绿色设计的基本思想

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绿色设计的基本思想范文第1篇

满足社会对经济管理类人才的需要。各国经济发展的实际情况表明，经济管理类人才是不可或缺的，对经济的可持续发展，提高经济增强效益具有重要的现实意义。在不久的将来，绿色经济管理类人才的需求主要包括绿色经济管理类的管理类人才、经营类人才、技术类人才。所以，必须加快该类人才培养的步伐，以满足经济社会发展对人才的需要。

二、绿色经济管理类人才培养的策略

1、培养目标。主要包括以下内容:掌握管理学和经济学的基本理论知识;具备一定的社会学、地理学、环境学、生态学等基本知识;系统掌握绿色经济基本理论，绿色经济发展动因，国家绿色经济发展政策;掌握企业经营管理，技术经济分析，经济核算，社会调查等基本方法;具备创新能力、创新意识，计算机应用能力，信息处理能力，管理创新能力等等。

2、人才知识结构体系。为了更好地适应实际工作，绿色经济管理类人才应该具备以下知识结构体系:第一、人文社会科学知识。主要包括哲学、法学、社会学、经济学等，通过这些学科知识的学习，培养学生的基本思想道德素质和文化素质，为做好经济管理工作做好相应的准备。第二、自然科学工程技术知识。经济管理类学生应该具备广阔渊博的知识，要掌握绿色经济和低碳发展的前沿知识，还要掌握本专业的专业术语，掌握相应的科学知识和工业技术知识，以增强对经济管理工作的适应性。第三、软科学技术。这也是绿色经济管理类人才所必须具备的知识，是为系统领导、管理、决策服务的，主要包括领导学、管理学、创新思维学、人才学、心理学、行为学，只有掌握这些知识，才能提高管理水平和工作效率。第四、科学管理知识。绿色经济管理类人才要具备科学管理知识、科学管理经验，在实际工作中不断积累相应的经验，要加强对知识产权法、合同法的学习，掌握微机应用和统计学知识，关注学科前沿问题，提高管理水平。

绿色设计的基本思想范文第2篇

关键词：冶金机械；绿色设计；关键问题；研究

1. 冶金机械绿色设计原则

在冶金机械的绿色设计过程中，设计人员应充分考虑产品的生产工艺对环境的影响，重点考虑设计产品在整个生命周期各阶段与人、周围环境的相互影响。在设计时，遵循闭环设计原则、资源回收再利用原则、节能降耗原则、成本优化原则、技术先进原则等。

（1）闭环设计原则。冶金机械产品的绿色程度应包括产品设计、制造、运输、销售、使用、废弃处理等6个阶段，在产品整个生命周期中，确保在各个阶段均符合绿色特征，提高对资源的利用效率。

（2）资源回收再利用原则。在冶金机械设计时，应最大限度提高产品的可拆卸性和回收再利用性，对回收材料的性质进行研究，对材料的用量和种类进行控制，减少对环境或材料的危害。

（3）节能降耗原则。设计时应尽量采取清洁能源，同时在满足基本的生产工艺要求条件下，力求冶金机械的整个生命周期循环中能耗最少。

（4）成本优化原则。在设计初期建立基于整个冶金机械产品全生命周期的成本管理模型，综合考虑设计、制造、使用、资源回收再利用等各项成本，对冶金机械进行成本优化管理。

（5）技术先进原则。应采用最先进的技术体现绿色设计效果，可以采取开发性设计、适应性设计、组合选型设计等方法，并加以创造性的应用，以获得最佳的经济效益。

2 冶金机械绿色设计内容

绿色设计的主要内容包括设计材料的选择、产晶的可拆卸性设计、产品的可回收性设计、产品成本分析、产品设计数据库与知识库等内容。在冶金机械绿色没计时应结合冶金行业的特殊性，在合理确定冶金机械的系统功能、保证系统的可靠性、经济性、安全性的同时，绿色设计应包括以下内容。

