1、绿色制造绿色制造Green Manufacturing 目录目录绿色制造色制造产生的背景生的背景绿色制造的主要内容色制造的主要内容 123 汽汽车行行业的的绿色制造色制造 4绿色制造的概念色制造的概念前景与展望前景与展望5 制造业是将可用资源通过制造过程提制造业是将可用资源通过制造过程提供人们使用和利用的供人们使用和利用的工业产品工业产品或或生活消费生活消费品品的转化产业。的转化产业。环境、资源、人口环境、资源、人口是当今人类社会是当今人类社会面临的三大主要问题。如何最有效地利面临的三大主要问题。如何最有效地利用资源和最低限度地污染环境，是当前用资源和最低限度地污染环境，是当前制造科学面临的重
2、大问题。制造科学面临的重大问题。1.1.绿色制造产生的背景绿色制造产生的背景绿色制造产生的背景绿色制造产生的背景 制造业一方面是制造人类财富的支柱产业，制造业一方面是制造人类财富的支柱产业，另一方面又产生另一方面又产生大量废弃物大量废弃物，对环境造成污染，对环境造成污染，它是当前它是当前环境污染环境污染的主要源头。为了寻求从根本的主要源头。为了寻求从根本上解决制造业的上述一系列问题，绿色制造的概上解决制造业的上述一系列问题，绿色制造的概念应运而生，并成为当前的研究热点之一。念应运而生，并成为当前的研究热点之一。制造对环境的影响制造对环境的影响制造过程制造过程制造过程制造过程废弃物废弃物废弃物废
3、弃物产品产品产品产品（使用和（使用和（使用和（使用和处理）处理）处理）处理）制造资源制造资源制造资源制造资源（原材料、（原材料、（原材料、（原材料、能源等）能源等）能源等）能源等）环境污染环境污染环境污染环境污染 废水废水 废气废气 固体废弃物固体废弃物 制造业对环境污染的形式制造业对环境污染的形式水污染水污染水污染水污染生活废水排放量生活废水排放量194.0194.0亿吨，工业废水排放量亿吨，工业废水排放量200.4200.4亿吨；亿吨；20052005年全国废水排放总量为年全国废水排放总量为394.4394.4亿吨，其亿吨，其中生活污水废水中中生活污水废水中CODCOD排放总量排放总量15
4、031503万吨，其中生活万吨，其中生活CODCOD排放量排放量695695万吨，工业万吨，工业CODCOD排放量排放量808808万吨万吨；废气废气废气废气20052005年，对我国约年，对我国约130130万个工业企业的排污状况的调万个工业企业的排污状况的调查表明：在废气中二氧化硫排放总量查表明：在废气中二氧化硫排放总量20872087万吨，烟尘万吨，烟尘排放总量排放总量13351335万吨，工业粉尘排放量万吨，工业粉尘排放量13441344量万吨。量万吨。固体废物固体废物固体废物固体废物20052005年，我国工业固体废物产生量年，我国工业固体废物产生量8.08.0亿吨，亿吨，排放量排放
5、量0.7 0.7 亿吨；亿吨；噪声噪声噪声噪声 全国全国90%的城市道路交通噪声处于轻度至中度污的城市道路交通噪声处于轻度至中度污染水平，年际间全国平均声级变化不大。全国一半以染水平，年际间全国平均声级变化不大。全国一半以上城市区域环境噪声居于中等污染水平，少数小城市上城市区域环境噪声居于中等污染水平，少数小城市污染严重，重点城市稳中略有好转。污染严重，重点城市稳中略有好转。技术技术（Technology）生态生态（Ecology）经济经济（Economy）平衡点平衡点法律法律法规法规绿色制造是可持续发展的有效途径绿色制造是可持续发展的有效途径 从经济学的角度出发，对可持续发展的一般理解从经济
6、学的角度出发，对可持续发展的一般理解为：在环境得以持续发展的制约条件下，使环境资为：在环境得以持续发展的制约条件下，使环境资源的利用效益达到最大化。源的利用效益达到最大化。从社会学的角度出发，可持续发展被定义为从社会学的角度出发，可持续发展被定义为“改改进人类的生活质量，同时不要超过支持发展的生态进人类的生活质量，同时不要超过支持发展的生态系统的承受力。系统的承受力。”从生态学的角度出发，可持续发展被定义为从生态学的角度出发，可持续发展被定义为“寻寻找一种最佳的生态系统和土地利用的空间构形，以找一种最佳的生态系统和土地利用的空间构形，以支持生态的完整性和人类愿望的实现，使环境的持支持生态的完整
