绿色设计在工业设计中的应用范文

【关键词】绿色设计理念；机械设计；机械制造；应用分析

前言

近年来我国工业化进程日益加快，机械设计制造的生产量持续增加，耗费的资源不断增多，导致污染物派往越来越多，给我国环境带来严重的污染。分析我国经济的发展现状以及未来的发展趋势，"绿色环保"、"节能"是我们必然的选择，也是实现可持续发展的唯一、有效策略，目前绿色理念已经渗入到各行各业的发展战略。因此在机械设计制造中注入绿色设计这一全新元素，显得非常重要，也非常必要。

一、机械设计制造绿色设计理念概述

机械设计是机械制造企业生产中的第一步，机械设计水平同时也对机械总体性能有着直接影响，其主要是结合机械产品的使用要求，对产品的结构、零件材料、零件形状、零件大小、运作原理、运行方式、能量传递等各方面内容进行分析和精密的计算，进而设计出符合使用要求的机械产品。绿色设计理念在机械设计原有基础上，充分考虑机械产品对能源、自然环境产生的影响，使机械产品在保证稳定性与实用性基础上，最大限度的降低机械产品对能源的消耗，同时减少机械产品对自然环境产生的污染。主要将产品的设计眼光投放在未来的可持续发展上，将绿色产品设计的要求作为设计约束条件，提倡无废物、可回收的产品设计技术。在保证产品的质量、功能以及使用寿命等。绿色设计的核心为3R原则--Reduce、Recycle、Reuse，即减少环境污染、减少能源消耗、产品的回收再利用。绿色理念的形成经历了一个漫长的阶段，在人类社会进入工业化阶段之初，人们将目光放到了经济利益的追求上，因而忽略了它。在今后的发展过程中，为了经济建设得又好又快发展，也为了贯彻落实科学发展观，绿色设计定会成为指导工业化发展的重要理念。

二、在机械设计制造中推广绿色设计理念的意义

（1）可以有效提高经济效益

在不断的实践当中我们可以看出，绿色设计理念才是现今社会所真正需要的。人类生活目前面临着高能耗以及高物耗的问题，并且产生大量的废弃物，给生态平衡带来不利影响，也破坏自身生存环境。在设计制造过程中，我们的绿色设计要求就是要保证产品质量的情况下，尽可能地减少和节约资源的浪费，不仅仅是为了目前的发展效益做考虑，而且也要考虑以后的可持续发展，要从长远利益出发，资源的浪费只会加重以后发展处于供不应求的局面。追求经济并不是一件坏事，但是不能以这种野蛮的、破坏环境的方式取得。按照绿色设计的理念，既可以减少材料的浪费，还可以提高资源的使用效率，实现经济效益的最大化，因此，绿色设计理念在这一方面做的就非常环保，它要求节能减排，最大限度提高资源的利用率，实现经济与环保的双收益。

（2）符合科学发展观和可持续发展的要求

绿色设计理念所提出的基本内涵就是在追求经济效益的基础上要考虑到环境的保护、资源的节约等问题。随着社会的发展，人们日益增长的物质需求必将导致工业化建设的迅速发展，随之而来的便是资源的大量开采利用、环境的污染等问题，那么终有一天我们将面临一场巨大的自然灾难，因此为了避免这一问题，就必须坚持绿色设计的理念，形成一种新的经济发展模式，既满足人们的要求又能避免环境的污染，实现科学发展观的目标。

三、绿色设计理念在机械设计制造中的应用

（1）机械制造中绿色材料的选择

绿色设计理念要求在机械设计制造的全过程当中都要加以贯彻，因此为了满足产品整个周期中绿色的设计理念，首先从材料的选择上就要做好协调工作。为了满足产品整个周期中绿色的设计理念，首先从材料的选择上就要做好协调工作。所谓的绿色材料、是指在原材料的采集、产品的制造、再循环利用以及废物处理等环节中能够与生态环境相协调，有利于人类的身体健康的材料。材料的选择是进行绿色设计的第一步，只有好的、合格的材料再配以先进的技术和生产设备，才能制造出高质量、安全可靠的产品，才能在市场竞争中占有一定的分量。在机械产品的整个寿命周期中，材料所发挥的作用非常大，即使在产品不能使用之后，针对其中的一些零部件仍然可以加以拆卸，循环利用，实现真正的绿色选材，健康发展。

