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材料与环境_图
浏览: 发布日期:2019-09-10

  第四章 材料与环境 4.1 环境意识 环境意识作为一种现代意识,已引起了人们的普遍关注和国际社会 的重视。20世纪下半叶是人类历史发展的黄金时代,随着科技和经济 的高速发展,☆△◆▲■工业化大生产与高科技结合产生空前巨大的社会和经济 效益,使人们在饱尝工业文明带来的甜头后,也不得不吞下生态环境 遭到破坏这颗自己种植的苦果。 从1970年至1995年的25年间,人类消耗了地球自然资源的1/3。△现实要求人类从 节约资源和能源、保护环境和社会可持续发展的角度出发,重新评价以往研究、开发、 生产和使用材料的活动;改变单纯追求高性能、高附加值的材料而忽视生存环境恶化的 做法;探索发展既有良好性能或功能,又对资源和能源消耗较低,并且与环境协调较好 的材料及制品。 图4-1为材料的“生命周期’’示意图。 第四章 材料与环境 4.1 环境意识 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 绿色设计的基本思想就是维护地球绿色生态环境的设计,就是在设计阶 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。如图4—2所示。 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 基本特征 绿色设计是指在产品整个生命周期内以产品环境属性为主要设计 目标,着重考虑产品的可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用 性等功能目标,▲●…△并在满足环境目标要求的同时,○▲保证产品应有的基本 功能、使用寿命和经济性等,突出了“生态意识”和“以环境保护为 本位“的设计观念。◆◁• 1、★-●△▪️▲□△▽环境协调性 2、价值创造性 3、功能全程性 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 1.研究(Research) 重视研究产品的环境对策,着眼于人与自然的生态平衡关系,从设计伦理 学和人类社会的长远利益出发,以满足人类社会的可持续发展为最终目标,详 尽考察研究新产品生命周期全过程对自然环境和人的影响,即在设计过程的每 一个决策中都充分考虑到环境效益,尽量减少对环境的破坏。 基本原则——6R原则 2.保护 (Reserve) 最大限度地保护环境避免污染,▼▼▽●▽●尽可能减缓由于人类的消费而给环境增加 的生态负荷,减少原材料和自然资源的使用,减轻各种技术、工艺对环境的污 染。 3.减量化(Reduce) 这一原则的目标是减少物质浪费与环境破坏,包括:产品设计中的减小体 量,精减结构;生产中的减少消耗;流通中的降低成本与消费中的减少污染。◆●△▼● 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 4. 回收 基本原则——6R原则 (Recycling) 内容有:一通过立法形成全社会对资源回收与再利用的普遍共识;二通过 材料供应商与产品销售商的联手建立材料回收的运行机制;三通过产品结构设 计的改革,使产品部件与材料的回收运作成为可能。 5.重复使用(Reuse) 两个层次为:一是将废弃产品的可用零部件用于合适结构中,继续发挥 其作用;二是更换零部件,使原产品重新返回使用过程。产品重复使用的频率 越高,越是降低了废弃物产生的速率。 6.再生 (Regeneration) 内容有: 一通过回收材料并进行资源再生产的新颖设计,使得资源再利 用的产品得以进入市场;二是通过宣传与产品开发的成功,使再生产品的消费 为消费者接受与欢迎。 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 绿色观念 产品设计的绿色观念由四个层次组成(图4-3)。 第一层为目标层,以设计出绿色产品为绿色设计的总目标; 第二层为绿色设计的内容层,包括绿色产品的结构设计、环境性 能设计、绿色设计的材料选择和资源性能的设计; 第三层为绿色设计的主要阶段层,即实现绿色设计内容所考虑的 主要过程,包括产品生产过程、使用过程和回收处理过程等产品生命 周期各阶段;第四层为设计因素层,即绿色设计过程应考虑的主要因 素,包括时间、成本、材料、能量和环境影响等。 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 绿色观念 在产品的设计中, 应采取“从开始就要 想到终结”的绿色设 计观念,即设计时就 让产品在整个生命周 期内不产生环境污染 的策略,而不是产品 生产污染后再采取措 施补救的策略。 