第三章材料与环境

1、第三章第三章 材料与环境材料与环境绿色设计、绿色设计、绿色制造、绿色制造、绿色材料绿色材料4.1 4.1 环境意识环境意识物物料料供供应应制制造造加加工工装装配配产产品品包包装装使使用用维维护护报报废废处处理理废弃物废弃物制造业是环境污染的主要根源制造业是环境污染的主要根源产品从产生到寿命终结的过程产品从产生到寿命终结的过程产品的诞生过程：设计产品的诞生过程：设计 制造制造1 绿色设计的概念绿色设计的概念4.2 绿色设计绿色设计保护地球绿色生态环境的设计，在设计阶段将环境因保护地球绿色生态环境的设计，在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能素和预防污染的措施纳入产品设计

2、之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求产品对环境的影作为产品的设计目标和出发点，力求产品对环境的影响最小。响最小。2 绿色设计的基本特征绿色设计的基本特征将环境问题、产品的性能与造型设计各因素进行综合将环境问题、产品的性能与造型设计各因素进行综合考虑，防止产品在满足功能的过程中对环境产生污染考虑，防止产品在满足功能的过程中对环境产生污染破坏，产品报废时避免或尽量减少有害废弃物，实现破坏，产品报废时避免或尽量减少有害废弃物，实现最低的成本、最高的重复利用和再生利用。最低的成本、最高的重复利用和再生利用。1）环境协调性）环境协调性A 结构与零部件设计的结构技术的更新结构与零部件设计的结构

3、技术的更新B 材料与工艺选择的污染防范技术的运用材料与工艺选择的污染防范技术的运用C 人与环境整体关系中，进行创新设计，提高产品总人与环境整体关系中，进行创新设计，提高产品总体价值。体价值。2）价值创造性）价值创造性绿色设计是将产品的功能与价值贯穿到产品开发直至绿色设计是将产品的功能与价值贯穿到产品开发直至废弃全过程的设计思想与策略。废弃全过程的设计思想与策略。 3）功能全程性）功能全程性绿色设计认为产品的的生命周期为：从产品制造、使绿色设计认为产品的的生命周期为：从产品制造、使用、以至使用结束后的处理及回收的整个过程。用、以至使用结束后的处理及回收的整个过程。3 绿色设计的基本原则（绿色设计

4、的基本原则（ 6R原则原则） 1) 研究研究 Research研究：产品的环境对策。研究产品研究：产品的环境对策。研究产品全生命周期过程全生命周期过程对人和自然的影响，在设计过程中充分考虑环境效对人和自然的影响，在设计过程中充分考虑环境效益，尽量减少对环境的副作用。益，尽量减少对环境的副作用。2) 保护保护 Reserve保护：最大限度保护环境。保护：最大限度保护环境。措施：措施：减少原材料的使减少原材料的使用，降低自然资源的消耗，降低各种技术、工艺对用，降低自然资源的消耗，降低各种技术、工艺对环境的破坏。环境的破坏。3) 减量化减量化 Reduce 减少：减少物质浪费与环境破坏。减少：减少物

5、质浪费与环境破坏。措施：措施：设计中设计中减减少产品体量，精简产品结构，加工过程中降低能耗，少产品体量，精简产品结构，加工过程中降低能耗，流通环节降低成本，消费过程中减少污染。流通环节降低成本，消费过程中减少污染。4) 回收回收 Recycling 回收：产品废弃物中有利用价值的资源或部件回收：产品废弃物中有利用价值的资源或部件5) 再利用再利用 Reuse 利用零件的互换性更换零件，重新启用装置利用零件的互换性更换零件，重新启用装置将废弃装置中有用的零件拆卸出来重新利用。将废弃装置中有用的零件拆卸出来重新利用。6) 再生再生 Regeneration将废弃物作为资源回收将废弃物作为资源回收4

