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理论
理论
绿色设计的概念和内容
时间: 2015-12-29
一、绿色设计概念
绿色设计(Green Design)也称为生态设计(ecological design, ED)、环境设计(design for environment,DFE)、生命周期设计(life cycle design,LCD)或环境意识设计(environmental conscious design,ECD)等,即在产品全生命周期内,着重考虑产品环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等),并将其作为设计目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的功能、使用寿命、质量等
[1]
。
二、绿色设计的内容
(1)绿色材料(green material,GM)及其选择
绿色设计中,材料的绿色性和选择主要从材料本身属性、市场因素和外观因素考虑,包括材料力学-物理性能(拉压强度、弯扭剪强度、疲劳特性、平衡性等)、热学特征(热传导、工作温度、电阻率等)、使用要求(寿命、材料结构、安全性、抗腐蚀性等)、使用环境(温度、湿度、噪声等)、材料的环境性能(不产生有毒、有害气体等)和经济性能(成本)等,实现选材的环境和工程性质目标。以此为绿色产品的先进性、生产安全和使用安全以及美学等要求提供基础。大体上,绿色材料的选择有以下原则:优先选用可再生材料,尽量选用回收材料;选用低能耗、少污染的材料;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
[2]
。
(2)产品可回收性设计(design for recycling,DFR)
产品的可回收性设计要考虑零件材料回收性、优先设计成回收价值大、处理工艺可实施性和处理费用小等特征产品。面向回收设计的思想,是产品设计考虑产品生命周期的全过程,最终达到环境污染少,零件材料资源、能源利用最大等目标。这不仅利于零部件拆除更换,延长产品的使用期限,还可以促使设计师更加重视该设计方向。针对零部件的再使用和材料的再使用有以下设计策略:可回收材料及其标志;可回收工艺与方法;可回收经济评估;可回收性结构设计。
(3)产品的可拆卸性设计(design for disassembly,DFD)
产品可拆卸设计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,充分有效地回收和重用,目标主要包括减少拆卸的工作量,可预测的产品构造,易于拆卸,易于分解,减少零件的多样性。表1为广泛接受的DFD准则。
表1 DFD准则
目标
设计准则
减少拆卸工作量
尽量将各元素结合成模块
减少所用材料的种类
采用兼容材料
将有害材料组成子装配体
更易于接近有价值和可重用的零件
产品可预见性
避免易老化及腐蚀材料的连接
避免零部件被污染和腐蚀
易于拆卸
易于接近液体排放点
连接结构应易于去除或被破坏(破坏性拆卸)
减少紧固件数量
尽量采用相同的紧固方法
易接近拆卸点或破坏性切断点
尽量避免零部件拆卸方向和移动的复杂性
在基础部件上设置中心元素
避免在塑料部件中嵌入金属件
易于处理
表面易于抓取
尽量避免非刚性零部件
将有毒物质密封起来
易于分离
尽量避免二次处理(油漆、涂层、电镀等)
对不同材料进行标识或用颜色加以识别
避免零部件或材料损害机器(如压碎机)
减少多样性
利用标准零部件
最大限度地减少紧固件类型
来源:http://www.newmaker.com/art_3179.html
(4)绿色产品的成本分析
绿色设计中需要综合考虑环境和经济的因素,以使得产品的效益最大化。绿色产品的成本分析与传统的成本分析不同,在产品设计初期考虑产品的回收、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
[2]
。从某种程度上讲,选用再生材料、便拆解材料、改良工艺,提高产品本身的经济性和产品再生的经济性势必会影响成本,因此,在每一设计决策时都应进行绿色产品成本分析,以便设计出的产品“绿色程度”高且总体成本低。
参考文献:
[1]刘光复,刘学平,刘志峰. 绿色设计的体系结构及实施策略[J]. 中国机械工程,2000,09:14-17+4.
[2]曲业华,李霞,毛选波. 绿色设计观念在工业设计中的应用与实例分析[J]. 鞍山师范学院学报,2008,10(4):74-76.
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