ISO14000体系下的低碳家具设计研究

吕 宙，戴向东

(中南林业科技大学 家具与艺术设计学院，湖南 长沙 410004)

ISO14000体系下的低碳家具设计研究

吕 宙，戴向东

(中南林业科技大学 家具与艺术设计学院，湖南 长沙 410004)

低碳家具是利于使用者健康并在生产和回收等方面都符合环保要求的绿色家具。本文将ISO14000环境管理体系这一标准引入了处于概念化阶段的低碳家具设计研究。并在ISO14000系列标准与生命周期评估的概念下构建了ISO14000体系下的低碳家具设计框架。探讨了如何从家具的材料选择、结构设计、生产与包装工艺、循环回收设计等方面实现环境管理体系下的低碳设计路径。

低碳家具；家具设计;国际环境管理标准体系；生命周期评估；

“低碳”一词最初映入人们眼帘是在2003年英政府的一纸《能源白皮书》上。书中“低碳”这一概念伴随“低碳经济”一词阐述了在全球变暖的大环境下人类生存面临全新的挑战。而低碳理念延续至今已成为当今最热门的话题之一。

气候变暖问题近年来是全球变化领域的研究热点和国际环境谈判的焦点。大量化石燃料燃烧导致温室气体的排放，是造成全球气候变暖的重要因素，削减二氧化碳排放量，缓解温室效应，已成为国际社会的广泛认识。我国是二氧化碳排放大国，承担二氧化碳减排义务，已无法置身事外[1]。2009年哥本哈根会议的召开，使得以低碳为核心的生态理念已成为各行各业共同关注的一个话题。低碳经济已经成为全球的经济态势，低碳经济与中国家具可持续发展密不可分[2]。目前我国家具行业的“非低碳”甚至是“高碳”的形势日益严峻。随着ISO14000国际环境管理标准体

系的引入，国家对企业的管理理念及其环境意识的引导力度逐步增强。与此同时人们的环保意识也在逐步提高。如何进行技术与制度的创新；如何提出新的设计思维来发展低碳家具设计则成为家具企业提高竞争力、品牌战略创新的核心之所在。

1 低碳家具设计的内涵

低碳家具是指：在家具设计方面比以往更多的强调家具的绿色环保性能，即家具产品要有利于使用者的健康，对人体没有毒害与伤害的隐患，满足使用者的多种需求，在生产过程和回收再利用方面符合环境保护要求的家具[3]。

家具文化在构建过程中所蕴含的设计内涵随着人们观念的变革日新月异。在“低碳”这一宏观经济环境以及人们消费意识“低碳”化的引导下。低碳家具设计必然会成为当今家具人所应当着力思考和研究的新课题。

如何才能设计出低碳家具？

低碳家具的创新设计，不仅仅只是家具本身的创新设计，更是家具行业产业链的低碳设计与再整合。具体来说分为以下四个方面。

1.1 前期投入与成本

低碳家具的设计要看家具产品生产成本的投入量，包括资金、能源等的投入是否具有合理的结构。投入成本的最小化与产品利润的最大化自然是市场引导下家具企业所追求的理想状态。但低碳家具的成本投入并非一味的缩减成本、追求利润。而是使得包含材料制造成本、能源资源成本、循环再生成本在内的一系列所需要作出的投入，以最合理与最科学的比例进行分配，从而达到满足环境和人的要求，并使其资源的利用率得到最大化。

1.2 中期生产与制造

低碳家具的设计要看在其生产制造的过程中对环境的负面影响能否降到最低。在该环节中，主要关注的是材料与工艺两方面。材料的选择直接决定了家具前期的成本，也直接决定着对使用者以及相关环境的影响。是否具有先进的设备及工艺来提高加工效率与产值也是衡量是否能称为低碳家具的关键因素。

1.3 后期体验与使用

低碳家具的设计要看家具产品对用户使用者健康的影响。其功能上能否满足使用者生理以及精神层面上的需求，也就是能否给用户提供“低碳的生活”。低碳家具不仅本身要“低碳”，更要在其理念上作为倡导者，引导人们追求高效质朴的生活方式。去掉繁杂又华而不实的过渡粉饰。突出其兼容性和功能性。帮助人们拥有更优质的低碳生活。

1.4 循环利用与回收处理

低碳家具的设计要看家具产品最终能否循环利用和再回收利用。低碳家具的循环回收这一环节，从某种角度来说也是对材料选择与工艺设备的要求。设计之初就要考虑到在废弃之后的回收过程中，废弃物是否能轻易分解与再利用。与此同时，这一环节是家具企业对市场把控能力的体现，也是其能否最大程度利用与再利用产品性能的集中体现。

