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绿色设计在工业设计中的应用十篇

发布时间:2024-04-25 20:36:13

绿色设计在工业设计中的应用篇1

关键词:绿色设计工业产设计应用

引言

随着时代的变化和经济的发展,人们对产品设计的要求越来越高。在倡导环保理念的今天,绿色设计理念在工业产品设计中的渗透是多方面的。从根本上来说,绿色设计的理念属于理想主义设计中的一个环节。早在上世纪七十年代,绿色设计就已经在西方国家产生了燎原之势。随着生态环境的持续恶化,人们对绿色工业产品的设计需求也更加的明显。这也意味着人们对工业设计的品味有了更高的要求。

1绿色设计的概述

绿色设计的思潮出现于上世界八十年代末期,它出现于“现代主义”设计理论之后。从规模上讲,绿色设计的风潮并不比别的设计风潮更大、更广。但是绿色设计最为可贵的在于它对设计观点和设计理念的阐述。深刻的跨越了世纪对二十一世纪设计理念产生了长远而深刻是影响。就目前来说,人们深刻的认识到同大自然和谐相处的重要性。绿色设计理念恰恰是顺应着人们的可持续发展需求发展壮大起来的。绿色设计的概念比较宽泛,总的来说,绿色设计就是追求一种在生产和消费环节对环境影响程度最小的设计。从狭义上来讲,绿色设计就是使用绿色技术的工业产品设计。从广义上来说,绿色设计的理念扩大到产品的设计、生产、消费以及衍生出来的绿色设计意识和、理念和习惯。绿色设计理念同中国古代“天人合一”的传统文化相符合。绿色设计所追求的目标就是使人同自然之间的和谐。

2绿色设计在工业产品设计中的应用

绿色设计这种设计理念主要是从人与自然的和谐相处的角度出发尽量减少产品的生产以及消费环节对环境产生的影响。这种设计理念不单单是从技术的手段上来实现的,更重要的是带动广大消费者的绿色消费理念和习惯。在人们对于环境保护的呼声越来越高的今天,工业产品采用绿色设计,大打绿色环保牌的设计和营销理念正是一种强有力的应对市场竞争的武器。

(1)模块化设计。绿色设计的一种主要实现方法就是模块化设计,所谓的模块化设计就是指对产品的功能进行模块化的分割和处理,绿色设计在模块化设计中的表现为:模块化的工业设计组合可以最大化的利用产品,降低资源消耗,比如一个机器上的一组模块出现问题了,那么工作人员可以仅对这组模块进行置换,而不需要更换整台机器。相应的,由于这些机器都是由相同的模块组合起来的,所以机器之间的模块是通用的,无论是哪一台机器出现了问题,都可以将另外机器中的模块拿出来进行替换,以保证这台机器的正常使用。机器的模块化组合更方便于机器中模块的升级和更新,一旦机器中某一个模块的技术得到了更新和升级,那么工作人员只需使用新的具有高科技含量的模块对老的模块进行置换就可以了。此外,模块化的机器更利于机器的拆分、处理和回收。

(2)可拆卸设计。可拆设计是绿色设计理念的另外一种表现形式,在工业设计初期就考虑到机器的拆分和回收性。如果机器的体积庞大,可拆解设计的优势将能够更加完美的发挥出来。比如,工作人员可以将机器拆开,运输到目的地之后再进行组装。这样既便于运输,可以有效的降低运输成本,又能减少废弃物的产生,达到了节约资源、保护环境的目的。再者,经过可拆解设计的机器在进行回收处理的时候可以根据需要对某一块具有相同金属物质的模块进行回收处理,对于不可回收的部分可以进行焚烧或者是填埋处理。经过可拆卸设计的机器将会大大降低机器拆解的难度。

(3)长寿命设计。在确保机器运行安全和稳定的前提下使机器的工作寿命变长是长寿命设计的根本目的所在。机器的长寿命对于环境保护的积极作用是显而易见的,长寿命的机器减少了机器的淘汰率,提高了资源利用率,节约了资源消费、降低了能耗,有效的保护了环境。

绿色设计要求设计师们放弃对新奇设计方式的追求,转向简约和使用化设计。对于可以减少装饰的地方就尽量减少装饰,最大化的降低资源和能源消耗。绿色设计还要求设计出的产品风格更加的经典和实用,不要被消费者以外形设计过时的理由很快的淘汰掉使用绿色设计理念的产品。

结语

绿色设计不应当只停留在产品设计的口号上面,设计师应当顺应时代的潮流深刻的领会绿色设计的设计理念,并将这种理念同自己的专业设计知识很好的结合起来。为了达到绿色设计的目的,设计师应当对产品的原材料作出合理的要求,注意产品的造型设计,力求能够提供给消费者一种实用、环保并且耐用、美观的绿色设计产品。

参考文献

[1]李玲玲.河北省小城镇的生态环境与保护对策[J].河北工业科技,2015,(05):312-314.

[2]刘志峰,刘光复.绿色设计[m].北京:机械工业出版社,2012.

[3]刘晓陶.生态设计[m].济南:山东美术出版社,2010.

[4]周仲凡.产品的生命周期设计指南[m].北京:中国环境科学出版社,2011.

绿色设计在工业设计中的应用篇2

关键词:绿色建筑;工业建筑;设计

引言

工业建筑设计要注重安全性以及实用性,而传统工业建筑设计过程中还存在着诸多弊端,通过新的设计理念的应用就显得比较重要。通过从理论上对绿色建筑设计理念的应用研究分析,就能为工业建筑设计的完善性目标实现提供理论支持,从而进一步的促进工业建筑设计水平提高。

1传统的工业建筑设计问题以及绿色建筑设计内容

1.1传统的工业建筑设计问题分析

工业建筑的设计工作其中的质量问题比较突出,工业的建筑需要在质量基础上进行,但是由于在设计的方案层面没有合理化呈现,对设计的质量没有重视等,这就使得空间改造以及性能得不到有效保障[1]。再者,在工业建筑设计方面对污染性问题的考虑也是较为关键的,在随着环境污染问题日趋严重的情况下,工业建筑的设计也要重视绿色理念的融入,但是传统的工业建筑设计并没有对污染问题作出充分的考虑。

1.2绿色建筑设计内容分析

工业建筑设计过程中的绿色建筑设计的理念涉及到诸多的内容,其中最为主要的就是节能、环保和除污、低耗[2]。从节能的内容层面来说,能源的消耗是对工业建筑发展的重要限制因素,而在绿色建筑设计理念则改善了传统设计观念,注重对能源的节约,在设计的节能系统应用层面比较重视。另外,工业建筑绿色设计理念当中的低耗以及除污的内容,也是比较突出的。对于当前的工业建筑的设计,需要以最少的能源消耗来发挥其最大的经济效益,所以绿色建筑设计就比较重视低能耗[3]。而在除污层面,就是在工业建筑设计过程中有着除污系统保障建筑的清洁,以此来延长建筑的使用寿命。

2工业建筑绿色设计理念应用的原则和具体的设计体现

2.1工业建筑绿色设计理念应用的原则分析

工业建筑绿色设计理念的应用需要遵循相应的原则,只有如此才能真正发挥绿色设计的作用。绿色设计的理念应用中,需重视整体和环境优化的原则,对工业建筑的使用功能得以丰富化和提高。建筑物是整体性的,要注重和周边的环境相适应,对自然条件能充分化的利用,以及保障施工任务高效的开展,达到节能环保的作用。这就需要在绿色设计理念应用中,注重整体性的设计原则。工业建筑设计中绿色设计理念应用,要遵循简单高效发展的原则,要最大程度的为施工阶段提供便捷,最大程度的减少对能源的消耗。实际设计中对清洁能源的利用,是保障施工人员安全和提高施工效益的重要举措。绿色设计理念的应用,还要充分重视健康舒适的原则遵循,在自然通风以及采光等方面都要满足设计的要求。

2.2工业建筑绿色设计理念应用体现

工业建筑设计中绿色理念的应用体现中,对工艺的改造是比较重要的方法,绿色化的设计理念指导下,设计人员对工业建筑的工艺实施优化处理,对后期的时候和绿色设计理念相契合加以保障。比较常见的方法就是进行工艺的简化处理,也就是对工业建筑的设计质量保障的同时,注重对工艺的精简调整,从而保障建筑设计的绿色化和简便性。还有就是对新型材料的应用,在市场中的绿色材料比较多样,工业建筑设计就要结合实际的需求来选择适合的材料加以应用。对建筑设计的绿色理念融入要注重多方面评价分析,这样才能保障绿色理念应用的完善性。绿色设计理念在工业设计中的呈现中,在景观设计中的应用就比较重要。在内部道路设计方面要进行灵活性的布置景观,和道路的坡度等相结合,可进行创造三维绿化的空间,将绿化的面积进一步扩大化,这对改善工业建筑环境也比较有利。注重绿色设计理念在工业建筑结构设计中的应用。为能将材料节约的目标得以实现,就要在设计中注重采取钢筋混凝土结构应用,在对钢筋以及水泥材料的选择方面注重质量的保障。而对组合楼板的结构可通过压型钢板进行应用,这就能有效在正常使用状况下承担受力作用。从工业建筑的层面来看,建筑物的结构分成单层以及多层形式,每种类型的建筑物进行优化就要注重整体结构的升级。设计人员要对结构空间的利用充分重视,并要能适当降低每层间的高度,对能源节约方面加强重视,最大化的降低结构承载。绿色设计理念的应用中,在对除污系统的应用层面也要加强重视。这一系统是在自动化控制平台基础上发展的新应用系统,设计人员就要和工业建筑企业实际生产情况相结合,在专业化的除污控制系统方面加以完善。并要能针对空气污染的情况在厂房适当的位置安装排烟系统等,将有害气体排除出去,在这些层面的绿色设计理念应用下,就能将工业建筑的整体设计水平得以提高,保障工业建筑的绿色化设计目标实现。

3结语

综上所述,工业建筑设计过程中的绿色设计理念的应用,要从多方面加强重视,保障绿色理念的充分科学应用。在新的建筑行业发展时代,设计的绿色化是设计企业竞争力提高的重要基础,而在实际的新设计理念应用下,就要充分重视和实际紧密结合,保障设计的完善性,希望能通过此次研究分析,对实际工业建筑设计发展起到一定指导作用。

参考文献:

[1]吴敏.建筑设计中绿色建筑理念的应用[J].建材与装饰,2016(35).

[2]李建.绿色建筑方案设计探讨[J].建材与装饰,2016(35).

