1、浅谈产品生态设计摘要：随着社会的发展，产品设计理念不断更新，由传统粗放型设计到绿色设计再到生态设计。生态设计是指将环境因素纳入产品设计之中，在设计阶段就考虑产品生命周期全过程的环境影响， 从而帮助确定设计的决策方向，通过改进设计把产品的环境影响降低到最小程度。当今，通过选择环境友好型材料、减少材料使用、优化生产技术、延长产品生命周期等手段进行的生态产品实际业已成为发展潮流。本文通过从产品生志设计的内涵进行深入探求为出发点，结合部分生态设计的案例对产品设计的生态化提出一些提案和分析。井对生态设计的发展趋势做出一些展望和设想。 关键词：产品设计；生态设计； 绿色设计；发展趋势0 引言生态设计是一个
2、环境管理领域的新概念，它融合了生态、环境、经济和管理等多学科理论。生态设计是指将环境因素纳入产品设计之中，在设计阶段就考虑产品生命周期全过程的环境影响，从而帮 助确定设计的决策方向，通过改进设计把产品的环境影响降低到最小程度。换句话说，环境成为产品 开发中考虑的一个重要因素，与一般的传统因素(如 利润、功能、美观、环境条件与效率、企业形象和 整个质量等)有同样的地位。在某些特定情况下， 环境甚至比传统的价值因素更为重要 1。生态设计活 动主要包含两方面的涵义，一是从保护环境角度考虑，减少资源消耗、实现可持续发展战略；二是从商业角度考虑，降低成本、减少潜在的责任风险， 以提高竞争能力。1 产品的
3、生态设计理念1.1 产品设计理念的变化历程随着社会生产水平的提高，产品设计从传统产品设计概念到绿色设计概念再到现今最流行的生态设计概念。1.1.1 传统产品设计理念传统的产品设计一般包括产品功能需求分析、产品规格定义、设计方案实施、参考产品评价 4 个阶段。主要考虑的因素有：市场消费需求、产品质量、成本、制造技术的可行性等，很少考虑节省能源、资源再生利用以及对生态环境的影响。它是为制造而设计，没有将生态因素作为产品开发的一个重要指标，制造出来的产品一般是用完就随意扔掉，无有效的管理、处置、再生利用方法，从而造成严重的资源浪费和环境污染，同时也对人类生存环境造成极大的威胁 2。1.1.2 产品绿
4、色设计理念为确保人类的生活质量和经济的可持续发 展，自 20 世纪 80 年代以来，旨在保护环境的“绿色”行动在世界各国纷纷兴起。“绿色设计”、“绿色产品”、“绿色制造”等新概念、新理论、新方法层出不穷。产品绿色设计是指在产品的设计意识、设计定位及设计方法等问题上，将生态意识、环境因素融入到整个设计理念中。这在某种程度上遵循了生态学的原理，但其局限性也在此，生态圈是一个有机整体，要使生态系统真正不被破坏，就必须使生态系统中 的东西维持原有循环，不能人为创造，也不能人为消灭。绿色设计的“4R”(Reduce，Reuse，Recycle，Regeneration)原则集中在“物质循环” 和“能量流