7、性和人类愿望的实现，使环境的持续性达到最大。续性达到最大。”可持续发展的内容（一）可持续发展的内容（一）从地理学角度出发，所强调的是区域可持续发展，从地理学角度出发，所强调的是区域可持续发展，并认为可持续发展的核心是并认为可持续发展的核心是“人与地球人与地球”的关系。的关系。从工业技术的角度出发，可持续发展就是指借助从工业技术的角度出发，可持续发展就是指借助各种技术手段，在产品寿命循环全过程的各个环节各种技术手段，在产品寿命循环全过程的各个环节中采取措施，使产品在其生产、使用以及回收处理中采取措施，使产品在其生产、使用以及回收处理中节省能源和资源，减少或消除环境污染，并保护中节省能源和资源，减
8、少或消除环境污染，并保护劳动者的健康和安全。劳动者的健康和安全。可持续发展的内容（二）可持续发展的内容（二）返回2.2.绿色制造的概念绿色制造的概念 绿色制造是近绿色制造是近 年来提出的一个新概念，是一年来提出的一个新概念，是一种现代制造业的可持续发展模式。种现代制造业的可持续发展模式。绿色制造，又称环境意识制造、面向环境的制造。绿色制造，又称环境意识制造、面向环境的制造。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的使用到报废处理的整个产品
9、生命周期整个产品生命周期中，对环境的中，对环境的影影响最小响最小，资源利用率最高资源利用率最高，并使企业经济效益和社会，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造这种现代化制造模式，是人效益协调优化。绿色制造这种现代化制造模式，是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。类可持续发展战略在现代制造业中的体现。绿色制造定义绿色制造定义 绿色制造涉及产品全生命周期。绿色制造涉及产品全生命周期。产品全生命周产品全生命周期包括了从原材料制备到产品报废后的回收处理期包括了从原材料制备到产品报废后的回收处理及再利用的全过程。及再利用的全过程。(原材料获取、生产、运输、原材料获取、生产、运输、销售、使用维护
10、再使用、再循环和处置销售、使用维护、再使用、再循环和处置)v绿色制造主要涉及两个问题绿色制造主要涉及两个问题:环境影响问题和资环境影响问题和资源优化问题。源优化问题。v绿色制造不仅涉及制造绿色制造不仅涉及制造科学问题科学问题，还涉及，还涉及环境科环境科学和管理科学领域的问题学和管理科学领域的问题。v绿色制造必须与市场需求、经济发展相适应。随绿色制造必须与市场需求、经济发展相适应。随着相关科学技术的发展，绿色制造的目标、内容会着相关科学技术的发展，绿色制造的目标、内容会产生相应的变化和提高，也会不断地走向完善。产生相应的变化和提高，也会不断地走向完善。返回3.绿色制造的主要内容绿色制造的主要内
11、容绿色绿色生产生产绿色绿色使用使用绿绿 色色 制制 造造绿色回收绿色回收和处理和处理绿色绿色设计设计绿色绿色产品产品绿色绿色包装包装3.13.1绿色产品绿色产品绿色产品绿色产品v绿色产品绿色产品(GreenProduct)是指在产品整个生命周期过程中，是指在产品整个生命周期过程中，对人类及生态环境无危害或危害少、资源利用率高、能源消耗对人类及生态环境无危害或危害少、资源利用率高、能源消耗低的产品。低的产品。v绿色产品是绿色设计和绿色制造技术创新的最高级别和最终体绿色产品是绿色设计和绿色制造技术创新的最高级别和最终体现，较好地实现了经济效益、社会效益和环境效益协调与优化。现，较好地实现了经济效益
12、社会效益和环境效益协调与优化。v普通产品生命周期：从摇篮到坟墓（普通产品生命周期：从摇篮到坟墓（cradle-to-grave）。）。v绿色产品生命周期：从摇篮到再生（绿色产品生命周期：从摇篮到再生（cradle-to-reincarnation）。）。绿色产品特点绿色产品特点v优良的环境友好性。产品从生产到使用乃至废弃、回收、优良的环境友好性。产品从生产到使用乃至废弃、回收、处理处置的各个环节都对环境无害或危害甚小。处理处置的各个环节都对环境无害或危害甚小。v最大限度地利用材料资源。绿色产品应尽量减少材料使最大限度地利用材料资源。绿色产品应尽量减少材料使用量，减少使用材料的种类，特别是稀有
13、昂贵材料及有毒、用量，减少使用材料的种类，特别是稀有昂贵材料及有毒、有害材料。有害材料。v最大限度地节约能源。绿色产品在其生命周期的各个环最大限度地节约能源。绿色产品在其生命周期的各个环节所消耗的能源应最少。资源及能源的节约利用本身也是节所消耗的能源应最少。资源及能源的节约利用本身也是很好的环境保护手段。很好的环境保护手段。v绿色产品具有时间和空间上的相对性，即随着技术的进步绿色产品具有时间和空间上的相对性，即随着技术的进步和对环保要求的提高，产品的绿色含义将会深化和扩展；和对环保要求的提高，产品的绿色含义将会深化和扩展；国别不同或地域不同，对绿色产品的要求也不一致。国别不同或地域不同，对绿色