绿色设计在工业设计中的应用篇3

关键词:绿色设计;工业厂房;分析

前言

工业4.0是我国工业发展的长期战略,为实现这一目标,我国要加大工业领域的创新及节能、改造的力度,工业厂房的绿色设计是实现这一目标的重要基础,在工业厂房绿色设计中通过积极引入绿色设计理念使得工业厂房能够更节能、高效和低碳,与自然环境和谐相处。

1工业厂房绿色设计理念

工业厂房绿色设计是现今工业厂房设计的重要发展趋势。近年来,节能、高效、绿色环保已经成为了我国工业改革的重要发展方向,而绿色设计则是实现这一目标的主要途径与基础。做好工业厂房绿色设计关键是要对其设计的设计理念进行充分了解:(1)环保:为实现这一目标管需要对工业厂房的各相关要素进行充分考虑,从而在设计中寻求工业厂房建筑设计与投入的最佳平衡点,以低污染、高能源利用率为绿色设计的核心,牢固树立环保意识,将环保这一理念深入贯彻到绿色设计的每一个环节中。从设计的前期勘测、调研、设计等各环节入手,充分利用工业厂房周边环境中的自然资源和人工手段,以降低建筑过程中对于能源等的消耗,从材料、结构以及建筑的外观入手通过绿色设计方式将工业厂房的建筑生命周期内的资源消耗降至最低,以实现建筑与周边自然环境的和谐统一。(2)节能:经济的快速发展加大了我国对能源的需求与消耗,建筑能耗是能源消耗中的大户,是以现今以工业厂房为代表的建筑已经成为了建筑能耗中的一个重要分支。绿色设计应当将节能作为一个重要的设计目标。节能涉及到诸多环节,是一个系统的技术集成,因此在绿色设计的过程中需要提高地域资源的利用效率,积极将各种节能材料应用在工业厂房中,在厂房绿色设计中对工业厂房的水、暖、电等影响因素进行综合考虑,通过合理的规划使得工业厂房的建筑结构、能源系统更为高效、节能。此外,在工业厂房绿色设计的过程中还需要加强对太阳能、风能等环保清洁能源在工业厂房中的利用,从而有效的降低能耗,提高能源的利用率。(3)工业厂房绿色设计强调与自然环境的和谐统一,在设计过程中应当减少对有害材料的使用,并通过良好的通风结构使得工业厂房内的有毒、有害气体能够及时的排放出去,厂房内的空气流通通畅能够减少有害气体的积聚,通过在绿色设计中增强与周边环境的融合度,以使得工业厂房能够取得更榱己玫幕繁pЧ。

2工业厂房绿色设计的基本要求和注意要点

工业厂房的设计是一项复杂的系统性工程,相较于住宅建筑,其更多的强调在能够满足工业生产对于生产环境要求的同时,通过合理的绿色设计来实现人与周边环境的和谐共生。为实现这一目标需要在绿色设计的过程中从工业厂房的结构、工艺、材料等各方面入手并充分结合项目地点的自然环境的发展情况,通过积极手段来做好厂房周边自然环境和人文环境的保护,因地制宜,充分做好现有建筑材料的合理使用,杜绝随意浪费和丢弃建筑材料等现象,避免对周边环境造成污染。此外,在工业厂房绿色设计时要充分结合美学和发展的理念来达到协调统一。此外,在绿色设计的过程中需要注意其结构的合理性,现代工业厂房主要采用由混凝土结构和大跨距钢架结构两种结构形式,其中混凝土结构在成本、耗费材料及建设周期上都要多于钢架结构形式,而钢架结构的厂房大跨距方面上具有较大的优势,因此在绿色设计中需要结合工业厂房的应用特点来进行结构的选择。如选用的是钢筋混凝土的厂房结构,需要加强对于所使用的钢筋混凝土绿色防腐设计的考虑,以提高工业厂房结构的可靠性与稳定性。此外在绿色设计中还需要注意的是各种绿色环保材料在工业厂房设计中的应用。随着科学技术的进步大量的绿色环保材料得以应用于建筑建设中,在充分发挥普遍采用大型钢结构厂房绿色设计效果的同时,提升工业厂房的结构强度。现今,大型钢结构厂房已经为工业厂房的绿色设计所广泛应用,应当加强对于大型钢结构厂房绿色设计的研究,以便取得良好的设计效果。

对于工业厂房的绿色设计需要注意以下几个方面:(1)工业厂房整体环境的绿色设计需要以总体规划或是上层园区的总体规划为主线,充分结合项目地的气候、地质水文以及周边植被的分布及地形地貌等情况进行综合考虑。在绿色设计中要积极引入绿色设计理念,在突破传统区域模式划分的同时积极做好各种资源、厂房布局以及厂房空间结构的优化,实现厂房与周边环境的良好融合。此外,在绿色设计中还需要注意积极引入开放性的空间布局,通过在绿色设计中构建起动态、开放的厂房空间体系,实现资源共享。此外在工业厂房的绿色设计中应当注意的是需要采用集中布局形式从而使得工业厂房内的空间得到充分的利用。在绿色设计中同时还需要注重厂房内外环境的协调统一。

此外,在绿色社中还需要对工业厂房的节能和景观等多种因素的兼容进行充分的考虑。从节能方面考虑,为使得工业厂房在建筑能耗利用上取得较高的利用率对于工业厂房的外形应当采用方块形式,在工业厂房的能耗中,冬季采暖与夏季降温是能耗的两个主要方面,为使得工业厂房能够获得较好的保温效果以降低厂房能耗,在对于工业厂房的外形选择上应当尽可能的选用正方体的外形结构。采光是厂房能耗的另一个主要方面,合理的厂房方向选择能够为厂房提供良好的自然照明效果以降低厂房中的照明能耗,在工业厂房朝向的选择上应考虑选取东南方向,此外旋转建筑的面向以获得较好的采光效果。对于单体厂房的绿色设计,需要从单一的个体展开进行设计,充分考虑工业厂房结构布局,并结合工业生产流程以使得工业厂房能够取得最大限度的容纳效果。此外,在工业厂房的单体设计中,应当对厂房中的生产流程、生产线分布进行规划并同时对于工业厂房内的通风、采光等问题进行充分的考量,并要注意确保工业厂房的通风,通过调节厂房的跨度以使得厂房能够获得较为良好的通风效果,保障在工业生产中所产生的废气能够及时排出厂房,以免这些有害废气积聚在厂房中对人体造成危害。为确保工业厂房能够取得良好的温饱效果,在绿色设计中应当考虑在工业厂房的墙体上选择采用内外墙保温的墙体结构,为厂房带来较好的热能均衡性,在绿色设计中应当选用环保型材料,使工业厂房既取得良好的保温及结构特性,又降低了工业厂房的成本。

3结束语

绿色建筑设计理念已经越来越广泛的应用于居住、商用以及工业建设的设计中,通过合理的建筑规划和绿色建材、绿色环保技术的应用在确保建筑使用功能的基础上使得建筑的生态化、高效化都得到了大幅提升,让工业建筑能够更好的回归自然、融入自然,最大限度的实现生态的可持续与能源利用的整合发展,这既是“绿色设计”的时代使命也是工业建筑设计发展的必然趋势。

参考文献

[1]李荣富.绿色照明工程及工业厂房照明节能设计之探讨[J].中国高新技术企业,2008(15):147.

绿色设计在工业设计中的应用篇4

【关键词】绿色建筑课程构架专业理论课

【中图分类号】G64【文献标识码】a【文章编号】2095-3089(2014)08-0001-02

1.绿色建筑发展与人才培养概况

1.1我国绿色建筑人才培养的迫切性

绿色建筑作为建筑界应对环境问题的回应,已经成为世界建筑研究与发展的主流和方向,并在发达国家被不断实践与推广。在国内,绿色建筑的概念开始为人们所熟悉,绿色建筑的理论研究与设计实践也已经成为业界的热点。国家发改委、住房和城乡建设部提出了《绿色建筑行动方案》,要求把绿色建筑产业纳入地方政府政绩考核重点,建设工程在建项目和新建项目到2015年必须达到绿色建筑评价标准。这就大量增加了社会特别是建筑行业对绿色建筑专业人员的需求,给加快绿色建筑人才的培养提出了新的要求。

1.2绿色建筑思潮对高校建筑学专业发展的影响

建筑学是研究建筑物及其周围环境的学科。它旨在总结人类建筑活动的经验,以指导建筑设计创作,构造某种体系环境。高校建筑学专业是培养具备建筑设计专业知识与技能的摇篮,在推动绿色建筑人才的培养这一需求中承担着重要的角色与任务。要使建筑学专业的学生不但了解与熟悉绿色建筑的设计理念,更能够掌握绿色建筑设计的基本原理与一般性方法,在日后的实际工作中能够贯彻绿色建筑的指导方针,身体力行地实践绿色建筑设计,这就要求高校建筑学专业的教学必须做出相应的调整与改革,将绿色建筑设计理论融入到教学过程之中。本文旨在站在高校建筑学专业教育的角度对此展开的探讨与分析。

2.高校建筑学专业教学调整与应对策略分析

绿色建筑概念贯穿于建筑物的全寿命周期,其涉及的学科较传统建筑学更加广泛。其研究内容及相关学科包括:绿色建筑文化与历史、绿色建筑基础理论、绿色建筑技术基本知识、绿色建筑分析、绿色建筑设计、绿色建筑评价、绿色建筑运营与管理。只有通过对建筑学专业教学大纲的改革与修订,才能将绿色建筑的知识体系融入到建筑学专业长达五年的教学过程之中。本文旨在从专业理论课课程结构调整方面着手进行策略推导。

高校建筑学专业现行的专业理论课体系中,和绿色建筑设计密切相关的专业核心课程包括:《建筑概论》、《建筑设计原理》、《城乡规划概论》、《城市设计》、《建筑物理》、《建筑构造》、《建筑材料》、《建筑结构选型》、《建筑设备》、《建筑心理学》、《建筑法规》、《建筑师职业基础》等。

《建筑概论》开设于一年级第一学期,是建筑学专业学生开启建筑学习之路上的第一道门。建筑学专业的学生初入大学,对建筑既陌生又好奇,同时也不乏希望和遐想。相当多的建筑学专业学生会在大学里受到思维方式上强烈的冲击,他们将要身处一个完全截然不同的新世界,经历两次重要的转化:首先是由传统教育的逻辑推理思维方式向以视觉思考为核心的领域转化;紧接着,又要从纯视觉思考(构成、造型训练)转向对功能、技术、经济等要素的综合权衡(含有功能要求的设计)。【图1】传统教学大纲要求学生通过此课程的学习,全面而概括地了解建筑的相关基本知识,掌握建筑识图的基本方法,熟悉民用及工业建筑设计的基本原理和方法、建筑物的基本组成及构造原理等内容。此课程中,应增设绿色建筑概论的内容,让学生了解绿色建筑的基本概念、设计原则与方法、发展与趋势,为之后其他课程的开设奠定基础。

《建筑设计原理》、《城乡规划概论》、《城市设计》等课程为开设于二年级至四年级期间的理论基础类专业理论课,其课程环节主要由课堂讲授、理论分析、案例解析等形式为主构成,其教学目的在于帮助学生了解设计的基本原理与一般规律,并在实践与设计过程中起到指导性作用。在《建筑设计原理》课程中,应开设绿色建筑设计原理的专题,从建筑外部环境、建筑室内环境、建筑能耗几个方面详细地剖析绿色建筑的设计方法,并通过实例的展示与剖析帮助学生理解与掌握。在《城市规划原理》、《城市设计》课程中亦应介入绿色设计的理念与思路,从选址的基本原则、自然环境因素、节约用地方针、乡土文化等方面,帮助学生建立起生态的、可持续发展的绿色设计理念。