5、动”方面，在实际操作过程中宏观规划 在微观开发中被肢解，在某种程度上背离了保护生态环境的初衷 3。1.1.3 产品生态设计理念由于绿色设计的局限，现代意义上的生态设计(也称生命周期设计)成为设计时尚。这种设计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，还考虑产品的回收与处理，以及产品的经济性、功能性和审美等因素，从而设计出对环境友好又能满足人的需求的产品。生态设计要求在产品生命周期的每一环节都要考虑其可能给环境带来的影响，通过设计上的改进使产品对环境的不利影响降至最低。产品生态设计，既着眼于人的当前需求，又考虑到生态系统的健康和人类可持续发展的长远目标。从这个意义
6、上讲，产品生态设计是一门可持续的工程技术，因此在产品设计领域，普及生态意识和倡导生态工程技术是一项十分紧迫而艰巨的任务。只有从设计观念上的根本转变，才能促进生态设计理念和方法的发展。1.2 产品生态设计的方法1.2.1 注重材料的性能在产品满足设计功能的前提下，在制造、使用过程中材料、能源消耗得越少越好，对环境影响越小越好。对环境的影响包括：对空气的影响、水的消耗量和对水的污染、对土壤的影响、制造和使用时的发热和能量的消耗、废物再生可能性、使用寿命等等。德围标准研究所提出，与传统产品相比，对环境友好的产品应当满足使用要求。在制造、应用和回收处理中需要较少的资源，对环境造成较少的负担。这就是说除
7、了高性能质量外，生态产品还要求产品的生态质量，产品制造过程中的生态制造以及回收处理的生态化。1.2.2 选择对环境友好的材料以来源充分自然生长的、对人体无害的、节省能源的材料来满足产品功能的需要，以最少的用料实现最佳的效果。TBM PS2E 微机的零部件百分之百可以回收重新利用，被称为绿色 PC 机。1994 年德国公司 Fomn 设计了无氟冰箱，它采用简单碳氢化合物物丙烷、丁烷作为制冷剂，首先使压缩机把它液化，然后让它汽化吸热，这种冰箱减少了 70能耗，达到了既对环境无害又节约能源的双重功效 4。 1.2.3 延长产品生命周期 产品生命周期的延长是生态设计方法中的一个重要内容。通过产品生命周
8、期的延长，可以避免产品过早地进入处置阶段，提高产品的利用效率，减缓资源枯竭的速度，符合可持续发展原则。具体的措施包括：提高产品的可靠性和耐久性，便于修复和维护；采用标准的模块化结构，在部分部件被淘汰时，可以通过即时更新而延长整个产品的生命周期：在产品废弃时某些易于拆卸的部件转换为其他用途等。2 产品生态设计的案例与分析不管是国内还是国外都有一些企业在产品的生态设计方面有着的案例，另外在生活中我们也有很多产品生态设计的例子。2.1 生活中的生态设计产品2.1.1 手工灯具此款灯具的设计充分体现了产品生态设计的理念，其灯座采用回收的饮料罐，灯罩采用PVC 或 PP 的再生塑料。更时让生活中的一些原
9、理的利用得到了更进一步的提升。2.1.2 铝制座椅上图为采用铝制作的座椅，表面不经过任何处理，极易回炉，再利用。同时并不影响其实用性，并且这种未经精加工的产品更具有材料本身的那种粗犷、自然、质朴的特殊美感。2.1.3 “绿色信封”上图为索尼公司所用的“绿色信封”。索尼公司所用的信封全部用 100%的旧杂志纸制作，改公司与造纸厂合作，开发了不要脱墨、漂白。着色的一般再生纸。这种再生纸所用水的污染度减少为原来木浆上等高级纸的十分之一，这种这种制造过程的环境负荷可减 40%。索尼公司的这种工艺通过重复利用资源减少了原材料消耗，减少了环境的压力，最大程度的实现了生态化。2.2 机场航站楼的生态设计2.