14、产品的要求也不一致。绿色产品的类型绿色产品的类型可回收利用型可回收利用型，例如，可复用的运输周转箱（袋）、用再，例如，可复用的运输周转箱（袋）、用再生塑料和废橡胶生产的产品等。生塑料和废橡胶生产的产品等。低毒低害型低毒低害型，例如非石棉闸衬、低污染油漆和涂料、粉末，例如非石棉闸衬、低污染油漆和涂料、粉末涂料、无汞电他、无铅汽油、无磷洗衣粉等等。涂料、无汞电他、无铅汽油、无磷洗衣粉等等。低排放型低排放型，例如低排放燃气焚烧炉、低污染节约型燃气炉，例如低排放燃气焚烧炉、低污染节约型燃气炉等。等。低噪声型低噪声型，例如低噪声建筑机械、低噪声混合粉碎机等。，例如低噪声建筑机械、低噪声混合粉碎机等。节水
15、型节水型，例如节水型清洗槽、节水型清洗机等等。，例如节水型清洗槽、节水型清洗机等等。节能型节能型，例如燃气多段锅炉和循环水锅炉、高隔热型玻璃，例如燃气多段锅炉和循环水锅炉、高隔热型玻璃等等。等等。可生物降解型可生物降解型，包括以土壤营养物和调节剂合成的混合肥，包括以土壤营养物和调节剂合成的混合肥料、易生物降解的润滑油和润滑脂、可降解塑料制品等等。料、易生物降解的润滑油和润滑脂、可降解塑料制品等等。绿色标志绿色标志绿色标志绿色标志(Greenlabel),亦称绿色产品标志、环境标志，亦称绿色产品标志、环境标志，指贴在或印刷在产品或产品的包装上的图形，以表明该产指贴在或印刷在产品或产品的包装上的图
16、形，以表明该产品的原材料获取与加工、产品生产制造、使用及处理过程品的原材料获取与加工、产品生产制造、使用及处理过程等皆符合环境保护要求，即资源利用率高，不危害人体健等皆符合环境保护要求，即资源利用率高，不危害人体健康，对环境影响极小。康，对环境影响极小。绿色标志认证制度是指政府部门或专门的第三方认证机构绿色标志认证制度是指政府部门或专门的第三方认证机构依据一定环境标准向有关厂商及产品颁发绿色标志，证明依据一定环境标准向有关厂商及产品颁发绿色标志，证明其产品符合环境标准。其产品符合环境标准。狭义上理解，只有授予绿色标志的产品才算是正式的绿色狭义上理解，只有授予绿色标志的产品才算是正式的绿色产品。
17、产品。绿色标志具有如下特点：绿色标志具有如下特点：绿色标志具有如下特点：绿色标志具有如下特点：证明性：向消费者证明该产品或服务不仅质量符合标准，证明性：向消费者证明该产品或服务不仅质量符合标准，而且对生态系统及人类健康无危害或危害极小。而且对生态系统及人类健康无危害或危害极小。权威性：由政府管理部门或民间团体制定，并且得到政权威性：由政府管理部门或民间团体制定，并且得到政府的承认和保护。府的承认和保护。专证性：一种产品获得绿色标志认证后，并不意味着该专证性：一种产品获得绿色标志认证后，并不意味着该厂商生产的其他产品也符合该种绿色标志认证。厂商生产的其他产品也符合该种绿色标志认证。时限性：各国的
18、环境标志一般规定时限性：各国的环境标志一般规定35年内有效年内有效。3.23.2绿色设计绿色设计 绿色设计的基本思想就是要在设计阶段就将环境因素和绿色设计的基本思想就是要在设计阶段就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，力求使产品对环境的影响达到最小。设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响达到最小。很少考很少考虑资源再生源再生和和对环境影响境影响很少考很少考虑产品制造品制造和使用和使用过程中回收程中回收顾客需求客需求考考虑降低能耗重复降低能耗重复利用利用环境保境保护可拆卸、易回收、可拆卸、易回收、
19、产生生毒副毒副产品少品少满足用足用户和可持和可持续发展的要求展的要求用用户对功能性能功能性能质量成本的要求量成本的要求综合考合考虑环保要保要求和用求和用户需求需求设计依据设计依据设计人员设计人员工艺方面工艺方面设计目的设计目的绿色色产品品普通普通产品品绿色设计的体系结构绿色设计的体系结构综综合合合合评评价数据价数据价数据价数据库库和知和知和知和知识库识库绿色色产品品设计产品方案品方案设计产品品结构构设计材料材料选择产品品环境性能境性能设计产品品资源性能源性能设计生生产过程程使用使用过程程回收回收处理理过程程绿色程度色程度综合合评价价设计修改建修改建议输出出设计结果或表果或表单Green？YNv
