《生态环境材料》第4章材料和产品的生态设计.pptx

第一节、生态设计的概念第二节、材料的生态设计

第三节、生态产品的设计原则和方法;什么是生态（Eco-）？;@1866，德国生物学家海克尔（ErnstHaeckel）初次把生态学定义为“研究动物与其有机及无机环境之

间相互关系的科学”，特别是动物与其他生物之间的有益和有害关系。

1989年9月美国通用公司的研究部副总裁RobertFrosch

和负责发动机研究的NicolasGallopoulos在《科学美国人

》杂志上发表题为《可持续工业发展战略》的文章正式提出了工业生态学的概念。;工业生态学把整个工业系统作为一个生态系统来看待，认为工业系统中的物质、能源和信息的流动与储存不是孤立的简单叠加关系，而是可以像在自然生态系统中那样循环运行，它们之间相互依赖、相互作用、相互影响、形成复杂的

、相互连接的网络系统。

工业生态学以生态学的理论观点考察工业代谢过程，亦即从取自环境到返回环境的物质转化全过程，研究工业活动和生态环境的相互关系，以研究调整、改进当前工业生态链结

构的原则和方法，建立新的物质闭路循环，使工业生态系统与生物圈兼容并持久生存下去。

工业生态学的思想包含了“从摇篮到坟墓”的全过程管理系统观。;生态环境材料;材料/产品;?

?

?;第一节生态设计概论;生态环境材料;生态设计的定义

生态设计是在产品的生命周期内，着重考虑产品的环境性能，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、质量和使用寿命等的设计。

广义上讲，是指任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式。这种协调意味着设计尊重生物多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，以有帮助改善人居环境及生态系统的健康。这种生态设计不仅涉及产品，还包括原材料

、生产过程、产业系统、景观和建筑等。;生态设计的基本思想将粗放型生产、消费系统变成集约型生产、;被动的末端治理

–难度大、成本高

–不能从根本上消除污染，可能导致二次污染

主动的源头控制

–在生产技术的设计阶段考虑到环境的因素

–发达国家的实践表明，生态设计可减少30%—50%的环境负荷;生态设计的原则;生态环境材料;·生态设计的四阶段模型;生态环境材料

生态设计的思路;生态环境材料

生态设计的方法

系统设计：生态设计要求设计人员在产品开发设计过程中要有系统的观点，充分掌握设计的全盘性，相互联系及制约的细节。其设计思想是整体性、综合性和最优化。其设计思想是整体性、综合性和最优化。其特点是采用物料和功能循环的思想，扩大了产品的寿命周朗，有利于维护生态系统平衡，提高资源效率．减少废弃物数量及处理成本。

模块化设计：指对一定范围内的不同功能、不同性能、不同规格的产品进行分析、划分并设计出一系列功能模块。通过模块的选择和组合可以组装成不同产品，以满足市场需求。同时，摸块化没计也有利于产品使用后的拆卸，继续利用一些可用的模块。其特点典型地体现在拆卸技术和回收技术等方面，目前，摸块化设计已广泛应用于汽车、家电、计算机、复印机以及许多工业机器行业。;长寿命设计（LCA评价）：按照LCA理论，产品的寿命越长，其环境负担性越小。因此，长寿命设计目前在工业产品设计中也比较流行。特别是对一些影响到人身安全的产品，长寿命设计更是苜选的设计原则，以确保产品能够长周期安全地使用。

再生设计：把生态设计的思想始终贯穿在从开采开始，到材料的冶炼

、加工、使用、废弃，一直到再生利用等诸多环节，使材料的服务性能和环境性能相协调。

废弃物的直接再利用（一次）例如：建筑物拆卸时的砖瓦

零部件的回收再利用（模块设计）例如：施乐复印机公司的“再造”

战略

废弃物作为原料再利用（二次）

生产过程中能源回收再利用（能率）;生态环境材料

生态设计的具体方法

生态设计从原材料的选择与制造、装配、销售、使用、维修、报废整个生命周期的各个阶段进行分析和生命周期成本评估。

产品设计总的要求是统一化、简化、省能、协调化，使产品低熵化

，缩小不可逆过程，改进无序状态。;1、选择对环境影响小的原材料

–采用易再循环材料，不采用难于回收或无法回收的材料

–尽量避免使用或减少使用有害、有毒、危险的原材料

–选择丰富、容易得到的原材料。优先选择天然材料代替合成材料。

–减量化，尽可能减少材料使用量，节省资源。

–统一化，尽可能采用同一种材料，使产品使用后容易处理。

–组合化，尽可能采用即使混合也不能妨碍再资源化的材料组合。

–标准化，尽量采用标准结构，便于更换更新，延长产品的使用寿命。

–尽可能从循环再生中获取的所需原材料，特别是利用固体废弃物作为原材料。

–选择能耗低的原材料，使用量大的原材料尽可能就地取材，避免远途运输，以降低能耗和成本。;生态环境材料

2、部件

–少量化（积木