《建筑物理》、《建筑构造》、《建筑材料》、《建筑结构选型》、《建筑设备》等课程为开设于二年级至四年级期间的技术类专业理论课,其课程环节主要由课堂讲授、理论推导、实验数据演算与分析等形式为主构成,其教学目的在于帮助学生全面掌握与建筑设计紧密相关的工程技术基本知识。而这些技术知识恰恰是在建筑设计过程中有效地实现绿色建筑设计的物质载体与手段。如《建筑物理》的三大主干课程建筑声学、建筑光学、建筑热工学,均与绿色建筑设计中室内环境品质及控制技术、建筑节能设计及技术等内容密切联系。再如《建筑设备》课程中,给排水部分应融入建筑节水技术、雨水的收集与利用等知识;暖通部分应融入室内新风系统、自然通风技术、高性能空调设备的运动、能量回收等绿色建筑设计的理论与方法;电气部分应考虑适时适度照明、高效节能灯具、待机能耗控制等绿色环保理念。《建筑材料》课程应增设绿色建材篇章,系统介绍绿色建材的概念、绿色建材的选择与运用、建筑节材技术与方法等课程内容。而在《建筑构造》课程中,通过对最新材料、最新技术构造节点大样的剖析与讲解,可以帮助建筑学专业的学生进一步掌握绿色建筑设计的具体手段和操作方法。

《建筑心理学》、《建筑法规》、《建筑师职业基础》等课程为开始在五年级毕业班的专业理论课。作为建筑学专业毕业班的学生,他们即将告别五年的大学学习生涯,走向建筑师的职业岗位,担负起建筑设计从方案构思到施工图绘制再到各专业配合,以及与甲方、施工方各方面配合等一系列具体工作之中。在这些课程中,应通过增加建筑环境心理学、绿色建筑相关法规、绿色建筑运营与维护等知识点的章节,帮助学生完善绿色建筑知识体系的构建,并在他们今后的实践与工作中积蓄发挥作用。

除了对传统课程大纲的修订与调整之外,还可以增设《绿色建筑概论》、《生态与可持续建筑》、《绿色建筑设计方法与理论》、《绿色建筑设计》等专业选修课程,供有兴趣有余力的学生学习。【图2】

绿色建筑设计教学的建立与发展以及绿色人才的培养,是在高校建筑学专业本科建筑设计课程原有教学框架的基础之上,应时代需求而开展的教案研究与教学方法的探索,具有体系化、进阶式和强调实践性的特点。这样的教学改革引发了建筑学专业指导教师对绿色建筑教学与科研的深层次思考,也更激发了学生的学习热情。绿色建筑设计教学将由原来个体自发的实验转向系统化、整体性的推进。更为重要的是,它激发了一个传统深厚的学科面对当下全球关切的发展活力,孕育着我国高校建筑教育发展新的生机。

参考文献:

[1]GB/t50378-2006,绿色建筑评价标准[S].

绿色设计在工业设计中的应用篇5

【关键词】绿色机械设计环保

在现今社会高速发展,我国现阶段主要以工业为主,在工业发展中我们的环境也遭受了沉重的毁坏,为了可持续发展,一切会产生污染的企业我们都需要整治。在现代社会中,工业机械是社会发展的主要工具,然而事物都有两面性,工业制造企业也是现今社会上产生污染的主要源头。在这种矛盾下,我们既要保持社会经济的发展,又要兼顾到我们所生存的环境,人们就这个问题提出了一个两全其美之策,那就是实现绿色设计、绿色制造,这样既满足社会发展对工业机械的需要,又没有对环境产生污染[1]。人们将绿色、环保的概念融入到机械设计中,即体现了设计者敢于创新的胆识,更体现了人们对自然、环境的重视,它的提出,是人类平衡经济发展和环境保护的一大创举,同时也迎合了可持续发展的伟大战略[2]。

一、绿色机械设计的概念

绿色设计是人们对现代社会对设计的需求和对环境问题的关注二产生的一种新型的思想、技术。在绿色机械设计中人们既考虑到机械设计的必要条件,使其能满足于社会发展的需要,同时将现在社会上比较关注的环境保护问题融入到机械设计中。绿色设计是一个综合考虑环境和资源效率的现代化模式.它是可持续发展战略的重要体现。绿色设计中我们主要要考虑到一下问题:减轻环境污染、减少原材料和自然资源使用量的总称。根据社会调查的结果显示,一个产品的设计决定了其性能和作用。在我们的绿色设计中,我们在保持机械设计必要的对质量,功能等方面的要求外还必须注入环保的理念。这就需要我们的设计者在最初的机械设计中要考虑到方方面面,不能再以以前的标准来衡量一个机械设计的好坏。设计者除了要考虑其再生产中的影响,还必须考虑在机械淘汰后的影响,这就需要设计者在设计初就应该考虑设计产品在报废后不仅不会污染环境,而且能够回收利用,循环使用,这样就达到了我们可持续发展的要求。绿色设计是为了兼顾产品的需求和环境的要求,在对环境污染最小的前提下达到最大的需求量[3,4]。

二、绿色设计的关键因素

绿色设计为环境友好型技术,这要求了绿色设计者们必须在产品中融入有新意的、新鲜的、创新的思维。绿色设计的产品在退出使用之后,要尽量使其能回收利用,能自然降解或易于处理,最终目的是可以减少对环境的污染;尽可能的减少设计材料的种类,尽量不使用有害的材料,用最少的最环保的材料做出使用的设计。绿色设计技术的关键包括在材料的选择中必须是绿色环保的、回收性要强、可拆卸性强及生命周期长等优势。一个机械产品的成功,从它的设计到生产废弃、重复利用都要考虑它各个环节与环境之间的关系,对环境的影响。在绿色设计中,对产品的要求主要由以下几个主要内容:绿色设计做出来的产品必须对环境的污染低,材料的可回收性强,废弃材料的处理环保简便。

三、绿色机械设计在社会中的应用

(一)绿色材料的选择

机械设计中选择材料是一个非常重要的环节,在选择材料时应该既考虑到经济实用性又能够兼顾环境的保护,还应该考虑到材料的可持续使用性,这样就符合了绿色设计的理念,也迎合了我国可持续发展张略的要求[5]。在当今社会中,刚开始人们为了一味的追求社会经济的发展而没有考虑在发展中对自然环境的破坏,所以在今后的一切工业发展中我们应该着重考虑我们生存的环境,所以在机械设计中注入绿色思想是意义重大的。在绿色设计中,要充分注意材料选择和环保问题,机械设计应当首选一些低消耗、低成本、高效率、污染少的材料。在设计中重视绿色环保问题,不仅可以有效节约原材料和成本,减少不必要的能源消耗,而且,广泛的创新空间可以有效地满足机械设计中的材料的选择和应用的环保问题[6]。

(二)绿色机械设计在现今社会中的应用

国家和企业对绿色机械设计的概念越来越清晰,他们认识到其重要性,也看到了其中的好处。如在矿上的设计上,矿山机械的绿色设计[7]。在石油机械设计上也应用了绿色的理念。石油机械的绿色设计既保护了环境又达到了生产的需求[8,9]。

绿色的机械设计理念不仅在上述的几个方面应用到了,在各行各业都有应用,我相信在今后的日子里,各位机械设计师的脑海中,环保、绿色等词语在他们设计作品时会时刻浮现出来。人们正在探索其中[10],这将是以后社会发展的趋势和必要形式。

四、结语

当今社会,人们在经济上获得一定满足之后,对自己生存环境越来越关注,特别是人们居住地环保问题。现在环保已成为世界的主题。能在当今的机械设计中加入环境保护的理念,重视绿色制造技术的应用,将会对社会做出巨大的贡献。我国的绿色制造还需要加大投入,加强人们的环保意识只有这样才能更大的推动绿色设计的发展。

参考文献:

[1]李国旗.就环保问题探究工业机械的设计原理及其发展[J].科技资讯,2011(21):114-114.

[2]卢雪红.人性化的绿色环保机械设计探讨[J].河北农机,2012,4:039.

[3]梅志敏,李云云,卢伟,等.绿色选材在机械设计中的运用研究[J].机械制造,2012,50(7):40-41.

[4]张红岩,郭志源.环保意识在产品设计选材中的体现与应用[J].机械研究与应用,2002,15(2):74-77.

[5]刘洋君.机械设计中的材料的选择和应用[J].湖南农机,2012,39(9).

[6]黄海鸿,刘光复,刘志峰,等.绿色设计中的材料选择多目标决[J].机械工程学报,2006,42(8):131-136.

[7]王皓,胡宇.以绿色环保为理念的矿山机械设计研究[J].世界家苑,2012(6).

[8]谢高明,王元敏.绿色理念在石油机械设计中的应用[J].科技创业月刊,2010(1):106-107.

绿色设计在工业设计中的应用篇6

关键词:绿色建筑;建筑节能;设计;对策

当前,建筑行业发展快速,其随之带来的污染与破坏也是极其严重的。因此,在建筑的全寿命周期内最大限度地降低对环境的冲击,降低资源、能源的消耗,减少污染排放,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间就是建筑与技术的最完美结合,是建筑设计的最大目标。那么,在进行绿色建筑设计的过程中,存在着哪些问题影响了绿色建筑设计水平呢?在推进绿色建筑设计的道路上,我们应当采取什么对策进行应对、解决其中的问题呢?