20、绿色设计绿色设计是指在产品设计过程中，将产品全生命是指在产品设计过程中，将产品全生命周期内的环境属性周期内的环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等性、可重复利用性等)作为设计目标，在满足环境作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等。具体而言，在设计产品时必须按环命、质量等。具体而言，在设计产品时必须按环境保护的指标选用合理的原材料、结构和工艺，境保护的指标选用合理的原材料、结构和工艺，在制造和使用过程中降低能耗、不产生毒副作用，在制造和使用过程中降低能耗、不产生毒副作用，最终
21、的产品易于拆卸和回收，回收的材料可用于最终的产品易于拆卸和回收，回收的材料可用于再生产。再生产。v提倡提倡为解决废品而设计为解决废品而设计(DesignforDisposal)。绿色设计可从源头上减少废弃物的产生。绿色设计可从源头上减少废弃物的产生。在许多国家，产品报废时的处理责任也已经交给了制造商v绿色设计拓展了产品生命周期。绿色设计拓展了产品生命周期。传统产品生命周期传统产品生命周期包括从包括从“产品制造到投入使用产品制造到投入使用”的各个阶段，而绿色设的各个阶段，而绿色设计则将其延伸到了计则将其延伸到了“产品使用结束后的回收重用及处理产品使用结束后的回收重用及处理处置处置”。v绿色设计是
22、并行闭环设计绿色设计是并行闭环设计。传统设计是串行开环设。传统设计是串行开环设计过程，而绿色设计要求产品生命周期的各个阶段必须计过程，而绿色设计要求产品生命周期的各个阶段必须被并行考虑，并建立有效的反馈机制，即实现各个阶段被并行考虑，并建立有效的反馈机制，即实现各个阶段的闭路循环。的闭路循环。v绿色设计原则绿色设计原则技术先进性原则：技术先进性原则：技术先进性是绿色设计的前提，强调在技术先进性是绿色设计的前提，强调在产品生命周期中采用先进的技术，从技术上保证安全、可产品生命周期中采用先进的技术，从技术上保证安全、可靠、经济地实现产品的各项功能和性能，具有很好的环境靠、经济地实现产品的各项功能和
23、性能，具有很好的环境协调性。协调性。技术创新性原则技术创新性原则：技术创新是绿色设计的灵魂，设计者要技术创新是绿色设计的灵魂，设计者要善于思考，敢于想象，大胆创新。善于思考，敢于想象，大胆创新。功能先进实用原则：功能先进实用原则：功能实用性意味着产品的功能能够满功能实用性意味着产品的功能能够满足用户要求，并且性能可靠、简单易用，同时它排斥了冗足用户要求，并且性能可靠、简单易用，同时它排斥了冗余功能的存在。余功能的存在。环境协调性原则：环境协调性原则：在产品生命周期的各个阶段中应用各种在产品生命周期的各个阶段中应用各种先进的绿色技术和措施使所设计的产品具有节能降耗、保先进的绿色技术和措施使所设计
24、的产品具有节能降耗、保护环境和人体健康等特性。护环境和人体健康等特性。资源最佳利用原则：资源最佳利用原则：尽可能保证资源在产品的整个生命周尽可能保证资源在产品的整个生命周期中得到最大限度的利用，对于因技术限制而不能回收再期中得到最大限度的利用，对于因技术限制而不能回收再生重用的废弃物应能够自然降解，或便于安全的最终处理，生重用的废弃物应能够自然降解，或便于安全的最终处理，以免增加环境的负担。以免增加环境的负担。能量最佳利用原则：能量最佳利用原则：应尽可能选用可再生能源，优化能源应尽可能选用可再生能源，优化能源结构，力求使产品全生命周期中的能量消耗最少，以减少结构，力求使产品全生命周期中的能量消
25、耗最少，以减少能源的浪费。能源的浪费。污染极小化原则：污染极小化原则：产品在其全生命周期中产生的环境污染产品在其全生命周期中产生的环境污染为零是绿色设计的理想目标。为零是绿色设计的理想目标。安全宜人性原则：安全宜人性原则：绿确保产品生产者和使用者的安全，符绿确保产品生产者和使用者的安全，符合人机工程学、美学等有关原理，安全可靠、操作性好、合人机工程学、美学等有关原理，安全可靠、操作性好、舒适宜人。舒适宜人。综合效益最佳原则综合效益最佳原则：不仅要考虑企业自身的经济效益，而不仅要考虑企业自身的经济效益，而且还要从可持续发展观点出发，考虑产品全生命周期的环且还要从可持续发展观点出发，考虑产品全生命
