第8章绿色设计PPT课件

1、 随着的过度消耗和的日益加剧，已日益受到各国政府各国政府和工程设计界工程设计界的重视，现已发展成为一种新的现代设计方法。 主要介绍了： 绿色设计的概念 绿色产品 绿色设计的内容和方法 绿色设计流程2021年11月4日17时33分1第1页/共42页1、什么是绿色设计？核心？特点？2、什么是绿色产品？特点3、绿色设计的内容。4、绿色设计的方法？5、绿色设计的流程？6、绿色设计的评价第2页/共42页8.1 概述概述绿色设计绿色设计（Green Design，简称GD），也称为生态设计生态设计、环境环境设计设计、生命周期设计生命周期设计或环境意识设计环境意识设计。尽管各国的提法不同，但其内涵其内涵大体

2、一致。绿色设计绿色设计现已发展成为一种新的现代设计方法。是：在设计阶段就将环境因素环境因素和预防污染预防污染的措施纳入产品设计产品设计之中，将环境性能环境性能作为产品设计目标产品设计目标和出发点出发点，力求产品产品对环境的影响对环境的影响为最小为最小。的核心是”5R”,即 节约资源,减少污染(reduce); 绿色生活,环保评估(reevaluate); 重复使用,多次利用(reuse); 分类回收,循环再生(recycle); 保护自然,万物共存(rescue).2021年11月4日17时33分3第3页/共42页图8-4 其它国家的绿色标志 德国蓝色天使标志 加拿大环境选材标志2021年11

3、月4日17时33分4当今，当今，“绿色绿色”一词一词已成为人们已成为人们关注的重要问题关注的重要问题和和向往的未来向往的未来。在国际贸易中在国际贸易中,绿色标志就像一张绿色标志就像一张”绿色通行证绿色通行证”,发挥越来越重要的作用发挥越来越重要的作用.德国绿色标志产品已达德国绿色标志产品已达7500多种，占全国产品的多种，占全国产品的30%；第4页/共42页图8-3 中国的绿色标志（太阳、山、水环境）2021年11月4日17时33分5我国绿色标志产品涉及七个方面我国绿色标志产品涉及七个方面:家用电器、建筑材料、儿童玩具、家用电器、建筑材料、儿童玩具、纺织品、食品饮料、办公用品、汽车。纺织品、食

4、品饮料、办公用品、汽车。第5页/共42页(1) 绿色设计是针对产品整个生命周期绿色设计是针对产品整个生命周期传统的是从产品的生产生产到投入使用投入使用，绿色设计绿色设计将延伸到了产品使用结束后的及处理处理。 (2) 绿色设计是并行闭环设计绿色设计是并行闭环设计是，其是指从设计设计、制造制造直至废废弃弃的各个阶段，而产品废弃后如何处理处置产品废弃后如何处理处置则很少被考虑，因而是一个串行开环过程串行开环过程。而的除传统生命周期各阶段传统生命周期各阶段外，还包括后的、，实现了产品生命周期阶段产品生命周期阶段的，而且这些过程在必须被并行考虑并行考虑。因而，是。 主要表现为：2021年11月4日17时

5、33分6第6页/共42页(3) 绿色设计有利于保护环境，维护生态系统平衡绿色设计有利于保护环境，维护生态系统平衡有利于保护环境，维护生态系统平衡。设计过程中分析和考虑产品的是区别于的主要特征之一。可以减少不可再生资源不可再生资源的消耗。由于使构成产品的零部件材料零部件材料可以得到充分有效地利充分有效地利用用，在产品的整个生命周期中能耗最小能耗最小，因而减少对材料资源材料资源及能源能源的需求，保护了地球的矿物资源地球的矿物资源，使其合理持续利用。 (4) 绿色设计可以减少不可再生资源的消耗绿色设计可以减少不可再生资源的消耗2021年11月4日17时33分7第7页/共42页 (5) 绿色设计的结果