（1）冶金机械的环境、资源、能源属性。应将冶

金机械的环境属性、资源属性、能源属性放在绿色设计的首要地位，在设计初始阶段就应进行充分考虑。在满足上述属性要求后，再确定冶金机械产品的经济属性。

（2）冶金机械的可拆性和回收利用性。设计时应对产品的可拆性和回收利用性进行事先分析，根据冶金机械绿色设计评价系统的信息反馈再对设计方案进行调整。

（3）原材料的呵再生性。在设计原材料选取时，应重视原料的可再生性、易分解性、可回收性，在提高原料在生产过程中的使用效果同时，显著降低原料对环境的不利影响。

（4）冶金机械的零排放。应重视冶金机械生产过程中工业“三废”（废水、废气、废液）的有效处理，采取合理措施和技术，实现冶金机械生产过程中的零排放。

3 冶金机械绿色设计方法

3.1 设计阶段划分

按照冶金机械全过程绿色设计流程可以分为需求分析阶段、方案设计阶段、技术设计阶段和后评价阶段4个阶段，

（1）在需求阶段，设计人员应定位于对冶金机械使用单位的需求分析，确定冶金机械的主要功能和次要功能，分析满足主要功能的技术可行性，对涉及的技术进行充分调研、分析。

（2）在方案设计阶段，主要从环境属性、经济属性、材料选择、资源回收4个角度进行多角度论证、研究，确定绿色设计的总体方案。

（3）技术设计阶段，主要是落实上述阶段的研究成果，结合冶金机械的特点，从液压系统、动力系统、工作结构、控制机构进行基于绿色设计基本原则的具体设计。

（4）在设计后评价阶段，通过对环境评价指标、经济评价指标、能源评价指标、资源评价指标等途径，结合绿色设计后评价方法评价设计的有效性。

3.2 绿色设计方法

根据绿色设计的侧重点和设计要求，冶金机械绿色设计方法可以分为产品生命周期设计法、可拆卸结构设计法、并行交叉工作设计法、可回收设计法、创新问题解决法、绿色质量功能配置法等6类基本方法。

（1）产品生命周期设计法。设计人员在设计伊始就要确定冶金机械的绿色设计目标，确保绿色特征贯穿在产品生命周期全过程。

（2）可拆卸结构设计法。设计人员把冶金机械产品的可拆卸性作为基本评价准则，主要考虑产品的易于拆卸与回收处理。

（3）并行交叉工作设计法。为了保证绿色设计在有效的并行环境下实施，应在设计人员的组合及绿色设计的实施策略方面强调协调和交叉工作。

（4）可回收设计法。资源回收和再利用是绿色设计的主要控制目标之一，可回收性设计是在产品设计时要充分考虑该产品报废后回收和再利用的问题，充分重视可重复利用的零件和材料。目前主要通过原材料的再循环和零部件的再利用来实现，其中后者是较为合理的资源回收方式。

（5）创新问题解决法。也称为基于TRIZ的绿色设计，TRIZ是一种机制，利用这种机制可以对缺少既有的解决方案，需要非标准的、创新性概念和思想等复杂问题进行创造性或突破性思考。

（6）绿色质量功能配置法。该方法的基本思想是将质量功能配置和生命周期设计相结合，将用户的需求分别转换为工程技术特性，满足用户的需求。

4 绿色设计的关键技术研究

冶金机械绿色设计作为一种新的设计概念，其关键技术是产品液压系统、动力系统、工作系统和控制系统等部分与传统的机械设计相比，呈现出的显著差异。

（1）液压系统关键技术。液压系统设计应充分考虑简化技术、工作介质的绿色化、减震去噪、密封等相关因素，建议使用组合化和集成化设计的元件及系统进行设计简化。采用无毒性液压油，

（2）动力系统关键技术。冶金机械动力装置的绿色设计，可以采用大容量消声器、全塑风机及罩壳进行系统除噪、减振，采用一体化结构设计减轻动力装置重量，并采用铝合金或尼龙等材料代替传统材料。同时，采取清洁能源对机械能源进行改变或改良，实现材质的轻量化和节约能源。

