9．1．2 产品生态设计准则与策略
1）产品生态设计准则
产品生态设计应遵循以下各项准则：
（1）环境准则：必须将环境因素作为重要的指标，考虑如何降低物质消耗，降低能源消费，减少废弃物产生，减轻环境污染。
（2）成本准则：产品生产的私人成本及对环境的外部成本之和最小化。
（3）功能准则：满足消费者对产品的品质和性能需求，去除多余功能。
（4）美学准则：符合美学原理，满足消费者的审美需求。
2）产品生态设计策略
（1）选择对环境影响小的材料
生产产品必须使用材料，材料会影响到产品的功能和其他特性；同时材料的制取、加工、使用、回收处理等每一个阶段又都会对环境产生影响。因此，如何选择对环境影响小的材料，成为生态设计人员必须考虑的问题。具体而言，可遵循以下原则：
①尽量避免使用或减少使用有毒、有害的化学物质。1988年美国环保局工业毒物计划中列出了17种需要消减的有毒化学物质（见表9．2）(6)，要求制造业在1992年将其用量削减33%，到1995年削减50%，这一计划已经顺利地超额完成。
表9．2 美国环保局工业有毒化学品计划中的化学品
②避免使用不可再生及需很长时间才能得到补充的材料，如化石燃料、热带硬木等。而提倡使用可再生材料以及在产品使用后可以被再次使用的可循环材料，如竹子、藤条、芦苇、麻纤维等速生植物原料。
③尽量使用品种相同的及可再循环的原材料，以便回收利用，降低新材料的使用量，同时也为再循环材料创造市场。
④尽量选择环境兼容性好的原材料，如生物降解塑料。
⑤尽量选择加工制造过程中能耗低的原材料。在原料的采掘和生产过程中需要的工艺过程越复杂，所消耗的能源就越多。不过有时使用高能耗原料其整个生命周期所耗能源可能比普通原料少。如铝是一种高能耗物质，在其冶炼过程中需要消耗大量的能源；但当铝被用于经常运输且可回收的产品时，却是合适的(7)。因此，使用这类原料时应综合考虑。
（2）减少材料的使用量
无论使用何种材料，其使用量越少，成本越小，环境优越性越大。减少材料使用量的具体途径有：
①使用轻质材料或高强度材料减轻产品重量和体积。例如，1994年发表的一项研究结果表明，通过降低钢材厚度、使用高强度钢材、采用特制的坯料、改进车体设计等措施，可以在不改变汽车装配过程和使用性能的前提下，使典型的家庭轿车的重量下降63．5kg，同时每辆汽车的生产费用可节约37美元(8)。
②去除多余的功能。产品多一项功能不但会增加成本，也会增加环境负荷，因此，不能盲目追求多功能。例如，手机最初的功能是满足人移动时的信息交流，这一功能的实现大大方便了人们的交流，提高了工作效率。但是现在手机的功能越来越繁琐，与摄像头、网络、电视、移动存储器等组合，且这些附加功能的使用率并不高，这无疑是一种浪费。
（3）优化制造技术和工艺
产品制造工艺不当或技术落后，会浪费能源和原材料、影响环境。加工制造技术和工艺的优化方式如下：
①减少加工工序，简化工艺流程；
②创新生产技术，如用精密铸造技术减少金属切削加工量；
③降低生产过程中的能耗和物耗；
④采用少废、无废技术，减少废料的产生和排放；
（4）减轻包装和运输的环境影响
包装和运输是将产品生产者和消费者联系起来的重要环节。包装具有作为产品的盛装容器；保护产品，以利于储藏、保存、运输；满足一些特殊商品的安全要求；为消费者提供使用信息；吸引消费者注意，唤起购买欲望等诸多功能。但是很多包装过度奢华，而且只使用一次就被抛弃，成为城市垃圾的重要组成部分。因此，应提倡适度包装，尽量减少包装造成的环境问题。可采取如下的具体策略：
①实行包装减量化，减少包装的使用。在满足保护、方便、销售宣传等功能的条件下，使用最小体积和最小质量的包装。
②采用可重复利用的包装。如亨利·福特（Henry Ford）曾用板条箱装运A型卡车，当卡车到达了目的地，板条箱就变成了汽车地板；韩国用稻壳作为音响原件和电子装置的包装填充物，其随产品一起运到欧洲后，被再利用成为制作砖头的材料。
③包装材料采用无毒无害、可降解物质。例如，有些国家已经停止使用聚氯乙烯包装材料，改用纸质包装充填料等，以减少包装材料在生产和使用过程中对环境的不利因素。
运输危险产品会对环境产生影响，运输本身也要消耗能源、产生污染。因此，应尽量减少运输所造成的环境影响，具体措施如下：
①减少产品的重量和体积，减轻产品的运输给环境带来的负担；
②选择高效的运输方式，并尽可能避免空运；
③确保危险物品正确装运，防止运输过程中发生洒落、溢漏和泄出。
（5）减少使用中的环境负荷
有些产品的环境负荷主要集中在使用阶段，如运输工具、家用电器、建筑机械等，减轻这些产品使用过程中的环境负荷，必须从产品设计开始考虑。如飞利浦公司开发的绿色电视非常注重节能技术的利用，其待机状态下的耗电量已从5．1W降到0．1W，开机时的耗电量也由41W降到29W(9)。
（6）延长产品使用寿命
延长产品使用寿命，避免产品过早地进入处置阶段，是节约资源、减少废弃物的有效途径。具体的措施包括：
①增强产品的耐用性。经久耐用能延长产品的使用寿命，但是耐用性只能适当提高，超过期望使用寿命的产品设计将造成不必要的浪费。对于那些会很快因技术进步而被淘汰的产品，没有必要设计太长的使用寿命，强调适应性是更好的策略(10)。
②采用模块化设计并预留升级空间，使产品易于更新升级，从而实现在部分部件被淘汰时，通过即时更新而延长整个产品的生命周期。
③易于维护和修理。清楚标明产品如何打开以进行维护和维修、产品的某一部件应以某种特殊的方式进行清洁或维护及产品中需要定期检查的部件。需要定期更换的部件应易于更换。
（7）产品报废后的有效回收
产品设计时应考虑易于报废后的回收及再利用。产品报废后应建立有效的回收系统：
①易于拆卸的产品设计。在设计阶段不但要考虑装配方便，亦要考虑易于拆卸，如使用易于分离的钩、卡销、螺丝等连接点，而不采用焊接或黏合的连接方式；采用统一标准的连接点，易于用统一的工具拆卸或实行机械化拆卸；对材料加上标示或内置信息芯片，以便于识别及分拣。
②建立有效的废旧产品回收系统。目前，国外倾向确立“谁造谁负责，谁卖谁负责”的立法原则，利用现有的制造系统和销售系统来完成废旧产品的回收任务。
③重复和再生利用。淘汰产品和报废产品拆卸后，有些部件只需清洗、磨光，再次组装后即可达到原设计的要求而再次使用。
④清洁的最终处置。有机废弃物可以制成堆肥、发酵产生沼气，也可以通过焚烧回收热量。无机废弃物除了安全填埋外，可以考虑搅拌在建材的原料中或作为筑路的地基材料。
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