禹 韜，徐小明，張曉璐，肖圣龍，蘇長勝

（廣東工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，廣東廣州 510006）

0 引言

工業(yè)革命以來，工業(yè)設(shè)計改變了人們原有的生活方式和生活環(huán)境。然而，進入二十世紀(jì)以來，地球上資源和能源的消耗加劇，生態(tài)環(huán)境遭受了極大的破壞。在這種情況下，設(shè)計師們開始進行反思：如何才能緩解資源、環(huán)境、工業(yè)生產(chǎn)之間的矛盾。由此，產(chǎn)生了綠色設(shè)計。綠色設(shè)計對人類社會的持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟的繁榮穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)境等相關(guān)因素有著必然的聯(lián)系和深刻的意義，體現(xiàn)了設(shè)計師職業(yè)道德和社會責(zé)任心的回歸。

1 綠色設(shè)計的概念

設(shè)計是為了實現(xiàn)一定的要求，將與產(chǎn)品相關(guān)的信息（構(gòu)想、屬性、狀態(tài)、舉動、功能、性能）逐漸詳細化的決策和實現(xiàn)過程。綠色設(shè)計作為一個新興的設(shè)計概念，目前國內(nèi)外還沒有一個統(tǒng)一、公認(rèn)的定義。根據(jù)相關(guān)文獻，綠色設(shè)計可以定義如下：綠色設(shè)計過程的核心是環(huán)境資源，在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，優(yōu)先考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性（可維護性、可回收性等），并將其作為產(chǎn)品的設(shè)計目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)的同時保證產(chǎn)品的物理目標(biāo)（基本功能、使用壽命、質(zhì)量、外觀等）[1]。綠色設(shè)計包含了產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用乃至廢棄后的回收、再用及處理的各個階段，涉及產(chǎn)品的整個生命周期。

傳統(tǒng)設(shè)計主要是基于從自然界獲取有用資源來改善人們的生活質(zhì)量這樣一種“資源無窮論”的觀點，但人們在現(xiàn)代工業(yè)社會的發(fā)展中已逐漸認(rèn)識到環(huán)境與資源的重要性[2]。綠色設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計之間的比較如表1所示。

2 綠色設(shè)計的內(nèi)涵

2.1 綠色設(shè)計的內(nèi)容

在綠色產(chǎn)品的整個設(shè)計過程中，綠色設(shè)計的內(nèi)容主要包括以下四個方面：綠色產(chǎn)品材料的選擇；面向拆卸的設(shè)計；面向再循環(huán)的設(shè)計；綠色包裝設(shè)計[3-4]。

第一，綠色產(chǎn)品材料的選擇。材料的選擇是任何設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，綠色設(shè)計也不例外。綠色產(chǎn)品不僅要求滿足基本功能、使用性能以及經(jīng)濟性要求，還要求具有很好的環(huán)境協(xié)調(diào)性。所以，在設(shè)計階段就必須對產(chǎn)品材料進行認(rèn)真選擇。

表1 綠色設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的關(guān)系

第二，面向拆卸的設(shè)計。廢棄產(chǎn)品的回收再利用往往會牽涉到零件的拆卸，拆卸是零件回收的前提。可拆性設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計階段就將維護及回收的拆卸要求作為設(shè)計目標(biāo)，即設(shè)計時已明確了將來哪些部件要被拆卸和回收。通過對產(chǎn)品有效的拆卸，使產(chǎn)品的零部件能夠以不同形式得到高效的循環(huán)利用。

第三，面向再循環(huán)的設(shè)計。減少環(huán)境污染和節(jié)省資源是綠色設(shè)計的根本目標(biāo)，而合理地回收和再生利用無疑有利于這一目標(biāo)的實現(xiàn)。再循環(huán)設(shè)計在產(chǎn)品的設(shè)計階段就考慮到廢棄產(chǎn)品的處理，如何實現(xiàn)零件材料的回收、再利用，是一種基于環(huán)境的設(shè)計思想和方法。

第四，綠色包裝設(shè)計。隨著環(huán)境保護浪潮的沖擊，綠色包裝是國際環(huán)保發(fā)展趨勢的需要。綠色包裝是指對生態(tài)環(huán)境和人類健康無害，能重復(fù)使用和再生，符合可持續(xù)發(fā)展的包裝。綠色包裝設(shè)計就是在考慮滿足包裝產(chǎn)品基本功能的前提下，充分考慮包裝產(chǎn)品的環(huán)境屬性。綠色包裝設(shè)計是一種環(huán)境友好型設(shè)計，是一種新型的設(shè)計理念。

2.2 綠色設(shè)計的基本原則

綠色設(shè)計是一種新型的設(shè)計方法，其目標(biāo)是維持人與生態(tài)環(huán)境之間的平衡，減少人類與環(huán)境之間的沖突。與傳統(tǒng)設(shè)計相比，綠色設(shè)計具有以下基本原則[5-7]。

（1）技術(shù)先進性原則。技術(shù)先進性反映當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的先進成果，設(shè)計者在設(shè)計的過程中運用先進的技術(shù)能夠更好地服務(wù)于人類。技術(shù)先進性是綠色設(shè)計的根本前提，綠色設(shè)計強調(diào)采用先進的技術(shù)保證安全、經(jīng)濟、可靠地實現(xiàn)產(chǎn)品的性能，保證產(chǎn)品生命周期全過程具有很好的環(huán)境協(xié)調(diào)性。

