低碳理念在工业造型设计中的体现

杨露

摘要：低碳理念的引入，使我国经济增长方式由粗放型逐渐转变为集约型，有利于社会的可持续发展。本文阐述了低碳设计的特点，详细分析了低碳理念在工业造型设计中的具体体现，并深入探讨了低碳理念在未来工业造型设计中的应用趋势。

关键词：低碳理念;工业造型设计;可持续发展

中图分类号：F402.2          文献标识码：A

科学技术的迅猛发展加快了社会经济的增长速度，但也引发了巨大的资源消耗、环境污染等严峻问题，使经济增长方式呈现出高污染、高排放、高能耗的状态。这种粗放型的经济增长方式给自然环境带来极大的危害，使人们的生存发展遭受严重的负面影响。近些年来，针对这一问题，各国纷纷将低碳经济列入各自的发展战略当中。所谓低碳，即低污染与低二氧化碳排放量。低碳设计是指既满足环境要求，又顾及产品质量、功能及寿命的设计。为了从根本上防止环境污染并满足经济发展的需要，低碳设计需贯穿于产品的整个生命周期。

1 低碳设计的特点

1.1 延长产品生命周期

传统的产品生命周期指的是产品从生产至废弃的整个过程，而低碳设计的优点在于能将使用完的产品进行回收处理，也就是在设计阶段就将影响环境的因素、防止环境污染的措施等融入规划中，从而使产品的生命周期延长。低碳设计理念是从宏观上把握产品涉及的自然资源利用、对环境的影响、可回收利用性、易拆卸性等。低碳设计首要考虑的是产品的环境性，目的在于将产品对环境的影响最小化。细化考虑产品生命周期的各个阶段，有利于从整体上优化低碳设计。

1.2 低碳设计属于闭环设计

传统的产品设计是开环设计，没有考虑到产品废弃后的处理方法。然而低碳设计在传统产品生命周期的基础上增加了产品拆卸与回收处理，从而使产品生命周期呈闭路循环状态。因为在产品设计阶段需要并行考虑产品的拆卸与回收处理，所以低碳设计属于闭环设计。

1.3 節省矿物资源

低碳产品所使用的材质及各种零部件、支架等，可以实现回收、维修、翻新与重新使用，而且该设计能使产品从生产至废弃的整个过程能耗最小化，这样不仅能节省能源，还能保护环境，有利于维持生态平衡。

1.4 更好地处理废弃物

低碳设计人员结合产品的环境需求，如环境规章、污染鉴别、替代方案技术等，从产品生产之初就尽可能减少废弃物的量，并将废弃物进行妥善处理，减少废弃物对环境的危害，进而能缓解环境污染问题。

2 低碳理念在工业造型设计中的具体体现

2.1 低碳理念在产品生命周期中的体现

传统设计难以维持产品生产使用与环保之间的平衡，注重核算产品成本与产生的经济效益，忽略了产品在生产、使用过程中可能造成的环境污染与人体健康伤害，很显然这不符合现代企业发展的要求。低碳理念的注入，使产品的整个生命周期由市场调查、设计与研发、制造、销售、产品使用、废弃物回收处理等组成。在低碳设计之前需要进行环境需求分析，还要考虑设计标准，如市场需求、产品功能、支出、收益率等。而且产品生命周期的各个阶段又会涉及很多方面，这就需要不同学科的有效配合，在产品设计之初进行周全的策划[1]。例如，对设计饮料瓶来说，其涉及瓶盖、标识与瓶身等方面的设计。瓶盖所用材质的密封性对产品品质有直接影响;印刷标识所使用的原料必须环保，而且标识要保证清晰;瓶身要具有可回收性、对人体无害，便于人们携带，并且有足够的硬度，能够承受运输过程中产生的碰撞。

产品回收是低碳环保产品生命周期的重要环节。产品总成本包括原材料、加工制造、运输、回收等各项成本。低碳设计不同于传统设计的关键是其能对产品零部件、外壳与支架等进行回收与翻新。从低碳产品的生命周期来看，最初的投入较多，周期结束时的回收处理投入较少。再根据产品回收的价格=产品总成本/产品期望使用次数，从企业利益出发，需要降低产品回收成本。这就要求生产厂家对产品结构、产品可回收部分的性能、产品使用次数等进行优化。企业应从宏观上认识到低碳设计包含的可持续发展设计思维具有战略性、长期性，且市场供应与客户需求的变化使低碳设计呈现出一定的波动性，并且要求每个员工树立低碳理念，从而减少环境污染与生态破坏。

2.2 低碳理念在产品材质中的体现

低碳产品的材质在环保、维持生态平衡上发挥着重要的作用。对于产品生命周期而言，产品的材料选择与材料加工是造成资源消耗、环境污染的环节。低碳设计需要考虑材料的特性、物理性及产品所处环境等方面。在材料选取上要全面考虑各个方面，不能只顾及其中的某一方面。（1）材料的特性。产品的材料特性决定产品的功能，所以要对材料进行正确择取，以最大化地发挥产品的功能。从产品结构上说，若设计过程需要运用焊接技术，则不会将铸铁作为产品材料，因为其对技术要求比较高，而且会增加成本。从产品安全上说，产品内部零件不能选择容易受潮腐蚀的材料，否则会使产品存在安全隐患，达不到产品质量要求。（2）材料的物理性。即在运输过程中对产品材料的抗压性与弹性的要求，以及在回收处理时对产品材料的稳定性与疲劳性的要求。（3）产品所处的环境会影响产品的使用。例如，塑料受潮容易使自身的硬度特性丧失，绝缘材料处于高温环境会丧失绝缘性。