（3）工作系统关键技术。冶金机械工作机构应使用变频无级调速技术，提高工作能力。

（4）控制系统关键技术。冶金机械控制系统绿色设计，应采取光机电一体化技术。使用先进的操作方式将设备结合在一起，综合可靠性设计、工业设计、优化设计、有限元设计等多种方法，充分降低设备的操作难度。

5 结语

目前我国的冶金机械绿色设计应用并不广泛，推广应用阻力较大，一方面因为节能、减噪、环保、降耗等新技术和新材料的采用导致用户短期的成本投入增加；另一方面冶金机械设计人员的绿色设计能力提升不到位，对于节能环保新技术、新材料了解不够，对基于产品生命周期的绿色设计理念缺乏深刻认识 。但冶金机械绿色设计符合我国可持续发展的战略目标，通过政府对冶金机械绿色技术应用的政策支持和绿色技术系统的不断完善，冶金机械绿色设计的实际应用效果将得到显著提高，我国冶金行业也将迎来飞速发展的新契机。

参考文献

[1]段玉林. 探析绿色冶金机械设计的关键技术[J]. 中国高新技术企业，2013，23：69-70.

绿色设计的基本思想范文第3篇

【关键词】绿色选材；机械设计；运用

随着人类经济与社会的不断发展，人类与环境保护和有限的资源之间的矛盾越来越突出，人类也逐渐意识到经济的发展不能以损耗环境和消耗资源为代价。走可持续发展之路是实现人类长远发展目标的要求。材料是人们生存发展的物质基础，材料科学也是现代科技的主要支柱之一，绿色材料对环境的保护起着重要的先锋作用。因此，在机械设计中选择绿色材料符合节约能源和资源、保护环境的要求。

1.绿色材料

现阶段，地球上的资源、环境以及能源问题还在不断恶化，为了人类的可持续发展，研究人员于1988年从材料学的角度提出了环境材料，又称绿色材料的概念。绿色材料指在材料选取、制造产品、循环利用以及最后处理等阶段都能够不污染生态环境，不危害人类健康的材料。绿色材料的特点有以下几个方面：首先，绿色材料的使用具有舒适性；其次，绿色材料本身的性能相当先进；第三，绿色材料与环境之间具有协调性，包括在绿色材料的生产过程中对能源与资源的消耗比较低，绿色材料在使用时对环境的污染比较低甚至无污染，在处理绿色材料时容易对其进行再回收，而且绿色材料的循环利用率比较高。绿色材料所具有的这些特点是其于普通材料进行区别的主要特征。绿色材料在研究时充分考虑到了它与资源、环境以及能源之间的协调发展关系。比如，一次性的塑料以及难以降解的快餐饭盒造成的"白色污染"已经持续了很长一段时间，相关部门对此也非常重视，纸质餐盒和购物袋的应用已经越来越广泛，能够有效的解决塑料污染的问题；在建筑业使用的材料方面，倡导在选材时遵循3R原则，即重复使用（Repeat）、减少使用（Reduce）和循环使用（Recycle）。

2.绿色设计的概念及特点

机械设计中的绿色设计对绿色选材的影响极大。绿色设计起源于人们对现代科学技术所引起的环境和生态等问题的思索，体现了现代人类的生态环境意识。绿色设计能够综合考虑资源使用效率和环境保护，是可持续发展的重要体现。一般可分为三个步骤：第一，对材料流进行跟踪，确保材料输出与输入之间的平衡；第二，对一些特殊产品及其种类的环境费用进行评估；第三，对设计过程要进行全方面、系统性的研究。

随着时间的发展，绿色设计已经受到越来越多设计者的青睐。同一般的设计相比，绿色设计具有相当明显的优势。绿色设计除了要考虑产品的质量、性能、功能、成本等问题，还要注重产品对环境的影响，因此，在设计时必须注入新的设计方法和设计思想，充分考虑产品在使用、销售以及报废的过程中对周边环境造成的影响。绿色设计要同时兼顾环境和产品二者的需求。绿色设计能够为现代的生产节约能源和资源，从根本上减少对环境的污染，能够为构建社会主义和谐社会作出极大的贡献。