10、2.1 在机场航站楼中引入生态设计理念 面对日益恶化的环境,当前的建筑设计最有效的途径就是进行生态节能设计.航站楼设计常常存在着自然采光,通风利用不足,建筑室内能耗偏大.建汉族对周边生态环境影响巨大等问题,所以在航站楼建筑设计中,建筑师应首先把握住”绿色生态”这一重要的设计理念.2.2.2 国外航站楼生态设计研究（）银级认证对洛杉矶国际机场汤姆布拉德利国际航站楼改造后再最大限度减少对环境影响的同时保持运作效率给与了肯定。汤姆布拉德利国际航站楼的环保成就卓越，节约了的能源和的用水，这样每年可以节省数千万美元。此外，高效能感应照明系统能够减少照明用电；供暖，通风和空调的自动重设温度功能，在不影响乘
11、客舒适度的情况下实现效率的最大化；超过的建筑及拆卸废物被回收或回用；超过的室内装修使用再生材料；厕所安装的低流量管道固定装置；整个室内采用低放射性涂料、粘合剂、地毯和密封剂 5。（）曼谷新国际机场建筑方设计中日出了一个整体生态建筑概念：紧凑而灵活的“”平面设计，给未来的机场发展和改造留有很多的灵活性；从建筑的形式由结构功能生成的原则，架梁的几何形状由弯矩的大小所决定，合理的结构传力形式可以最大程度的节约建筑材料；屋顶上设置了镀有光滑铝面的遮阳百叶，他们使得阳光不能直接照射到航站楼上，但却允许漫射进入其中；里面上的夹层玻璃处了加上防止强光照射的镀膜，还加上了不同密度的陶瓷玻璃彩轴点、层膜材料的节
12、能设计达到了由膜结构带来的构造、节能和声学方面的特殊要求，同时满足了航站楼建筑的通透性；分区制冷与地面冷辐射系统减少了需要调节温度的气体体积，建筑的制冷负荷被减轻了，同时也降低了对建筑外皮隔热性能的要求。.国内外航站楼生态设计研究国内虽然在航站楼生态设计上起步较晚，但也涌现出一批具有生态化设计倾向的航站楼优秀案例。（）昆明长水机场，被誉为我国第一座绿色机场。建筑设计中依山就势，节约了土石方工程量万立方米以上；同时根据昆明机场的自然环境、建设条件以及现有机场能耗的基本状况，节能达到以上。通过采用节能低辐射玻璃幕墙、智能建筑技术、采用节能光源和过年认证的节能设备，变风量空调系统，充分利用自然采光通
13、风、绿色屋顶与立体绿化，实现建筑节能、照明节能和空调节能等。可再生能源使用量占建筑总能耗的比例大于；将所有建筑材料的消耗量降低以上。节水设备使用率，再生水利用率大于。 按规模数设计原则，减少非标构件数量，实现建筑材料规格的标准化，技术指标 30%50%。优化结构设计，建筑废弃物处理上，减少单位面积钢用量和其他建材用量。建筑废弃物处理上，使无害化处理率达到 100%、填埋减量3050%、建筑废弃物利用 2030%、再生利用率 50%。污水处理与排放上，使污水处理率达到 100%，研究采用源分离技术的可行性，污水排放颖达到当地的排放标准。（）深圳宝安机场 T3 航站楼，建筑体量巨大，利用双层表皮系
14、统将自然光由上部导入，有效利用了自然光源，节省了照明用电。双层表皮同时兼备了采光、遮阳、防水、排水、保温、隔噪、通风等众多功能需求。此外，深圳机场在 T3 航站楼的西侧，靠近海边区域建有三个雨水回收池和一座雨水处理厂。该系统除起到防洪、防涝和全面解决 T3 航站楼生产运作部门办公楼以及附近商业区的非饮用水问题，此外还用于跑道冲洗、环境绿化、飞机冲洗及消防等用水问题。 2.2.航站楼生态设计要素航站楼作为一种对能源、环境和资源依赖性较大，对周边环境影响颇大的建筑体，航站楼生态设计正是通过建筑本身与能量、环境和资源的动态性相互作用，达到一个和谐的平衡。航站楼消耗的能量大部分用于照明和空调，正是为了
15、满足室外物理环境达到舒适的效果，所以可以将能力的控制与物理环境联系起来看待。基于以上视觉的分析，航站楼生态设计要素可以归结为物理环境、生态景观和资源回收三个层面 6。（）物理因素（）生态景观（3）资源回收3. 生态设计的现状和对未来的展望3.1 国内外产品生态设计的现状生态设计的概念一经提出就得到了很多国际组织和研究机构的重视。国际组织、大学和研究机构积极参与生态设计的理论研究和实践探索。3.1.1 国外各国高度重视生态产品设计联合国环境署(UNEP)与荷兰的 Rathemau 研究所及德尔夫特理工大学共同合作。进行环境友好型产品开发的研究项目，并在此基础上年出版了生态设计-一种可持续生产与消
