產(chǎn)品設計中實施低碳環(huán)保的手段

1、產(chǎn)品設計中實施低碳環(huán)保的手段 由于全球性的氣候變暖現(xiàn)象加劇，國內(nèi)外的不少專家呼吁必須采取有效的措施來減少溫室氣體的排放量。在丹麥哥本哈根召開的全球氣候大會和去年在上海召開的世博會更讓“低碳”這個名詞成為熱點話題。在產(chǎn)品設計中深入研究實施低碳環(huán)保的具體措施具有深遠意義。 一、與低碳環(huán)保相關(guān)的產(chǎn)品設計因素低碳減排的核心問題主要是能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和提高能源的利用效率，它體現(xiàn)在產(chǎn)品設計領(lǐng)域是多方面的，其中材料的應用、動力源的選擇、環(huán)保的設計理念這三項是最主要的。 （一）材料的選擇工業(yè)產(chǎn)品由各種材料加工而成，不同材料具有不同特性，選擇合適的材料滿足產(chǎn)品的必要功能同時兼顧加工工藝。從低碳減排的角度來考慮產(chǎn)品

2、材料的選擇主要包括兩個方面： 1材料本身的環(huán)境友好性。這一指標需著眼于產(chǎn)品生產(chǎn)的整個流程，從原料的生產(chǎn)，運輸?shù)缴a(chǎn)過程中所用工藝和能源消耗量都在衡量一種材料“碳足跡”的范圍內(nèi)。例如，產(chǎn)品設計中廣泛使用的塑料，其在被焚燒和降解時會釋放大量溫室氣體，但它同時又具有可回收、再利用的特性，加工方法也豐富多樣。sony推出的naite概念手機是首款商業(yè)性質(zhì)的環(huán)保手機，環(huán)保手段之一便是使用了50%的回收塑料，因此售價非常低廉；再例如金屬，其特殊質(zhì)感使它成為許多設計師熱衷使用的材料。金屬從礦石開采，提煉到加工的全過程中，能耗相當于同質(zhì)量pvc塑料的58倍，但多數(shù)金屬具有良好的再回收利用性，甚至能接近100%

3、；純棉作為一種天然原料廣泛用于紡織業(yè)，但在其作物生長過程中對農(nóng)藥具依賴性，在棉紡印染過程中也需要大量添加劑，伴隨著巨大的溫室氣體排放和大氣污染。因此，衡量一種材料的碳排放量和環(huán)境友好性不能僅局限于某一特定環(huán)節(jié)。 2材料與能耗的關(guān)系。材料對電、熱、光等的傳導性會對產(chǎn)品的能耗產(chǎn)生較大影響，這在建筑設計領(lǐng)域體現(xiàn)的尤為突出。不同類型外墻材料運用會對建筑物內(nèi)部的光照強度，熱量吸收和保溫效果造成影響。應極力探索有效方法通過材料的選擇和建筑結(jié)構(gòu)的改善，來營造更適合人居住和生活的空間。合理利用季節(jié)和晝夜溫差、陽光照度、清新空氣等天然資源，減少建筑對人工調(diào)節(jié)的依賴。 （二）動力源的確定電池是動力源的載體，其在生

4、產(chǎn)和廢棄的過程中會造成環(huán)境污染，當前對策一是回收處理，二是開發(fā)可充電電池。在產(chǎn)品設計領(lǐng)域，推廣采用的干凈能源之一是太陽能，將陽光直接轉(zhuǎn)化成電能，這一類產(chǎn)品在市場上也已經(jīng)較多出現(xiàn)，但在產(chǎn)品設計領(lǐng)域當中擔當?shù)闹饕€是應急和輔助的功能，原因主要是能量的轉(zhuǎn)化率還比較低，無法滿足大多數(shù)產(chǎn)品的日常運行，同時安裝太陽能光伏電池的產(chǎn)品需要有比較大的平整表面面積，設計和制造所需成本也較高。同一類的能源還包括風能和氫能，目前這一類技術(shù)在產(chǎn)品設計的運用尚處于試驗階段。比如文圖瑞設計制造的太陽能動力概念汽車是迄今為止最成功的太陽能汽車設計之一，但一系列技術(shù)與經(jīng)濟因素使它距離真正的商業(yè)產(chǎn)品還有很長差距。另一種方法是將人