6、是减少了废弃物数量及其处理的棘手问题绿色设计的结果是减少了废弃物数量及其处理的棘手问题是减少了及其。工业化国家每年要生产大量的垃圾垃圾。垃圾处理垃圾处理则成为颇为棘手的问题。通常采用的不仅占用了大量土地，而且还会造成。发展中国家要处理大量的，不仅技术上技术上而且经济上经济上都有定的难度。将的产生消灭在萌芽状态，可使其数量其数量降低到最低限度，大大缓解了垃圾处理的矛盾垃圾处理的矛盾。 2021年11月4日17时33分8第8页/共42页表8-1 绿色设计与传统设计的比较 比较比较因素因素传统设计传统设计绿色设计绿色设计设计设计依据依据依据用户对产品提出的功能、性依据用户对产品提出的功能、性能、质量

7、及成本要求来设计能、质量及成本要求来设计依据依据环境效益环境效益和和生态环境指标生态环境指标与与产品功能、性能、质量及成本要求来产品功能、性能、质量及成本要求来设计设计设计设计人员人员设计人员很少或没有考虑到设计人员很少或没有考虑到有效有效的资源再生的资源再生利用及对利用及对生态环境生态环境的影响的影响要求设计人员在产品构思及设计要求设计人员在产品构思及设计阶段，必须考虑阶段，必须考虑降低能耗降低能耗、资源重复资源重复利用利用和和保护生态环境保护生态环境设计技设计技术工艺术工艺在制造和使用过程中很少考虑在制造和使用过程中很少考虑产产品回收品回收，有也仅是有限的，有也仅是有限的材料回收材料回收在

8、产品制造和使用过程中在产品制造和使用过程中可拆卸可拆卸、易回收易回收，不产生毒副作用不产生毒副作用及保证产生及保证产生最少的废弃物最少的废弃物设计设计目的目的为为需求设计需求设计为为需求需求和和环境设计环境设计，满足可持续，满足可持续发展的要求发展的要求产品产品传统意义上的产品传统意义上的产品绿色产品绿色产品或或绿色标志绿色标志2021年11月4日17时33分9第9页/共42页8.2 绿色产品绿色产品（Green Product，GP）又称为，是相对于传统产品传统产品而言。绿色产品绿色产品是的最终体现，它是产品绿色程度产品绿色程度的载体。目前国内外虽对尚无确切的定义定义，但较多的学者较多的学者

9、认为：所谓是指：使用、通过先进的及、采用生产的一种节能节能、减耗减耗、减污减污或无污无污的。在其生命周期生命周期全过程中，符合特定的环境保护要求环境保护要求，对生态环境生态环境无害或危害极小，资源利用率资源利用率最高，能源消耗最低能源消耗最低的。2021年11月4日17时33分10第10页/共42页体现在以下三个方面三个方面： 节约资源和能源节约资源和能源； 保护生态环境保护生态环境， 有利于人类的安全与健康有利于人类的安全与健康。2021年11月4日17时33分11第11页/共42页 环境友好性环境友好性通常用“绿色程度绿色程度”来表明，这种友好体现在产品的生命周期全过程产品的生命周期全过程

10、，而不是产品的某一局部产品的某一局部或某一阶段某一阶段。具体体现具体体现在以下三个方面三个方面： 优良的环境性能优良的环境性能，即产品从生产生产到使用使用乃至废弃回收处理废弃回收处理的各个环节都对环境无害环境无害或危害最小危害最小；充分有效地利用材料资源充分有效地利用材料资源，即应尽量减少材料的使用材料的使用种类种类和数量数量，特别是稀有贵重材料稀有贵重材料和有毒有害的材料有毒有害的材料。在满足产品功能的条件下，尽量简化产品结构，尽可能使产品中的零部件能最大限度地再利用； 有效利用能源有效利用能源，在其生命周期的全过程其生命周期的全过程中应充分有效有效利用能源利用能源，尽量减少能源消耗减少能源

