低碳理念在工業(yè)造型設(shè)計中的體現(xiàn)

楊露

摘要：低碳理念的引入，使我國經(jīng)濟(jì)增長方式由粗放型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型，有利于社會的可持續(xù)發(fā)展。本文闡述了低碳設(shè)計的特點(diǎn)，詳細(xì)分析了低碳理念在工業(yè)造型設(shè)計中的具體體現(xiàn)，并深入探討了低碳理念在未來工業(yè)造型設(shè)計中的應(yīng)用趨勢。

關(guān)鍵詞：低碳理念;工業(yè)造型設(shè)計;可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：F402.2 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展加快了社會經(jīng)濟(jì)的增長速度，但也引發(fā)了巨大的資源消耗、環(huán)境污染等嚴(yán)峻問題，使經(jīng)濟(jì)增長方式呈現(xiàn)出高污染、高排放、高能耗的狀態(tài)。這種粗放型的經(jīng)濟(jì)增長方式給自然環(huán)境帶來極大的危害，使人們的生存發(fā)展遭受嚴(yán)重的負(fù)面影響。近些年來，針對這一問題，各國紛紛將低碳經(jīng)濟(jì)列入各自的發(fā)展戰(zhàn)略當(dāng)中。所謂低碳，即低污染與低二氧化碳排放量。低碳設(shè)計是指既滿足環(huán)境要求，又顧及產(chǎn)品質(zhì)量、功能及壽命的設(shè)計。為了從根本上防止環(huán)境污染并滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，低碳設(shè)計需貫穿于產(chǎn)品的整個生命周期。

1 低碳設(shè)計的特點(diǎn)

1.1 延長產(chǎn)品生命周期

傳統(tǒng)的產(chǎn)品生命周期指的是產(chǎn)品從生產(chǎn)至廢棄的整個過程，而低碳設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)在于能將使用完的產(chǎn)品進(jìn)行回收處理，也就是在設(shè)計階段就將影響環(huán)境的因素、防止環(huán)境污染的措施等融入規(guī)劃中，從而使產(chǎn)品的生命周期延長。低碳設(shè)計理念是從宏觀上把握產(chǎn)品涉及的自然資源利用、對環(huán)境的影響、可回收利用性、易拆卸性等。低碳設(shè)計首要考慮的是產(chǎn)品的環(huán)境性，目的在于將產(chǎn)品對環(huán)境的影響最小化。細(xì)化考慮產(chǎn)品生命周期的各個階段，有利于從整體上優(yōu)化低碳設(shè)計。

1.2 低碳設(shè)計屬于閉環(huán)設(shè)計

傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計是開環(huán)設(shè)計，沒有考慮到產(chǎn)品廢棄后的處理方法。然而低碳設(shè)計在傳統(tǒng)產(chǎn)品生命周期的基礎(chǔ)上增加了產(chǎn)品拆卸與回收處理，從而使產(chǎn)品生命周期呈閉路循環(huán)狀態(tài)。因?yàn)樵诋a(chǎn)品設(shè)計階段需要并行考慮產(chǎn)品的拆卸與回收處理，所以低碳設(shè)計屬于閉環(huán)設(shè)計。

1.3 節(jié)省礦物資源

低碳產(chǎn)品所使用的材質(zhì)及各種零部件、支架等，可以實(shí)現(xiàn)回收、維修、翻新與重新使用，而且該設(shè)計能使產(chǎn)品從生產(chǎn)至廢棄的整個過程能耗最小化，這樣不僅能節(jié)省能源，還能保護(hù)環(huán)境，有利于維持生態(tài)平衡。

1.4 更好地處理廢棄物

低碳設(shè)計人員結(jié)合產(chǎn)品的環(huán)境需求，如環(huán)境規(guī)章、污染鑒別、替代方案技術(shù)等，從產(chǎn)品生產(chǎn)之初就盡可能減少廢棄物的量，并將廢棄物進(jìn)行妥善處理，減少廢棄物對環(huán)境的危害，進(jìn)而能緩解環(huán)境污染問題。