5、體本身的動能轉(zhuǎn)化成電力，這在古老的機械產(chǎn)品當中運用廣泛，如今這一類技術(shù)在概念產(chǎn)品當中也屢見不鮮。工業(yè)設計師可以將這類技術(shù)中電能的產(chǎn)生方式與人們的日常行為習慣相結(jié)合，通過使用人群分析和行為分析，將使用者的日常行為和習慣動作所造成的旋轉(zhuǎn)、按壓、震動等能量轉(zhuǎn)化成電力，這在技術(shù)上已經(jīng)完全可行，同時也給使用者帶來一種有趣的產(chǎn)品體驗和環(huán)保參與感。 （三）產(chǎn)品的壽命每一件產(chǎn)品從生產(chǎn)到運輸，銷售都需要消耗能源，因此，減緩消費者不必要的產(chǎn)品廢棄速度，延長產(chǎn)品的使用周期能夠有效的減少過量生產(chǎn)造成的溫室氣體排放。影響產(chǎn)品使用壽命的因素包括產(chǎn)品正常的使用壽命，以及使用者自主更新產(chǎn)品的速度。對于消費時代的多數(shù)產(chǎn)品，尤其

6、是消費類電子產(chǎn)品來說，其使用壽命一般會遠短于產(chǎn)品本身到達正常報廢期的時間。人們快速更換產(chǎn)品的理由只是因為它不再流行或符合時尚審美。這對產(chǎn)品本身是一種浪費，對環(huán)境也將造成巨大而不必要的負擔，這顯然不符合低碳設計的理念。造成這種狀況的原因有商家不健康消費的引導，以及設計師所設計的產(chǎn)品不能滿足消費者長期的審美和功能使用需求。但同時我們也可以看到，許多過去的經(jīng)典設計在今天依然沒有落伍的趨勢。通過分析比較可以發(fā)現(xiàn)，相對更“誠實”的設計所具有的市場生存時間會較長，忠于產(chǎn)品最本質(zhì)的功能和材料最本質(zhì)特點，設計更加合理的產(chǎn)品能夠長時間抓住消費者的眼球，而過分或刻意的強調(diào)某一種時尚特點的產(chǎn)品將隨著這一元素的過時而

7、淡出消費者的視線，其生命期會相對較短。從產(chǎn)品自身使用壽命來看，主要通過合適的材料和合理的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝保證整個產(chǎn)品的經(jīng)久耐用。但是，在客觀條件下，每件產(chǎn)品的各個零部件的使用壽命不盡相同，某個零部件的損壞將使整個產(chǎn)品無法正常工作，這是我們經(jīng)常遇到的問題。此時將整件產(chǎn)品丟棄實屬浪費并造成垃圾污染。將模塊化，標準化的思想引入產(chǎn)品設計當中能夠很好的解決這個問題，易損件的備用和維修部的設立是一個途徑。若同時兼顧模塊化概念與產(chǎn)品外觀形態(tài)的相關(guān)性，還能滿足不同時代和地域的造型和美學要求。模塊化的設計也能讓一件產(chǎn)品通過更換某個特定的組件后改變其原有功能或擴充功能，減少不必要的生產(chǎn)支出。 二、低碳環(huán)保的產(chǎn)品交互

8、在許多情況下，產(chǎn)品使用者不正確的使用習慣會造成不小的能源浪費，而設計師所能夠提供的是通過合理有效的設計，特別是人機交互設計和產(chǎn)品功能造型改良，來引導使用者采用正確的操作方式，或者順應消費者原有的優(yōu)良習慣對存有不足的產(chǎn)品進行改進。 （一）低碳的人機交互在人機系統(tǒng)中，產(chǎn)品常通過將字體、圖案、色彩和聲音等某些特定信息準確地傳達給使用者，對使用者做出提示。按照低碳減排設計理念，產(chǎn)品需要通過某種適當?shù)奶崾緛硪龑M者做出有利于環(huán)境，減少碳排放的操作方式。例如，手機充電器在工作時經(jīng)常被消費者遺忘，充電完成后，多余的電力會不斷轉(zhuǎn)化成熱量被浪費，如果能及時的給予使用者一個明顯的反饋信號（如手機語音或音樂提示）

