重视,各国相继制定了许多适合本国实际的环保政策。80年代以后,全世界兴起了“绿色消费”的热潮,人们在购买物品时,不仅关心产品的功能、寿命、款式和价格,而且更加关心产品的环境性能,宁可多花钱也要买绿色产品。由于人们对绿色产品的需求,许多企业都将开发绿色产品作为自己的目标,不惜投入大量的物力和人力进行研究,而选择绿色材料是生产绿色产品的首要问题。所谓绿色材料或生态材料是指那些具有良好使用性能或功能,对资源和能源消耗少,对生态与环境污染小,有利于人类健康,再生利用率高或可降解循环利用,在制备、使用、废弃直至再生循环利用的整个过程中,都与环境协调共存的一大类材料。也就是说传统材料所追求的是优异的物化性能和使用性能,而绿色材料除具有优异的物化性能和使用性能外,还必须具有与环境的和谐性。

随着全球工业化进程的推进,自然资源尤其是非再生性资源的滥用与破坏,严重制约着经济的持续发展。如何实现自然资源的合理开发和利用,减

少和消除环境污染,既满足产品的基本性能要求,又有利于保护生态环境,已成为企业设计人员关注的焦点之一。绿色产品设计欲达到的目标是利用绿色材料的先进性,开拓更广阔的活动范围和环境;利用绿色材料的环境适应性,达到人类活动范围和外部环境的一致和协调;利用绿色材料的舒适性,给活动范围内的人类生活带来愉快;利用绿色材料的可靠性,保持自然环境、生态环境的优美、整洁。因此,在产品设计时要进行绿色设计,而在绿色设计中首要的是选择绿色材料。为了实现上述目标,在选择绿色材料时应遵守如下原则:

一、材料的环境友好性:绿色设计的内在要求

传统的材料很少考虑材料的加工过程及其对环境的影响,所选材料有的难以加工,耗能高;有的有毒有害,如含铅、镍、镉等元素的金属材料的使用既造成了环境污染,又严重威胁操作者的身体健康;氟利昂的大量使用造成了臭氧层的破坏;矿物燃料的燃烧使大气中二氧化碳含量过高,产生温室效应等。而绿色材料对生态环境无副作用,与环境有良好的协调性,因此在选择材料时要做到:

(1)尽量用不加涂镀的材料。目前的产品设计为了达到美观、耐用、防腐等要求,大量采用涂镀工艺方法,这不仅给废弃后的产品回收再利用带来困难,而且大部分涂料本身就有毒,涂镀工艺本身也会

9

第22卷　第3期江汉大学学报(社会科学版)

V o l .22　N o .3

2005年9月

J o u r n a l o f J i a n g h a nU n i v e r s i t y (S o c i a l S c i e n c e s )S e p .,2005

给环境带来极大的污染。如含有溶剂的油漆在其形成薄膜前挥发的溶剂有很大的毒性;电镀时产生的含镉(或其他重金属)的电镀液也严重污染环境。英国T r e s k e公司遵循相应的环保政策与法规而制造的硬木家具,从原料加工到表面喷涂等工艺均达到环保标准,成为市场新宠。

(2)用低能耗、无污染或污染最小的材料。使用低能耗、无污染或污染最小的材料,使之产生的废弃物最少,对环境污染最小。如,现有汽车通过加入压力汽缸可以转化为使用天然气,沃而沃和宝马都推出了天然气轿车。德国奔驰公司正在研究用氢做汽车燃料,加拿大的一家公司研制出一种新型机油,可以减少50%～60%的排烟量,降低噪声10～20 d B。日本一家公司开发了用乙醚将C、H、O、F元素结合在一起形成的化合物,可替代氟利昂,它既不破坏臭氧层又不产生温室效应,大大减少了产品对环境的危害。

