李珊珊 左恒峰 王小義 （清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計系 100084）

可持續(xù)理念下的工業(yè)余料升級利用與設(shè)計實踐

李珊珊 左恒峰 王小義 （清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計系 100084）

由于工業(yè)化生產(chǎn)中帶來的環(huán)境污染和資源浪費，讓設(shè)計師不斷反思，出于對人類生存環(huán)境的負責(zé)和資源的高效利用，可持續(xù)設(shè)計觀念被更多的人提倡和接受。在可持續(xù)設(shè)計的發(fā)展歷程中，從綠色設(shè)計到引導(dǎo)人們可持續(xù)的消費觀念，但在其發(fā)展長河之中，對廢舊材料的高效利用始終是經(jīng)久不衰的探討課題。從手工業(yè)到工業(yè)化大生產(chǎn)，產(chǎn)生的廢舊材料的種類到數(shù)量都有增長，因此，如何針對新時代工業(yè)余料進行更加高效的升級再利用，不斷的引發(fā)設(shè)計師們的探究和嘗試。本文將對廢舊材料現(xiàn)在的處理方式及其優(yōu)缺點進行歸納，再從藝術(shù)設(shè)計的角度對其升級再利用的方式進行分析總結(jié)。最后基于國際高校聯(lián)盟低碳設(shè)計坊活動將不同材料再設(shè)計利用的方式進行設(shè)計應(yīng)用與實踐。

工業(yè)預(yù)料；可持續(xù)設(shè)計；改造設(shè)計

一、引言

技術(shù)的不斷發(fā)展和人們消費需求的不斷增加，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展。浩如煙海的工業(yè)產(chǎn)品一方面讓我們的生活變得便利舒適，另一方面也在耗費大量資源，并影響著我們的環(huán)境。未來生存環(huán)境和可利用資源成為人們普遍關(guān)注的重大問題之一。

為了與自然更加和諧的相處和共同發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展的觀念被環(huán)境保護者提出，在1980年，“可持續(xù)發(fā)展”作為科學(xué)術(shù)語在《世界自然保護大綱》中被提出。在設(shè)計界，與此觀點相類似的“生態(tài)設(shè)計”，“綠色設(shè)計”“低碳設(shè)計”等一系列術(shù)語相繼出現(xiàn)?！吧鷳B(tài)設(shè)計”階段，對產(chǎn)品整個生命周期進行全面的思考。接下來進入“產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計”及“社會創(chuàng)新與可持續(xù)設(shè)計”階段。即由實體的產(chǎn)品設(shè)計和實際回收材料的應(yīng)用，轉(zhuǎn)向?qū)ι虡I(yè)生態(tài)和消費模式的關(guān)注。

從為了促進銷售的“有計劃地廢止制度”到更加關(guān)注環(huán)境和健康的“低碳設(shè)計”，如何選擇健康、環(huán)保的材料以及如何延長產(chǎn)品的使用周期成為設(shè)計師們貫徹可持續(xù)設(shè)計思想的具體措施之一。作為設(shè)計師，在設(shè)計初期就應(yīng)將產(chǎn)品的短期使用壽命、便利性、美觀性與材料的回收利用等問題一起通盤考慮。讓產(chǎn)品不僅美觀、易用，更具有較長的生命周期以及對環(huán)境友好的回收利用方式。曾經(jīng)經(jīng)常被提到的3R理念（Reduce, Recycle, Reuse）其重點實際上在于關(guān)注對材料的分類處理和回收利用。

就目前的狀況來看，雖然眾多學(xué)者的關(guān)注度由利用廢舊材料轉(zhuǎn)向引導(dǎo)人們的消費模式，希望從觀念上根本的影響消費者，但讓他們將可持續(xù)觀念真正的運用和指導(dǎo)生活還有一段距離，尤其是在發(fā)展中國家。因此，在引導(dǎo)人們可持續(xù)的消費模式的同時，依然需要對已經(jīng)產(chǎn)生的廢舊材料進行再利用和高效回收。讓人們從實際產(chǎn)品使用中培養(yǎng)環(huán)保意識，逐步影響和過渡到消費和生活觀念的進步。因此，如何減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢料、余料對環(huán)境的破壞并如何進行再利用以提升其可用價值，是值得我們思考和身體力行且可以立竿見影的事情。在工業(yè)余料以一種新的形式被充分利用獲得再生的同時，其在社會和公眾中也猶如潤物細無聲般的傳播著可持續(xù)理念的思想，發(fā)揮其宣傳價值，因此這也是很有意義和很有趣味的事情。