1绿色建筑

1.1绿色建筑概念

绿色建筑设计理念,指的是为了给居民提供舒适、健康、亲和、绿化的居住与工作环境,通过采用绿色设计理念进行设计的建筑,建筑设计师结合无污染、环保、节能、经济、生态型、天然、自然的装饰材料与技术进行建筑设计,进而设计出有助于保护地球生态环境、健康的生存环境,更加健康、生态、无污染,有利于为居民构建温馨、健康的绿色家园。

在设计城市建筑时,应当尽可能满足绿色化建设理念,通过将绿色化建筑设计理念运用到其中,不仅可以有效的减轻我国目前日趋紧张的能源使用情况,而且可以有效的减轻我国的大气污染情况,减少粉尘、酸雨、雾霾等环境危害,改善人民的生活环境。总的来说,运用绿色建设设计理念,将会成为我国城市建筑设计的未来发展趋势,具有极大的发展空间。

1.2绿色建筑设计原则

1.2.1生态化设计原则

生态化设计原则主要是通过在设计过程中,充分采用自然采光及自然通风等自然元素、条件,促使居住环境冬暖夏凉,为住户及居民提供充足的阳光照射,有利于住户的身体健康的建筑环境;通过充分利用自然元素,采用更多的环保、生态建筑材料,在建筑设计的过程中应大量采用可再生、可循环利用的建筑原材料进行设计,尽量避免能源的过度浪费,以便降低能源的消耗,可以对保护地球环境起一定的作用。此外,在进行建筑设计时,可以通过向下设计发展,即设计地下购物商城、地下停车场等,减轻地面压力。

1.2.2利用绿色可再生能源进行建筑设计

当前,太阳能这一绿色能源被广泛运用到绿色建筑中,它旨在“以人为本”的宗旨下,把自然条件与人工手段相结合,为人们创造出一个健康舒适的生存环境。绿色建筑设计,应把建筑物和太阳能设施综合考虑,以实现两者的有机结合,既节约建筑成本,又保持了建筑物整体的美观性。同时,设计师也要考虑到各种因素,做好太阳能的防风、防雷、防雪等各种安全防护工作。

2当前绿色建筑设计中存在的问题

2.1对绿色建筑设计理念认识不全面

目前,由于我国在绿色建筑设计方面发展起步较晚,对绿色建筑还缺乏真正的认识和了解,片面认为绿色建筑需要大幅度增加投资,是高科技、高成本建筑,我国现阶段难以推广应用等等。加上部分地方尚未将发展绿色建筑放到保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度,缺乏紧迫感,缺乏主动性,相关工作难以开展。

2.2缺乏健全的绿色建筑设计激励政策

对于企业来说,虽然绿色建筑更加节能与环保,从长远来说更加经济,但绿色建筑的设计与建造本身可能会增加一定的成本;加上企业在法律不强制、政策不优惠、受众没要求的客观环境下,绿色建筑所带来的初期投资增加,多数没有自觉开发绿色建筑的动力。对于消费者来说,由于绿色建筑的建造成本通常高于普通建筑,这部分附加成本往往会转化成用户的负担。因此,在绿色建筑发展初期,政府如何通过制度建设,运用有效的激励机制,充分调动各方的积极性,是目前面临的一大挑战。

2.3绿色建筑设计专业人员不多

绿色建筑真正建成的太少是因为绿色建筑专业人员和推动绿色建筑发展的动力太少,许多设计师只是为了满足国家规定的要求、工程审批而设计绿色建筑,并不是发自内心的认识到绿色建筑的好处而设计,因此是被动的,缺乏主动性,导致绿色建筑设计专业人员较少。

3提高绿色建筑设计水平的对策及注意事项

3.1完美、全面的诠释绿色建筑设计理念

绿色建筑代表了世界建筑未来发展方向,推广和发展绿色建筑有赖于绿色理念深入人心,需要全社会观念与意识的提高,要向全社会宣传普及绿色建筑的理念和基本知识,提高民众的接受度。绿色建筑不等同于高科技、高成本建筑,不是高技术的堆砌物,因地制宜地选择适用的技术和产品,通过合理的规划布局和建筑设计,并不需要增加过多的成本。

其中,尤其要重点加强对建筑师的环保生态教育,使建筑师的建筑理念不断与时俱进,以更好地保护生态环境。另外,要在全民中普及环境保护知识,提倡绿色的消费及生活模式,从而直接影响到建筑市场的发展方向,推动建筑行业朝着绿色建筑设计的方向发展,使建筑行业实现绿色可持续发展。

3.2建立健全的绿色建筑设计激励政策,推动绿色建筑事业发展

目前,完善各种财政税收刺激政策已刻不容缓,促进绿色建筑的发展,建立有效的激励政策是其中重要的一环。借鉴国外经验,政府应制定一系列符合国情的激励政策,建立市场机制和财政鼓励相结合的激励机制,提高相关行业、企业和消费者的积极性。对符合绿色建筑标准的建筑投资者、消费者实行一定的政策优惠,采取经济补贴、低息贷款、税收减免等激励政策推动绿色建筑的发展。

由于绿色建材生产成本将高于普通建材,绿色建材面市了,还得下游消费方认可。绿色建材价格较高且公众对绿色建材认识不足,直接导致消费者认为其性价比低,在购买时会考虑价格因素而放弃购买,同时也不愿意付出较高的价钱去购买绿色建材建造的商品房,开发商缺乏使用绿色建材的动力。因此,国家应该有相应的政策,一方面制定鼓励政策,给生产者或是消费方补贴,包括绿色建筑评价中能加分,招投标加分等,鼓励下游选用绿色建材;另一方面,通过法律法规,宣传、引导生产和消费绿色建材。

此外,对于没有达到绿色建筑设计标准的建筑,采取一定的前置性措施进行限制,对于符合绿色建筑设计标准的建筑,给予财政补贴、减免税收等的优惠政策,从而增加开发商对绿色建筑项目的开发。尤其在初级阶段,如果没有一定的政策优惠,就不能促使开发商按照绿色建筑设计理念来完成建筑工程项目,推广绿色建筑的过程将会曲折而艰难。

3.3培养大量具备专业化素质的绿色建筑设计师

可以说,在绿色建筑空前繁荣的景象下,如何走好绿色建筑的发展之路是每个从业人员所必须思考和慎重面对的问题。无论建筑材料、施工工艺、生态节能等技术系统如何发展,建筑师都是建筑设计的本源。建筑师对绿色建筑的理解和可持续技术的全面掌握是真正实现建筑绿色特性,而非简单技术堆砌的关键因素和有效保证,是建筑设计实现全面“泛绿”的必由之路。在培养具备专业化素质的绿色建筑设计师时,应当从一开始设计时就考虑到绿色建筑的理念,建议通过强制性和引导性手段相结合,让设计师主动的思考绿色节能。绿色建筑有些应是强制性的,有些应是引导性的。在设计导则中有必要加上对环境的分析。导则应是选择标准与方法的结合。当前面临的问题是:业主不了解绿色建筑,我们应该帮助业主去了解。中国绿色建筑要走本土路线,不应对国外技术生搬硬套,设计是突破口,方法要创新。绿色建筑的最终目标不在于细节的最优而是整体的最优。提议应该推广地域性适宜技术和相关的手段(制定导则并将其细化)提供给一线设计人员。提出要让设计人员体会绿色建筑的真正好处,给予数据报告上的指导,使设计师从观念上改变,变被动为主动。

此外,技术人员缺乏培训,要提高技术水平,实行知识管理。关于绿色建筑人员的培训提出两个方面:一方面是传播大责任、大智慧;另一方面是练习具体的基本功。对于专业论坛建议选择专业人士采用对比分析的讲解有助于设计师的理解。

3.4结合先进技术,提高绿色建筑设计水平

在绿色建筑的技术策略上要因地制宜。绿色建筑技术研究在国外开展得较早,已有大批的成熟技术,在积极引进、消化、吸收国外先进适用绿色建筑技术的基础上,更重要的是选择与创造适宜本土的绿色建筑技术,走本土化绿色之路。

3.4.1将绿色节能技术应用于建筑设计之中

城市建筑设计应当注重生态化,在确保城市基础设施规划建设健全的基础上,加强城市建筑生态化的规划、设计与施工,尽量避免过多对大自然的人为伤害及破坏。而且在规划城市建筑设计时,应当遵循自然循环原则,尽量保证生态建筑稳定运行,通过实现可持续发展,来提高建筑工程的稳定性与持久性。大量建筑在建造过程中要结合本地实际情况,选择最适用的技术与产品,把适用技术合理地集成在建筑上,尤其是自然通风和天然照明技术要得到强化应用。可以推广且成本不高的技术与产品才是绿色建筑技术与产品的重点。面对全球能源危机和日趋严重的环境污染,在发展低碳经济、力推建筑节能的大背景下,绿色建筑将成为未来建筑的趋势和目标,具有广阔的发展前景。

(1)遮阳设计

例如,在进行建筑设计时,通过遮阳设计,来实现绿色节能目标。因此,遮阳设计时应满足几点要求:主要防止夏季阳光的直射,并尽量避免散热辐射的影响。其次要有利于窗口的通风、采光和防雨。同时要注意不阻挡从窗口向外眺望的视野以及与建筑造型处理的协调,并力求构造简单,经济耐久。遮阳设施在夏季遮阳降温同时,将影响建筑自然通风的潜力,对于需要通风的潮湿地区而言,必须注意遮阳设施的使用不能影响自然通风的应用效果。寒冷地区采用的遮阳设施、其“遮阳”功能的发挥只在短暂的温度较高的夏季,因此这些地区使用的设施必须考虑冬季保暖问题。而对于广大的长江流域地区而言,夏热冬冷带来了四季分明的气候,也带来了冬夏季太阳得热控制的矛盾,冬夏兼顾是这个地区遮阳设施必须面对的主要问题。

需要注意的是,寒冷地区以冬季采暖为主,因此,遮阳设施的使用以保护室内私密性和保暖为主,因此建议以内遮阳为主;炎热地区以夏季隔热为主,除了保护室内私密性的目的外,阻挡太阳辐射是主要目的,因此在遮阳设施的设计选择上建议以外遮阳为主,配备一定的内遮阳设施达到保护隐私和隔热的双重目的。

(2)采光及通风设计

其一,自然采光设计。在设计已经有了基本构架的建筑时,可以采用增加窗户数量和调整窗户位置等手段都可以加大采光量。或选择透明玻璃、透明屋顶材料装饰,可以提高室内采光度,为住户提供充足的阳光照射。其二,自然通风设计。目前,由于空气质量的下降,增加了粉尘、颗粒、有害气体等在室内滞留的时间,因而很多建筑与外部环境隔离,封闭的室内环境非常不利于人们的身体健康。所以,在进行绿色建筑设计的时候,可以通过采取一些措施使内部与外部空气较流通,为住户创造出一个更加健康舒适的室内环境。一方面,在通风设计中,应当尽量将房间的门窗方向设计结合自然通风条件,改善室内环境的通风情况。另一方面,应当确保通风系统应经济有效,以便保证室内冬暖夏凉、空气流动。

3.4.2广泛应用绿色建筑材料

(1)在进行建筑设计时,建筑材料的选取也具有重要作用。。绿色建材,主要是通过采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用工业或城市固态废物生产,其产品无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康。这与绿色建造的核心理念是一致的。结合绿色设计理念,应当尽量避免使用污染较大、不健康的建筑材料,通过大量运用健康、绿化、环保的装饰材料,并充分考虑材料的使用耐久度,在提高装饰材料环保性的同时,确保其经济性。另外,设计中所选的建筑材料应避免选择需要再次加工的材料或易产生放射性污染的原材料,尽量选购由再生原料制成的可循环使用的本地生产装饰材料。应用绿色建材,是实现绿色建造的物质基础绿色建材是实现绿色建造的物质基础。

(2)将节水产品与绿色建筑设计相结合。由于当前我国水资源匮乏,应用并推广节水产品实属刻不容缓。通过在建筑设计中广泛应用节水产品,保护我国的水资源,实现低碳、环保的生活理念。

4结语

现今,人们对于生态环境的要求愈来愈高,绿色建筑设计在保护我们的生态环境所起城的作用及功能也愈来愈明显,因此,必须大力倡导生态化、经济适用化的建筑设计。在进行绿色建筑设计时,应当重点结合生态化设计理念,大量采用绿色建筑材料,从建筑物的构造设计本身进行绿化设计,包括合理的遮阳设计、良好的通风、采光等,都可以有效的促进生态系统的健康、循环发展,使其成为当代环境保护与建筑设计的主流,进而为住户、居民提供舒适、亲和、健康的居住与生活环境。

参考文献:

[1]秦效红.试论绿色建筑设计中的若干问题[J].绿色建筑,2013(08):59.