（2）绿色理念的机械设计应用

当前情况下，绿色设计的理念有很多设计技术以及方案，不过最为常见的绿色理念设计方案集中表现在以下三个方面，即模块化设计、可拆卸性设计以及生命周期设计。从机械产品的可拆卸性设计来看，一个完整的机械产品是由多个部分组成的，保障产品的各个零件可以从产品上顺利地拆卸下来而不被损坏，可以最大限度地实现材料的回收再利用，防止资源的浪费，此外还可以节省成本，提高经济效益，因此设计者在进行设计时要充分考虑到这一点。生命周期设计则主要考虑产品成本、性能以及环境等保护等领域，主要包括再利用的成本、产品回收、产品代替以及污染物处理等方面的问题。

同时还需要社会各界加强绿色设计理念应用的支持力度。这是因为要想在机械设计制造的过程当中贯彻应用绿色设计的理念，不仅仅需要方法以及技术，还需要强化对绿色设计应用配套措施的相关支持，改善政策、人才以及科技等环节的辅助。其次是要强化设计理念以及技术环节的创新，不断优化绿色机械的设计方案，应用现代化科学技术。最后是要强化绿色设计人才培养，改善设计人员素质，确保他们掌握绿色设计的理念，从而为机械设计制造提供人才支撑。

结语

综上所述，绿色理念是一种符合当前经济社会发展的重要发展战略，可以实现机械制造产品的低耗能、低成本、高利用率以及高回收率，大大的提高机械机械产品的经济价值以及社会价值，推动我国可持续发展观的实施路径。我们可以肯定地说，绿色设计的环保理念将会成为机械制造业在以后的制造中占主流的设计思潮。随着机械设计制造当中绿色理念应用的开展，相关的研究工作也会成为推动绿色理念应用的重要前提，需要引起工作人员的重视。

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作者简介：李宁：郑州大学机械工程学院学生

绿色设计在工业设计中的应用范文篇2

关键词:绿色设计;当代功能主义;以人为本;拓展;契合

中图分类号:F71

文献标志码:A

文章编号:1673-291X(2010)16-0185-03

一、绿色设计是当代设计领域不可违背的原则

(一)绿色设计概念提出的背景

18世纪中叶的英国工业革命,完成了从工场手工业向机器大工业过渡的阶段,以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。这场革命为世界的经济发展提供了强大的动力,为人类的进步奠定了强大的物质基础,在这场革命中,工业设计也应运而生,成为推动工业革命助推器。因此说,工业设计是工业革命后的产物,同时也推动了工业革命的发展。但是我们也要清醒地看到,二百多年的工业发展在为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时,也带来相当大的负面影响。首先,由于产品生产的需要,大大加速了资源及能源的消耗;其次,工业生产也引发了对环境的污染、生态的失衡以及诸多全球性环境问题。如:以碳经济引发的温室效应,导致了全球气候变暖,使人类的生存受到了严重的威胁;再次,随着消费品的大量普及,新产品源源不断地推出,特别是工业设计的过度商业化,使设计成了鼓励人们无度消费的重要介质,如:“有计划的商品废止制”就是这种现象的极端产物,产品的生命周期因此而日趋缩短,这大大增加了所谓“废旧产品”的数量,特别是家电消费类商品。正是在这种大背景下,工业设计师们不得不考虑人类的生存环境和可持续发展的问题,不得不考虑在拯救地球的生存中的职责和作用,“绿色设计”的理念也就随之产生了。

20世纪60年代,美国设计理论家威克多・巴巴纳克在《为真实世界而设计》一书中,强调设计工作的社会伦理价值,认为设计师应认真考虑有限地球资源的使用问题,并为保护地球的环境服务,这一理论对后来的绿色设计思想产生了直接影响。虽然当时维克多的理论引起了很大的争议,但之后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,人类越来越意识到生存环境的日益恶化,可利用资源的日趋枯竭等问题将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,美国首先掀起了“绿色消费”的浪潮,继而席卷全球。无氟冰箱、环保彩电等绿色产品不断涌现,广大消费者对绿色产品也越来越崇尚。到了20世纪90年代,绿色设计成为设计技术研究的热点问题。

(二)绿色设计的定义

绿色设计(GreenDesign)是20世纪的最后几十年中兴起的设计思潮之一,总体上属于理性主义设计理想中的一环;是当今世界的“绿色环境”命题,是关于自然、社会、与人的关系问题的思考在产品设计、生产、流通领域的表现。

绿色设计也被称为生态设计(EcelogicalDesign)、环境设计(DesignforEnvila3nment)、环境意识设计(EnvironmentalConsciousDesign,ECD)等;是建立在产品周期理论上以绿色产品作为绿色设计的最终体现,即在产品及其寿命周期全过程的设计中,充分考虑产品功能、质量、开发周期和成本的同时,优化各种相关因素,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,保证产品应有的使用功能、使用寿命和造型等。绿色设计的基本思想旨在将环境性能作为产品的设计目标和出发点,创造出符合生态环境良性循环规律的设计系统。从更广义的角度上来理解“绿色设计”,可以将其视野扩大到全社会的绿色服务意识、绿色文化意识及整个环境系统的要求上来。