26、周期的环境行为对生态环境和社会所造成的影响。境行为对生态环境和社会所造成的影响。产品总体绿色设计产品总体绿色设计1.产品概念创新产品概念创新产品非物质化：产品非物质化：通过非物质化产品（如信息）或通过非物质化产品（如信息）或服务替代有形产品，从而一方面减少制造商对有服务替代有形产品，从而一方面减少制造商对有形产品的生产和使用，同时减少消费者对有形产形产品的生产和使用，同时减少消费者对有形产品的依赖。低物质化主要包括：产品体积小型化、品的依赖。低物质化主要包括：产品体积小型化、产品重量最轻化、非物质产品替代物质产品减少产品重量最轻化、非物质产品替代物质产品减少对物质使用、减少基础设施建设。对物质
27、使用、减少基础设施建设。电子邮件，网上办公无纸报纸产品共享：产品共享：汽车共享、复印机、洗衣机共享；汽车共享、复印机、洗衣机共享；服务替代产品：服务替代产品：大多数情况下人们并不需要物理大多数情况下人们并不需要物理的产品，而是需要产品所提供的功能（服务）。的产品，而是需要产品所提供的功能（服务）。消费者依据所接受的单位服务进行支付。消费者依据所接受的单位服务进行支付。专门提供清洁服务的保洁公司整合产品功能：整合产品功能：将几种功能或产品组合设计成一将几种功能或产品组合设计成一种产品，则可节约大量的原材料和空间。种产品，则可节约大量的原材料和空间。笔记本电脑将键盘、显示器等合为一体集打印机、传真
28、机、扫描仪、复印机于一体的多功能复合机。增加产品的可靠性和耐用性，易于维护和维增加产品的可靠性和耐用性，易于维护和维修。修。维护和维修包括用户和制造商两个方面。具体的设计要点：应清楚标明产品如何打开以进行维护或维修；标明产品的某一零件应以某种特殊的方式进行清洁或维护；标明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。2.2.产品结构优化产品结构优化产品结构优化产品结构优化避免整体报废的模块化设计。避免整体报废的模块化设计。对一定范围内的不对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品，同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品，在进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列在进行
29、功能分析的基础上，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构成不同功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，满足不同的需求。的产品，满足不同的需求。n模块化的产品设计具有制造方便、结构紧凑、空间体积小、使用故障率低的特点，同时又便于维修和方便产品功能与造型的升级换代（只需更换相应的模块），例如，机床部件的模块化设计，计算机各功能部件的模块化；可变换彩壳型手机等。简约型产品设计：简约型产品设计：通过对产品体积和重量小、轻、通过对产品体积和重量小、轻、薄、短的设计，节约产品材料，同时必然减少相关薄、短的设计，节约产品材料，同时必然减少相关能量及物质的消耗。能量及物质的消耗。“简
30、而美简而美”n照相机、摄影机、电视机、计算机等产品，全面趋向小、轻、薄、短的设计风格。如CASIO的SY20袋装迷你电视机；zamussi牌滚筒洗衣机利用水流喷射，降低用水量；SONY袖珍手提电脑等。系列化设计。系列化设计。在设计过程中注重产品的多品种及在设计过程中注重产品的多品种及系列化，以满足不同层次的消费需求，避免大材系列化，以满足不同层次的消费需求，避免大材小用，优品劣用。小用，优品劣用。加强产品与用户的关系。加强产品与用户的关系。在实际生活中，很多产在实际生活中，很多产品，特别是消费产品，通常都不是因为产品报废品，特别是消费产品，通常都不是因为产品报废而失去价值，而是消费者认为产品过
31、时，失去了而失去价值，而是消费者认为产品过时，失去了对产品的兴趣而造成产品过早地被废弃，导致资对产品的兴趣而造成产品过早地被废弃，导致资源浪费。源浪费。3.产品生产过程优化产品生产过程优化选择对环境影响小的生产工艺。选择对环境影响小的生产工艺。尽可能减少生产工艺环节。尽可能减少生产工艺环节。减少生产过程能耗或采用清洁能源。减少生产过程能耗或采用清洁能源。减少生产废弃物。减少生产废弃物。减少生产过程中的消耗品使用或采用清洁消耗品。减少生产过程中的消耗品使用或采用清洁消耗品。4.优化产品销售网络优化产品销售网络减少包装品用量、重复利用包装品并采用绿色包减少包装品用量、重复利用包装品并采用绿色包装：