传统上对产品材质选取没有很多的要求，也忽略了很多问题，例如，本身有毒的材料会污染环境，危害人体生命健康;某些材料在加工过程中可能会产生某种有害物质，产生的粉尘对人体与环境有害;能耗较高的产品废弃后该如何回收处理;倘若产品使用了多种材料，对后期的回收处理也会带来困难。然而，低碳设计对产品材质有严格的要求，即产品在使用过程中不会造成环境污染、生态破坏，不会影响产品使用者的身体健康，且产品废弃后能自然地分解、被吸收。例如，当前已发明出一种环保型塑料袋，其运用了一种特殊的塑料薄膜，其废弃后经过一段时间会自动降解且融入土壤中，且能被土中微生物吃掉，从而达到保护环境的效果。一般来说，涂镀材料在电镀过程中会产生重金属，电镀液容易污染环境，而且涂镀材料虽然能抵抗磨损与腐蚀，但其本身具有毒性。所以，低碳产品采用的是无污染、能耗低、可降解、易回收、成本低的材料。

2.3 低碳设计的步骤及实施

低碳设计是一种系统设计，需要遵循一定的步骤。①通过市场调查来收集低碳环保信息，如材质的环保性、产品的科技含量、产品废弃后能运用的回收技术、低碳设计的成本及环保制度法规等。②建立低碳设计团队。团队成员要充分结合搜集的低碳环保信息及技术处理可行性，制定多个低碳设计方案，然后将各方案进行比较分析。③围绕环保来确定最佳方案。低碳设计的核心是环保。设计过程中要考虑产品制造对周围环境的影响、资源能耗、废弃后回收处置等问题。低碳设计团队经过论证后择出最佳设计方案。④成立低碳企业联盟。低碳设计是工业造型设计的趋势。低碳产品的生命周期需要多个企业合作完成，所以成立低碳企业联盟将对各设计环节具有协调作用。

对于低碳设计的实施，也可以分为3个阶段。①低碳设计的初始阶段。低碳设计要结合环保相关规定与企业经济利益，采用合适的产品结构、材质、零部件等。例如，将氢化镍电池替代蓄电池，能避免废弃物释放有害物质，也能使产品寿命得到延长。②低碳设计的发展阶段。设计团队具有更为成熟的知识体系、设计方法及经验，可以完全改变产品结构。例如，以前的冰箱制冷剂是氟利昂，由于其会破坏大气层，所以探索出利用丙烷-异丁烷混合物来替代氟利昂。③低碳设计的成熟阶段。在产品的生产、存放、使用等各环节中，具有与其相配的环境支持与技术支持，從而使低碳产品的整个生命周期具有较好的环境属性。

2.4 低碳设计原则

低碳设计原则包括环境原则、技术原则、人体工程学原则、经济原则及管理原则等。环境原则指的是降低资源消耗与能源消耗，选择可以代替稀缺材料的，可降解、回收再利用的，安全的材质，并降低所使用的材料种类。技术原则是指使产品具有特定功能与预期寿命，能确保产品的质量。人体工程学原则是指产品要具有优良的使用性能，并满足用户需求。经济原则是指成本低，并实现利润的最大化。管理原则是指设计团队成员要按照规划目标，以及管理者设定的技术支持参数与产品性能参数来进行低碳设计，且在设计过程中要与管理者保持沟通与交流，从而使产品性能与市场价值相协调。在低碳设计的整个过程中，要做到精简，这不仅能减少产品零部件的使用，而且能方便拆卸、组合、分类与回收;对于同种功能的产品，要尽可能缩减产品的体积与质量，避免过度的包装，节约材料;要优化产品性能，改善生产工艺，延长产品的使用寿命;产品的生产过程要注意节约资源能源。

3 低碳理念在未来工业造型设计中的应用趋势

低碳环保将成为未来产品性能的重要评定指标，不单指产品使用时具有环保性能，而且在产品的生产、运输、回收过程中都不会对环境、人体造成危害[2]。①产品多种功能的组合。将多种功能集于一个产品上，既能节省空间，又能减少资源浪费，对环境保护也具有重要意义。随着科学技术的发展，产品的多功能优势将得到进一步的展现。②缩短产品生产周期，并提高产品使用效率。随着人们对产品更新换代需求的增大，产品的设计、制造周期会变短，这就需要加快产品研发的速度，并采用先进的技术，生产耗时短且使用效率高的产品。③产品变得体积小、种类多、个性化。随着市场竞争越来越激烈，企业要在确保产品质量的前提下，减小产品体积，这便于产品的运输与储存，减少资源能源的损耗。而且，产品既要在环境属性及使用性能上满足用户需求，又要兼顾产品的个性化造型与种类[3]。

4 结语

低碳设计应使产品的整个生命周期严格遵循环保原则，并重视对产品废弃物最大限度地回收利用。低碳设计需要设计团队具有丰富而先进的知识与技能，并通过设计团队的良好协作才能完成。目前低碳设计在我国仍处于探索阶段，因此我国要不断提高科技水平，使低碳理念更好地体现于工业造型设计中。

参考文献

[1] 童霞，高申荣.中国工业企业低碳生产转型路径研究[J].南通大学学报（社会科学版），2018，34（2）：60-66.

[2] 李嘉欣，刘一峰，陈建美.环保理念在现代设计中的运用[J].戏剧之家，2018（23）：134.

[3] 李晓婷.试论基于低碳理念下绿色建筑的经济效益[J].中外企业家，2019（10）：73.