11、消耗。 2021年11月4日17时33分12第12页/共42页 生命周期的生命周期的“多代性多代性”是对普通产品生命周期普通产品生命周期的扩展，绿色产品的生命绿色产品的生命周期周期除设计设计、制造制造、使用使用外，还应包括废弃废弃（或淘汰或淘汰）产品产品的回收回收、重用重用及处理处置阶段处理处置阶段。包括产品生命周期各个阶段的闭环系统产品生命周期各个阶段的闭环系统，一般主要包括五五个过程个过程： 绿色产品规划及设计开发过程绿色产品规划及设计开发过程； 绿色产品的制造与生产过程绿色产品的制造与生产过程； 绿色产品使用过程绿色产品使用过程； 产品产品维护和服务过程维护和服务过程； 废弃淘汰绿色产品

12、的回收废弃淘汰绿色产品的回收、重用及处理处置过程重用及处理处置过程。2021年11月4日17时33分13第13页/共42页 时效性时效性 区域性区域性是一定时代的产物一定时代的产物。 随着科技发展不断提高，人们的要求不断提高，产品的环境行为改善，也将提高，原有的绿色产品绿色产品在一定的时期内符合绿色产品认证标准绿色产品认证标准，而经过一个时期，就不再是“绿绿色产品色产品”。 目前，由于各国的生产技术各国的生产技术存在一定的，绿色产品衡量标准绿色产品衡量标准不尽相同，虽然在一些国家或者地区，某产品按本国或者地区的绿色绿色产品衡量标准产品衡量标准是“绿色产品绿色产品”，但是到另外一个国家或地区，可

13、能就不是“绿色产品绿色产品”。 2021年11月4日17时33分14第14页/共42页8.3 绿色设计的内容和方绿色设计的内容和方法法 8.3.1 绿色设计的内容绿色设计的内容 一般包括如下方面如下方面： 绿色材料及其选择绿色材料及其选择 产品的可回收性设计产品的可回收性设计 产品的可拆卸设计产品的可拆卸设计 绿色包装设计绿色包装设计 绿色产品的成本分析绿色产品的成本分析 绿色产品设计数据库与知识库绿色产品设计数据库与知识库2021年11月4日17时33分15第15页/共42页1. 绿色材料及其选择绿色材料及其选择的是： 优先选用可再生材料可再生材料，尽量选用回收材料回收材料，提高资源回收资源

14、回收率率，实现可持续发展； 尽量选用低能耗、少污染的材料低能耗、少污染的材料； 避免选用有毒有毒、有害有害和有辐射特性有辐射特性的材料;易加工或加工过程中无污染或污染小; 尽量选用能自然分解并为自然界吸收的材料。是指在满足一般功能要求的前提下，具有良好的环境兼环境兼容性的材料容性的材料。在制备制备、使用使用以及用后处置等生命周期的各阶段用后处置等生命周期的各阶段，具有最大的资源利用率资源利用率和最小的环境影响最小的环境影响。2021年11月4日17时33分16第16页/共42页 2. 产品的可回收性设计产品的可回收性设计是在产品设计初期产品设计初期应充分考虑其零件材料零件材料的回收可能性回收可

15、能性、回收价值大小回收价值大小、回收处理方法回收处理方法、回收处理结构工艺性、回收处理结构工艺性、回收经济评价等回收经济评价等与回收性有关的一系列问题回收性有关的一系列问题，最终达到零件材料资源零件材料资源、能源的最大利用能源的最大利用，并对环境环境污染为最小污染为最小的一种设计思想和方法。2021年11月4日17时33分17第17页/共42页3. 产品的可拆卸设计产品的可拆卸设计 要求在产品设计产品设计的初级阶段初级阶段就将可拆卸性可拆卸性作为结构设计结构设计的一个评价准则，使所设计的结构设计的结构易于拆卸，维护方便，并可在产品报废产品报废后可重用可重用部分部分充分有效地回收回收和重用重用，