9、，這種浪費完全可以避免。許多電器在待機狀態(tài)下依然保持著16w的待機功率，一直是家庭中電力浪費的主要原因，這也能通過交互提示避免。透明插線板的內(nèi)置led燈光在熄燈后的刺眼光線造成的不適感能起到提醒人們在停止使用的情況下切斷電源的作用，設計師在某些情況下甚至可以有意識的運用這種不適感改良其他電子產(chǎn)品。簡潔明了便于操作的人機界面設計一樣能減少浪費。通過簡單易懂的交互界面，能夠減少誤操作和由此帶來的后患，同時也便于使用者選擇更好的工作模式。如打印機在雙面打印模式下可節(jié)約不少紙張，許多消費者卻因為不了解而無法使用，這就需要設計師加以正確引導。 （二）減少非必要功能在產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用過程中，每增加一項額外

10、功能，都要增加相應的零部件，生產(chǎn)工序，能耗和原料，產(chǎn)生額外的碳排放。因此在設計過程中，需要根據(jù)使用人群和使用環(huán)境賦予產(chǎn)品與之相協(xié)調(diào)的功能，避免因非必要功能所帶來的浪費。比如，一個專門用于聽音樂的mp3就不需要配置一個用于播放視頻文件的屏幕，一個小尺寸甚至單色的led屏幕已能夠滿足產(chǎn)品的正常使用。這一理念也體現(xiàn)在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)布局當中，當產(chǎn)品需要防水時，用嚴密的外殼和密封的橡膠圈使整個結(jié)構(gòu)密閉或是通過合理的結(jié)構(gòu)調(diào)整將內(nèi)部電子元件架空，使它們始終處于進水后的水平面之上，同時給予一個良好的排水條件，對不會影響產(chǎn)品正常工作的進水問題則不予重點考慮，雖然兩種方法的效果一致，但采用的加工工序復雜程度、零件數(shù)量

11、、設計難度和相應的生產(chǎn)能耗將完全不同，這就需要設計師根據(jù)實際情況加以選擇。從形態(tài)方面考慮，在滿足產(chǎn)品所要求的力學條件下對形態(tài)進行優(yōu)化處理，將材料的最大利用率作為一項設計指標，避免因過分追求造型造成的加工困難和材料浪費。對于低碳時代背景下的工業(yè)設計師來說，如何用最少的加工步驟，最簡單的加工方法，最節(jié)省的原材料滿足使用者對產(chǎn)品的主要需求是需要不斷考慮的重要概念。 三、產(chǎn)品設計中的低碳減排實施手段 （一）整體設計低碳設計是一種需要貫徹到產(chǎn)品整個開發(fā)流程當中的設計理念，從構(gòu)思階段就應該把它作為開發(fā)過程的一部分加以考慮。產(chǎn)品的設計理念、材料選擇、形態(tài)結(jié)構(gòu)、加工工藝、人機界面、運輸、銷售、使用到維修、回收

12、乃至最后的廢棄填埋都應在考慮范圍內(nèi)，以讓產(chǎn)品在總體評價方面達到一個最優(yōu)化的均衡結(jié)果為目標。 （二）成本控制低碳減排設計理念運用到產(chǎn)品設計中的時間還很短，相關(guān)技術(shù)尚不成熟，多數(shù)產(chǎn)品仍停留在概念階段，所以低碳產(chǎn)品的成本和初期投入會更高，難以成為大眾消費目標。在消費時代背景下，市場與消費者的認可是產(chǎn)品能否順利生存的關(guān)鍵，價格因素是重中之重。第二，如果產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)費用遠高于相應的污染治理費用，這樣的低碳產(chǎn)品設計方案是不切實際的，無法真正造福人類。因此低碳環(huán)保產(chǎn)品的設計必須考慮成本控制，考慮經(jīng)濟效益。 （三）材料的充分利用從低碳減排的角度來考慮產(chǎn)品的循環(huán)利用主要體現(xiàn)在材料的回收再利用與互換性設計方面。一般，重新生產(chǎn)一種材料所需的能源總是要比再生利用該材料所需的能源多得多。因此，一件產(chǎn)品中應盡量避免使用過多不同種類的材料，利用可回收材料制成的零部件也要易于拆解，便于回收再利用。擁有互換性設計特點的產(chǎn)品不僅使設計和生產(chǎn)過程更為簡單高效，同時也符合低碳