2 国际环境管理体系ISO14000

低碳家具这一概念的提出，为家具企业创新研发带来了新视角，也为人们的消费观与生活方式带来了全新的启示。然而“低碳家具”这一词在业内提出的时间并不长，到目前为止，低碳家具也是作为一种健康环保的家具概念而存在。究竟在怎样的管理体系下的家具企业能够生产出低碳家具，在怎样的具体标准的要求下最终成型的家具才能称得上是低碳家具呢？国际环境管理体系ISO14000为我们提供了一个很好的蓝本。

2.1 ISO14000基本理论

ISO14000是国际标准化组织International Standard Organization继ISO9000系列标准之后，在欧盟EMAS(生态管理和审核法规)，英国BS7750环境管理体系标准的基础上吸取了各国环境管理经验和意见后提出的一个通用性较强的标准[4]。该标准的目的在于减少当代工业对环境造成的负面影响，从而为维护世界的生态平衡做出贡献。

ISO14000系列标准的中心思想是“统一的环保评价标准”。正如ISO9000产生的背景一样，在全球高涨的环保标准出台的呼声之下，多项地球环保协议在广泛的研究中应运而生。各国政府结合本国国情出台了相关的环保法律条文。但时间一长，势必会为国际之间的自由贸易带来麻烦，并演变成为技术壁垒。所以国际社会迫切需要一套统一的环保标准来进行约束。ISO14000就此诞生了。

从总体上看，ISO14000系列的基本精神主要体现在四个方面：(1)组织机构应评估其行为对环境所造成的影响及其对负面影响的控制。(2)组织机构对环境的负面影响须控制在法律所许可的范围。(3)组织机构应合理设计对突发性事件的处理程序。(4)组织机构具有持续改善对环境负面影响的义务[5]。

2.2 “生命周期评估”——ISO14000的核心

生命周期思想可谓是ISO14000体系的核心之所在，同时也贯穿着ISO14000标准主题的方方面面。它要求企业对它的产品设计、生产、使用、报废、回收全过程中对环境有影响的各种因素加以控制。所以在“环境方针”下实行的ISO14000要全面体现生命周期评价的思路，而这一思路也引导着ISO14000标准的践行。

2.2.1 生命周期评价的概念

生命周期评价,简称LCA (Life Cycle Assessment)是一种评价产品工艺过程从原材料的采集和加工到生产、运输和销售、使用、回收、养护、循环利用以及最终处理整个生命周期系统有关的环境负荷过程。简而言之就是贯穿产品生命周期全过程(即从摇篮到坟墓)的环境因素及潜在影响的研究。它通过对能量和物质使用以及释放到环境中废物的辨识和定量来进行；它评价这些能量和物质的使用以及所释放废物对环境的影响；它辨识和评价改善环境影响的机会[6]。

在设计领域内，生命周期思想的概念逐年升温，并作为研究热点而得到广泛关注。以美、欧、日等发达国家最为活跃。同时“国际环境毒理协会和化学学会”(SETAC)以及欧洲的“生命周期分析开发促进会”(SPOLD)已为LCA的规范化、标准化做了大量的工作[7]。1997年6月，ISO也公布了有关生命周期评价的第一个国际标准。即环境管理-生命周期评价-原则与框架[8]。

2.2.2 生命周期评价的技术框架

LCA是如何对产品的生命周期进行具体评价的，根据ISO14000标准定义的技术框架，LCA的评价过程有四个部分组成，分别是：目的与范围的确定(goal and scope def i nation)、清单分析(life cycle interpretation)、影响评价(life cycle impact assessment)和结果解释(life cycle interpretation)。

2.2.2.1 目的与范围的确定 确定目的与范围是在进行评价之前要进行的第一步工作。也可以说是LCA研究中最关键的一步。确定目的与范围也是能够顺利地进行清单分析、影响评价与结果解释的立足之处。其LCA所确定的评价目的应该是包括了本次评价的理由以及结果的预计使用目的。而明确范围时更应该有足够的深度与广度。要定义系统功能、功能单位、系统边界、数据要求、相关假设等等。

低碳家具生命周期评价的目的是在于对低碳家具以及家具企业进行环境管理认证，对它的工艺流程改进进行效果分析。其范围包含了从设计理念的成型、原材料的获取、加工、销售、使用、回收等过程的生命周期评估。

2.2.2.2 清单分析 在完成目标与范围的确定之后，初步的规划已逐渐成型，接下来的工作则是进行相关数据的收集和计算程序，即生命周期清单分析。清单分析具体来说是对产品整个生命周期阶段资源、能源的消耗以及向环境中排放废料的数据进行定量，列出清单。清单分析相对于其他三个部分来说是得到最完善发展的一个，也是工作量最大的一个部分。它的数据收集范围从原材料的获得到制造、运输、使用、循环、废物处理等，都要进行能量、物质的输入与过程排放物的输出的数据记录。