16、以达到节约资源和能源节约资源和能源、保护环境的目的保护环境的目的。2021年11月4日17时33分18的主要策略主要策略有：(1) 减少拆卸的工作量减少拆卸的工作量；(2) 产品构造简单产品构造简单；(3) 易于拆卸易于拆卸；(4) 易于分离易于分离；(5) 减少零件的多样性减少零件的多样性。 第18页/共42页是指采用对环境和人体无污染环境和人体无污染，可回收重用可回收重用或可再生的可再生的包包装材料装材料及其制品的包装制品的包装。具有以下特点特点：(1) 材料最省材料最省，废弃物最少废弃物最少，反节省资源和能源反节省资源和能源；(2) 易于回收利用和再循环易于回收利用和再循环；(3) 包装

17、材料可自行降解且降解周期短包装材料可自行降解且降解周期短；(4) 包装材料对人体和生物系统应无毒无害包装材料对人体和生物系统应无毒无害；(5) 包装产品在其生命周期全程中包装产品在其生命周期全程中，均不应产生环境污染均不应产生环境污染；2021年11月4日17时33分19第19页/共42页原则原则及内容内容如下：(1) 研制研制开发无毒、无污染、可回收利用、可再生或降解的包装原辅材料包装原辅材料；(2) 研究研究现有包装材料有害成分的控制技术控制技术与替代技术替代技术，以及自然“贫乏材料贫乏材料”的替代技术替代技术；(3) 优化优化包装结构，减少减少包装材料消耗；(4) 加强加强包装废弃物的回

18、收处理回收处理。2021年11月4日17时33分20第20页/共42页一般包括以下几个方面几个方面：(1) 设计成本设计成本市场调研、可行性分析、产品设计、产品试验、修正设计、编写设计文档。(2) 制造成本制造成本和。包括：材料消耗、能源消耗、设备工时、劳动工时、在制品的运送与存放、产品测试与检验等物料转换生产费用支出生产费用支出。包括：污染排放控制系统成本、排放废弃物的理成本和生态税成本。2021年11月4日17时33分21第21页/共42页(4) 使用成本使用成本运行成本运行成本、维修成本维修成本和使用过程导致环境问题而需支付的使用过程导致环境问题而需支付的环保费用环保费用；是用户为产品在

19、使用期间所耗费的人、财、物而支付的费用；是在使用期限内，为维护产品正常功能而进行维护、修理或零件更换所需花费的费用。(5) 回收处理成本回收处理成本是报废产品报废产品的收集、运输、拆卸、再生、再造和填埋等的费用支出。 (3) 营销成本营销成本产品包装、运输、储存以及广告促销等费用。2021年11月4日17时33分22第22页/共42页 是指在绿色设计过程绿色设计过程中所使用的相产生的数据数据。是指支持绿色设计决策所需的规则规则。与应包括包括：产品生命周期中产品生命周期中与环境、经济、技术、对策等环境、经济、技术、对策等有关的与。如：材料成分，各种材料对环境的影响值，材料自然降解周期，人工降解时

20、间、费用，制造、装配、销售、使用过程中所产生的附加物数量附加物数量及对环境的影响值，环境评估准则所需的各种判断标准，设计经验等。2021年11月4日17时33分23第23页/共42页8.3.2 绿色设计方法绿色设计方法 主要有：2021年11月4日17时33分24第24页/共42页 产品生命周期产品生命周期又称生命循环生命循环或寿命周期寿命周期，指产品从自然中来、到自然中去的全过程，即产品“从摇篮到坟墓”的整个生命过程各个阶段。产品生命周期包括从自然中获取最初资源，经过开采、加工、再加工等生产过程形成的最终产品，又经过产品存储、运输、销售、使用等过程，直至产品报废或处置，构成物质转化的一个生命

21、周期。 生命周期设计生命周期设计又称为生态设计生态设计，即利用生态学的思想，在产品生命周期内优先考虑产品的环境属性，除了考虑产品的性能、质量和成本外，还要考虑产品的回收和处理，同时也要考虑产品的经济性、功能性和审美等因素。 生命周期设计实际上是面向产品生命周期所有环节、所有方面的设计，涉及的问题十分广博。2021年11月4日17时33分25第25页/共42页2. 模块化设计模块化设计就是在对一定范围内的不同功能不同功能或相同功能不同性能相同功能不同性能、不同规格的产品不同规格的产品进行功能分析功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模一系列功能模块块，通过模块的选择模块的选择和组合组合可以构成