[2]李震.绿色建筑的应用与发展[J].潍坊学院学报.2008(02):191-192.

[3]杨玉华.浅谈绿色建筑设计[J].山西建筑,2008(07):35-38.

绿色设计在工业设计中的应用篇7

1绿色设计的提出及涵义

“绿色设计”是20世纪80年代末出现的一股国际设计思潮,是20世纪“现代主义”设计理论之后转向新价值设计观的一种过渡。尽管绿色设计的声势并不浩大,但其阐述的生态价值观却为21世纪的设计思想确立了一条不可违背的原则。今天的人们比以往任何时候都更清醒地意识到人与环境和谐共处的宝贵价值。绿色设计正是顺应这样的历史条件与社会背景而形成的一股设计思潮。其内涵是一个相当宽泛的概念,主要强调生产与消费需要一种对环境影响最小的设计。狭义的绿色设计是以绿色技术为前提的工业产品设计。广义的绿色设计,则从产品制造业延伸到与产品制造密切相关的产品包装、产品宣传及产品营销各环节,并进一步扩大到绿色服务意识、绿色文化意识[2]。早在20世纪60年代,美国著名的设计教育家维可多?巴巴纳克在其著作《为真实世界的设计》中提出了对于设计目的性的新看法,更为重要的是,他提出了设计对于地球有限资源的考虑,当时很多人认为他的观点是危言耸听,因为其超前言论,巴巴纳克在60年代被美国工业设计协会开除。但是,在20世纪70年代初期的能源危机爆发后,其有限资源的观点被普遍认同。进入21世纪,因世界各国政府对环境问题的重视,使得带有理想主义色彩的“绿色设计”潮流逐步有了现实意义。基于对环境问题的重视和了解,人们已从20世纪60年代过于激进的“绿色运动”,发展到现今相对成熟的“绿色消费”行为,这为“绿色设计”带来了新的契机。

2绿色设计的特征及在工业产品设计中的应用

绿色设计作为一种设计思潮和方法论,主要着眼于人与自然的生态平衡关系,在设计过程中尽量减少对环境的破坏。绿色设计不仅是一种技术层面的考虑,更关键的是一种观念上的变革,在工业设计中绿色产品设计是现代企业参与市场竞争的新式武器。传统的产品设计理论与方法是以人为中心,从满足人的需求为出发点,而无视后续的产品生产及使用过程中的资源消耗对环境的影响。传统的绿色设计将重点集中于产品本身,而对产品及其相关的其他因素缺乏考虑,如产品的包装、运输环节中的绿色因素。因此,对传统产品的设计理论与方法必须进行改革与创新。以交通工具汽车为例,作为现代最常见的交通工具,同时也是环境污染的主要来源,消耗了大量能源。因此,包括汽车在内的交通工具的绿色设计倍受设计师们的关注。据报道,美国纽约市的公交车5年后全部更新为环保车,美中不足的是,这种环保车的价格不菲,一时还不能普及。不少工业设计师在这方面进行了积极的探索,在努力解决环境问题的同时,也创造了新颖独特的产品形象。绿色设计不仅成了塑造完美企业形象的一种策略,也迎合了消费者日益增强的环保意识。减少污染排放是汽车绿色设计最主要的问题。以技术而言,减少汽车尾气污染的方法主要有2个方面,一是提高汽油燃烧效率减少排气量,这也是现在最普遍、最直接有效的方法;二是使用新的清洁能源。但是目前这种方法还停留在试验开发阶段。另外,在外形设计上要注意细节,从空气动力学的角度研究车的整体性,减少风阻。美国通用汽车公司的eVi是最早的电动汽车之一。它采用流线造型,一次充电可行驶112~144km,不失为节省能源的优秀“绿色”产品。

3绿色设计是工业设计发展的必然趋势

今年中国提出了建设节约型社会,实现可持续发展的重大决策,就是要在社会生产、建设、流通、消费的各个领域,在经济和社会发展的各个方面,切实保护和合理利用各种资源,提高资源利用效率。部分地区已开始根据自身情况制定出了相应措施[3]。在生态文化的影响下,绿色设计已从消极适应向主动创造的方向发展,这将导致新的生活方式的产生,开创无污染的经济时代。这种设计策略,已经在许多行业得到应用,得到了经济价值、社会价值、生态价值的三重收获。保护自然环境和生态系统不受人为的破坏是绿色设计的目标,也是今后主流设计的发展趋势。现在越来越多的人已认识到设计对环境的巨大作用,世界上很多国家都制定了一系列的法律、法规,让设计为人类造福。在德国,政府立法规定电视机制造企业必须回收自己的电视机方能生产,为此,施奈特电子公司不久前研制出了一种“绿色电视机”,其零部件的回收率高达90%以上。目前德国30%的商品已成为绿色产品。这得益于该国1977年实施的“蓝天使”计划:对在生产和使用过程中都符合环保要求,且对生态环境和人体健康无损害的商品,授予“绿色产品”标志。无此标志的商品,在进口时要受到数量和价格上的限制,虽带有明显的贸易歧视,却受到本国生产者和消费者的认同。而后,其他国家甚至包括日本也相继建立了绿色标志认证制度,以保证消费者能识别产品的环保属性,从而也激励企业去生产低污染的绿色产品。中国在“‘九五’计划和2010年远景目标”中提出了常规产业与环保产业同步发展的可持续发展战略。在西方一些国家,已经出现许多新的绿色消费群体,而且每年以20%的数量递增。他们在购买商品时,拒绝购买以珍稀动植物为原料制成的产品。此外,在消费活动中不光要考虑商品的使用价值,还要考虑商品的环保、回收等一系列的问题,例如:纯棉的服装穿着虽然十分舒适,但由于种植棉花需要使用大量的杀虫剂、化肥,所以纯棉的制品对他们来说是破坏环境的非绿色产品。这些都说明了绿色设计在世界的各个角落都得到了关注。

绿色设计在工业设计中的应用篇8

关键词:绿色建筑;环保节能;设计;应用方法

1引言

当今我国经济正在处速发展阶段,绿色理念已经深入人心,更是社会可持续发展的核心,绿色理念不单单指绿色环境,而是要将绿色理念深入到各行各业中。以当今建筑行业现状来讲,建筑行业能源消耗大、资源消耗大,并且在施工中需要投入大量的人力、物力、财力,对周边环境产生非常大的影响。从但近现状分析,建筑行业往往更加注重经济效益,对绿色理念设计甚少,使得建筑施工对生态破坏严重,近些年来城市中的酸雨、雾霾等问题非常严重,这与建筑施工污染有着一定关系。因此,我们必须要顺应时展,贯彻绿色发展理念,通过绿色理念来提高建筑行业的绿色化水平,为推动绿色社会发展做出贡献,推动我国社会经济能够平稳发展。

2绿色建筑中环保节能设计理念概述

(1)绿色建筑概念分析所谓绿色建筑并不是通常人们认为的绿化、屋顶花园建设等,而是在保障建筑使用寿命周期内让,最大限度上减低能源损耗问题,包括:节能、节水、节地等,从而实现环境保护,降低施工污染,从而为周边居民提供更加健康、舒适、高效的使用空间,推动建筑行业与自然生态平衡发展。绿色建筑主要是以自然、人、建筑三者协调发展为根本目标,通过人工手段和天然环境相结合,构建良好、健康的居住环境,并且要尽可能的减少或控制对自然生态的破坏程度,权利做好人类经济活动与自然生态发展的契合点。(2)环保节能设计概述简单来说,环保节能设计就是在工程项目设计过程中,在保障工程整体施工质量的前提下,不断加强环保材料的使用,降低能源的使用,并在工程设计中彰显出环保设计理念,为后续施工奠定坚实的基础,降低对周边环境的影响与破坏。现如今,环保节能设计工作深入人心。因此,建筑行业想要充分发挥自身的主观能动性,就必须要加强建筑环保节能设计,大力引入新技术、新材料,降低能源消耗,贯彻绿色理念。

3绿色建筑中环保节能设计理念分析

(1)资源节约与资源循环理念资源节约和资源循环是绿色建筑设环保节能计理念的重要组成部分,该理念主要是指采用实用性较高的形式,降低工程施工过程中的消耗量。资源节约不仅能够有效降低工程造价,同时也能够彰显出绿色设计理念,这也是当今建筑施工的一大趋势。资源节约包含与资源循环,在建筑环保节能设计过程中,要始终坚持资源循环理念,提高施工材料、机械利用率,进而实现建筑资源的合理利用。再者,环保节能设计必须实现人、建筑、自然的三者协调统一,这样才能够充分发挥环保节能设计理念的积极作用。(2)生态保护与节能理念建筑设计中的诸多环节都对能源有着较强依赖性,例如照明、空调等房屋就是一种高消耗建筑。高消耗建筑不仅会造成资源紧张,同时也会影响周边环境。据有关部分统计,地球一半左右的资源消耗都在建筑材料上。在绿色环保节能设计概念中,要将高消耗转变为低消耗,通过先进节能技术,提高建筑资源的利用率。创新建筑资源,降低对传统建筑资源的依赖性,甚至在某些环节实现自给自足。当今环境污染问题与建筑行业有着直接关系,例如空气污染、光污染、电磁污染等。因此,必须要贯彻资源节约观念,实现建筑材料创新,提高建筑周边环境保护力度。例如通过利用太阳能、风能、核能等能源,降低对传统能源的使用。(3)贯彻人类健康理念对于绿色建筑工程而言,绿色建筑作为我国建筑行业发展的重要组成部分,社会发展的核心是人,每个行业都要以人类健康最为出发点。在绿色建筑设计中,人类健康理念是其基础要求之一。在建筑环保节能设计中,不仅要降低资源、能源浪费问题,实现“节能”理念,同时也要降低有害材料的使用量,例如一些不易讲解、释放有毒气体、对人体有害的材料等,从而保障人体健康,将绿色设计理念建造在人体健康基础之上。与此同时,也要保障施工材料的质量,如果施工材料不过关,一切环保节能设计理念都会化为乌有,因此,在绿色建筑中,质量依然是第一位,只有在保障工程建设质量基础上,再进行环保节能设计与施工,可见加强新材料、新设备、新技术的应用至关重要。