3.绿色材料的选择

3.1在机械设计中选择绿色材料

一般材料在选择时主要对材料的经济性和技术性进行考虑，常常忽视材料对环境的影响。在机械设计中选择绿色材料主要考虑两大因素：一是尽量使用能够循环再利用的材料；二是尽量不用或少用不可循环使用的材料。

在机械设计中选择绿色材料是保证可持续发展的重要出路。由于绿色材料与环境之间具有协调性，因而必将会成为材料发展史上的重要转折。现在，绿色材料已经成为材料研究者追逐的热点，虽然现阶段绿色材料的发展面还不是很广，相信在不久的将来必然会取得较大的突破和进展。比较明显的一个例子就是绿色材料在循环冷却水系统中的应用，循环冷却水系统容易存在腐蚀和长垢的问题，引起这些问题的原因一是由于微生物繁殖、空气中的尘埃以及腐蚀等形成污垢，二是水中可溶性的金属离子沉淀形成污垢。系统中污垢的存在会影响冷却水的输送效率，严重者甚至能够影响设备的正常运行。传统的处理方法就是定量、定期向水中加入杀菌剂、缓蚀剂以及阻垢剂等等，但是这些化学试剂相互干扰，效果并不好。因而，采用新型的绿色材料，如活性炭纤维等就成为很多企业的首选，不仅不会污染环境，还能够降低系统的维护成本。

3.2在机械设计中减少使用的材料种类

机械设计中，在满足基本使用功能的前提下，还要尽量避免使用多种材料，减轻对环境的污染，方便材料的回收再利用。比如，在对一个金属箱进行设计时，就要避免使用不同的金属焊接，还要将金属箱设计为由多个部分独立组成的、能够拆分的整体，方便对其进行在利用。

3.3尽可能选用不加涂层的材料

现代很多产品为了设计的美观性以及耐蚀性，会在材料表面添加大量的镀层、涂层。这些涂料不仅本身具有毒性，也给产品的回收再利用带来了相当大的困难，而且对环境的污染也相当严重。因此，在选材的过程中要尽量避开对这些材料的选择。

3.4在机械设计中要选择容易回的材料

当一种材料报废后，如果不能被回收利用，而且难以在自然中降解吸收，必然会对环境造成极大的污染。因此，在机械设计中，要选择那些易于再生、回收以及对环境污染较少的材料。这样的材料不仅能够节约能源，还具有明显的经济效益和社会效益。发达国家如美、德等国对汽车等行业的材料易回收理念都相当重视。

4.结语

现在，全球不可再生资源已经在逐渐减少甚至枯竭，能源、资源供需矛盾日益加深，环境污染日益严重。因此，在机械设计中选择绿色材料具有极为重要的意义。研究绿色材料在机械设计中的应用对可持续发展具有重要的意义。虽然在现阶段，绿色材料的发展还不是很迅速，但是随着人们环境意识的增强，选择绿色材料已经成为一种不可逆转的趋势，绿色材料的时代已经要到来了。 [科]

【参考文献】

[1]吴红.论机械设计中的绿色思维—绿色设计及其在机械设计中的运用[J].芜湖职业技术学院学报，2008（9）.

绿色设计的基本思想范文第4篇

随着社会的发展，环保意识已经深入到人们的心中。从当前环境污染来看，很大一部分来自于建筑废物和有害物，很多建筑工地为了图省事、节开支，到处抛洒建筑垃圾和任由挥发性有害物质暴露于空气中，建筑技校培养出来的人才是建筑场地的管理型技术人才，是未来的工程项目经理，提高建筑技术人员的环保意识，增强环保能力是刻不容缓的事情。绿色化学理念正是基于这样的背景下提出来的，因此，如何将绿色化学理念渗透到化学教学中，是值得我们不断深入研究的共同课题。

一、实现绿色化学的主要方式一是对“原子经济性”反应的开发利用。通过将近似理想的原料分子中的原子，进行有效转化，使其能够全部变成产物，而不会产生一点废物。有的利用原子经济反应，如丙烯氢甲酰化制丁醛等。有的已将两步反应变为一步的反应，如生产环氧乙烷的过程。二是确保溶剂无毒、无害。从当前环境污染来看，很多都是化学制品造成的。所以，如果研发无毒无害溶剂来替代挥发性溶剂，正是当前绿色化学所需要重点探究的。如超临界流体、超临界二氧化碳的研发，因为其没有毒害，不会燃烧，且价格便宜，很受欢迎。