22、不同的产品构成不同的产品，以满足市场的不同需求。产品模块化产品模块化对绿色设计绿色设计具有重要意义。主要表现在以下方面以下方面： 1)能够满足绿色产品绿色产品的快速开发要求。2) 可将产品中对环境或对人体有害的部分、使用寿命相近的部分等集成在同一模块中集成在同一模块中，便于拆卸回收拆卸回收和维护更换维护更换等。3)可以简化产品结构。 2021年11月4日17时33分26第26页/共42页3. 面向对象的设计面向对象的设计（Design for X, DFX）是针对产品生命周期内产品生命周期内同时存在多种需求的情况下实施产品设计实施产品设计的主要方法之一。其中X代表产品设计中除功能要求之外的其它

23、需求，如可制造性、可装配性、可维护性、可回收性等。除了目前研究较深入的DFM ( Design for Manufacturing)和DFA (Design for Assembly)之外，还有DFD ，DFR ，DFC ，DFQ ，DFS，DFMC，DFE 等。 采用的基本方法采用的基本方法是基于约束的优化设计方法基于约束的优化设计方法。产品设计产品设计最终必须满足必须满足来自产品生命周期的各种需求各种需求，在形式上可以表现为约束表现为约束。是以多个代表产品生命周期内需求的约束条件需求的约束条件剪裁设计设计空间空间，在满足约束的情况下，优化求解设计空间优化求解设计空间的问题。 2021年11

24、月4日17时33分27第27页/共42页4. 集成化设计集成化设计是传统设计内容传统设计内容与产品绿色属性产品绿色属性的有机集成。产品的绿色属性产品的绿色属性涉及制造制造、使用使用和报废报废等产品生命周期阶段，因此，在产品开发阶段，采用模拟仿真方式，构建虚拟的制造、使用和制造、使用和报废报废等数字化环境，对产品绿色性产品绿色性实施评价，预测未来产品绿色特性，修正影响绿色性的不合理设计，最终使所开发的产品达到预定的绿色预定的绿色目标目标，这一过程的基础便是。因此，结构统一结构统一、信息无冗余信息无冗余、面向生命周期全过程面向生命周期全过程的是实现绿色产品绿色产品开发的基础。2021年11月4日1

25、7时33分28第28页/共42页5. 长寿命设计长寿命设计是指在对产品功能产品功能进行分析的基础上，采用各种先进的设计理论和工具，使设计出的产品设计出的产品能满足能满足当前和将来相当长一段时间内的市场需求。产品的长寿命设计能有效地减少各种原材料、资源的使用，并相应地减少产品报废、产品处理的费用。 一方面，长寿命设计通过分析产品及其零部件实效的原因，改进产品设计，从而提高产品可靠性和维修性，延长产品寿命； 另一方面，利用模块化设计、可维修性设计等现代设计方法最大限度的减少产品过时和淘汰，减少产品报废数量。2021年11月4日17时33分29第29页/共42页绿色设计的流程绿色设计的流程2021年

26、11月4日17时33分30绿色产品规划绿色产品方案设计绿色产品材料选择绿色设计方法与技术系统绿色产品结构设计绿色产品包装设计绿色产品回收处理技术性经济性环境性市场需求环境保护要求选择绿色材料避免过度使用生命周期设计模块化设计长寿命设计集成设计包装材料选择包装造型设计包装结构设计包装工艺设计包装印刷设计简化结构优化构件布置改善构件受力状况回收工艺回收经济评价第30页/共42页8.3.5 绿色设计评价绿色设计评价1. 绿色设计指标绿色设计指标传统产品传统产品的的设计评价设计评价主要考虑三个方面三个方面： (Q)、(C)和(T)。相对于传统设计评价传统设计评价而言，还必须满足环境属性要求环境属性要求