4绿色建筑中开展环保节能设计的意义

(1)推动建筑行业可持续发展随着我国市场经济不断发展,我国城市工业化水平不断提高,社会生产对能源、资源的消耗量越来越大。改革开放以来,在几十年的发展期间,我国发生了巨大变化,建筑行业作为国民经济的支柱,对人们的生活质量和社会经济发展有着重要影响。现如今,城市污染问题愈加严重,雾霾、酸雨等问题层出不穷,在夜晚我们可以发现,天上除了一轮明月之外,很难看到天空中的星星,这就是空气污染的最直接表现。因此,为了保障我们赖以生存的环境,我们必须充分发挥建筑行业的领头作用,也就是推动绿色建筑行业发展。基于此,我们必须要一改传统的设计理念与设计方法,满足时展需求,降低周边环境的影响,让人类社会经济发展与生态发展有机结合。(2)保障建筑企业的经济效益与社会效益对于建筑行业来说,近些年随着建筑企业进入高速发展期,建筑企业之间的竞争也愈加激烈,为了能够保障建筑企业长足发展,获得更多的经济效益与社会效益,就必须要降低施工成本,提倡绿色设计理念。如今城市不断扩张,扩张的标准就是城市建筑,新型建筑、新楼盘不断增多是城市发展的必然趋势,人们在购置房产时也会做出相互对比,也就是同样的价格客户会选择质量更高的产品,质量相同,客户会选择价格低、绿色性强、安全性好的房产。因此,实现绿色建筑施工,加强节能环保设计,不仅是时展需求,更是建筑行业发展需求。通过融入绿色环保设计,在很大程度上能够降低施工成本,从而拓宽建筑施工中的经济空间,从而给予更多资金让建筑企业开发新技术,并将新技术再次融入到建筑生产中额,从而形成良性循环。可见,实现节能环保设计不仅能够降低对周边环境影响,同时也是加强建筑企业核心竞争力的重要环节,对建筑企业发展有着极大的积极意义。(3)人与自然和谐发展传统设计与施工技术由于受诸多条件的影响,如技术限制、思想限制、政策标准等,对建筑周边环境造成了严重影响,从而导致城市环境不断恶化。再者,传统建筑模式资源、能源消耗量过大,对城市经济可持续发展不利,无法充分发挥建筑行业领头羊的作用。基于此,我们必须要加强绿色环保设计理念,在施工过程中融入更多的新材料、新技术、新设备,从而提高建筑施工中的环保型理念。虽然人类不能创造地球,但能够“毁灭”地球,作为我们赖以生存的环境,必须要注重生态环境发展,将经济建设与生态建设相结合。绿色建筑理念是当今社会发展大背景下所提出的建筑理念,通过加强资源使用率、能源使用率、融入新的技术设备等,最大程度上降低对生态环境的影响。虽然环保节能设计依然会存在污染问题,但完全在自然生态“自净”能力范围内。总之,通过融入环保节能设计能够极大减少对生态环境影响,进而实现经济发展与生态发展协调统一。(4)是城市发展的巨大推动力绿色城市理念的提出,注定了建筑行业必须朝向绿色方向发展,绿色城市作为城市发展的一大趋势,想要实现绿色城市建设就必须要充分发挥绿色建筑的积极作用。建筑行业作为国民经济发展的领头羊,通过加强环保节能设计,能够极大的提高建筑工程的“绿色性”,也就是充分发挥建筑行业在绿色经济中的作用。由此可见,加强绿色建筑发展进程,不仅是代表着建筑行业的发展,同时也能够为我国绿色城市注入巨大的推动力,实现“绿色经济”,从而保障我国整体国民经济的可持续发展。

5绿色建筑中环保节能设计与具体实施方法探究

随着我国社会经济不断发展,人们的生活质量水平不断提高,新型建筑数量迅猛增加,想要保障建筑行业与生态环境同步发展,满足人们对建筑行业所提出的需求,我们必须要加强建筑施工中的环境质量,从而降低对生态环境的影响。建筑环保节能设计的宗旨是保障的人、建筑行业、自然和谐统一,冲分利用新技术、新材料、新设备降低对周边环境的影响,这也是实现建筑行业可持续发展的重要途径。(1)建筑外墙绿色环保节能技术设计对于建筑外墙保温节能技术来说,外墙作为建筑设计中的重要环节,对整个建筑工程质量有着直接影响。纵观当今建筑外墙材料施工,可以将其分为两种:一是内测保温节能设计;二是外侧保温性能设计。其中,内测保温技术虽然施工工艺简单,但会造成大量的室内空间浪费,也就是占用室内空间较大,并且没有外部保温性强。外侧保温技术主要是在建筑工程外部进行保温设计,能够有效降低建筑室内的应用面积,并且能够提供良好的保温效果,虽然外部保温设计施工难度较高,但施工流程比较简洁,并且当今外墙施工技术使得外墙温度不会受到室内气候侵扰,保温效率较高,具有较大的优越性。同时,外保温设计还能够降低保温材料在室内的可能性,从而使墙面装饰工程不受限制,设备使用与安装也更加简洁,墙体温度应力较小。但在施工过程中,如果材料选择不好的话会降低保温质量,甚至会出现裂缝、渗水问题,在一定程度加强维护工作量。因此,需要保障材料的质量性,避免出现二次施工或多次维护的问题,降低材料浪费。(2)门窗绿色节能环保技术设计在建筑维护结构施工中,消耗量做大的就是外窗环节,如果外窗施工得不到良好的处理,会在寒冷的冬季、炎热的夏季,出现热量散失或冷气等问题,并且会造成大量的能源浪费问题。由于近些年我国外窗透光材料发展非常迅速,这些材料能够极大的提高外窗的隔热性与保温性。因此,在进行门窗施工设计中需要重点的选择一些节能型玻璃作为主要建筑材料,新型玻璃的主要优势是辐射量相对较低,由于新型玻璃表面涂了一层薄膜,也就是半导体氧化物,从而吸收大多数太阳中的光线,在加上当今塑钢门窗采用双层真空玻璃,能够起到很好的隔热效果(惰性气体的热传导性能低,室内温度无法传递到室外),并且能够加强门窗的气密性。阳光虽然对人体有益,但不同频率的紫外线会对人体产生一定影响,新型门窗玻璃能够过滤紫外线,并且能够保障室内的保温功能。为了能够加强的门窗气密性,进一步提高门窗保温性能,需要加强密封工作,也即是采用泡沫塑料,该种材料的密封性强,能够有效堵塞门窗缝隙。(3)屋面绿色设计环保技术设计在开展得屋面环保节能设计中,需要重点选择吸水性能低的材料,并且要严格控制器导热系数。在具体施工过程中,需要将这些材料搁置在屋面板和防水层中间位置。如果材料选择相对合理,既能够起到良好的保温作用,并且能够保持建筑内部的湿度。再者,通过开展屋面绿化设计工作,从而降低房屋周边的温度。据有关调查表明,然当房屋周边环境下降1℃,房屋中的空调能耗就能降低6℃,从而降低建筑使用中电能损耗。再者,屋面绿化工作能够降低温室气体排放,这些都能够在屋面设计中贯彻绿色理念。(4)室内装修绿色环保节能技术分析选择绿色环保的室内装修材料。在开展绿色装修过程中,要尽量避免室内有害材料应用,分析不同的施工材料对居住环境的影响。在进行材料选择过程中,要加强环保意识与安全意识,加强室内装饰材料的把控工作,例如涂料、油漆、塑料制品等,分析检测报告等,严重杜一些成本高、耗能高的材料。现如今,市场中出现了很多绿色施工材料,只有保障施工材料的安全性,才能够切实落实环保理念。在进行室内装修过程中,例如花岗岩、大理石、瓷砖等材料,需要开展相关机构检测工作,如镭、钾等元素,不得超过国家标准。(5)不断加强“三新”工作第一,新设计。在工程设计中贯彻环保节能理念,也就是在工程设计环节强化工程设计工作,从而降低施工材料应用。现如今,虽然工程外观设计非常重要,但如果设计内容过于复杂,不仅会提高工程施工难度,同时也会造成大量的施工浪费(材料损耗比较多,容错率差),因此,在工程设计环节中必须要保障的工程外观设计的精度,也就是以最少的工程材料实现更加精致的装饰效果。第二,新施工方法。在工程建设中,施工过程对整个施工环境产生的影响最大,也就是加强施工控制环节能够有效降低对周边环境的影响。绿色建筑的首要条件就是降低对周边生态环境的影响,环保节能理念要求在施工过程中提高的施工精度,降低施工中的错误率,提高施工容错率,根据不同的施工环节,制定出相应的施工计划,要求施工人员根据实际施工情况进行施工,从而保障施工质量,降低材料浪费。第三,新材料。现如今,建筑市场中的绿色材料非常多,很多材料不仅对生态影响较小,并且对人体无害。因此,需要派专业采购人员购置相应的绿色材料,降低施工材料对建筑整体的影响。在施工之前,需要对建筑材料进行试验工作,分析材料中的组成元素,保障新建筑材料不会对周边环境产生过大的影响。并且加强新材料的研究工作,配上更加合理的施工技术,从而最大程度上避免材料浪费问题。

6结束语

随着我国社会经济不断发展,绿色建筑理念深入人心。基于此,本文重点探究了绿色建筑中环保节能设计概念,提出了绿色建筑中环保节能设计理念、绿色建筑中开展环保节能设计的意义,最终分析了环保节能设计与实施内容,旨在提高我国建筑工程的“绿色性”,推动我国建筑行业可持续发展。

参考文献:

[1]贾建民.建筑设计中绿色环保节能技术分析[J].江西建材,2014(7):29.

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[4]刘年臣.浅谈绿色建筑设计理念在建筑设计中的整合与应用[J].江西建材,2015(16):7+6.

绿色设计在工业设计中的应用篇9

关键词:建筑设计;绿色建筑;绿色理念;绿色设计

在经济高速发展的今天,绿色的概念随着先进的思想已经深入进了人们的内心里,也成为了如今社会的一个发展重心。绿色概念不单单是一个颜色层面的词语,而是对于一种健康与积极向上的概括。对于建筑这个行业要更加注重绿色要求,在设计过程中应用绿色概念,提升整体的建筑绿色化水平,为整个社会的绿色化发展做出相应的贡献。

1绿色理念设计在建筑中应用的条件和要求

想要实现绿色设计的终极目标,达成时代所要求的建筑行业的绿色化标准,就需要明确绿色设计的要求是什么,在标准的建筑设计理论指导下,实现真正意义上的绿色设计。

1.1资源节约和资源循环利用的充分结合

绿色设计的一个理论就是在不过分损耗资源的前提下,尽可能多的节省资源,并利用环保无公害的资源,在进行投资建设的过程中,对于成本进行控制,实现资源最大化的利用。在节约的同时引入绿色设计理念,将资源进行循环利用,坚持这个过程,对于有效资源有一个合理的安排与使用。

1.2节能的同时保护环境

如今的建筑设计过于依赖现有的资源,例如长时间照明和有空调的房间就是一种高消耗的建筑,对此所造成的资源消耗很大,还会有一定的环境污染。因此这就要求不但要避免化学材料对于环境的影响,而且还要有效的降低光污染和声音污染的影响。

1.3以人类的健康为根本目的

任何行业都不能忽视健康的问题,绿色设计需要将人类的健康作为核心因素,一切的设计都必需要围绕于此来进行。因此这就需要不断的降低那些对人类健康有危害的因素,注重保护人类的健康发展。