下面，我們將對目前工業(yè)余料處理的狀況，以及對工業(yè)余料再設(shè)計應(yīng)用的探索進行簡要介紹。

二、關(guān)于工業(yè)余料

工業(yè)余料是指產(chǎn)品在工業(yè)化大批量生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的零件殘次品或廢棄的余料。由于無法被組裝成完好產(chǎn)品，很多尚有價值的工業(yè)余料和廢料被閑置和丟棄，造成一定的資源浪費。

目前工業(yè)余料主要以不可降解的聚合物及由多種不同材質(zhì)組成的復(fù)合材料居多，為降解和分類再利用造成了很大困擾。塑料如聚氯乙烯（PVC）板、橡膠薄膜、聚酯（PET）反光板、高溫板、聚丙烯（PP）線筒、塑料瓶蓋、瓶坯等。復(fù)合材料有帶涂層的包裝袋、電路板邊框等。（如圖1、圖2所示）

圖1

圖2

按照某些傳統(tǒng)的處理方式來處理工業(yè)余料，會造成對環(huán)境不可逆的污染，對人類健康造成損害，也會增加回收和運輸?shù)某杀?。目前工業(yè)余料和廢料的處理方式主要包括以下幾種：

1.焚燒：在焚燒過程中，可以產(chǎn)生部分工業(yè)余能，作為能源再利用，但在此過程中會產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，例如二氧化碳、二氧化硫、二噁英等。嚴(yán)重危害環(huán)境和人體健康。

2.填埋：以填埋的方式處理工業(yè)廢料是較為常見的方式，但該方法無法將廢料短時間內(nèi)分解，需要幾年、幾十年甚至更長的時間，尤其是難分解聚合物等材料，如遇復(fù)合材料中含有有毒有害物質(zhì)，填埋后會污染土地和水源，進而污染植被、莊稼和飲用水。對人體造成嚴(yán)重傷害。

3.回爐：對于可塑性材料，可以使用回爐的方式再利用，通常高溫融化余料，使其恢復(fù)成原料后再利用。該方式可以在一定程度上對工業(yè)廢料及余料進行重復(fù)利用，但這種做法會產(chǎn)生二次能耗和二次污染，釋放出有害物質(zhì)，同時也會降低材料的使用特性。

4.升級利用：將廢棄的工業(yè)余料根據(jù)材料的物理特性及感覺特性進行重新設(shè)計和使用，帶給人們優(yōu)美的造型和全新的產(chǎn)品體驗。這些材料可以被用于制作一個新的產(chǎn)品，也有可能作為某個產(chǎn)品的零配件，充分挖掘這些材料的潛力，既不產(chǎn)生新的污染和能耗，又能夠賦予廢棄材料以新的生命。

可被升級利用的材料及方法：

1.塑料：如有機玻璃展架、瓶坯、PVC管、塑料片等。可以利用透明塑料材質(zhì)的透光性，與燈光進行結(jié)合，或通過打磨等方式對表面進行處理，豐富材質(zhì)表面效果，又能掩蓋瑕疵；管材可以結(jié)合空心的特點，充分利用中空部分，起到儲存或約束作用；也可以對管材外壁進行創(chuàng)意設(shè)計，包括繪畫、打孔等；或通過不同切割方式，探索截面邊緣的造型。

2.橡膠：如輪胎等，在物理性能上可以利用橡膠可逆形變的高彈性能，以及較大的摩擦力，設(shè)計耐磨且可彎折的造型。或利用橡膠材質(zhì)的柔軟，進行折疊、粘合等工藝。橡膠還可配合其他材質(zhì)、如塑料、纖維等，進行軟、硬材質(zhì)的搭配設(shè)計。