32、装：包装的精简化可节约原料，减少运输过程的包装的精简化可节约原料，减少运输过程的能耗以及相应的废物排放。能耗以及相应的废物排放。减少产品运输过程中的能源消耗：减少产品运输过程中的能源消耗：考虑的因素：考虑的因素：价格、体积、可靠性、运输时间、运输距离以及价格、体积、可靠性、运输时间、运输距离以及环境影响等。如果可能的话，还需考虑对运输工环境影响等。如果可能的话，还需考虑对运输工具的能源效率的改进。具的能源效率的改进。建立完善配送体系：建立完善配送体系：完善产品配送体系有利于减完善产品配送体系有利于减少运输量。少运输量。5.减少产品使用阶段的潜在环境影响减少产品使用阶段的潜在环境影响降低产品使用
33、阶段的能耗：降低产品使用阶段的能耗：选择节能组件，以降选择节能组件，以降低产品的能耗；预制电源关闭模式；加载时钟开低产品的能耗；预制电源关闭模式；加载时钟开关，增加待机状态、关闭开关以及其他减少不必关，增加待机状态、关闭开关以及其他减少不必要电耗的装置；如果产品涉及长距离运输，应考要电耗的装置；如果产品涉及长距离运输，应考虑采用轻质材料；如果产品涉及加热（冷却），虑采用轻质材料；如果产品涉及加热（冷却），应加隔离层；考虑采用人力替代电力；采用被动应加隔离层；考虑采用人力替代电力；采用被动式太阳能加热或可充电池。式太阳能加热或可充电池。使用清洁能源：使用清洁能源：例如清洁能源汽车。例如清洁能源汽
34、车。减少辅助品或消耗品的使用：减少辅助品或消耗品的使用：在满足功能的前提在满足功能的前提下，尽量减少对消耗品的需求。下，尽量减少对消耗品的需求。采用清洁的消耗品或辅助品采用清洁的消耗品或辅助品。减少消费过程中的废物产生：减少消费过程中的废物产生：操作简单易用，指操作简单易用，指令明白清晰；预防使用者过量使用消耗品；对可令明白清晰；预防使用者过量使用消耗品；对可能的辅助品消耗予以明确表示；标明产品的状况，能的辅助品消耗予以明确表示；标明产品的状况，如电源开关或待机。如电源开关或待机。6.产品的回收处理产品的回收处理提高产品重复利用率：提高产品重复利用率：产品越以完整的状态被重产品越以完整的状态被
35、重复利用，其价值就越高。经典的产品设计常常对复利用，其价值就越高。经典的产品设计常常对二手用户具有很强的吸引力。二手用户具有很强的吸引力。可拆卸性设计和可回收性设计。可拆卸性设计和可回收性设计。产品的再制造：产品的再制造：应考虑重新利用产品中有价值的应考虑重新利用产品中有价值的组件，以避免其直接进入焚烧炉或填埋场。组件，以避免其直接进入焚烧炉或填埋场。产品报废后原材料的再循环利用产品报废后原材料的再循环利用初级循环利用：物料按其原有的使用级别重新循环利用；二级循环利用：物料降低使用级别重新循环利用；三级循环利用：指物料经加工后重新循环利用，如塑料分解后作为其他原材料。物料的循环利用应首先考虑初
36、级循环利用，其次是第二级和第三级循环利用。v报废产品的安全焚烧：报废产品的安全焚烧：如果再使用和循环利用均如果再使用和循环利用均无法实现，下一步最好的方案是安全焚烧，以回收无法实现，下一步最好的方案是安全焚烧，以回收热能，前提是不能严重污染生态环境。热能，前提是不能严重污染生态环境。绿色材料的选择绿色材料的选择降低降低能耗环能耗环境负荷境负荷最小最小材料是产品设计的物质基础，材料的选择是产品材料是产品设计的物质基础，材料的选择是产品设计的第一步。设计的第一步。面向材料设计技术的核心是为产品设计选择综合面向材料设计技术的核心是为产品设计选择综合性能优良的绿色材料，产品结构在满足功能前提性能优良的
37、绿色材料，产品结构在满足功能前提下，尽可能少地消耗材料（简约主义）。下，尽可能少地消耗材料（简约主义）。1.1.材料的定义材料的定义材料的定义材料的定义绿色材料绿色材料，又称环境协调材料，又称环境协调材料(Ecologicallybeneficialmaterial)、环境材料、生态环境、环境材料、生态环境材料，是指从原材料获取、生产、加工、使用、材料，是指从原材料获取、生产、加工、使用、再生和废弃等寿命周期全程中具有较低环境负荷再生和废弃等寿命周期全程中具有较低环境负荷值、较高可循环再生率和良好使用性能的材料。值、较高可循环再生率和良好使用性能的材料。环境负荷主要包括资源摄取量、能源消耗量、