2绿色设计理念应用需遵循的原则

2.1保护环境

在建筑设计中应用绿色设计理念的根本目的便是实现可持续发展的目的。基于此保护环境是绿色设计理念的核心内容,在实施设计工程中,设计人员应该对施工现场的情况惊醒详细勘察与分析,从而制定出最优的施工方案。

2.2降低能耗

目前能源问题是全世界关注的问题,为了提高能源的使用效率,需要在建筑工程中对资源使用方式进行合理规划,这应当引起人们的重视。

2.3降低污染污染问题

在建筑工程中普遍存在着,因此,建筑规划和设计者必须采取必要的措施,尽可能的降低工程垃圾排放量、减轻噪声危害,从而使周边环境不受到过大的危害,利于社会经济的进步和发展。

3建筑设计中绿色建筑理念的应用

下面举出a市某建筑工程设计过程,具体分析一下实施绿色建筑的方式:a市将应用绿色建筑理念改建一办公中心。在此办公中心中包括会议楼2栋、办公楼4栋,廊道和中庭几部分,现将具体的改建情况做出如下分析。

3.1改建外墙和玻璃幕墙

为了保持原有外饰面完整、不受到损坏,外墙需要改造的部位为内保温,其中,将内保温的热桥部位实施了较为精细的处理,对于外墙与楼板、柱连接位置保温层,延伸至18cm左右。双层呼吸式幕墙在中庭设计中得到了应用,内外层分别采用不同材质的玻璃,这样有利于实现冬季的保温、夏季的散热以及过渡时期的通风,使能源的使用量明显得到降低。除此之外,在对该幕墙进行模拟后可知,外层玻璃内温度远高于Low-e玻璃表温度,且户外气温略高于Low-e玻璃外表温度。

3.2建立地源热泵系统

因地源热泵需要使用一定土地资源及建筑冷量需要,决定将地源热泵系统应用在a、B楼中,由于地热的铺设是以管道为主,为了提高其安全系数,应当对管道的换热能力进行计算,选用换热能力较好的管道。以立埋单U法进行埋管,在采取有效测试后,可知土壤具18.440C的均温,且管的换热能力为40.3w/m,以35w/m换热能力来计算埋管,以确保安全性。根据计算结果,确定将153个管埋于系统地下,并设置154个孔,孔径140mm左右,且相互间保持约4m距离。将两个室外埋管部位设置于热泵系统中,并分别将1个带有一集、分水装置的集分水井设于该各埋管处,其中一处分12个环路,另一处分10个环路,且各环路与集管相连,连接后与其集分水器进行连接。本次改造项目所涉及的a、B楼以及中庭均进行地热埋管工作,其实际利用面积高达200m2左右。

3.3建立太阳能光电系统

建筑设计者拟使建成中庭不利用任何外部能源,这就要求光伏电板有较大电量,以满足一切照明、机械及保温、制冷需要。为了能够较为高效的将太阳光转化为电能,应当在设计中使a、B楼间中庭屋顶保持一定倾斜度,以尽可能的接收到较多阳光。应当借助一般的钢支架将光伏电板安装于a、B屋顶上,注意保持一定倾斜度、且要良好配合原建筑结构,不得妨碍原有功能的发挥,同时应当保证防水层不受损坏。同时,将板布置于中庭屋顶上时,必须沿10°倾斜玻璃屋顶进行,夹胶玻璃为太阳能组件材质,应当将设置30cm空气通道于组件和屋顶间。将可闭合开口设于通道中,在寒冷天气可将其闭合,以防止温度的迅速降低。另外,组件表面在空气不畅通时可能会有较大的升温,于是,设计者将水冷却系统设置在了其上,这样会让很多热量被流动水带走;其中,设计者将人工湿地中水作为了冷却用水。

3.4构建有效系统,合理利用太阳能光

热绿色设计理念在此工程中的应用是非常明显的,主要是通过建立太阳能供水系统来完成的,总计有6个相关施工人员于屋顶部位安装了太阳能集热器,以减少电能的消耗,节约电能;安装太阳能的方法为常规支架法,既能够节省时间也能够提高太阳能集热器的稳定性。在计算集热器面积时,可通过分析不同楼需要热水量得出。在建立集热系统时,应当尽可能使阳光照射方向垂直于系统采光面,以使系统能够有效的。

4结束语

综上所述,对于一个建筑行业的建筑师,绿色新型设计理念已经逐渐渗透到了建筑行业之中。目前,由于人类资源的过度开发和使用,已经严重的影响了经济的持续发展,尤其是在建筑行业资源使用量过多,因此需要以绿色设计为核心,将改善人们生活质量水平为己任,将绿色理念深入到每一个人的心中,做一名称职的建筑师,也为国家的持续发展贡献自己的一份力量。

参考文献

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绿色设计在工业设计中的应用篇10

关键词:机械制造绿色制造绿色设计绿色产品

引言

机械制造业作为我国经济发展的支柱和核心产业,其行业发展对我国国民经济及社会的发展都发挥着重要的推动作用。但是,在推动经济发展的同时,也造成了环境的污染和破坏。在20世纪,人类社会生产力以前所未有的速度迅猛发展,与此同时,地球的生态环境也在以前所未有的速度急剧恶化。物质文明的发展所带来的损害,令人们反省过去漠视环境的保护的后果,从宏观到微观,环境保护意识已经渗透到人类生产、生活、生存的方方面面。此外,随着人类社会的发展和进步,经济、资源、市场、政治及军事等方面的激烈竞争,使得人们对自然资源的利用极尽所能。人们在越来越充分地利用自然的同时,其实也给人类生命和财产的安全,生产、生活必不可少的自然资源,造成了越来越多而且越来越严重的隐患。近年来,运输工具与机械设备(如汽车、飞机、列车、船舶等)日益向大型、重载和高速方面发展,消耗与使用了大量的原材料与能源。

在此背景下,绿色理念正是为了防范制造业发展所带来的负面影响而全面实施的新的发展战略理念。在绿色理念的贯穿下,开发及应用机械制造技术成为机械制造行业贯彻可持续发展战略的必由之路。已经颁布实施的iSo9000系列国际质量标准和iSo14000国际环保标准为制造业提出了一个新的课题,就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理)生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时原材料和能源的利用效率能达到最高。制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业的体现,也是未来制造业自动化系统必须考虑的重要问题。

一、绿色制造的国内外发展现状

(一)国外发展

绿色制造相关内容最早可追溯到20世纪30年代,但直到1996年才由美国制造工程师学会(Sme)在其发表的关于绿色制造的专门蓝皮书中比较系统地提出绿色制造的概念、内涵和基本内容。1998年Sme在国际互联网上发表了绿色制造的发展趋势的网上主题报告,对绿色制造的重要性和相关问题作了进一步的介绍。

近年来,西方国家绿色制造及其相关问题的研究相当活跃,尤其是在美国、加拿大、德国等发达国家。在美国,包括国家重点实验室和国家研究中心,以及著名的麻省理工学院和加州大学,绿色制造研究规模庞大。卡奈基梅隆大学的绿色设计研究所从事绿色设计、管理、制造、法规制定等的研究和教育工作,并与政府、企业、基金会等广泛合作。加州大学伯克利分校不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构,而且还在国际互联网上建立了可系统查询的绿色制造专门网页。许多企业也进行了大量研究。1996年在美国Sme学会召开的绿色制造研究圆桌会议上,来自企业界的代表占大多数。美国at&t公司还在企业技术学报上发表了许多有关绿色制造的研究论文。美国国家科学基金会也对绿色制造研究高度重视。如美国国家科学基金会1999年资助课题报告会所资助的与绿色制造相关的研究课题多达十余项。加拿大windsor大学建立了环境意识设计和制造实验室(eCDmLab)和基于网上信息库,出版《国际环境意识设计与制造杂志》,对环境意识制造中的环境性设计、生命周期分析等进行了深入研究。在欧洲,国际生产工程学会CiRp近几年每年均有许多论文对绿色制造相关问题进行研究。英国可持续中心(theCenterforSustainableDesign)对生态设计、可持续性产品设计等进行了集中研究,并出版《可持续生产设计杂志》。总之,绿色制造的研究己在全世界迅速展开。特别是近年来国际标准化组织iSo的环境管理体系iSo14000系列标准,大大推动了绿色制造的迅速发展。

(二)国内发展

目前,我国的机械制造业大多采用的还是高投入的粗放型发展模式,资源和能源消耗大,效率低,“三废”排放量大,环境污染严重。在各类产品的加工过程中,所产生的各类污染物相当惊人。另外,传统制造业一般是纯粹从经济效益的角度去实施制造过程的,在设计产品时着力考虑产品的功能与品质,制造产品时片面追求高效益和低成本,注重的是如何以最低的成本高效率地产出产品,加上不断涌现的新颖高效的先进制造技术,推动了制造业的快速发展,产品更新换代周期不断缩短,加速了材料的消耗和工艺装备的淘汰;同时也产生了更多的废弃物,从而使人类赖以生存的环境不堪重负,严重制约了社会经济及人类文明的可持续发展。

我国近年来在绿色制造及相关领域也进行了大量的研究。国家自然科学基金和国家863计划/CimS主题均支持了一定数量的绿色制造研究课题,并己取得了一定研究成果。国内一些高校和科研机构对绿色制造的理论体系、专题技术等进行了大量的研究。1996年成立了国家环保总局华夏环境管理体系审核中心,专门负责iS014000系列标准在我国的实施。iSo14000环境管理体系标准己引起了我国众多企业的高度重视,至今己有包括厦门aBB开关有限公司、青岛海尔电冰箱股份有限公司等多家企业获得iSo14000标准认证。

二、绿色设计

研究表明,产品性能70%~80%是在设计阶段形成的,而设计本身的成本,仅为产品总成本的10%。产品的设计阶段造成的对生态环境的破坏程度,远远大于由设计过程本身所造成的对生态环境的破坏。因此只有在设计的初期阶段,按照绿色产品的特点规划、设计产品、即进行绿色设计,才能保证产品最终的“绿色”。因此,要想从根本上解决问题,只有从设计阶段着手,才能最终实现从粗放型向集约型的发展模式转变,实现国民经济持续、健康、稳定发展。

在传统设计过程中,设计人员主要是根据产品的性能、品质和成本要求等指标进行设计,对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及处置,以及对生态环境考虑得较少,甚至根本就不考虑。这样生产出来得产品,会影响人类的生活品质和生态环境,造成资源和能源的大量浪费,影响其发展的持续性。

绿色设计是这样一种设计,即在产品的整个寿命周期内(设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理),着重考虑产品的环境属性(自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、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,并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。简言之,绿色设计是指以高效利用资源和能源获得绿色产品为目的的设计。

绿色设计是绿色制造中的关键技术,绿色设计的一个重要趋势就是与并行工程结合,形成一种新的产品设计和开发模式——绿色并行工程。绿色并行工程又称为绿色并行设计,是现代绿色产品设计和开发的新模式。它是一个系统方法,以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程,力求使产品开发人员在设计开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素,如质量、成本、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。