2 低碳理念在工業(yè)造型設(shè)計中的具體體現(xiàn)

2.1 低碳理念在產(chǎn)品生命周期中的體現(xiàn)

傳統(tǒng)設(shè)計難以維持產(chǎn)品生產(chǎn)使用與環(huán)保之間的平衡，注重核算產(chǎn)品成本與產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，忽略了產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用過程中可能造成的環(huán)境污染與人體健康傷害，很顯然這不符合現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的要求。低碳理念的注入，使產(chǎn)品的整個生命周期由市場調(diào)查、設(shè)計與研發(fā)、制造、銷售、產(chǎn)品使用、廢棄物回收處理等組成。在低碳設(shè)計之前需要進(jìn)行環(huán)境需求分析，還要考慮設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，如市場需求、產(chǎn)品功能、支出、收益率等。而且產(chǎn)品生命周期的各個階段又會涉及很多方面，這就需要不同學(xué)科的有效配合，在產(chǎn)品設(shè)計之初進(jìn)行周全的策劃[1]。例如，對設(shè)計飲料瓶來說，其涉及瓶蓋、標(biāo)識與瓶身等方面的設(shè)計。瓶蓋所用材質(zhì)的密封性對產(chǎn)品品質(zhì)有直接影響;印刷標(biāo)識所使用的原料必須環(huán)保，而且標(biāo)識要保證清晰;瓶身要具有可回收性、對人體無害，便于人們攜帶，并且有足夠的硬度，能夠承受運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的碰撞。

產(chǎn)品回收是低碳環(huán)保產(chǎn)品生命周期的重要環(huán)節(jié)。產(chǎn)品總成本包括原材料、加工制造、運(yùn)輸、回收等各項(xiàng)成本。低碳設(shè)計不同于傳統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵是其能對產(chǎn)品零部件、外殼與支架等進(jìn)行回收與翻新。從低碳產(chǎn)品的生命周期來看，最初的投入較多，周期結(jié)束時的回收處理投入較少。再根據(jù)產(chǎn)品回收的價格=產(chǎn)品總成本/產(chǎn)品期望使用次數(shù)，從企業(yè)利益出發(fā)，需要降低產(chǎn)品回收成本。這就要求生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品可回收部分的性能、產(chǎn)品使用次數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化。企業(yè)應(yīng)從宏觀上認(rèn)識到低碳設(shè)計包含的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計思維具有戰(zhàn)略性、長期性，且市場供應(yīng)與客戶需求的變化使低碳設(shè)計呈現(xiàn)出一定的波動性，并且要求每個員工樹立低碳理念，從而減少環(huán)境污染與生態(tài)破壞。

2.2 低碳理念在產(chǎn)品材質(zhì)中的體現(xiàn)

低碳產(chǎn)品的材質(zhì)在環(huán)保、維持生態(tài)平衡上發(fā)揮著重要的作用。對于產(chǎn)品生命周期而言，產(chǎn)品的材料選擇與材料加工是造成資源消耗、環(huán)境污染的環(huán)節(jié)。低碳設(shè)計需要考慮材料的特性、物理性及產(chǎn)品所處環(huán)境等方面。在材料選取上要全面考慮各個方面，不能只顧及其中的某一方面。（1）材料的特性。產(chǎn)品的材料特性決定產(chǎn)品的功能，所以要對材料進(jìn)行正確擇取，以最大化地發(fā)揮產(chǎn)品的功能。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上說，若設(shè)計過程需要運(yùn)用焊接技術(shù)，則不會將鑄鐵作為產(chǎn)品材料，因?yàn)槠鋵夹g(shù)要求比較高，而且會增加成本。從產(chǎn)品安全上說，產(chǎn)品內(nèi)部零件不能選擇容易受潮腐蝕的材料，否則會使產(chǎn)品存在安全隱患，達(dá)不到產(chǎn)品質(zhì)量要求。（2）材料的物理性。即在運(yùn)輸過程中對產(chǎn)品材料的抗壓性與彈性的要求，以及在回收處理時對產(chǎn)品材料的穩(wěn)定性與疲勞性的要求。（3）產(chǎn)品所處的環(huán)境會影響產(chǎn)品的使用。例如，塑料受潮容易使自身的硬度特性喪失，絕緣材料處于高溫環(huán)境會喪失絕緣性。