38、污环境负荷主要包括资源摄取量、能源消耗量、污染排放量及其危害、废物排放量及其回收和处置染排放量及其危害、废物排放量及其回收和处置的难易程度等因素的难易程度等因素。2 2.绿色材料绿色材料绿色材料绿色材料 特点特点：（1）节约能源和资源。采用通过更优异的性能）节约能源和资源。采用通过更优异的性能(如质轻、如质轻、耐热、绝热性、探测功能、能量转换等耐热、绝热性、探测功能、能量转换等)提高能量效率。提高能量效率。改善材料的性能可以降低能量消耗，达到节能目的。通过改善材料的性能可以降低能量消耗，达到节能目的。通过更优异的性能更优异的性能(强度、耐磨损、耐热、绝热性、催化性等强度、耐磨损、耐热、绝热性、
39、催化性等)可降低材料消耗，从而节省资源。采用能提高资源利用率可降低材料消耗，从而节省资源。采用能提高资源利用率的材料的材料(催化剂等催化剂等)和可再生的材料。和可再生的材料。（2）可重复使用和循环再生。产品材料经过收集后，仅）可重复使用和循环再生。产品材料经过收集后，仅需要净化过程如清洗、灭菌、磨光和表面处理等即可再次需要净化过程如清洗、灭菌、磨光和表面处理等即可再次使用，或作为另一种新产品使用。使用，或作为另一种新产品使用。（3）对环境无害和对生物安全。材料在使用环境中不会）对环境无害和对生物安全。材料在使用环境中不会对动物、植物和生态系统造成危害。不含有毒、有害、导对动物、植物和生态系统造
40、成危害。不含有毒、有害、导致过敏和发炎、致癌和环境激素的元素和物质，具有很高致过敏和发炎、致癌和环境激素的元素和物质，具有很高的生物学安全性。的生物学安全性。（4）化学稳定性。材料在很长的使用时间内通过抑制其）化学稳定性。材料在很长的使用时间内通过抑制其在使用环境中在使用环境中(暴风雨、化学、光、氧气、水、土壤、温暴风雨、化学、光、氧气、水、土壤、温度、细菌等度、细菌等)的化学降解实现的稳定性。的化学降解实现的稳定性。（5）有毒、有害替代。可以用来替代已经在环境中传播）有毒、有害替代。可以用来替代已经在环境中传播并引起环境污染的材料，因为已经扩散的材料是不可收回并引起环境污染的材料，因为已经扩
41、散的材料是不可收回的，使用具有可置换性的材料是为了防止进一步的污染。的，使用具有可置换性的材料是为了防止进一步的污染。如生物降解塑料对塑料的可置换性。如生物降解塑料对塑料的可置换性。（6）舒适性和环境清洁、治理功能。材料在使用时能给）舒适性和环境清洁、治理功能。材料在使用时能给人提供舒适感的性质。包括抗振性、吸音性、抗菌性、湿人提供舒适感的性质。包括抗振性、吸音性、抗菌性、湿度控制、除臭性等。具有对污染物分离、固定、移动和解度控制、除臭性等。具有对污染物分离、固定、移动和解毒以便净化废气、废水和粉尘等的性质，以及探测污染物毒以便净化废气、废水和粉尘等的性质，以及探测污染物的功能。的功能。对绿色
42、材料可以从几个角度来分类。一般可以分对绿色材料可以从几个角度来分类。一般可以分为为天然材料天然材料、低环境负荷材料低环境负荷材料、循环再生材料循环再生材料和和环境功能材料环境功能材料四类四类。（1）天然材料）天然材料木材是应用最广泛、历史最悠久的天然木材是应用最广泛、历史最悠久的天然材料。木材集生物材料、能源材料、信息材料和人工材料材料。木材集生物材料、能源材料、信息材料和人工材料于一体。随着社会技术的进步，木材也逐渐扩大到以不同于一体。随着社会技术的进步，木材也逐渐扩大到以不同形状木材组元为基本单元的新型木质材料，如胶合板、纤形状木材组元为基本单元的新型木质材料，如胶合板、纤维板、刨花板、胶
43、合梁、石膏刨花板、木基复合材料、木维板、刨花板、胶合梁、石膏刨花板、木基复合材料、木质陶瓷等。质陶瓷等。分类分类分类分类:（2）低环境负荷材料）低环境负荷材料具有下列主要特征：具有下列主要特征：废弃物废弃物在处理或处置过程中能耗和物耗很小；在处理或处置过程中能耗和物耗很小；废弃物在处理或废弃物在处理或处置的过程中不形成二次污染。简而言之，这类材料对环处置的过程中不形成二次污染。简而言之，这类材料对环境的影响相对最小。低环境负荷材料主要包括高分子材料境的影响相对最小。低环境负荷材料主要包括高分子材料和无机材料。和无机材料。聚乙烯是最常用的高分子材料之一。它是农用地膜和日用聚乙烯是最常用的高分子材
44、料之一。它是农用地膜和日用包装袋的主要原料。随着聚乙烯的大量使用，其废弃量大包装袋的主要原料。随着聚乙烯的大量使用，其废弃量大量地增加，形成了严重的白色污染。为了解决白色污染，量地增加，形成了严重的白色污染。为了解决白色污染，使聚乙烯能够自行降解，人们开发了生物降解塑料薄膜和使聚乙烯能够自行降解，人们开发了生物降解塑料薄膜和光生物降解薄膜。对于生物降解材料，多数研究者的思路光生物降解薄膜。对于生物降解材料，多数研究者的思路是在聚乙烯中加入淀粉等天然聚合物，研究的重点是如何是在聚乙烯中加入淀粉等天然聚合物，研究的重点是如何改善淀粉和聚乙烯的混合性能以及提高淀粉热塑性性能的改善淀粉和聚乙烯的混合性