6、 产品产品 设计的绿色观念设计的绿色观念（1）绿色设计的特点（表）绿色设计的特点（表4-1）A 设计目的设计目的B 设计依据设计依据C 设计考虑因素设计考虑因素D 设计技术设计技术 及制造工艺及制造工艺（2）绿色设计观念）绿色设计观念A 绿色设计目标绿色设计目标B 绿色设计的内容绿色设计的内容C 绿色设计的主要阶段绿色设计的主要阶段D 绿色设计过程应考虑的主要因素绿色设计过程应考虑的主要因素P555 绿色设计的发展方向绿色设计的发展方向1） 绿色产品的设计绿色产品的设计（1）产品的简约设计）产品的简约设计 目的目的 降低资源与能源消耗降低资源与能源消耗 产品体量：产品体量：轻、薄、短、小轻、薄

7、、短、小 措施措施 产品结构产品结构 ：结构精简：结构精简 产品品质产品品质： 高性能高性能（2）产品的可拆卸设计）产品的可拆卸设计2）绿色包装设计）绿色包装设计目标目标 降低包装成本，降低包装废弃物对环境的污染降低包装成本，降低包装废弃物对环境的污染.对策对策 无包装设计、可再利用包装设计无包装设计、可再利用包装设计绿色能源绿色能源耗能低、环保性好、储量丰富及可再生耗能低、环保性好、储量丰富及可再生能源。能源。3) 开发绿色能源开发绿色能源4) 创造有生命的材料创造有生命的材料 4.3 绿色材料绿色材料1 绿色材料的主要内涵绿色材料的主要内涵1）概念）概念 使用性能良好，对资源和能源消耗少，

8、对生态使用性能良好，对资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生利用率高，可降解，循环环境污染小，可再生利用率高，可降解，循环利用率高，在材料制备、使用、废弃到再生循利用率高，在材料制备、使用、废弃到再生循环利用的整个过程中，都与环境协调共存。环利用的整个过程中，都与环境协调共存。2）特征）特征先进性、环境协调性、舒适性先进性、环境协调性、舒适性（1）生物降解材料）生物降解材料如生物降解塑料：如生物降解塑料：淀粉基热塑性塑料、脂肪族淀粉基热塑性塑料、脂肪族聚酯塑料聚酯塑料2 典型的绿色材料典型的绿色材料（2）循环与再生材料）循环与再生材料特征：可多次重复循环使用、废弃物可作为再特征：可多次重复

9、循环使用、废弃物可作为再生资源、废弃物的处理消耗能量少、废弃物的生资源、废弃物的处理消耗能量少、废弃物的处理对环境不产生二次污染或对环境影响小处理对环境不产生二次污染或对环境影响小（3） 净化材料净化材料能分离、分解或吸收废气或废液的材料。能分离、分解或吸收废气或废液的材料。（4 ）绿色建筑材料）绿色建筑材料（5）绿色能源材料）绿色能源材料指洁净的能源：太阳能、风能、水能、地热、指洁净的能源：太阳能、风能、水能、地热、垃圾发电能源等垃圾发电能源等3 绿色材料的评估方法绿色材料的评估方法材料生命周期评价法材料生命周期评价法 从产品的原材料获取到产品废弃处理的全过程中，对从产品的原材料获取到产品废

10、弃处理的全过程中，对社会和环境的影响。社会和环境的影响。4.4 绿色材料的选择绿色材料的选择1 选用适当的材料。选用适当的材料。适当的材料可提高产品的效能，延长产品的生命周适当的材料可提高产品的效能，延长产品的生命周期，降低产品的淘汰率。期，降低产品的淘汰率。2 避免使用有毒有害成分的材料。避免使用有毒有害成分的材料。3 限制产品中使用材料的种类。限制产品中使用材料的种类。材料使用尽量单纯化、少量化，尽量避免多种不同材料使用尽量单纯化、少量化，尽量避免多种不同材料混用。材料混用。4 尽量选用可重复使用或可回收再生的材料。尽量选用可重复使用或可回收再生的材料。要避免抛弃式设计，减少垃圾产生，设计易拆卸结要避免抛弃式设计，减少垃圾产生，设计易拆卸结构，零部件要表明材料名称和回收标志。构，零部件要表明材料名称和回收标志。5 选用废弃后能自然分解并为自然界吸收的材料。选用废弃后能自然分解并为自然界吸收的材料。6 减少不必要的表面装饰。减少不必要的表面装饰。尽量选用表面不加任