低碳理念在工業造型設計中的體現

楊露

摘要：低碳理念的引入，使我國經濟增長方式由粗放型逐漸轉變為集約型，有利于社會的可持續發展。本文闡述了低碳設計的特點，詳細分析了低碳理念在工業造型設計中的具體體現，并深入探討了低碳理念在未來工業造型設計中的應用趨勢。

關鍵詞：低碳理念;工業造型設計;可持續發展

中圖分類號：F402.2 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

科學技術的迅猛發展加快了社會經濟的增長速度，但也引發了巨大的資源消耗、環境污染等嚴峻問題，使經濟增長方式呈現出高污染、高排放、高能耗的狀態。這種粗放型的經濟增長方式給自然環境帶來極大的危害，使人們的生存發展遭受嚴重的負面影響。近些年來，針對這一問題，各國紛紛將低碳經濟列入各自的發展戰略當中。所謂低碳，即低污染與低二氧化碳排放量。低碳設計是指既滿足環境要求，又顧及產品質量、功能及壽命的設計。為了從根本上防止環境污染并滿足經濟發展的需要，低碳設計需貫穿于產品的整個生命周期。

1 低碳設計的特點

1.1 延長產品生命周期

傳統的產品生命周期指的是產品從生產至廢棄的整個過程，而低碳設計的優點在于能將使用完的產品進行回收處理，也就是在設計階段就將影響環境的因素、防止環境污染的措施等融入規劃中，從而使產品的生命周期延長。低碳設計理念是從宏觀上把握產品涉及的自然資源利用、對環境的影響、可回收利用性、易拆卸性等。低碳設計首要考慮的是產品的環境性，目的在于將產品對環境的影響最小化。細化考慮產品生命周期的各個階段，有利于從整體上優化低碳設計。

1.2 低碳設計屬于閉環設計

傳統的產品設計是開環設計，沒有考慮到產品廢棄后的處理方法。然而低碳設計在傳統產品生命周期的基礎上增加了產品拆卸與回收處理，從而使產品生命周期呈閉路循環狀態。因為在產品設計階段需要并行考慮產品的拆卸與回收處理，所以低碳設計屬于閉環設計。

1.3 節省礦物資源

低碳產品所使用的材質及各種零部件、支架等，可以實現回收、維修、翻新與重新使用，而且該設計能使產品從生產至廢棄的整個過程能耗最小化，這樣不僅能節省能源，還能保護環境，有利于維持生態平衡。

1.4 更好地處理廢棄物

低碳設計人員結合產品的環境需求，如環境規章、污染鑒別、替代方案技術等，從產品生產之初就盡可能減少廢棄物的量，并將廢棄物進行妥善處理，減少廢棄物對環境的危害，進而能緩解環境污染問題。

2 低碳理念在工業造型設計中的具體體現

2.1 低碳理念在產品生命周期中的體現

傳統設計難以維持產品生產使用與環保之間的平衡，注重核算產品成本與產生的經濟效益，忽略了產品在生產、使用過程中可能造成的環境污染與人體健康傷害，很顯然這不符合現代企業發展的要求。低碳理念的注入，使產品的整個生命周期由市場調查、設計與研發、制造、銷售、產品使用、廢棄物回收處理等組成。在低碳設計之前需要進行環境需求分析，還要考慮設計標準，如市場需求、產品功能、支出、收益率等。而且產品生命周期的各個階段又會涉及很多方面，這就需要不同學科的有效配合，在產品設計之初進行周全的策劃[1]。例如，對設計飲料瓶來說，其涉及瓶蓋、標識與瓶身等方面的設計。瓶蓋所用材質的密封性對產品品質有直接影響;印刷標識所使用的原料必須環保，而且標識要保證清晰;瓶身要具有可回收性、對人體無害，便于人們攜帶，并且有足夠的硬度，能夠承受運輸過程中產生的碰撞。

產品回收是低碳環保產品生命周期的重要環節。產品總成本包括原材料、加工制造、運輸、回收等各項成本。低碳設計不同于傳統設計的關鍵是其能對產品零部件、外殼與支架等進行回收與翻新。從低碳產品的生命周期來看，最初的投入較多，周期結束時的回收處理投入較少。再根據產品回收的價格=產品總成本/產品期望使用次數，從企業利益出發，需要降低產品回收成本。這就要求生產廠家對產品結構、產品可回收部分的性能、產品使用次數等進行優化。企業應從宏觀上認識到低碳設計包含的可持續發展設計思維具有戰略性、長期性，且市場供應與客戶需求的變化使低碳設計呈現出一定的波動性，并且要求每個員工樹立低碳理念，從而減少環境污染與生態破壞。

2.2 低碳理念在產品材質中的體現

低碳產品的材質在環保、維持生態平衡上發揮著重要的作用。對于產品生命周期而言，產品的材料選擇與材料加工是造成資源消耗、環境污染的環節。低碳設計需要考慮材料的特性、物理性及產品所處環境等方面。在材料選取上要全面考慮各個方面，不能只顧及其中的某一方面。（1）材料的特性。產品的材料特性決定產品的功能，所以要對材料進行正確擇取，以最大化地發揮產品的功能。從產品結構上說，若設計過程需要運用焊接技術，則不會將鑄鐵作為產品材料，因為其對技術要求比較高，而且會增加成本。從產品安全上說，產品內部零件不能選擇容易受潮腐蝕的材料，否則會使產品存在安全隱患，達不到產品質量要求。（2）材料的物理性。即在運輸過程中對產品材料的抗壓性與彈性的要求，以及在回收處理時對產品材料的穩定性與疲勞性的要求。（3）產品所處的環境會影響產品的使用。例如，塑料受潮容易使自身的硬度特性喪失，絕緣材料處于高溫環境會喪失絕緣性。