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 绿色观念 针对产品绿色设计的观念,设计师应考虑以下几方面: ①安全性:设计不能危及使用者的人身安全及正常的生态秩序,产 品的使用要充分考虑到对人的安全性和对环境的无污染 性。因此要慎重选材,放弃或减少使用任何带有毒副作 用的设计材料、粘接剂、印刷油墨以及其他的配件等。 ②节能性:世界上各类资源日趋贫乏,人类的任何一种行为都应考 虑到节约能源与资源,未来的设计应以减少用料或使用 可再生的材料为基础,加强材料、能源以及其他资源的 使用效率,提高产品效能,延长产品的生命周期,降低 产品的淘汰更换率。尽量采用节能新技术和省料新工艺, 减少不必要的造型装饰。 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 绿色观念 ③生态性:应考虑到设计对环境保护所起到的重要意义, 努力避免因设计不当和选材的失误而造成的环 境污染与公害。对此,人们应提倡使用无害于 环境的材料和在自然环境下易降解、易于回收 的材料。 ④社会性:设计是日寸代文化的一种表征,任何设计都应 考虑到对社会模式、文化价值观、伦理道德及 精神领域等诸方面的影响。积极适应消费者的 环保心理,树立绿色消费意识,建立绿色灯罩 采用PVC或PP的再生塑料。 此款灯具的设计充分 体现 了产品绿色设计 的理念,▪️•★其灯座采用 回收的饮料罐,灯罩 采用PVC或PP的再生 塑料。 第四章 材料与环境 4.2 绿色设计 发展方向 1、绿色产品的设计 产品的简约设计 产品的可拆卸设计 2、绿色包装的设计 无包装设计 再利用包装 3、绿色能源的开发 4、创造有生命力的材料 第四章 材料与环境 4.3 绿色材料 主要内涵 绿色材料(又称环境协调材料、生态环境材料、环境材料)是指具有良好使 用性能,对资源和能源消耗少,对生态环境污染小,可再生利用率或可降解循 环利用率高,在材料的制备、使用、废弃及到再生循环利用的整个过程中,都 与环境协调共存的材料。 三个明显特征: ①先进性:发挥材料的优异性能,为人类开拓更广阔的活动范围和环境; ②环境协调性:减轻地球环境的负担,提高资源利用率,秒速时时彩平台对枯竭性资源的完 全循环利用,使人类的活动范围同外部环境尽可能协调; ③舒适性:使人们乐于接受和使用,使活动范围中的人类生活环境更加繁荣、 舒适。 第四章 材料与环境 4.3 绿色材料 典型的绿色材料 1、生物降解材料 一类是淀粉基热塑性塑料制品,另一类是脂肪族聚酯塑料制品。 2、循环与再生材料 例如,各种废旧塑料、农用薄膜的再生利用,铝罐、铁罐、塑料瓶、 玻璃瓶等旧包装材料的回收利用,冶金炉渣的综合利用,废旧电池 材料、工业垃圾中金属的回收利用等,正在进行工业化规模的实施。 3、净化材料 ①陶瓷过滤器:②吸附材料:③有害气体转换技术:④废水净化材料。 4、绿色建筑材料 ①基本型:②用废弃物型的建材:③节能型建材:④健康型材料: ⑤抗菌材料: 5、绿色能源材料 指洁净的能源,如太阳能、风能、水能以及废热和垃圾发电能源。 第四章 材料与环境 4.4 材料选择对环境保护的考虑 1、选用适合产品使用方式的材料,对各种材料的种类、使用量和使用条件 等都加以严格的限制。提高产品效能,延长产品生命周期,★◇▽▼•减低产品的 淘汰率。 2、减少使用材料对环境的破坏和污染,避免使用有毒、有害成分的原料。 3、材料使用单纯化、少量化,尽量避免多种不同材料的混合使用,限制产 品中所使用材料种类。 4、尽量选用可回收再生或重复使用的材料,避免抛弃式的设计, 减少垃 圾的产生,提倡易拆卸的结构,标明部件中所使用的材料名称,明确标 示回收标志,使消费者能明确了解回收的材料类别,进行垃圾分类,以 便回收再利用,以利于资源的再循环利用。 5、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,尽量选用表面不加任何涂饰、镀覆、贴覆的原 材料,便于回收处理和再利用的目的。 利用废旧塑料为 原料制作的椅子 图4-7为荷兰设计师托德· 布恩吉 (TordBoonii)设计的玻璃水具,设 计者根据设计目的对玻璃废酒瓶 进行新的利用,用薄壁的瓶子做 水杯, 用厚壁的瓶子做水瓶。 设计中将废长颈瓶进行清洗并去 除标签, 用金刚石刃的台锯切去 瓶颈,在切割后用砂轮对粗糙的 瓶口进行倒角 、抛光等修整,● 然后再将壶身加工成磨砂面。 图4-8为采用铝材制作的座椅, 表面不经任何处理,极易回炉 再利用。同时,材料本身的质 地也给人粗犷、自然、质朴的 特殊美感。 第四章 材料与环境 4.5 影响材料选择的环境因素 (1)冲击与振动 (2)温度与湿度 (3)人为破坏 (4)火灾危 (5)生物危害 (6)污损 (7)气候影响 (8)噪声

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