绿色设计 介绍

1、绿 色 设 计1.1绿色设计产生的背景 近年来绿色设计、绿色产品、绿色食品、绿色工业等等这些名词在各个行业中耳熟能详，绿色也成为产品时代特征之一。北京2008奥运会，也提出了绿色奥运的口号。不管是什么产品，只要和绿色联系起来，就能脱胎换骨，在竞争中立于不败之地。这种绿色消费的浪潮可以说由来已久，但是这种绿色产品的真正含义是什么，似乎反而被人们所忽略和变得模糊了。 1.1绿色设计产生的背景 首先我们回顾一下绿色设计产生的历史以及绿色设计的含义。绿色设计思想最早的提出是在20世纪60年代，美国设计理论家威克多巴巴纳克（Victor Papanek)在他出版的为真实世界而设计（Design for

2、the real world)中，强调设计应该认真考虑有限的地球资源的使用，为保护地球的环境而服务。当时还引起了很大的争议。后来，随着科技的发展以及人类物质文明和精神文明的不断提高，人类意识到生存的环境日益恶化，可利用的资源日趋枯竭，经济的进一步发展受到了严重制约，这些问题直接影响到人类文明的繁衍，从而提出了可持续发展的战略。20世纪80年代末，首先在美国掀起了“绿色消费”浪潮，继而席卷了全世界。绿色冰箱、环保彩电、绿色电脑等绿色产品不断涌现，广大消费者也越来越崇尚绿色产品。绿色设计在20世纪90年代成为现代设计技术研究的热点问题。1.1绿色设计产生的背景 据统计,造成环境污染的排放物有70%

3、以上来自制造业,它们每年约产生出55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。 1.2绿色设计的含义 绿色的含义有很多，例如象征生命、和平、春天、大自然、安全、天然、环保、理想等等。我们所说的绿色食品，是引申天然、安全（无毒害）的意义。那么绿色产品中的绿色，含义又包括什么呢？当前绿色产品中的绿色大多是指环保、节能，这也是对绿色产品的普遍理解。但是这种绿色的理解是不全面、不完善的。绿色的含义是值得我们思考的问题，也会影响到我们产品设计中绿色思维应用的原则。图1 绿色制造中产品生命周期产品周期为生产到再生产，着重是再生。1.2绿色设计的含义绿色设计（Green Design） 也称生态设计 (Ecologic

4、al Design),环境设计（Design for Environment）,环境意识设计（Environment Conscious Design）。 定义： 在产品整个生命周期内，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、质量等要求。 绿色设计的原则被公认为“3R”的原则，即Reduce ,Reuse, Recycle，减少环境污染、减小能源消耗，产品和零部件的回收再生循环或者重新利用。 图2 绿色设计的体系结构2.绿色设计的主要内容1) 绿色材料选择与管理2） 面向拆卸性设计3） 产品

5、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6） 产品的包装设计 2.绿色设计的主要内容 (1) 绿色材料选择与管理所谓绿色材料指可再生、可回收，并且对环境污染小，低能耗的材料。因此，我们在设计中应首选环境兼容性好的材料及零部件，避免选用有毒、有害和辐射特性的材料。所用材料应易于再利用、回收、再制造或易于降解提高资源利用率，实现可持续发展。另外，还要尽量减少材料的种类，以便减少产品废弃后的回收成本。2.绿色设计的主要内容 如：模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着极为重要的影响。摒弃过去对材料进行表面处理所采用的化学方法代之以物理的方法以达到防腐或易于脱模的目的。选择优

6、质镜面模具钢加工模具型腔；用不锈钢材料来加工防腐的模具以替代电镀；或用对环境的危害小的镍磷镀替代电镀铬。绿色材料应具备的基本性能有：低污染、低耗能、低成本：易加工和加工过程中无污染或少污染：可降解，可重复使用。2.绿色设计的主要内容(2)面向拆卸性设计 传统设计方法多考虑产品的装配性，很少考虑产品的可拆卸性。 绿色设计要求把可拆卸性作为产品结构设计评价准则，使产品在报废以后其零部件能够高效的不加破坏的拆卸，有利于零部件的重新利用和材料的循环再生，达到节约资源，保护环境的目的。2.绿色设计的主要内容可拆卸性设计的原则：实现零件的多功能性，减少应拆卸零部件数目和拆卸的工作量；避免有相互影响的材料相