就工业设计而言,绿色设计的核心可归结为“3R”原则,即Reduce少量化,物尽其能;Reuse再利用;Recycle资源再生。不仅要减少物质和能源的消耗,减少有害物质的排放,而且要使产品及零部件能够方便地分类回收并再生循环或重新利用。1994年,菲利普・斯塔克为沙巴公司设计的一台电视机,机壳采用了一种用可回收高密度纤维模压成形,其暖调的色彩,使人产生一种很自然的亲和性,该设计开创了电器绿色设计的先河(见图1)。

(三)绿色设计的特征

由绿色设计的定义可以看出,绿色设计是以绿色技术为原则所进行的产品设计与服务设计,它是针对传统设计的种种不足而提出的全新设计理念与方法。这种理念与方法主要体现了以下几个主要特点:

1.功能全程性。绿色设计将产品的生产由传统的“生产一使用”过程扩展为“生产―使用一回收处理”的过程,也就是“从摇篮到再现”的过程。这种被贯彻以新功能和价值认识的设计思想与策略便于在整个设计过程中全面理解和掌握相关的环境问题,以及材料的循环、利用和废弃物处置等。只有对产品生命周期进行总体考量,才能进行绿色设计的整体优化。

2.环境亲和性。绿色设计有利于保护环境,维护生态平衡和实现可持续发展。设计过程中对产品环境需求的分析考虑是辨别绿色设计的重要因素之一。要避免废弃物的产生,就要注意使用再造加工技术或是废弃物管理方法来协调产品设计,使零部件材料在产品达到寿命周期时,以最低的成本,最高的再生值回收、利用,从根本上解决设计与环境的矛盾问题。

3.价值创新性。绿色设计可以在不同层面上进行价值创造,概括地说可以归结为三个层面:(1)在结构与零部件设计中体现的结构技术与产品设计的层面;(2)在材料与工艺选择中体现的污染防范技术与产品设计的层面;(3)在人与环境整体关系中体现的创新技术、提高产品总体价值的层面。

(四)发展绿色设计的意义

1.绿色设计是可持续发展的要求。可持续发展是20世纪80年代出现的重要战略思想,它强调人类的发展要保持公平性、持续性和共同性。当今人类面临着人口膨胀、自然资源短缺、环境污染严重等问题;人类对地球无节制地开发利用、日常生活中制造的大量垃圾,给自身生存环境造成极大的危机。面对这样的现实,人们开始意识到实施“可持续发展战略”的重要性,中国从制造业大国走向创造业大国的文化创意产业策略,正是积极实施可持续发展的重要策略之一。正如本文所述,绿色设计是当代设计领域不可违背的原则,它从设计的根源上引导生产向可持续、无害化的方向发展,成为解决环境与发展的平衡点。

2.绿色设计引领绿色消费。绿色消费理念的产生,是对传统模式深刻反思后的创新,也是人类经过理性选择和道德自律的结果。绿色消费理念正在被越来越多的人所接受,调查显示,中国71.3%的消费者认为,发展环保产业、开发绿色产

品对改善中国环境大有好处;53.8%的消费者愿意购买如绿色食品、绿色建材和绿色家电等绿色产品……。

由绿色设计引导形成的绿色消费理念,是有利于人类生活向良好的环境发展的一种消费理念,因而呈现出强有力的发展趋势。这也为绿色设计成为当代设计领域重要思想起到了促进作用。

二、功能主义对绿色设计的拓展

(一)当代功能主义

功能主义设计思想形成于20世纪,是设计领域中的一个重要设计思想。早在18世纪时,功能主义作为一个哲学名词就已出现。随着工业革命带来的设计史上的巨大变革,功能主义也随之被赋予新的意义。作为现代主义设计的核心理念,功能主义要求设计要注重产品的功能性与实用性,简而言之就是功能至上。虽然这种思想在当时来说具有跨时代的意义,但是过于理性化的设计却存在着一定的弊病:设计忽视了产品的审美性,也就忽视了人对产品的情感因素;过于单调的设计使人的情绪得不到释放,越来越多的心理需求无法得到满足。因此到了当代,设计的功能主义又有了新的发展,更为强调“以人为本”的功能性理念。这种理念使“人性化”成为产品设计的焦点,将“人”放在了产品设计的第一位,强调设计的目的是人而不是产品,产品是为人而设计,设计应满足人的需求。进入21世纪,人们的要求已不再是单一的层面,人们更需要人性的关怀。产品设计是与生活紧密相联系的,只有从感性的、生理的到关心心理需求的设计,才是真正的“以人为本”。正如马斯洛所说,人的需求是一个从生理需求不断上升到尊重的需求和自我价值实现的需求的过程。满足功能只是最基本的需求(见图2)。