2.2.2.3 影响评价 生命周期的影响评价是产品周期系统对环境影响大小做出衡量的重要阶段。是生命周期评价四个部分当中的核心部分。通过在清单分析中得出的数据或相关模式与参数进行联合分析，可以转换为该产品生命周期过程的环境影响。而环境影响评价的核心往往集中在环境排放物的毒性与风险性上。比如：影响范围的大小、影响程度的强弱、所带来的环境残留物衰减持续时间长短以及排放物对人体的危害程度等。

2.2.2.4 结果解释 结果解释是生命周期评价对前三个部分的归纳总结并形成结论和建议的部分。对于低碳家具的生命周期评价结果可大致归纳为对环境负荷较高的环境影响类型及相应的环节进行辨识，从而有针对性地进行分析与改进。

3 ISO14000体系下的低碳家具设计框架

包括低碳家具在内的各种低碳产品目前在国内的“低碳产品认证”才刚起步，其相关的程序和条文也并不成熟。而在国外，包括英国、德国、日本、美国等数十个国家的低碳产品认证正在稳步发展。与其相关的低碳标识、碳得分、碳等级等相关的概念更是低碳家具发展所需要借鉴和学习的。而ISO14000环境管理体系以及其核心生命周期思想的引入必将对低碳家具的成型与发展起到有力的推动作用。而与之相关的认证体系与标准也必将在低碳家具的快速发展过程中日臻完善。

家具产品的低碳设计是以产品的整个生命周期为着力点。旨在充分考虑人与家具、环境相互协调的关系。结合ISO14000的标准，低碳家具的设计应在如下的框架中进行，见图1。

图中左上角投入的部分包括了在家具产品生命周期各个阶段所需要消耗和使用的各种资源。包括相关的人力、物力、各种材料设备、信息资源等。这些都是进行低碳家具设计与生产当中最基本的条件。要做好低碳家具设计，就要改变企业以往无节制地利用，以及粗放型的生产经营模式。使得资源利用率达到最佳状态。

图中贯穿整个生命周期所指的各种污染的部分则是当前家具企业所造成的环境问题以及涉及到的环境负荷。例如一些不可再生的资源的消耗，比如煤、燃油等。又有一些可再生资源的消耗，如木材等原料的消耗。同时带来一些对空气、水体的污染和固体废物的污染。空气污染有废气粉尘、二甲苯、氨、甲醛等；水体污染有生产过程中产生的工业废水，其中的重金属物质、病原体、有机污染物、放射性物质等；固体废气污染有木材废料、软包废料、燃料废渣等。要解决这些污染问题单靠政府凭借法律、行政和经济手段是不够的，还必须充分调动企业自身进行环境管理的积极性和主动性[9]。这些对环境造成的影响以及前期所需投资的资源和在生命周期中各个环节的具体规划都应在ISO14000体系下的低碳家具设计框架中向着定性定量的标准化方向发展。

图1 ISO14000体系下的低碳家具设计框架Fig.1 Design framework for low-carbon furniture under ISO14000 environmental management system

4 低碳家具设计的路径

4.1 低碳家具的材料选择

低碳家具材料的选择是进行创新设计的第一步，也是物质基础。从能源资源的投入与环境影响来看，选择不同的材料，与之相关的环境影响也大不相同。所以要做到低碳，就要进一步考虑材料的环保性，同时也兼顾其功能性。与家具相关的材料有木材、金属、人造板材、竹藤材、塑料、玻璃、涂料、布料等。这些传统的家具制造材料在加工过程中会产生有毒物质对环境造成不良影响；而不同材料在加工过程中所需投入也不尽相同。总之，低碳家具的材料选择要尽可能的选择一些易加工的、能源消耗程度低的材料；选择一些材料本身无毒害并且在加工过程中毒害产生尽可能低的材料；选择一些废弃之后依然可以循环利用的材料。

对于传统材料的运用要改变、创新。同时，在低碳家具设计中也应多进行一些新材料的开发利用，为低碳家具设计提供一些新鲜元素。比如在2011年米兰设计周上以色列设计师talgur设计的“日报椅”(daily chair)如图2。

图2 “日报椅”Fig.2 Daily chair

它巧妙的利用了人们每天丢弃的报纸来构成椅子的形态，它的框架部分也是用纸浆加工而成。又比如图3中的hanji-plastic 椅是由一个名为maezm的设计组利用手工制作的多孔纸制作而成的。这种多孔纸有良好的热性与控制水分的能力，而且可以避免有毒物质的产生。

图3 Hanji-plastic椅Fig.3 Hanji-plastic chair

4.2 低碳家具的结构设计

如何在结构设计上能体现出家具低碳的特点，就在于家具是否能充分地利用与节省空间，同时能利用其结构的优势给家具的运输以及回收利用提供便捷。这就不得不提到模块化的家具设计。

