一、绿色设计的概念
绿色设计(GreenDesign)是以环境保护和资源节约为核心概念的新型工业设计方法,它要求在产品的整个生产周期内把产品的基本属性(功能、质量、寿命、成本等)和环境属性(可拆性、可回收性等)紧密结合。换句话说,绿色设计就是以减少(reduce)物资和能源消耗,减少或杜绝(reuse)有害物质的排放,提倡产品或零件的方便回收并再生循环或重新利用(recycle)为目的的(简称"3R核心"),并强调全方位对环境关注的一种设计理念。
二、绿色设计与传统设计的区别
传统设计往往是根据用户市场的对产品的需要来设计,考虑较多的是产品的基本属性,而不考虑或很少考虑产品的环境属性,在产品完成使用寿命后就基本成了无用垃圾,回收利用率低,资源浪费严重,产生的有害物质严重污染生态环境,也就是所谓的"为使用而设计"。
绿色设计则重点考虑在产品的整个生产周期内如何做到对环境的负面影响最小,优先考虑的是产品的环境属性,而后考虑的才是产品的基本属性,也就是所谓的"为环境而设计"。
三、绿色设计在高压电器制造行业的运用
高压电器产品正朝着小型化、少维护、高可靠、绿色环保的方向发展,客户将会更多地在关注产品成本(如地价、土建、运行、维护各项成本)的同时关注产品运行过程中对环境的影响及处理。现在就从以下五个方面谈谈绿色设计在高压电器行业的运用:
1.绿色材料的设计
由于目前材料的生产成形技术和工艺水平已经相当成熟,各种先进的制造技术和新材料的也已完全能够满足高压电器产品各方面的要求。因此绿色材料的设计主要就是材料的选择,使选择的材料本身要具有绿色特性。
a)在设计过程中应尽量减少所用材料的种类,减少废弃后的回收成本;如提高产品的标准化程度,增强同一类型、不同规格产品零件的互换性;
b)优先使用可回收、易分解、可循环利用、低污染的材料。如随着1997年《京都议定书》的通过,现在一些高压电器制造企业已经不再使用或尽量减少使用限制排放的SF6气体作为开关设备的绝缘介质,而推出了使用N2和高压压缩空气作为绝缘介质的高压开关设备;
c)为便于回收,在设计产品的所用材料上要注明其型号、种类等内容,特别是作为高压电器产品绝缘材料广泛应用的树脂、塑料等绝缘材料。
2.模块化设计
模块化设计是指在一定范围内,在对不同功能或相同功能下的不同类型、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列的功能模块,通过模块的不同组合可以构成不同的产品,以满足市场的不同需要,如ABB环网开关的上部单元结构。因此我们在进行高压电器产品设计时,也应尽可能将各部件设计成相对独立的功能模块,这样绿色设计和模块化的结合,就可以满足电力市场对高压电器产品功能属性和环境属性的要求。
3.面向制造和装配的工艺设计
在我们设计过程中应考虑到产品应更容易制造和装配,并且在产品的制造和装配过程中应对环境元污染或少污染,所需能源和资源最少。
a)采用合理的新型加工方法(如激光加工、少/元切削加工、激光焊接、超声波焊接、快速成形技术等等),优化工艺设计方案,避免不必要的二次加工,降低原材料的消耗,减少废料;
b)采用合适的包装形式,提倡采用通用包装、可反复使用包装形式,包装废弃物应能可降解处理,同时开发新的包装材料,实现用最少的材料来满足各种包装;
c)进行高压电器行业资源的整合,提高零配件的标准化程度,鼓励和提倡由专门企业实现对高压电器产品专用零配件的生产,减少废次品,提高产品合格率,节约成本,降低能耗;
d)生产过程中应尽量减少使用对环境或操作者有影响或危害的物质。
4.均衡的长寿命设计
实现产品各部件使用寿命的均衡是绿色设计的一项基本原则。虽然我们高压电器产品的设计过程中,使所有元件达到完全相同或相似的长寿命是不可能的,但在设计时应考虑一些重要元件模块具有较长的寿命,同时易损坏的模块应易于更换,对一些关键的模块应考虑设计成易于检测和维修的结构;同时应采用各种先进的设计理论和产品技术预测,使设计出的产品能满足当前和相当一段时间内的市场需求,最大限度减少产品过时,节约资源。
5.可拆卸性和可回收性设计
可拆卸性、可回收性的设计是指在产品的设计过程中,我们都要考虑到设计的产品应易于拆卸,使用不同材料的零件应可以方便的分离开来,以利于产品的循环再用、回收再生和降解。其原则就是鼓励企业减少材料种类,提高材料和零件的兼容性,允许使用可重复使用的零部件,使用不需要特殊工具连接的连接件,鼓励用户进行循环利用等等。
通过以上五个方面的设计运用,高压电器产品整个生产周期将会形成一个绿色的闭环系统,对环境的负面影响也将达到最低。
见图1绿色设计的闭环系统
四 结束语
绿色设计作为一种新的设计方法在国内外已经得到了广泛的认可与重视,并且在企业也得到了很好的运用和推广。绿色设计技术不仅保护了环境、减少了资源浪费,同时也为企业创造了可观的经济效益和社会效益。它体现的是企业的绿色形象,强调的是全局和长远利益。因此,基于绿色设计的技术,高压电器制造企业如果在重视产品可靠性、稳定性的同时,也重视产品的绿色环保性,将会明显提升高压电器产品的市场竞争力,为企业创造良好的条件和机遇。
同时政府也应大力宣传科学发展观,使建设资源节约型、环境友好型社会深入人心,通过政策法规鼓励和扶持绿色设计在企业的推广运用,同时加强为企业培养绿色设计管理人才和设计人才。
最后,由于本人的水平有限,以上仅是个人的一点看法,目的也仅仅是希望为绿色设计在高压电器行业中的运用和推广作出微薄之力,不当和错误之处在所难免,还请同行专家和学者批评指正。
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文章标题：浅谈绿色设计在高压电器制造行业的运用
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