二、建筑专业实施绿色化学理念的举措1.帮助学生树立珍惜资源、环境的思想理念是实施绿色化学教育的关键如何防止化学实验污染，如何对学生进行绿色化学思想教育，成为化学教育工作者必须承担的一份责任。教师在化学实验教学中，应从环境保护的高度来考虑实验原理、设备、手段、方法，启迪学生改进、重新设计传统的化学实验，使之符合绿色化学标准。让学生领会到绿色化学科技不仅仅是化学领域的任务，而是每一个人必须理解的观念和应该承担的社会责任。2.站在时展的高度理解实施绿色化学教学现在的技工毕业生除了掌握一定的操作技术，还应具备保护环境的意识和可持续性发展的能力，应该能对工作生产中出现的化工废料进行无害化处理。而要实现这一目标就必然涉及到环境教育，迫使人们对当前的环境教育重新定位，探讨新的教育教学模式，以适应时展。3.构建绿色化学教学体系（1）教材绿色化。教材是教学内容的主要载体，是学生获得知识的来源。因此，教材应以绿色化学为主线，以基本化学知识、原理为支点，去构建新教材体系，充分体现时代性、创新性和绿色化。实验内容也要作合理的取舍和安排，既要体现知识性，又要强化学生综合利用资源和环保的意识。（2）以计算机为平台模拟化学实验。电子、信息技术迅猛发展，使教学方法多样化成为可能。如利用Flash、化学仿真实验室等软件对传统的实验装置、过程、现象进行模拟，再辅助动画等多媒体技术，让学生身临其境，全方位感受实验的动态过程。（3）开发、利用微型化实验，减少污染。微型化实验是绿色化学教育改革的直接体现。它是对常规仪器进行微缩，用尽可能少的化学试剂获得明显的反应结果和准确的化学信息的一种崭新的实验技术。微型化实验本质上并非是与传统化学实验对立，更不是节约成本的权宜之计，而是在绿色化学理念的指导下，用预防化学污染的新思想、新技术、新方法对传统的实验进行改造，对化学实验思维的创新性变革。

三、几点建议除了上述的有效措施外，笔者结合当前高级技工建筑专业化学教学中渗透绿色化学理念的实际，提出如下建议，仅供同行参考。1.注重教学内容的整合一是充分利用网络资源，做好绿色化学理念的渗透。在化学教学中，因为教材内容毕竟十分有效，如果仅仅局限于教材，是远远不够的。因此，教师在深入挖掘化学教材内容的基础上，可以充分利用网络，将网络上丰富的绿色化学资源引入到课堂教学中来，这样不仅能够扩大课堂教学的信息量，而且能够开拓学生研究，突破实践和空间的局限性，从而极大激发学生的学习兴趣。二是充分利用生活资源。生活中有许多绿色化学资源，因此，在进行绿色化学理念渗透的过程中，要将其与生活别是建筑工程中的绿色化学问题联系起来。通过引入生活中的实际例子，能够增强化学教学内容的亲近感，从而激发学生的学习兴趣，在此基础上，引导学生充分认识到绿色化学在现实中的实用价值。2.做好绿色化学实验研究在实验教学中，教师是学生学习的楷模。如果教师能够在实验中自觉规范实验操作，做到言与行的统一，改革教科书中不良实验，那么在学生的心目中就会自觉形成保护环境的自我规范，学生就会自觉关心、爱护和尊重环境，从我做起，而不是一味指责别人。例如，苯的溴代反应，一般在导管与硝酸银溶液处看到的是红烟状的溴而不是白雾状的溴化氢。反应速率控制不当，红烟弥散于讲台上，伴随着教师痛苦的表情（溴可催泪）和前排学生不绝于耳的咳嗽声，以及打开门窗的尬尴态，使得学生的探索兴趣索然全无。如果从绿色化学的角度出发，改进两处：一是将铁粉换为可抽拉的铁丝，并将其端部磁化后再吸一些铁粉。二是在反应容器和硝酸银溶液之间加装一盛四氯化碳的容器，将多余的挥发出的溴吸收之后，仅留下溴化氢，这时的白雾现象会更加明显。用绿色化学的观点来分析，上述改进仅从环境保护的角度人手，如果用微型化学实验借助多媒体设备中的载物台予以放大，将是更好的选择。这样反应之后带给环境的毒害会降至最低程度。3.以绿色化学原则改革化学教材和试验教学传统的化学教材，较少体现绿色化学的原则，不利于学生树立绿色化学的意识，我们应该把绿色化学的思想和内容融合于深化教学内容和教材改革之中，更新教学内容和教学方法，在教学大纲中必须明确规定绿色化学的教学和基本要求，以绿色化学为主线，以学科交叉融合为前提构建新的教材体系，结合学科特点，结合具体的原料、反应和工艺，介绍绿色化学的基本思想和技术，在此基础上，逐渐引导和培养学生的绿色意识。实验教学是培养学生动手实践能力的重要环节，大多数化学实验，都不可避免产生有害或有毒的气体、液体或固体，直接影响实验人员的身体健康和污染环境，因此，实验教学中不仅要培养学生的各项实验技能，还要实施绿色化学教育，使化学实验“绿色化”。