模块化的家具理念使得家具不再固定为一个整体，而是以部件单元化的形式出现。这就充分给予消费者人性化的体验和自由的发挥空间。这使得的家具的每一个模块都能得到高效的利用，既能充分节省和利用空间，又能高效利用材料。如设计师wenchuman的这件作品，见图4。利用简单的榫结构将单个的单腿方块连接在一起，并且可以组合出许多意想不到的形式。

4.3 低碳家具生产和包装的工艺

在生产工艺上，低碳家具要求企业通过技术创新、工艺革新优化现有的工艺环节，降低能耗，提高单位能耗的产出率。根据需求更新加工设备，利用新型的制造工艺技术提高生产率和零部件的加工精度，减少在加工过程中废弃物的生成。在ISO14000的标准要求下，企业重点是要优化既定的工艺方案，实现高效管理。对企业员工更要培养低碳环保的意识，发挥企业文化的作用，提高个人生产率，以降低员工因无环保意识而可能对环境造成的不良影响。

图4 模块家具Fig.4 Module furniture

家具的低碳包装往往是一个容易让人忽视的环节。低碳包装在国际上通用“4R1D”的原则，即reduce,reuse,recycle,re-grow,degradable[10]。要实现低碳包装，首先要增加低碳包装材料的研发力度。其特点是要低成本、生产低能耗、生产过程低排放，并且易于回收管理并加以重新利用。包装的技术也应相应的有所增强。在包装防潮、节省空间、抗挤抗压等方面提高技术含量，为家具在市场上顺利的运输流通提供便捷。

4.4 低碳家具的循环回收

循环回收一方面是在家具使用报废之后，其废弃不能直接利用的零件可以经过改造、分离、再提炼，重新形成原材料。当然在回收的时候要充分考虑材料的回收利用价值，回收的经济属性。回收价值高，易于重新加工的材料，提高回收的效益。另一方面就是在加工过程中产生的废料再一次回收利用。经有效处理，可形成原材料，加入家具零部件的制造。在循环回收的过程中，要充分考虑废弃材料中所含可回收性高的部分所占比例的大小。要研发一些新的有效的回收方法与旧材料分离再加工的方法。使原有材料的价值得到充分的利用[11-13]。

5 小 结

低碳家具设计理念的创新必将为中国家具人带来新的思维方式的变革。ISO14000体系下的低碳家具设计必将在全球瞩目的低碳经济态势下迅猛蓬勃的发展。中国的家具设计师应当在国际环境管理体系下着力研究低碳家具的材料选择、结构设计、生产与包装工艺、循环回收设计等方面的设计路径。在低碳家具设计依然停留在概念阶段的今天，ISO14000环境管理体系的引入无疑是低碳家具在标准化、系统化道路上的必由之路。于此同时也是家具企业调整自身战略、提高品牌竞争力从而达到人-家具-环境和谐统一的新契机。

[1] 康文星.我国能源利用现状的初步分析[J].中南林业科技大学学报 ,2010,(12)：12-18.

[2] 熊 薇.家具产品低碳设计的研究[J].家具与室内装饰,2011,(9)：23-25.

[3] 常 乐,吴智慧.中国家具产业可持续发展——浅析家具产业的低碳设计[J].家具与室内装饰,2010,(9)：11-15.

[4] 顾海伟.实施ISO14000贯标推进企业环保规范化进程[J].金山企业管理,1999,(4)：16-18.

[5] 李宇龙,何 彬.ISO14000：国际市场的绿色通行证[J].上海企业 ,1997,(5)：12-16.

[6] Consoli F, Allen D, Bonstead I, et al.Guidelines for life cycle assessment： a code of practice[M]. SETAC：Pensacola.Fl,1993.

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[13] 熊先青,吴智慧.大规模定制家具物料管理中的信息采集与处理技术[J].中南林业科技大学学报,2012,32(11)：200-205.

Low-carbon furniture design based on ISO14000 system

LU Zhou, DAI Xiang-dong
(School of Furniture and Art Design, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

The ISO14000 environmental management system was introduced to low-carbon furniture design which is in an initial stage of low-carbon furniture concept. Under the structural frame of ISO14000 serial standards and concept of life-cycle assessment, the frame work of low-carbon furniture design was built. The low-carbon furniture design methods combining with ISO14000 environmental management system were studied by taking into account material selection, structural design, production and packaging processes,recycling design etc.

low-carbon furniture; furniture design; international environmental management standards; life cycle assessment

S788.9

A

1673-923X(2013)03-0115-05

2012-10-16

湖南省楠竹产业发展专项资金项目；湖南省林业科技计划项目

吕 宙(1988-)，男，湖南津市人，硕士研究生，研究方向为家具与室内设计

戴向东(1967-)，男，湖南南县人，教授，博士，研究方向为家具与室内设计

[本文编校：吴 毅]