傳統上對產品材質選取沒有很多的要求，也忽略了很多問題，例如，本身有毒的材料會污染環境，危害人體生命健康;某些材料在加工過程中可能會產生某種有害物質，產生的粉塵對人體與環境有害;能耗較高的產品廢棄后該如何回收處理;倘若產品使用了多種材料，對后期的回收處理也會帶來困難。然而，低碳設計對產品材質有嚴格的要求，即產品在使用過程中不會造成環境污染、生態破壞，不會影響產品使用者的身體健康，且產品廢棄后能自然地分解、被吸收。例如，當前已發明出一種環保型塑料袋，其運用了一種特殊的塑料薄膜，其廢棄后經過一段時間會自動降解且融入土壤中，且能被土中微生物吃掉，從而達到保護環境的效果。一般來說，涂鍍材料在電鍍過程中會產生重金屬，電鍍液容易污染環境，而且涂鍍材料雖然能抵抗磨損與腐蝕，但其本身具有毒性。所以，低碳產品采用的是無污染、能耗低、可降解、易回收、成本低的材料。

2.3 低碳設計的步驟及實施

低碳設計是一種系統設計，需要遵循一定的步驟。①通過市場調查來收集低碳環保信息，如材質的環保性、產品的科技含量、產品廢棄后能運用的回收技術、低碳設計的成本及環保制度法規等。②建立低碳設計團隊。團隊成員要充分結合搜集的低碳環保信息及技術處理可行性，制定多個低碳設計方案，然后將各方案進行比較分析。③圍繞環保來確定最佳方案。低碳設計的核心是環保。設計過程中要考慮產品制造對周圍環境的影響、資源能耗、廢棄后回收處置等問題。低碳設計團隊經過論證后擇出最佳設計方案。④成立低碳企業聯盟。低碳設計是工業造型設計的趨勢。低碳產品的生命周期需要多個企業合作完成，所以成立低碳企業聯盟將對各設計環節具有協調作用。

對于低碳設計的實施，也可以分為3個階段。①低碳設計的初始階段。低碳設計要結合環保相關規定與企業經濟利益，采用合適的產品結構、材質、零部件等。例如，將氫化鎳電池替代蓄電池，能避免廢棄物釋放有害物質，也能使產品壽命得到延長。②低碳設計的發展階段。設計團隊具有更為成熟的知識體系、設計方法及經驗，可以完全改變產品結構。例如，以前的冰箱制冷劑是氟利昂，由于其會破壞大氣層，所以探索出利用丙烷-異丁烷混合物來替代氟利昂。③低碳設計的成熟階段。在產品的生產、存放、使用等各環節中，具有與其相配的環境支持與技術支持，從而使低碳產品的整個生命周期具有較好的環境屬性。

2.4 低碳設計原則

低碳設計原則包括環境原則、技術原則、人體工程學原則、經濟原則及管理原則等。環境原則指的是降低資源消耗與能源消耗，選擇可以代替稀缺材料的，可降解、回收再利用的，安全的材質，并降低所使用的材料種類。技術原則是指使產品具有特定功能與預期壽命，能確保產品的質量。人體工程學原則是指產品要具有優良的使用性能，并滿足用戶需求。經濟原則是指成本低，并實現利潤的最大化。管理原則是指設計團隊成員要按照規劃目標，以及管理者設定的技術支持參數與產品性能參數來進行低碳設計，且在設計過程中要與管理者保持溝通與交流，從而使產品性能與市場價值相協調。在低碳設計的整個過程中，要做到精簡，這不僅能減少產品零部件的使用，而且能方便拆卸、組合、分類與回收;對于同種功能的產品，要盡可能縮減產品的體積與質量，避免過度的包裝，節約材料;要優化產品性能，改善生產工藝，延長產品的使用壽命;產品的生產過程要注意節約資源能源。

3 低碳理念在未來工業造型設計中的應用趨勢

低碳環保將成為未來產品性能的重要評定指標，不單指產品使用時具有環保性能，而且在產品的生產、運輸、回收過程中都不會對環境、人體造成危害[2]。①產品多種功能的組合。將多種功能集于一個產品上，既能節省空間，又能減少資源浪費，對環境保護也具有重要意義。隨著科學技術的發展，產品的多功能優勢將得到進一步的展現。②縮短產品生產周期，并提高產品使用效率。隨著人們對產品更新換代需求的增大，產品的設計、制造周期會變短，這就需要加快產品研發的速度，并采用先進的技術，生產耗時短且使用效率高的產品。③產品變得體積小、種類多、個性化。隨著市場競爭越來越激烈，企業要在確保產品質量的前提下，減小產品體積，這便于產品的運輸與儲存，減少資源能源的損耗。而且，產品既要在環境屬性及使用性能上滿足用戶需求，又要兼顧產品的個性化造型與種類[3]。

4 結語

低碳設計應使產品的整個生命周期嚴格遵循環保原則，并重視對產品廢棄物最大限度地回收利用。低碳設計需要設計團隊具有豐富而先進的知識與技能，并通過設計團隊的良好協作才能完成。目前低碳設計在我國仍處于探索階段，因此我國要不斷提高科技水平，使低碳理念更好地體現于工業造型設計中。

參考文獻

[1] 童霞，高申榮.中國工業企業低碳生產轉型路徑研究[J].南通大學學報（社會科學版），2018，34（2）：60-66.

[2] 李嘉欣，劉一峰，陳建美.環保理念在現代設計中的運用[J].戲劇之家，2018（23）：134.

[3] 李曉婷.試論基于低碳理念下綠色建筑的經濟效益[J].中外企業家，2019（10）：73.