27、，其评价一般应从、和等方面进行。绿色设计通常包括四个方面四个方面：环境属性指标环境属性指标；资源属性指标资源属性指标；能源属性指标；能源属性指标；安全属性安全属性指标等。 2021年11月4日17时33分31第31页/共42页(R)主要受 ： 资源种类资源种类，所用资源种类资源种类包括包括主要原材料和辅料，要考虑它们属可再生资源还是不可再生资源，是稀有资源还是丰富的资源； 资源特性资源特性，包括包括资源的化学特性和物理特性，可利用或可再生特性，对生态环境的影响特性等； 资源消耗状况资源消耗状况，包括包括消耗量、利用率、损耗率和再生利用率等。主要指： 对水环境的影响水环境的影响，即产品在生命周期

28、全过程中可能会产生的水体影响。 对大气质量的影响大气质量的影响； 对土壤的影响土壤的影响； 产生的固体废弃物固体废弃物等。2021年11月4日17时33分32第32页/共42页主要受 ： 能源种类能源种类。所用能源种类包括一次能源和二次能源，要考虑它们属可再生能源还是不可再生能源，是短缺能源还是丰富能源等； 能源特性能源特性。重点考虑的是能源的可利用或可再生特性，在使用过程中对生态环境的影响特性等； 能源消耗状况能源消耗状况。包括消耗量、利用率、再生利用率等。主要受： 对生态系统的影响生态系统的影响，产品在生命周期全过程中可能对生态系统的平衡造成的影响； 对人体健康的影响人体健康的影响。 20

29、21年11月4日17时33分33第33页/共42页2. 绿色设计评价标准绿色设计评价标准 目前的来自：依据现行的环境保护标准环境保护标准、产品行业标准产品行业标准及某些地方性法规地方性法规来制定相应的绿色产品评价标准来制定相应的绿色产品评价标准，这种标准是绝对性标准绝对性标准；根据市场的发展市场的发展和用户的需求用户的需求，以现有产品及相关技术确定参照产品，用新开发产品与参照产品的对比对比来评价产品的绿色程度产品的绿色程度，这种标准是。在评价标准的制定过程评价标准的制定过程中，也可采用相对标准相对标准与绝对标准绝对标准相结合的方式。2021年11月4日17时33分34第34页/共42页8.3.

30、6 绿色设计的效益和应用分析绿色设计的效益和应用分析是一项社会化的系统工程系统工程。绿色设计实施的最终将产生一定的社会效益社会效益和环境效益环境效益。主要表现在以下几个方面几个方面： (1) 节约资源和能源节约资源和能源，实现资源的永续利用实现资源的永续利用。 (2) 减轻环境污染减轻环境污染。 (3) 实现社会实现社会、经济和环境的健康协调发展经济和环境的健康协调发展。1. 绿色设计的社会效益和环境效益绿色设计的社会效益和环境效益企业采用带来的效益：一方面一方面表现为社会效益社会效益和环境效益环境效益，另一方面另一方面则表现为经济效益经济效益， 2021年11月4日17时33分35第35页/

31、共42页除外，还会为企业带来明显的经济效益经济效益，主要表现在以下几个方面几个方面：(1) 产品竞争力提高产品竞争力提高。的结果是，而绿色产品绿色产品是目前和未来市场上最最具有竞争力的产品具有竞争力的产品，因此，采用绿色设计绿色设计会使产品的竞争力产品的竞争力大大提高。因此，绿色设计绿色设计可显著提高产品的竞争能力产品的竞争能力。(2) 可以树立良好的企业形象可以树立良好的企业形象。(3) 降低产品整体成本降低产品整体成本。 2. 绿色设计的经济效益绿色设计的经济效益2021年11月4日17时33分36第36页/共42页3. 绿色设计的应用绿色设计的应用目前，由于不可再生资源不可再生资源的不断消耗，和日益严峻，促使得到了广泛的研究和应用。即将或正在成为工业生产中的行为规范，工业生产中的行为规范，并正在得到广泛应用。 在汽车工业中，在最初的中采用了DFD的概念及许多可回收性材料可回收性材料，有望将来把汽车中可回