(二)当代功能主义设计目前存在的误区

当代功能主义设计的核心可以简言之“以人为本”。但这里所指的人并不仅仅只是一个个体,更是一个集合。确切地讲,这个集合包括“社会”、“环境”、“人”等诸多因素。从这一点出发,我们可以看到在以往的产品设计中,由于过分强调设计所针对的个体,却也忽略了人的宏观概念乃至社会和环境因素,从而导致诸如资源匮乏、环境污染、生态失衡等种种问题的出现。因此产品的设计应该是在满足人(个体)的需求(包括功能性、安全性、舒适性、经济性、审美性等等)的同时,还能更好地协调各个因素问的关系。这也许正是目前功能主义设计容易进入的一个误区。比方说现在有很多产品,虽然在功能性、美学性上实现了设计的目标,却在生产或使用的过程中对环境和生态造成了破坏,对于这样的产品我们又怎能将它算作是当代功能主义真正意义上的产物呢?

(三)绿色设计的理念与当代功能主义思维的有机结合

1.将绿色设计的理念融入当代功能主义思维。产品设计中的“绿色”理念涵盖的内容十分广阔。其不仅要利用绿色技术解决好产品与自然环境的关系,还要解决好人与产品、产品与社会环境、人与环境(自然和社会)的关系,真正实现“人―机―环境”的协调发展。随着绿色设计思维的不断深化扩展。人们逐步意识到绿色设计不仅仅是针对产品结构的易拆卸性:清洁的生产过程以及废弃后回收的优化设计,而是应该从根本上利用设计引导消费者向可持续发展的生活方式发展。就此而言,工业设计师们显现出较其他专业所独有的优势,这种优势通过产品对使用者“消费行为”、“使用行为”及“态度”的影响表现出来。因而,将绿色设计理念融入到当代功能主义的思维中,作为对当代功能主义的思维的补充,将当代功能主义设计的概念进行拓展。通过对产品“以人为本”的设计研究来引导绿色消费,引导消费者转向一种可持续发展的生活方式。

2.绿色设计理念与当代功能主义思维的契合点。虽然将绿色设计理念融入到当代功能主义思维是对当代功能主义思维引向可持续发展的重要拓展,但有时两者在产品设计中融合时会产生矛盾。那么为了消除这种矛盾,我们就应该在两者之间找到一个最佳的契合点,使产品在以人为本和绿色保护之间获得最佳的平衡点。如何消除这种矛盾呢?首先设计师应在产品设计之前深入研究目标群体的需求层次;然后在以人为本设计的同时进行产品的环境兼容性分析,并在不影响产品使用寿命的前提下,通过对产品造型的适当简化、材料的合理选择以及是否循环、组合设计的巧妙运用,使产品在以人为本和环保之间获得最佳的平衡点。此外,设计师也有责任通过设计不断向人们展示绿色设计本身就是一种美,引导人们正确的消费,从而间接促进以人为本产品的环境协调性。1996年,威利姆・比尔・斯登夫和顿・晗・维克共同开发的一种用于办公的座椅,以人的足、膝、腰三个部位为轴心,配合入的坐姿的变换,设置了手动调节装置,以便随时调节座椅的形态,使之增加座面和靠背对人体的合理、有效的支撑点,采用具有弹性、透气性和触感均良好的织物绷面,使人感到舒适。座椅靠背和框架采用强化聚酯,扶手和椅子的腿、支架等部分采用高强度特制铝合金制作,不仅结实耐用,方便组装、拆卸和维修,而且节省资源,有利于回收,不但对人是一种关怀,对环境也体现了深切的关注,实现了当代功能主义与绿色设计统一。这也将成为功能主义在新时代的新的发展趋势(见图3)。

三、结语

随着时代的发展,绿色设计理论不断成熟,特别是将其与当代功能主义思维的有机结合,使设计能够为人们提供更为宜人的产品,这不仅让消费者受益,同时也能促进全人类的可持续发展。