四、结语综上所述，绿色化学的渗透是提升学生化学素养的需要，是适应未来就业形势的需要，更是促进学生长远发展的需要。因此，加强绿色化学理念的渗透具有十分重要的现实意义。作为化学教师，要转变教育观念，不断探索、创新教育教学方法，让学生在绿色化学教育中树立新理念，增强才干，从而提升学生市场竞争实力。

绿色设计的基本思想范文第5篇

关键词：绿色设计；绿色材料选择；回收性设计；可拆卸性设计；生命周期评价

收稿日期：2009-03-03

作者简介：景华荣（1969―），男，江苏江都人，江都职业教育中心校教师，扬州大学2007级工程硕士研究生，主要研究方向为机械设计理论与教学。

中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：1005-569X(2009)03-0048-03

1 绿色设计概念及特点

1.1 概 念

绿色设计(GD：Green Design)，也称为生态设计(ED：Ecological Design)、环境设计(DFE：Design for Environment)、生命周期设计(LCD：Life Cycle Design)。

绿色设计不同于传统设计，绿色设计包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处理处置的各个阶段，即涉及产品整个生命周期，是从摇篮到再现的过程。也就是说，要从根本上防止环境污染，节约资源和能源，首先决定于设计，要在设计过程中考虑到产品及工艺对环境产生的负作用，并将其控制在最小范围之内或最终消除，这就是绿色设计的基本思想。

图1为一种基于层次的绿色产品设计体系。该体系包含目标层、设计内容层、主要阶段层、设计因素层4个层次［1］。

绿色设计与传统设计的根本区别在于，绿色设计要求设计人员在设计构思阶段，就要把降低能

耗、易于拆卸、再生利用和保护生态环境与保证产品的性能、质量、寿命、成本的要求列为同等的设计目标，并保证在生产过程中能够顺利实施。

绿色设计是生产绿色产品的保障，在实施绿色制造过程中，绿色设计是关键。研究表明：产品性能的70%～80%是由设计阶段决定的，而设计本身的成本仅为产品总成本的10%［2］。因此，只有在设计阶段按照绿色产品的特点进行规划、设计，即进行绿色产品设计，才能保证产品最终的绿色特性。

1.2 特 点

由绿色设计的定义可以看出，绿色设计的主要特点包括以下几个方面：

①扩大了产品的生命周期；②绿色设计从源头上减少了废弃物的产生，有利于保护环境，维护生态系统平衡；③绿色设计可以防止地球上矿物资源财富的枯竭；④绿色设计将减少废弃物的数量及其处理的棘手问题，避免通常垃圾处理采用的填埋、焚烧法所造成的二次污染。