3.竹木：竹木材料的邊角料通常為板材、片材或不規(guī)則的形態(tài)等。在此基礎(chǔ)上，再進行的創(chuàng)意和設(shè)計需要根據(jù)竹木自然溫和的手感及色彩，以及抗壓、抗折的特性。并通過激光雕刻、噴漆、木刻等多種手段，對竹木的表面及手感進行豐富，增加一定的審美趣味。

4.織物：根據(jù)織物的大小及色彩，可進行圖案類創(chuàng)作，如拼布等。再利用織物具備的包裹功能，可被制作為生活中的多種產(chǎn)品，如背包、隔熱手套等等。也可將織物與金屬、塑料等硬性材料進行結(jié)合，是的軟硬材料相互對比，產(chǎn)生視覺上及觸覺上的豐富感受。

5.金屬：利用金屬堅硬的材料特性，可被用于制作框架或隔板等需要支撐重物的產(chǎn)品。并可以利用不同的表面處理方式豐富金屬的表面效果，如拉絲、陽極氧化、拋光、噴砂等工藝。

（以上每一類都要舉出幾個現(xiàn)有的設(shè)計師作品作為案例，圖片展示，標(biāo)出作品名稱，設(shè)計師名字，材料種類。）

工業(yè)余料升級再利用的意義：

1.降低環(huán)境污染：通過對工業(yè)余料的再設(shè)計再利用，減少了在回收過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣等對環(huán)境的污染。同時也避免了廢料回收的運輸及人力成本。

2.傳播環(huán)保理念：通過使用具有低碳、可持續(xù)理念的產(chǎn)品，讓民眾加強環(huán)保意識。同時鼓勵企業(yè)和設(shè)計師，加強對工業(yè)余料的開發(fā)力度和創(chuàng)意設(shè)計。將觀念從設(shè)計者、生產(chǎn)者傳播和推廣到使用者。提升大家的環(huán)保理念。

3.提升材料價值：在工業(yè)化生產(chǎn)中產(chǎn)生的工業(yè)邊角料經(jīng)常被作為廢品丟棄或閑置，沒有充分的挖掘他們的再利用潛力。而當(dāng)這些廢料的潛在價值被再次開發(fā)出來，可能會發(fā)展出更多新商機。如58度優(yōu)視燈（如圖3所示）是3M臺灣分公司意外挖掘出邊角料的新功能，從而開發(fā)的一款護眼燈產(chǎn)品。因此，對余料、廢料的再設(shè)計可以提升其價值并發(fā)現(xiàn)更多商機。

圖3

三、工業(yè)余料改造設(shè)計應(yīng)用探索

筆者于2014年4月，參加由英國大使館文化教育處、廣州市萬綠達集團、廣州市低碳產(chǎn)業(yè)協(xié)會、同濟大學(xué)設(shè)計創(chuàng)意學(xué)院聯(lián)合主辦，為期10天的“2014國際高校合作：基于低碳設(shè)計的工業(yè)廢棄物升級利用”創(chuàng)意設(shè)計工作坊。該工作坊參與者來自英國、中國12所著名設(shè)計院校的四十多名師生，在為期10天的活動期間，以15種工業(yè)廢棄物和9種商業(yè)廢棄物及社區(qū)居民家庭廢舊物資為原料，進行創(chuàng)意設(shè)計并現(xiàn)場加工制作，讓通常被回爐處理的廢棄物蛻變?yōu)槭M令人驚艷的藝術(shù)作品。筆者所在團隊由清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院王小義老師帶領(lǐng)筆者以及江南大學(xué)的袁月同學(xué)，根據(jù)主辦方提供的工業(yè)廢料及余料設(shè)計了一款“小型家庭廚余垃圾堆肥及果蔬種植籃”的產(chǎn)品。