这种可持续不仅是资源、环境的可持续,还应该是包含人类情感世界的可持续。设计被视为一种兼具理想主义色彩与强烈社会责任的工作。因此,当代设计应该是具有一定伦理道德观念的行为,不是只满足某个人或一小部分人的需求就可以了,而是要符合大部分人群的心理需求甚至能够陶冶人的情操,将绿色设计的理念融入到当代功能主义思维,寻求到一个两者间的最佳契合点,从而促进产品进一步满足人类更深层次的需求,体现出设计的伦理道德观念。在设计的过程中,设计人员可以把绿色技术作为一种工具,促进绿色设计与当代功能主义的融合,真正实现“人―机―环境”的协调发展。

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绿色设计在工业设计中的应用范文

关键词：绿色制造机械制造可持续发展

一、绿色制造技术的特点

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。其主要特点有以下几点：

1.绿色设计。绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。

论文百事通在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如:可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等），并将其作为一个重要的指导原则。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性：它首先是在绿色(节能、环保)设计的原则指导下，在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素，包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。在设计过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调，各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈，从而在其设计研发过程中及时改进，使产品设计达到最优化。

2.绿色材料。绿色材料是指在选材时尽量选择无污染或少污染，易回收的材料。为此，一是要多开发绿色材料，并建立绿色材料库;二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。

3.绿色工艺。绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。

4.绿色处理。绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理，一是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计，如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法；二是发展绿色再制造技术，如再制造加工、过时产品的性能升级等。

二、企业实施绿色制造技术的原则

实施绿色制造技术过程中，企业必须遵循以下原则:(1)依据ISO14001的要求事项，建立、实施并不断完善环境管理体系，定期对体系进行评审，确保体系有效实施;(2)在企业的全部活动中自主地制定环境目标，进行环境保护;(3)控制或减少设备开发和制造阶段使用和排放对环境负效应大的物质，推进污染预防。在设备开发、制造和废弃过程中考虑资源的有效利用和再生利用，降低损耗。加强固体废弃物的回收再利用管理，减少污水、烟气、噪声等对环境的影响。开展节能降耗活动，合理利用能源资源。

三、我国机械工业实施绿色制造技术的主要途径

1.建立并遵守环境保护体系，重视绿色意识教育。我国机械工业应加快建立ISO14001环保体系，并且致力于同ISO9001质量体系一体化，便于在开展各项活动中兼顾评价环境影响。通过建立环保体系，使企业员工能够针对产品生命周期全过程中伴随的环境问题进行正确识别，并积极采取措施加以预防和有效处理，使环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化。通过建立“善待环境”的工厂，谋求与地球环境、需求者、地域社会的共生，从而实现工厂与社会的可持续发展。重视对员工进行安全意识、质量意识、节约意识、效率意识、环保意识等的教育和培训，以提高全体员工对经济效益、环境效益和社会效益的正确理解，充分认识到绿色生产的社会责任。

2.注重绿色设计，实施绿色制造工艺技术。绿色设计是绿色制造技术的核心，设计阶段是产品生命周期的源头，从源头控制环境要素无疑是最有效的方法。

目前机械工业在绿色设计方面的主要内容包括:(1)确定绿色设计的原则是选择绿色材料和绿色零部件进行设计，选择绿色工艺和设备进行加工，用节能、节水、省料等最优化设计规定产品的实现方式，对材料进行标识，优化可装配和可拆卸性设计;(2)确定绿色的设计评价指标是节能、节水认证和再商品化率;(3)产品绿色排序是一种表示产品绿色程度的方式，主要是通过第三方采用随机抽样方法，由顾客对同行业同类产品的能耗、美感、安全、健康、警示、适用的性能、可接受的性价比、企业再商品化率、自我申明等内容进行定量评分。第三方将抽查结果结合公共环境报告进行综合分析，将排序结论向社会公告。其权威性虽往往受到质疑，但可作为顾客选购产品时的参考，因此也是顾客对企业产品满意度的一种体现，成为企业进行绿色改进的信息来源。新晨

3.创新技术工艺，发挥环保效益。绿色制造技术应从理念落实到具体生产技术工艺中，才能最大限度地发挥其环保效益。比如在磨削加工时，采用油基磨削液会产生油气、烟雾，使生产环境恶劣，而且磨削液的后期处理成本太高，要改善这种情况，可以采用干磨削或准干式切削方式来加工。这样不仅有效地减少了资源消耗，节约了生产成本，而且还有利于降低对环境污染，有利于操作人员的劳动保护。

四、结束语

在大力倡导环保主题的今天，基于可持续发展观点的绿色制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。我国从事机械制造的工程技术人员应该加强绿色制造技术的研究，重视绿色制造技术的应用，促进我国机械工业的可持续发展，推进我国机械加工企业的国际化成长。

参考文献:

[1]刘飞曹华军张华等:绿色制造的理论与技术[M].科学出版社，2005，1