45、能以及提高淀粉热塑性性能的各种添加剂。如果能在生物降解薄膜中加入光激活剂，则各种添加剂。如果能在生物降解薄膜中加入光激活剂，则可加速生物降解的速度，使降解的过程更加彻底。可加速生物降解的速度，使降解的过程更加彻底。（3）循环与再生材料）循环与再生材料材料的再生利用是节约资源，材料的再生利用是节约资源，实现可持续发展的一个重要途径，同时，也减少了污染物实现可持续发展的一个重要途径，同时，也减少了污染物的排放，避免了末端处理的工序，增加了环境效益。的排放，避免了末端处理的工序，增加了环境效益。（4）环境功能材料）环境功能材料能分离、分解或吸收废气或废液能分离、分解或吸收废气或废液的材料称为环境功能
46、材料或净化材料，具有下列特征：的材料称为环境功能材料或净化材料，具有下列特征：材料在使用的过程中具有净化、治理、修复环境的功能；材料在使用的过程中具有净化、治理、修复环境的功能；在其使用过程中不形成二次污染；在其使用过程中不形成二次污染；材料本身易于回收材料本身易于回收或再生。尽管环境材料的概念是近年来才出现的一个新东或再生。尽管环境材料的概念是近年来才出现的一个新东西，但环境功能材料的应用和生产却已经有了相当长的历西，但环境功能材料的应用和生产却已经有了相当长的历史。许多新型的环境功能材料不断面世。史。许多新型的环境功能材料不断面世。（1）材料的最佳利用原则）材料的最佳利用原则提高材料的利用
47、率，不仅可以减少材料浪费，解决资源枯提高材料的利用率，不仅可以减少材料浪费，解决资源枯竭问题，而且可以减少排放，减少对环境的污染。尽量选竭问题，而且可以减少排放，减少对环境的污染。尽量选择绿色材料和可再生材料，使材料的回收利用与投入比率择绿色材料和可再生材料，使材料的回收利用与投入比率趋于趋于1。产品报废后的资源的有效回收利用对解决目前所。产品报废后的资源的有效回收利用对解决目前所面临的资源枯竭问题是非常重要的。尽量减少产品中的材面临的资源枯竭问题是非常重要的。尽量减少产品中的材料种类，以利于产品废弃后的回收。少用短缺或稀有的原料种类，以利于产品废弃后的回收。少用短缺或稀有的原材料，多用废料、
48、余料或回收材料，多用代用材料。尽量材料，多用废料、余料或回收材料，多用代用材料。尽量采用相容性好的材料，不用难于回收或无法回收的材料。采用相容性好的材料，不用难于回收或无法回收的材料。优先采用可再利用或再循环的材料。优先采用可再利用或再循环的材料。（2）能源的最佳利用原则）能源的最佳利用原则在材料生命周期中应尽可能采用清洁型可再生能源在材料生命周期中应尽可能采用清洁型可再生能源(如太如太阳能、风能、水能、地热能阳能、风能、水能、地热能)。材料生命周期能量利用率。材料生命周期能量利用率最高，即输出与输入能量的比值最小。最高，即输出与输入能量的比值最小。选择原则：选择原则：选择原则：选择原则：（3
49、污染最小原则）污染最小原则在材料生命周期全过程中产出的环境污染最小。选择材料在材料生命周期全过程中产出的环境污染最小。选择材料时必须考虑其对环境的影响，严重的环境污染会给人类乃时必须考虑其对环境的影响，严重的环境污染会给人类乃至整个生物圈造成巨大的损害。至整个生物圈造成巨大的损害。（4）损害最小原则）损害最小原则在材料生命周期全过程中对人体健康的损害最小。在选择在材料生命周期全过程中对人体健康的损害最小。在选择材料时必须考虑其对人体健康的损害，通常应注意材料的材料时必须考虑其对人体健康的损害，通常应注意材料的辐射强度、腐蚀性、毒性等，尽量少用或不用有害的原材辐射强度、腐蚀性、毒性等，尽量少用
50、或不用有害的原材料。料。在进行绿色设计时，不仅要正确选择材料，还要重视材料在进行绿色设计时，不仅要正确选择材料，还要重视材料的管理，例如，做好材料的标识标记，对不同种类和性能的管理，例如，做好材料的标识标记，对不同种类和性能的材料要分类归存和管理，不把含有害成分与无害成分的的材料要分类归存和管理，不把含有害成分与无害成分的材料混放。对于达到生命周期的产品，其有用部分要充分材料混放。对于达到生命周期的产品，其有用部分要充分回收利用，不可用部分要采用一定的工艺方法进行处理，回收利用，不可用部分要采用一定的工艺方法进行处理，使其对环境的影响最低。建立材料数据库，包括材料性能使其对环境的影响最低。建立
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