(3)尽可能用无毒材料。在产品中使用无毒无害的材料,从根本上消除对环境的危害。如日本E c o v e r公司生产一种环境保全型的肥皂,这种肥皂采用了具有生物分解性的植物原料,完全排除了可能造成环境污染的成分。许多材料如铅及其化合物、镍及其化合物、镉及其化合物以及许多化学物质如苯、三氯乙烯等都具有毒性;在软装修中使用聚亚氨酯是很危险的,因为它燃烧时会产生毒烟;甲醛经常用于三夹板家俱中,可能是致癌物质;油漆中的重金属如果在垃圾填埋场泄露将会污染地下水。因此,应尽量避免使用有毒材料。瑞典的沃而沃汽车制造公司在所有的生产过程中尽量避免使用有害物质,例如,他们的目标之一就是完全不用石棉和水银。各种便携式计算机一般用电池来做电源,而电池一般是用铅、镍等有毒材料制造的。因此,设计者应大力研究开发有毒有害材料的替代材料。如果产品中一定要使用有毒材料,则必须对有毒材料进行显著的标注,有毒材料应尽可能布局在便于拆卸的地方,以便回收或集中处理。

(4)利用天然素材。充分利用竹、木屑、麻类、棉织物、柳条、芦苇、农作物秸杆、稻草和麦秸等原料做包装材料,这些原料可以就地取材,成本低廉,完全符合绿色潮流的要求。长期以来,由于包装材料多样化和天然生物材料包装生产技术停滞,使用自然素材包装有萎缩的趋势。近年来由于大众环境意识的增强,天然生物包装材料重新受到人们的重视,例如,国内开发的以农作物秸杆、稻草为原料的聚苯乙烯泡沫餐盒代用品;蒲叶经加热定型、漂白、杀菌而制成的一次性餐皿受到国外商家的青睐。再如湖南的松花蛋、无锡的油面筋、湘西的土特产等都是采用竹筐、竹筒、竹篓或藤条编织物作包装,既有地方特色,又极容易回收。使用环境友好的材料,可以减少产品对环境的危害,使人与自然和谐发展。

二、材料的节约化:

绿色设计的重要环节

传统的设计所用材料种类繁多,如一部自行车所用的材料有三四十种。所用材料种类增加,不仅会增加产品制造过程中对环境的负面影响,而且给产品废弃后的回收处理带来诸多不便。这就要求我们在选择材料时要做到以下要求:

(1)减少材料的种类。产品设计时要尽量避免采用多种不同材料,以便于将来回收再利用。使用较少的材料种类,不但可以简化产品结构,便于零件的生产、管理和材料的标识、分类与回收,而且在相同的产品数量下,可得到较多的某种回收材料,这对材料的回收无疑是有益的。因此,能采用同一材料的尽量统一,以便于回收。如W h i r l p o o l的德国伙伴的包装工程师把用于包装的材料从20种减少到4种,处理废物的成本下降了50%以上,材料成本也减少了,性能也得到了改善。从1985年起,瑞士最大的百货公司米古罗斯开始了声势浩大的简化包装箱运动,在各国的商品流通领域引起了强烈反响。

(2)减少材料的数量。为了降低成本,制造企业会很积极地、千方百计地减少使用的材料,使产品朝着微型化发展。比如在微型录音磁带推出之前,录放机的机身尺寸一般认为以盒式磁带大小为最小极限,因为电机与录放磁头部分的设计再精简,可以放入一盒磁带的磁带舱总是必要的,看起来这就决定了盒式录放机的最精简尺寸也必须以磁带盒的长与宽为限。但是设计人员的智慧再次打破了这个极限。卡式单放机的设计就巧妙地利用了贝壳含珠的结构原理,只用一个体量只剩下电机与磁头部分的体积。美国Z a n u s s i牌滚筒洗衣机的设计带有水流喷射,不仅大大降低耗水量,而且尺寸也大大缩小,减少了占地面积。从计算机、笔记本电脑、游戏机一直到旅游产品、文化用品等,都在朝着微型化发展。如光电磁技术与自动化最为集中的家用摄像机,自8m m袖珍摄像机问世之后短短几年,更小型化的、

10

江汉大学学报总第22卷