绿色产品设计,主要涉及以下方面的内容:

(1)环境保护。主要考虑产品生命周期内对环境所产生的影响。

(2)工作条件。在产品的设计阶段考虑产品在制造、使用和废弃/回收再生过程中诸如噪音、振动、热、化学物质以及点辐射等对人的健康的损害。

(3)资源优化。不仅研究在制造过程中物资和能量的有效利用,还要研究在销售、使用和废弃/回收再生过程中物资和能量的有效利用。

(4)产品成本。在产品成本核算的过程中,不仅要考虑设计、制造和销售成本的核算,还有考虑包括使用和废弃/回收再生过程中用户和社会所承担的成本。

三、绿色制造流程

(一)绿色制造工艺技术

绿色制造工艺技术是以传统工艺技术为基础,并结合环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。从节约资源的工艺技术方面来说,在机械加工中,绿色制造工艺技术主要应用在少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术3个方面。

1、干式加工

干切削加工方法有很多种,如干车削、干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。干式加工就是在加工过程中不用冷却液的加工工艺。这种工艺方法从原理上讲并不新。且已在生产中有较长时间的应用(如铸铁的干铣削等),但其内涵却与以往有很大不同。因为这里的干式加工已不仅局限于铸铁材料的加工。而是力图在所有材料加工及所有加工方法中均采用干式加工。就目

前来看,干式加工范围还较为有限,但其研究和应用已成为加工领域的一个新热点。近年来.美国在制造业广泛采用了干式加工。在欧洲已有一半的企业采用了干切削加工技术,尤其在德国,应用更为广泛。准干式加工或最少切削液切削加工是一种介于湿式加工与干式加工之间的加工技术。准干式加工是将压缩空气和少量切削液混合气化后喷射到加工区,对刀具与工件之间进行的加工部位进行。它所使用的切削液很少,约占湿加工的六万分之一,但其效果却十分明显。它弥补了完全干式加工应用范围的局限性和完全湿式加工的诸多不足,结合了两者的优点.既满足了加工的要求,又使与切削液有关的费用降至最低.并可取得与完全干式加工相同的效果。准干式切削技术只要使用适当,刀具、工件和切削必然是干燥的,因而可避免切削液的处理过程。

2、刀具技术

干式加工对刀具材料要求很高,它要求材料要具有很高的红硬性和热韧性,良好的耐磨性耐热冲击和抗粘结性,现在立方氮化硼、聚晶金刚石、超细晶粒硬质合金等超硬材料已经广泛应用于干切削。经研究表明,高速钢和硬质合金经过pVD涂层处理后也可以用于干切削。在对刀具的几何参数和结构设计时。要满足干切削对断屑和排屑的要求。对韧性材料的加工来说,断屑是很关键的,目前车刀三维曲面断屑槽方面的设计制造技术已经比较成熟,可针对不同的工件材料和切削用量很快设计出相应的断屑槽结构与尺寸,并能大大提高切屑折断能力和对切屑流动方向的控制能力。

3、机床技术

干式加工在切削区域会产生大量的切削热,如果不及时散热,会使机床受热不均而产生热变形,这个热变形就成为影响工件加工精度的一个重要因素。因此机床应配置循环冷却系统,带走切削热量,并在结构上有良好的隔热措施。实验表明,干式切削理想的条件应该是在高速切削条件下进行.这样可以减少传到工件、刀具和机床上的热量。干切削时产生的切屑是干燥的。这样可以尽可能地将干切削机床设计成立轴和倾斜式床身。工作台上的倾斜盖板用绝热材料制成.在机床上配置过滤系统排出灰尘.对机床主要部位进行隔离。

(二)实现绿色机械加工的主要途径

1、网络化

制造的网络化,特别是基于internet/intranet的制造已成为重要的发展趋势。作为机械制造重要基础的绿色机械加工也需要大力推进网络化。通过企业局域网将各个分散的加工中心、数控设备等联接起来,可便于机械加工控制中心对整个加工进程进行总体监控,同时还可与企业中的工程设计系统、管理信息系统等各子系统实现集成,便于优化决策。

2、信息化

绿色机械加工的追求目标是实现整体最优化加工,即从系统的观点出发,全面考虑企业和整个社会的综合成本,综合分析不同的材料、零部件、设备等加工因素,优化选择冷却方式、冷却介质及用量、加工参数等,确定最合理的加工方案,以实现加工时间少、生产效益高、环境污染小、综合成本低的目标。信息化是实施绿色机械加工的关键要素及有效手段。为实现整体最优化加工,需要建立加工设备、切削刀具、切削液、切削用量、工件材料、环境、能源等相关资料的机械加工数据库,采用有限元法、神经网络、人工智能等先进技术对各种绿色机械加工方法(如高速切削、干切削、硬切削、mQL等)进行建模、仿真、虚拟加工和决策,并通过intranet与企业的其它数据库系统互联共享,实现并行设计与生产。

3、柔性化

现代生产方式已由大批量、单一品种生产逐渐转变为小批量、多品种生产,要求生产企业能够根据市场变化作出敏捷反应,快速适应市场需求。绿色机械加工的柔性包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性。加工系统应能实现快速重构,对新产品开发及产品更新换代具有快速响应能力,以最小成本和最短时间适应加工任务及环境的变化。

四、绿色产品

(一)绿色产品的定义及特征

根据绿色设计的要求,最终产品应该是绿色产品。绿色产品则是指在具有特定功能的前提下,对环境(包括其中的动、植物)和人体健康不造成危害的产品。例如,作为绿色产品的绿色汽车应该满足以下条件:

(1)在车型开发之前应该建立基于环境因素的设计规范,以保证制造装配过程、产品的运输销售过程、消费者使用过程、回收再生过程都不会引起的环境问题。

(2)在生产制造过程中不得对环境产生损害,包括噪声、振动、热、化学物质、电辐射等等。

(3)汽车的能耗要低,效率要高,对环境影响要少。

(4)汽车报废时要能够方便地拆卸和回收。

(二)基于生命周期视角的绿色产品开发过程分析

首先,开发过程要对生命周期内的产品有清晰的决策目标。在传统的产品开发中,开发目标主要集中于最终产品和制造过程中的质量Q、成本C、时间t,使开发出的产品质量尽可能高,成本尽可能低,制造时间尽可能短。绿

色产品开发的目标则在此基础上有所扩展,即除了质量、成本、时间这3项外,还重视环保方面的因素,这方面包括两个目标:资源消耗R和污染排放p。绿色产品开发中要考虑使产品在制造、使用过程中的资源消耗和污染排放最小化。资源消耗主要包括:原材料消耗、能源消耗、制造中的物料消耗、包装消耗、运输中的能源消耗、使用中的能源消耗等。污染排放则包括:废弃物、废水、废气、粉尘排放、噪声干扰等。这5个目标应该作为绿色产品开发过程中创意筛选、方案选择、工艺设计以及每一个决策环节所要考虑的因素和追求的目标,并作为产品开发人员思考的主线与原则。

其次,在绿色产品开发中最好采用并行工程(Ce.Concurrentengineering)的开发模式。并行工程是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式。我们知道,新产品开发必须经过一系列阶段,包括创意来源——方案遴选——概念与产品测试——试产——正式投放市场。长期以来的一种模式是各个阶段呈顺序或串行方式进行,这种开发模式的缺陷是设计阶段无法预见或考察后续制造过程中可能出现的问题,导致设计与制造脱节”1。而在并行工程的模式下产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期(从概念形成到产品报废)内各阶段的因素(如功能、制造、装配、质量、成本、能耗、环保等),并强调各部门的协同工作,综合考虑各相关因素的影响,使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现,以避免或减少那些导致方案运行到后期不得不返工的设计错误。它要求绿色企业必须关注其产品生命周期的各个阶段,主要包括产品设计、制造和回收,并对每一过程进行优化。运用并行工程进行绿色产品开发不仅能缩短研发周期、减少研发及制造费用,还能充分考虑产品全生命周期内的各项因素,从而提高产品的质量、绿色度,更好地满足顾客需求,增强产品的竞争能力。可见。并行工程理念本身也包含了绿色产品开发所要求的对产品全生命周期因素的考虑,绿色产品开发对应用并行工程模式具有较强的契合度和需求度。

绿色产品的开发尤其要考虑其生命周期内的资源消耗和污染排放。为了达到减少资源消耗和污染排放这两个环保目标,必须在开发阶段进行产

品生命周期内的分析和设计。这种分析的工具就是生命周期评估(LCa,LifeCycleassessment)。iS014040环境管理tC207SC5将其定义为:汇总和评估一个产品(或服务)体系在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的直接的和潜在的影响的方法。生命周期评估包括以下4个阶段:①目的与范围确定(GoalandScopeDefinition)。将生命周期评估研究的目的及

范围予以清楚地确定,使其与预期的应用相一致;②清单分析(inventoryanalysis)。编制一份与所研究的产品系统有关的投入产出清单,包含资料搜集及运算,以便量化一个产品系统的相关投入与产出,这些投入与产出包括资源的使用及对空气、水体及土地的污染排放等;③影响评估(impactassessment)。采用生命周期清单分析的结果,来评估与这些投入产出相关的潜在环境影响;④解释说明(interpretation)。将清单分析及影响评估所发现的与研究目的有关的结果合并在一起,形成结论与建议。生命周期评估要对生命周期内的每个阶段进行评估,其评估结果又对每个阶段具有指导意义。它不仅能显示当前产品的状况,还能提供未来开发方案的改进方向。因此生命周期分析应该持续地进行,而不是只在一个产品开发项目里进行。在产品生命周期分析的基础上,结合企业的战略对产品进行生命周期的设计,主要包括:绿色材料设计、绿色工艺设计、绿色包装设计、回收处理设计、面向产品使用的设计哺]。其中每一个技术方案的确定都应该以生命周期评估的结果为基础,同时结合企业的产品战略,制定出当前采取的方案和未来改进的方向。例如,企业当前的产品在市场上占据领先地位,而且尚未面临政策性限制和市场壁垒等环保压力,那么近期的开发方案可以优先考虑降低成本、提高质量、增加柔性等方面,根据生命周期评估的绿色改进方向确定未来一段时间内提升产品绿色性的方案。再如,产品处于市场追随者地位的企业,在近期的开发方案上应该大幅度提高产品的绿色性,开发出差异化产品,从而提高产品竞争力,抢占市场份额,在短期内可以允许成本提高等其它因素的影响,在未来的改进方案中再解决这些问题。

五、结语

随着人类对环境污染问题的重视度的提高,机械制造企业需转换产业运行方式。现代机械制造业应实施可持续发展的发展模式,从而适应全球化经济的发展要求。在技术领域中,随着绿色理念的渗入及技术的进步,绿色制造技术的进步对社会和经济具有重大的意义。因此,我国的机械制造业应抓住发展机遇,把握现代机械制造技术的发展动向,使我国的机械制造业得到持续稳定的进步与发展。■

参考文献

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