1.3 方法及工具开发

绿色设计是一种综合了面向对象技术、并行工程、寿命周期设计的一种发展中的系统设计方法，是集产品的质量、功能和环境为一体的设计系统。绿色设计的方法主要有：生命周期设计法、并行工程法、模块化设计法。

绿色设计工具的开发研究是绿色设计的重要内容，国内外的研究部门和企业都进行了很多研究，主要侧重于材料选择、拆卸分析、环境影响评价等方面，目前已开发或正在开发的典型绿色设计工具有：Boustead数据库、DFA/DFD（计算机辅助拆卸分析）、Ecomanager、LCAiT、Simapro5、Green Assessent、Cummpan、CALA等［3］。

2绿色设计的材料选择

2.1 绿色材料的概念

绿色材料(Green Material：GM)，又称环境协调性材料 (Envionmental Conscious Materials：ECM)或生态材料(Ecomaterials)，是指那些具有良好使用性能或功能，并对资源和能源消耗少，对生态与环境污染小，有利于人类健康，再生利用率高或可降解循环利用，在制备、使用、废弃直至再生循环利用的整个过程中，与环境协调共存的一大类材料。

绿色材料是绿色设计的基础，绿色材料对绿色产品的绿色程度有着重要作用。因此，绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础之上。绿色材料不仅包括直接具有净化环境、修复等功能的高新技术材料的开发，也包括对使用量大而面广的传统材料及其产品的改造。随着产品对环境性能要求的不断提高，传统产品设计中材料选择有明显不足之处。主要表现在：

(1)所用材料种类繁多；

(2)选材很少考虑材料的加工过程及其环境的影响；

(3)所用材料很少考虑报废后的回收处理问题；

(4)没有考虑所用材料本身的生产过程。

由此可见，传统的材料选择方法已不能适应绿色产品及绿色设计的要求，必须从更广泛的角度考虑材料的选择，不仅应考虑基本性能要求，更应着重考虑材料的环境属性。

2.2 绿色设计材料选择的准则

绿色产品设计首先应要求构成产品的材料具有绿色特性，具体来说，在材料选择时，应符合以下要求：

（1）具有良好的使用性能。

（2）所用材料应是低能耗、低成本、少污染的材料。

（3）尽量不用或少用短缺的或能耗大的原材料，多用废料或再生循环材料作为原料。

（4）尽量不用或少用有毒有害的原材料。

（5）所用材料应是易回收、易处理、可降解材料，且具有最大的再生利用率。

（6）所用材料应是易加工且加工中无污染或污染最小。

（7）材料在整个生命周期的全过程对生态环境无副作用，而不仅是某一生产过程具有低的环境负荷值。

2.3 绿色材料的评价

产品设计中所选材料的绿色程度有多大，所选材料是否是绿色材料，这对材料比较和选择具有重要作用。这种材料的选择决策也就是绿色材料评价。开展对材料、产品及其生产、使用直至废弃全生命周期或某个环节的环境协调性评价研究，是绿色设计评价的基础性工作。

3 产品的可拆卸性设计

3.1 拆卸设计的概念

所谓拆卸就是从产品或部件上有规律地拆下可用零部件的过程，同时保证不因拆卸过程而造成该零部件的损伤。面向拆卸的设计（Design for Disassembly，DFD）是一种使产品最容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法学，它研究如何设计产品才能高效率、低成本地进行组件、零件的拆卸以及材料的分类拆卸，以便重新使用及回收。产品的可拆卸性是产品回收再生的前提，直接影响产品的可回收再生性［3］。

3.2 拆卸设计准则

可拆卸性要求在产品设计的初期就将可拆卸性作为结构设计的一个评价准则，使所设计的结构易于拆卸，维护方便，并可在产品报废后可重用部分能充分有效地回收和重用，以达到节约资源和能源、保护环境的目的。拆卸设计应遵循以下基本准则：①拆卸工作量最少准则；②易于拆卸准则；③易于分离准则；④产品结构的可预测性准则。