該產(chǎn)品的功能理念是源于通過對社區(qū)的實地探訪，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有對分類處理垃圾的廚余垃圾桶只起到分類儲存的作用，其形態(tài)和普通垃圾桶并無差異，只是印有“廚余垃圾”等字樣或相關(guān)圖案。待社區(qū)將住戶們的廚余垃圾統(tǒng)一回收后再運輸?shù)街付ǖ攸c進行回收處理，這其中就會產(chǎn)生大量的人力成本和運輸成本，這過程中其實也是在消耗資源。由于果蔬皮等廚余垃圾是可生物降解的物品，它們能夠分解并把生物養(yǎng)分返回到土壤中，具有很高的可利用價值。于是我們希望鼓勵居民將自家廚余垃圾進行堆肥處理，利用堆肥產(chǎn)生的養(yǎng)料來種植蔬菜及植物。將“垃圾”循環(huán)利用，滋養(yǎng)蔬菜，進入廚房，而再次產(chǎn)生的新的廚余垃圾將進行新一輪的堆肥和種植循環(huán)中。由此，減輕廚余垃圾集中回收和運輸成本，培養(yǎng)居民的可持續(xù)概念，同時讓他們享受可持續(xù)的成果。（如圖4）

圖4 產(chǎn)品循環(huán)理念

該產(chǎn)品由PVC方管、有機玻璃展架、反光板及塑料瓶坯等工業(yè)余料制成（如圖5）。產(chǎn)品的整體框架采用PVC方管，方管兩端為開放式端口，因此裁切后可以互相穿插，再以塑料釘進行加固。整個框架可以被提起來，放置于房間內(nèi)的各個角落。既有使用價值——種植蔬菜又有可以觀賞花卉?？蚣軆?nèi)，上半部分是果蔬皮等廚余垃圾的堆肥盒，由有機玻璃展架切開后再粘合制成，盒子底部連接六個塑料瓶坯，起到“滴灌”的作用，而該堆肥盒與瓶坯結(jié)合后的造型，讓人聯(lián)想到了奶牛，而其意義也是產(chǎn)生養(yǎng)料。再加上堆肥過程食物會腐爛，影響美觀，因此將該堆肥盒表面部分打磨成奶牛紋的磨砂效果，凸顯產(chǎn)生養(yǎng)料的語義，又增加趣味性。該種植籃的下半部分是由反光板折疊制作的蔬菜種植筐，由于底部是封閉的所以可以澆水、營養(yǎng)液滴灌等。同時它是活動的，當(dāng)蔬菜種植好需要整體清理時，可以將它提出并替換其他籃子等，方便使用。（如圖6）

圖5 使用材料

圖6

該設(shè)計的初衷，不僅僅為了短暫地延長材料的使用壽命，降低回收成本，更重要的是希望通過視覺化的循環(huán)過程使人們更好地理解生態(tài)設(shè)計，建立起循環(huán)利用的意識。同樣，對于工業(yè)余料產(chǎn)生的廠家，可以創(chuàng)造新的盈利創(chuàng)新點，使廢棄的材料重新被利用，創(chuàng)造新價值。

圖7 產(chǎn)品實物照片1

圖8 產(chǎn)品實物照片2

（設(shè)計團隊成員：李珊珊、王小義、袁月）

綜上所述，對工業(yè)余料和廢棄物的再設(shè)計具有較為廣闊的應(yīng)用前景，同時既可以作為個性的代表又傳播了環(huán)保理念，作為具有低碳理念和環(huán)保意識的設(shè)計師，不僅要開發(fā)工業(yè)余料的價值，同時幫助人們培養(yǎng)環(huán)保意識。環(huán)保意識的建立，需要長時間的努力和積累，只是靠宣傳和教育還不夠，還需要讓低碳環(huán)保的概念充分的融入到生活中，正如“家庭堆肥果蔬種植籃”讓人們充分體驗低碳創(chuàng)造的過程，以及享受低碳創(chuàng)造的果實。

[1]（美）威廉·麥克唐納，（德）邁克爾·布朗嘉特著． 《從搖籃到搖籃：循環(huán)經(jīng)濟設(shè)計之探索》．同濟大學(xué)出版社，2005．

[2]劉新．《可持續(xù)設(shè)計的觀念、發(fā)展與實踐》．創(chuàng)意與設(shè)計，2010（2）．

[3]趙超．《生態(tài)實效設(shè)計范式——國際高校低碳設(shè)計工作坊巡禮》．紙上裝飾，2013（06）．