7、组合，避免零件的污损；易拆卸，易分离；实现零件的标准化，系列化，模块化，减少零件的多样性2.绿色设计的主要内容(3) 产品的可回收性设计 可回收性设计是指在设计时要充分的考虑产品的各零件回收再用的可能性，回收处理方法，回收费用等问题。 其途径一般有两种，原材料即的再循环和零部件的再利用。鉴于材料再循环的困难和高昂的成本，目前较为合理的资源回收方式是零部件的再利用 其主要措施如下： 使用对环境影响较小的材料，如无毒无害的材料、可再 生材料、易回收的材料等； 使用可重新利用的材料； 对使用过的零部件进行翻新、再加工等。利用可回收的型材，制成方便组装与拆卸的垃圾桶。2.绿色设计的主要内容 再循环过程

8、是需要成本，如何判定回收的必要性关系到再利用和再回收的评估方法。1996年Bras与USCAR一起开发了一套非常简单而有效的评估方法。 对每个零件进行回收率和分离等级打分（1-6个等级），原则是两个等级都低于3就有回收价值。对一个部件或产品的等级r装配体与每个部件或零件的分数联合，按质量的比例分数是： 产品被送到中心工厂，被拆卸。零件再循环不只是为了材料，零件被分类，做一定的清洁并检测。一旦证明了其质量和性能，就会重新回到制造工厂的零件供应流里。2.绿色设计的主要内容（4）绿色产品的成本分析 绿色产品的成本分析不同于传统的成本分析，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

9、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。绿色产品成本分析应在每一设计选择时进行，以便使设计出的产品更具“绿色”且成本低。2.绿色设计的主要内容（5） 绿色产品设计数据库 绿色产品设计数据库对绿色产品的设计过程起着举足轻重的作用。该数据库应包括产品寿命周期中与环境、经济等有关的一切数据 ,如材料成份、各种材料对环境的影响值、材料自然降解周期、人工降解时间、费用 ,制造装配、销售、使用过程中所产生的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等。2.绿色设计的主要内容（6） 产品的包装设计 产品的绿色包装，主要有以下几个原则：(1)材料最省

10、，即绿色包装在满足保护、方便、销售、提供信息的功能条件下，应是使用材料最少而又文明的适度包装。 (2)尽量采用可回收或易于降解、对人体无毒害的包装材料。例如如纸、可复用产品及可回收材料(如、聚苯乙烯产品易于回收再利用，在大自然中也易自然分解，不会污染环境。 (3)易于回收利用和再循环。采用可回收，重复使用和再循环使用的包装，提高包装物的生命周期，从而减少包装废弃物。3.绿色设计原则（1）资源最佳利用原则在选用资源时尽可能使用可再生资源在设计时尽可能保证所选用资源在产品的整个生命周期中得到最大限度的利用。3.绿色设计原则 （2）能源消耗最少原则 在选能源时尽可能选用太阳能，风能等洁，可再生的能源

11、。 （3）“零污染”原则 （4）“零损害”原则如：机械生产车间，尤其是冲压车间的噪音和污染非常严重。对工作人员的身体健康造成非常大的威胁，也干扰了周边的安宁，所以，在进行模具设计的时候要对产生的噪音加以控制。甚至消除。通常消除机器噪音的方法有以下几种方法：用V带代替齿轮传动；以摩擦离合器代替刚性离合器；做好飞轮等回转体的动平衡：在压力机产生噪音的主要部位加盖隔音罩：采用有减震器的无冲击模架等。3.绿色设计原则（5）技术先进原则 在制造过程中选用生产浪费最小、能量消耗最低的制造工艺，是实现绿色制造的重要一环。 如：采用CADCAPPCAM技术，可实现少图纸或无图纸加工和管理，节约了资源，可缩短模

12、具设计与制造周期。可提高模具研制的成功率及模具质量。现在的CAD三维软件(如ProE、SolidWorks、UG等)基本都集成了CAE技术，可以模拟材料的流动情况及分析其强度、刚度、抗冲击实验模拟等。使用CADCAE为实现并行工程提供了基本平台，因此提高了模具的设计效率，缩短了整个设计周期。实现了绿色的产品分析。柔性制造技术(FMS)高速切削(HighSpeedMaclliIIing，HSM)虚拟制造技术(virtualManufacruring)逆向工程技术(Rever辩Enginee-ng，RE)快速成型技术3.绿色设计原则生态经济效益最佳原则 绿色设计不仅要考虑创造的经济效益，还要从可持续发展观点出发，考虑产品在全生命周期内的环境行为对生态环境和社会所造成的影响。结语 从绿色设计的内容可以看出，绿色设计的出发点主要是在技术层面上，从环境保护、节约能源的角度出发。这是“自然为本”的设计思想的反映，也体现了现代设计师的道德和社会责任心的回归。但是，绿色设计不应该仅仅停留在技术层面上，更应该体现在设计的思维和原则上。绿色设计是在设计观念上从前面的一次变革，要求设计师以一种更负责的方法去设计