3.3 拆卸设计评价

拆卸评价是对设计方案进行评价―修改―再评价―再修改直至满足设计要求的动态过程。评价的内容、指标、标准是评价的关键。提出一套完整的拆卸性评价指标体系，建立严格的评价标准是评价系统的基础。

4 产品的可回收性设计

4.1 回收设计的基本概念

回收设计（Design for Recycling，DFR）就是在进行产品设计初期，充分考虑产品零部件及材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法、回收处理结构工艺性等与可回收有关的一系列问题，以达到零部件及材料资源和能源的充分有效利用，并在回收过程中对环境污染为最小的一种设计思想和方法。

产品可回收性设计的内容包括产品零部件的回收性能分析、可回收材料及其标志、回收工艺与方法、回收性经济评价、可回收性产品结构工艺性等几个方面。

4.2 回收设计的特点及经济性分析

从回收设计的定义可以看出，回收设计与传统设计有很大的不同。回收设计在产品的设计初期就考虑消除或减少废弃物的产生，并在产品废弃淘汰时，对其进行经济有效的回收或使废旧产品的零部件得到重用、移用。回收设计主要有以下特点：

(1)回收设计可使材料资源得到最大限度地利用；

(2)回收设计可减少环境污染，保护生态环境；

(3)回收设计有利于持续发展战略的实施；

(4)物流的闭合性。

对回收经济性进行分析应根据产品类型、生产方式、材料种类等，收集整理各有关数据资料并参考现行的成本预算方法，目前所采用的参数通常为回收的费用收益比和净收益两种，其表达式为：

费用收益比=总回收收益/总回收费用

净收益=总回收收益－总回收费用

4.3 产品回收的基本原则

回收设计是产品在使用寿命终结时获得重新利用的基础，从废旧产品中不断的拆卸与回收零部件，其回收价值如图2所示。图中的极值点是经济回收的极限点，在高价值零部件优先回收的前提下，该点表示拆卸的过程或步骤开始进入负价值拆卸。在这种情况下，就限制了产品的进一步拆卸与回收，因此，在废旧产品的回收过程中，主要有以下基本原则可供遵循：

（1）若零件的回收价值加上不回收该零件所需的处理费用大于拆卸费用，则回收该零件；

（2）若零件的回收价值小于拆卸费用，而两者之差又小于处理该零件的费用，则回收该零件；

（3）若零件的回收价值小于拆卸费用，而两者之差又大于处理该零件的费用，则不回收该零件，除非为了获得剩余部分中其他更有价值的零件材料而必须拆卸；

（4）对所有不予回收的零件都需进行处理。

回收的零件及材料的价值应从高到低，当回收效益为零或负值时，则停止拆卸。

4.4 回收设计准则

在回收设计中，应遵循以下设计准则：

①设计的结构易于拆卸，减少拆卸的工作量；②可重用零部件材料要易于识别分类；③结构设计应有利于维修调整；④限制材料种类，采用系列化、模块化的产品结构；⑤尽可能利用回收零部件或材料；⑥应便于分离拆卸不同的材料组合；⑦采用相容性好的材料。

5 绿色设计评价

5.1 概 述

绿色产品设计的最重要的环节就是研究开发对产品整个生命周期进行评价的方法和工具。绿色设计评价可以利用各种工具，以支持生命周期各个阶段设计过程的进行，其中最为有效的方法为生命周期评价。

5.2 生命周期评价的概念

生命周期评价(LCA：Life Cycle Assessment)，或称“环境协调性评价”。LCA是对产品系统在整个生命周期中的环境影响、物质和能源的投入产出和潜在的环境影响进行定量分析和评价的一种方法，是对绿色产品进行认证的最有效方法。

5.3 LCA的技术框架

根据1997年的ISO14040标准的定义，LCA技术框架如图3所示，它包含了目标和范围定义、编目分析、环境影响评估、环境解释4个组成部分。

参考文献：

［1］ 张峥嵘，袁清珂.21世纪制造业的特点及其关键技术［J］.机械工程师,1999(1)：1~3.

［2］ 刘飞.21世纪制造的绿色变革与创新［J］.机械工程学报,2000(1)：7~13.