16、费思路，提出实施生态设计项目的六个步骤：生态设计项目的组织选择产品并确定生态设计战略一形成设想详细的设计概念一沟通并推出产品。这六个步骤既与清洁生产工艺的评价方法兼容，又与传统的产品开发过程兼容 7。荷兰的 Leiden 大学、英国创意艺术大学可持续中心和 Manchcger Metropolitan 大学等，分别应用不同的方法，针对不同的产业(如电子电气、包装和 家具等行业)开发了生态设计工具。德国著名的 Wuppertal 研究所提出了单位服务的物质集约度(MIPS)最小的生态设计原则。奥地利的“factor4+”协会在研究生态设计的同时还建立生态设计的专科学校。澳大利亚墨尔本皇家理工学院
17、的国家设计中心以及瑞典林学平大学的工程和管理系则通过示范项目与制造企业开展生态再设计的基础研究和实践。此外，与环境认证和生态标志产品认证相关的机构认证活动，例如，具有北美市场准入效力的 UL、 FCC、ASTM International 认证，被欧洲公认的德国 GS 安全认证、针对汽车和电子产品的欧洲 E Mark 认证，以及在欧洲、加拿大、美国和日本风行的覆盖范围广泛的生态标志认证等，都极大地推动产品生态设计的理论研究和产业实践 8。3.1.2 中国的生态设计刚刚起步生态设计在中国还处于概念推广和基础研究的起步阶段虽然有一些关于生态设计概念、生命周期理论、生态位以及生态设计原则、生态设计与
18、清洁生产和可持续发展的关系等的基础研究和一批学者以论文、论著的方式宣传产品生态设计的理念，国家环保总局(现环境保护部)尝试了清洁生产审计和“环境友好企业”评佶机制等实践，企业界也有一些关于生态设计的有益尝试；然而，目前在国家层面还没有专门针对生态设计的研究机构，绝大多数企业也没有明确的生态设计战略和实施目标，也没有针对设计师的关于生态设计理念的教育和培训。在国内近些年国家也在大力提倡环保生态，但国民的生态设计意识还比较弱，当然也有些地区、企业在积极的探索生态设计之路，取得了大大小小的成果。3.2 对未来生态设计的展望3.2.1 生态设计的趋势产品生态设计展望产品生态设计的出现是可持续发展思想在
19、全球得到共识与普及的结果。尤其是产业生态学的兴起，将带来一场新的产业革命。不但改变传统的产品生产模式，也将改变现有的产品消费方式。因此从产品的开发设计阶段就进行生态设计，既可增强产品在未来市场中的竞争力，也直接推动 了产业生态学的发展。要始终把握重要的“绿色”原则是人性化设计，始终以人为中心运用人体工程程学的原理，在造型的舒适度上始终 围绕人的生理和心理需求。另外，在产品设计中强调自然材质肌理的应用，让使用者感知回归淳朴的自然。对于原料方面，人们更多的是使用天然的木质，但我国是个少林的国家，长期以来木材供不应求，所以一方面要保护好现有的资源，合理利用有限的资源，另一方面要积极发展和增加资源，合
20、理使用代用原材料 9。比如我国是世界竹资源最丰富的国家，对于一些家具可以竹子代替木材作为原材料。3.2.2 我国企业如何开展产品生态设计（1）将产品生态设计纳入到企业战略管理层次中。产品的生态设计涉及企业各个部门,最关键的是得到企业领导的认可和支持。只有将产品生态设计纳入企业战略管理层次中,才能真正提高产品环境绩效。主要原因是致力于长期的产品设计战略可以较早地发现未来可能出现的环境机会和威胁,可以从根本上提高企业的环境绩效和企业竞争力。（2）注重企业内部合作。产品生态设计是一个系统工程。产品设计部门是生态设计的关键,但采购部门选购材料,生产部门生产产品,营销部门最终销售产品,这些部门都对产品的
21、环境绩效起着不同的作用。（3）加强上、下游企业之间的合作。进行产品的生态设计,必须考虑上游供应商的生态设计状况,与环境效益良好的供应商紧密合作,才能真正生产出环境效益良好的产品。同时,只有对产品进行生态设计,才能成为重视环境效益的下游企业的供应商 10。我国企业可以借鉴国外企业的成功经验。对于生产最终产品的企业,对上游企业的环境绩效进行评估,并把结果集成到产品生态设计中,实现从根本上提高企业的环境绩效,提高产品的国际竞争力;对于生产中间产品的企业,通过产品生态设计,改进产品的环境绩效,从而争取成为国外企业长期稳定的供应商。4、 学完本课程感受这门课的名称叫清洁生产工艺与应用，其核心是“清洁”二