傳統(tǒng)上對產(chǎn)品材質(zhì)選取沒有很多的要求，也忽略了很多問題，例如，本身有毒的材料會污染環(huán)境，危害人體生命健康;某些材料在加工過程中可能會產(chǎn)生某種有害物質(zhì)，產(chǎn)生的粉塵對人體與環(huán)境有害;能耗較高的產(chǎn)品廢棄后該如何回收處理;倘若產(chǎn)品使用了多種材料，對后期的回收處理也會帶來困難。然而，低碳設(shè)計對產(chǎn)品材質(zhì)有嚴(yán)格的要求，即產(chǎn)品在使用過程中不會造成環(huán)境污染、生態(tài)破壞，不會影響產(chǎn)品使用者的身體健康，且產(chǎn)品廢棄后能自然地分解、被吸收。例如，當(dāng)前已發(fā)明出一種環(huán)保型塑料袋，其運(yùn)用了一種特殊的塑料薄膜，其廢棄后經(jīng)過一段時間會自動降解且融入土壤中，且能被土中微生物吃掉，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的效果。一般來說，涂鍍材料在電鍍過程中會產(chǎn)生重金屬，電鍍液容易污染環(huán)境，而且涂鍍材料雖然能抵抗磨損與腐蝕，但其本身具有毒性。所以，低碳產(chǎn)品采用的是無污染、能耗低、可降解、易回收、成本低的材料。

2.3 低碳設(shè)計的步驟及實(shí)施

低碳設(shè)計是一種系統(tǒng)設(shè)計，需要遵循一定的步驟。①通過市場調(diào)查來收集低碳環(huán)保信息，如材質(zhì)的環(huán)保性、產(chǎn)品的科技含量、產(chǎn)品廢棄后能運(yùn)用的回收技術(shù)、低碳設(shè)計的成本及環(huán)保制度法規(guī)等。②建立低碳設(shè)計團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)成員要充分結(jié)合搜集的低碳環(huán)保信息及技術(shù)處理可行性，制定多個低碳設(shè)計方案，然后將各方案進(jìn)行比較分析。③圍繞環(huán)保來確定最佳方案。低碳設(shè)計的核心是環(huán)保。設(shè)計過程中要考慮產(chǎn)品制造對周圍環(huán)境的影響、資源能耗、廢棄后回收處置等問題。低碳設(shè)計團(tuán)隊(duì)經(jīng)過論證后擇出最佳設(shè)計方案。④成立低碳企業(yè)聯(lián)盟。低碳設(shè)計是工業(yè)造型設(shè)計的趨勢。低碳產(chǎn)品的生命周期需要多個企業(yè)合作完成，所以成立低碳企業(yè)聯(lián)盟將對各設(shè)計環(huán)節(jié)具有協(xié)調(diào)作用。

對于低碳設(shè)計的實(shí)施，也可以分為3個階段。①低碳設(shè)計的初始階段。低碳設(shè)計要結(jié)合環(huán)保相關(guān)規(guī)定與企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益，采用合適的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、零部件等。例如，將氫化鎳電池替代蓄電池，能避免廢棄物釋放有害物質(zhì)，也能使產(chǎn)品壽命得到延長。②低碳設(shè)計的發(fā)展階段。設(shè)計團(tuán)隊(duì)具有更為成熟的知識體系、設(shè)計方法及經(jīng)驗(yàn)，可以完全改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。例如，以前的冰箱制冷劑是氟利昂，由于其會破壞大氣層，所以探索出利用丙烷-異丁烷混合物來替代氟利昂。③低碳設(shè)計的成熟階段。在產(chǎn)品的生產(chǎn)、存放、使用等各環(huán)節(jié)中，具有與其相配的環(huán)境支持與技術(shù)支持，從而使低碳產(chǎn)品的整個生命周期具有較好的環(huán)境屬性。