（2）技術(shù)創(chuàng)新性原則。綠色設(shè)計面對的是以前沒有遇到過的新問題，設(shè)計者需要善于思考、敢于想象、大膽創(chuàng)新。

（3）功能先進實用原則。功能先進實用是任何設(shè)計所追求的基本原則，綠色設(shè)計同樣如此，綠色設(shè)計的最終目標(biāo)是向顧客提供功能先進實用的產(chǎn)品。

（4）資源最優(yōu)利用原則。地球上的許多自然資源都是不可再生的，終究會有枯竭的一天。資源最優(yōu)利用原則主要包括兩個方面的內(nèi)容：第一，在資源的選擇上應(yīng)盡量考慮可再生資源；第二，在設(shè)計時應(yīng)盡可能保證所選用的資源能最大限度地被利用。

（5）環(huán)境協(xié)調(diào)性原則。綠色設(shè)計強調(diào)在設(shè)計中通過在產(chǎn)品生命周期的各階段應(yīng)用各種先進的綠色技術(shù)使所設(shè)計的產(chǎn)品具有節(jié)能減排、保護環(huán)境和人體健康等特性，爭取實現(xiàn)產(chǎn)品的“零污染”[8]。因此，在設(shè)計的任何一個階段都必須考慮如何消除污染源，從根本上防止污染、保護環(huán)境。

（6）綜合效益最佳原則。任何一個企業(yè)所追求的都是經(jīng)濟效益，不可能去考慮不能給自身帶來效益的產(chǎn)品。一個產(chǎn)品或者設(shè)計方案最終需要走向市場面向顧客，這樣才能實現(xiàn)自身的經(jīng)濟價值。綠色設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計不同，不僅需要考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，而且還要從產(chǎn)品的環(huán)境屬性出發(fā)，考慮設(shè)計所帶來的生態(tài)效益和社會效益。綠色設(shè)計需要綜合考慮各種效益，選取一個最佳方案。

2.3 綠色設(shè)計的基本特征

（1）綠色設(shè)計有利于減少污染、保護環(huán)境。在設(shè)計的最初階段就考慮廢棄產(chǎn)品的處理（回收性、拆卸性），設(shè)計者盡量從源頭上減少工業(yè)廢棄物的產(chǎn)生，從而保護生態(tài)環(huán)境、爭取實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)性發(fā)展。

（2）綠色設(shè)計有利于減緩資源的枯竭。綠色設(shè)計需要充分考慮到資源的充分利用，設(shè)計出來的產(chǎn)品要求以盡量少的能耗實現(xiàn)其功能。

（3）綠色設(shè)計是并行閉環(huán)設(shè)計。傳統(tǒng)設(shè)計是“從搖籃到墳?zāi)埂?Cradle-to-Grave)的設(shè)計，考慮的是產(chǎn)品功能、質(zhì)量、使用壽命，不考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用過程中以及廢棄時對環(huán)境的影響，是一個開環(huán)過程；而綠色設(shè)計是“從搖籃到搖籃的設(shè)計”(Cradle-to-Cradle)，其生命周期除傳統(tǒng)設(shè)計生命周期各階段外，還包括產(chǎn)品廢棄后的拆卸回收、處理，是一個閉路循環(huán)[1]。如圖1所示。

圖1 閉環(huán)式的產(chǎn)品生命周期

3 綠色設(shè)計的實施步驟

綠色設(shè)計是多學(xué)科交叉的一種設(shè)計方法，只有將各種設(shè)計方法、技術(shù)及工具有效地融合在一起，才能更好地實施產(chǎn)品綠色設(shè)計，而制定系統(tǒng)化的設(shè)計流程是達到這一目標(biāo)的有效途徑。綠色設(shè)計的過程是針對整個生命周期進行的，是對傳統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展與完善。綠色設(shè)計的通過以下步驟實施：啟動一個綠色設(shè)計項目、選擇一個合適的產(chǎn)品作為設(shè)計目標(biāo)、建立綠色設(shè)計戰(zhàn)略、產(chǎn)生和選擇產(chǎn)品改進的想法、細化概念、產(chǎn)品推向市場、綠色設(shè)計的評估[9-12]。

4 前景與展望

進入21世紀(jì)以來，環(huán)境污染、資源枯竭等問題日益嚴(yán)重。人類開始不斷地進行反思，想盡辦法實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展的道路。綠色設(shè)計是人類可持續(xù)發(fā)展的一個重要組成部分。綠色設(shè)計的興起，促使世界各大公司紛紛開發(fā)和改進產(chǎn)品，把符合綠色標(biāo)志的產(chǎn)品推向市場。只有這樣，各大公司才能在市場競爭中占據(jù)有利位置?？梢灶A(yù)見，綠色設(shè)計、綠色產(chǎn)品將在未來的時間內(nèi)更加成熟起來而風(fēng)靡全球。

［1］許彧青.綠色設(shè)計［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，2007.

［2］于隨然，陶璟.產(chǎn)品全生命周期設(shè)計與評價［M］.北京：科學(xué)出版社，2012.

［3］劉光復(fù)，劉志峰，李鋼.綠色設(shè)計與綠色制造［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1999.

［4］聞邦椿.機械設(shè)計手冊：第6卷［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

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［6］范若琛，劉曉敘.機械產(chǎn)品綠色設(shè)計機構(gòu)體系研究［J］.機械管理開發(fā)，2011（03）：44-46.

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［12］劉志峰，劉學(xué)平，劉光復(fù).綠色設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)及實施策略［J］.中國機械工程，2000，11（9）：965-968.