22、字，清洁生产，是当今国际各国为推行可持续发展而实行重要措施。随着清洁生产在全球兴起，上世纪 90 年代被引入中国后，当时风靡一时，但至今为止，清洁生产却仍未在我国得到广泛应用。所以这门课程向我们化工系的学生介绍各方面关于清洁生产的概念，让我对清洁生产工艺有着进一步的认识，从而在以后的工艺生产操作中能够有所体现。人口激增，经济高速增长，城市化加快，工业化进程加大，人类在社会生产的过程中，大量消耗自然资源，同时也对自然环境产生了各种危害。种种现象让人们不得不注重在社会发展的过程与大自然的和谐统一，这才让人们有了清洁生产的意识。清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。
23、对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料与能源，尽可能不用有毒原材料并在生产过程中就减少它们的数量和毒性；对产品而言，则是从原材料获取到产品最终处置过程中，尽可能将对环境的影响减少到最低。 清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采取整体预防的环境策略，减少或者消除它们对人类及环境的可能危害，同时充分满足人类需要，使社会经济效益最大化的一种生产模式。具体措施包括：不断改进设计；使用清洁的能源和原料；采用先进的工艺技术与设备；改善管理；综合利用；从源头削减污染，提高资源利用效率；减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放。清洁生产是实施可持续发展的重要手段。清洁生产的观念主要强调三
24、个重点：（1）清洁能源。包括开发节能技术，尽可能开发利用再生能源以及合理利用常规能源。（2）清洁生产过程。包括尽可能不用或少用有毒有害原料和中间产品。对原材料和中间产品进行回收，改善管理、提高效率。（3）清洁产品。包括以不危害人体健康和生态环境为主导因素来考虑产品的制造过程甚至使用之后的回收利用，减少原材料和能源使用。学了清洁清洁生产工艺与应用这门课之后，认识到我们国家关于清洁生产这方面做的还远远不够，与西方一些发达国家还相差甚远，当然这也与我们国家的经济生产模式有关，所以我认为对我们化工专业的工科生来说，这门课的学习是非常有必要的。它让我们知道生产过程会对环境造成怎样的影响，怎样做才能将其最
25、小化；让我们知道什么是产业生态化，如何遵循生态规律。模仿自然生态系统来构造产业系统；让我们认识到我们国家企业的产品生态设计意识还很单薄，各大化工企业需要对其产业设计进行生态化改造，生态化进程迫在眉睫！总的来说，学了这门课之后，收获颇丰，日后工作中一定会把所学应用到工业生产之中。参考文献：1王庆斌.WANG Qing-bin 产品生态设计的理念与方法J.郑州轻工业学院学报（社会科学版）2005,6(6):40-422靳敏. 产品生态设计现状和发展趋势(上)J.家电科技.2009(05):24-273祝媛,陆瀚.产品生态设计中生态与经济平衡模型探析J.中国包装工业.2015(06)：39-414许启进.产品生态设计之简论J.科技资讯.2008(09):242-2435吴震. 深圳宝安机场 B 航站楼生态优化设计研究D.哈尔滨工业大学.20126于玉龙.公共建筑大空间自然通风气流的探讨D.北方工业大学.20107江心英、季莹.产品生态设计理论与实践的国际研究综述J.生态经济 2006(2):77-80；8闫世刚.基于绿色制造的产品生态设计体系研究J.生产力研究.2010(03)9 史志呈.产品生态设计与我国发展现状J.质量与认证.2015(06)：48-5010如明，中国企业如何面对欧盟 EuP 指令，中国科技投资， 2007(8)：71-73