2.4 低碳設(shè)計原則

低碳設(shè)計原則包括環(huán)境原則、技術(shù)原則、人體工程學(xué)原則、經(jīng)濟(jì)原則及管理原則等。環(huán)境原則指的是降低資源消耗與能源消耗，選擇可以代替稀缺材料的，可降解、回收再利用的，安全的材質(zhì)，并降低所使用的材料種類。技術(shù)原則是指使產(chǎn)品具有特定功能與預(yù)期壽命，能確保產(chǎn)品的質(zhì)量。人體工程學(xué)原則是指產(chǎn)品要具有優(yōu)良的使用性能，并滿足用戶需求。經(jīng)濟(jì)原則是指成本低，并實(shí)現(xiàn)利潤的最大化。管理原則是指設(shè)計團(tuán)隊(duì)成員要按照規(guī)劃目標(biāo)，以及管理者設(shè)定的技術(shù)支持參數(shù)與產(chǎn)品性能參數(shù)來進(jìn)行低碳設(shè)計，且在設(shè)計過程中要與管理者保持溝通與交流，從而使產(chǎn)品性能與市場價值相協(xié)調(diào)。在低碳設(shè)計的整個過程中，要做到精簡，這不僅能減少產(chǎn)品零部件的使用，而且能方便拆卸、組合、分類與回收;對于同種功能的產(chǎn)品，要盡可能縮減產(chǎn)品的體積與質(zhì)量，避免過度的包裝，節(jié)約材料;要優(yōu)化產(chǎn)品性能，改善生產(chǎn)工藝，延長產(chǎn)品的使用壽命;產(chǎn)品的生產(chǎn)過程要注意節(jié)約資源能源。

3 低碳理念在未來工業(yè)造型設(shè)計中的應(yīng)用趨勢

低碳環(huán)保將成為未來產(chǎn)品性能的重要評定指標(biāo)，不單指產(chǎn)品使用時具有環(huán)保性能，而且在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、回收過程中都不會對環(huán)境、人體造成危害[2]。①產(chǎn)品多種功能的組合。將多種功能集于一個產(chǎn)品上，既能節(jié)省空間，又能減少資源浪費(fèi)，對環(huán)境保護(hù)也具有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的多功能優(yōu)勢將得到進(jìn)一步的展現(xiàn)。②縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，并提高產(chǎn)品使用效率。隨著人們對產(chǎn)品更新?lián)Q代需求的增大，產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期會變短，這就需要加快產(chǎn)品研發(fā)的速度，并采用先進(jìn)的技術(shù)，生產(chǎn)耗時短且使用效率高的產(chǎn)品。③產(chǎn)品變得體積小、種類多、個性化。隨著市場競爭越來越激烈，企業(yè)要在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，減小產(chǎn)品體積，這便于產(chǎn)品的運(yùn)輸與儲存，減少資源能源的損耗。而且，產(chǎn)品既要在環(huán)境屬性及使用性能上滿足用戶需求，又要兼顧產(chǎn)品的個性化造型與種類[3]。

4 結(jié)語

低碳設(shè)計應(yīng)使產(chǎn)品的整個生命周期嚴(yán)格遵循環(huán)保原則，并重視對產(chǎn)品廢棄物最大限度地回收利用。低碳設(shè)計需要設(shè)計團(tuán)隊(duì)具有豐富而先進(jìn)的知識與技能，并通過設(shè)計團(tuán)隊(duì)的良好協(xié)作才能完成。目前低碳設(shè)計在我國仍處于探索階段，因此我國要不斷提高科技水平，使低碳理念更好地體現(xiàn)于工業(yè)造型設(shè)計中。

參考文獻(xiàn)

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