哈工大機械系統(tǒng)設計第章

1時間

1班11月8日（周日）上午8:30～10:00

2班+實驗學院16-21號11月8日（周日）上午10:10～11:40

7班+實驗學院23-34號11月8日（周日）下午1:30～3:008班+實驗學院35-41號11月8日（周日）下午3:10～4:40

2地點：主樓地下室（靠近電機樓一側）

3每人必須買實驗指導書，否則沒成績?。ㄖ鳂?16買指導書）4必須在指導老師處詳細登記你的姓名、班號、學號實驗安排第九章綠色設計簡介2

綠色設計(GreenDesign)是20世紀80末出現(xiàn)的一股國際設計潮流。綠色設計反映了人們對于現(xiàn)代科技文化所引起的環(huán)境及生態(tài)破壞的反思，同時也體現(xiàn)了設計師道德和社會責任心的回歸。

在很長一段時間內(nèi)，工業(yè)設計在為人類創(chuàng)造了現(xiàn)代生活方式和生活環(huán)境的同時，也加速了資源、能源的消耗，并對地球的生態(tài)平衡造成了巨大的破壞。特別是工業(yè)設計的過度商業(yè)化，使設計成了鼓勵人們無節(jié)制消費的重要介質(zhì)，因而招致了許多的批評和責難，設計師們不得不重新思考工業(yè)設計的職責與作用。第九章綠色設計簡介3

一、綠色設計的概念

綠色設計(GreenDesign)也稱為生態(tài)設計(EcologicalDesign)，環(huán)境設計(DesignforEnvironment)

基本思想：在設計階段就將環(huán)境因素和預防污染的措施納入產(chǎn)品設計之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設計目標和出發(fā)點，力求使產(chǎn)品對環(huán)境的影響為最小。對工業(yè)設計而言，綠色設計的核心是“3R”，即：Reduce—減少，Recycle—循環(huán)，Reuse—重新利用第九章綠色設計簡介43R的含義“Reduce”

，即在產(chǎn)品設計中盡量減少體積、重量，簡化結構，去掉一切不必要的用材；在制造中減少能源消耗，降低成本；減少消費中的污染?！癛euse”

，首先是產(chǎn)品部件結構自身的完整性；其次是產(chǎn)品主體的可替換性結構的完整性；再則是產(chǎn)品功能的系統(tǒng)性。“Recycle”，它包含了立法、建立回收運行機制、可回收的結構設計、利用回收資源再設計生產(chǎn)的一整套工程。第九章綠色設計簡介5設計師的使命與責任關注產(chǎn)品設計—生產(chǎn)—消費—回收—再利用的方法和過程；有效地利用有限資源和使用可回收材料制成產(chǎn)品；從材料選擇、結構功能、制造過程、包裝方式、儲運方式、產(chǎn)品使用、廢品處理及再生利用等諸方面，全方位考慮資源的利用、對環(huán)境的影響以及解決的方法；必須把產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成本與環(huán)境指數(shù)列入同等的設計指標，把降低生產(chǎn)能耗、易于拆卸運輸、使材料和部件能夠循環(huán)利用納入設計應該考慮的范疇，從而設計出更多無污染的綠色產(chǎn)品來滿足市場。第九章綠色設計簡介6

機械產(chǎn)品綠色設計是一種基于產(chǎn)品整個生命周期，并以產(chǎn)品的環(huán)境資源屬性為核心的現(xiàn)代設計理念和方法，在設計中，除考慮產(chǎn)品的功能、性能、壽命、成本等技術和經(jīng)濟屬性外，還要重點考慮產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用、廢棄和回收的過程中，對環(huán)境和資源的影響。第九章綠色設計簡介7

綠色設計將產(chǎn)品的生命周期拓展為從原材料制備到產(chǎn)品報廢后的回收處理及再利用。第九章綠色設計簡介8二、機械產(chǎn)品綠色設計的基本內(nèi)涵

在產(chǎn)品設計的全過程中，產(chǎn)品的基本技術性能屬性與環(huán)境資源屬性、經(jīng)濟屬性并重，且環(huán)境資源屬性優(yōu)先。

在設計階段應充分考慮產(chǎn)品在使用廢棄后的可拆性和回收利用性。

提出了產(chǎn)品設計者和生產(chǎn)企業(yè)在環(huán)境保護、節(jié)約資源方面應承擔的社會責任。即對大宗工業(yè)產(chǎn)品，企業(yè)不但要生產(chǎn)產(chǎn)品，同時，還應在可能的范圍內(nèi)，承擔產(chǎn)品回收和再利用的義務。

它是對傳統(tǒng)設計方法、設計理念的發(fā)展和創(chuàng)新，體現(xiàn)了人類對機械產(chǎn)品設計學科認識的深化。第九章綠色設計簡介9三、機械產(chǎn)品綠色設計和傳統(tǒng)設計的區(qū)別

傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計側重的是產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成本等產(chǎn)品的基本技術與經(jīng)濟屬性，對產(chǎn)品的考慮最多到產(chǎn)品使用報廢為止。按傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計理念，在產(chǎn)品使用報廢后，就成了一堆廢鐵和垃圾，與制造企業(yè)也沒有任何關系，報廢產(chǎn)品金屬零件的回收利用主要采用回爐冶煉方式，很少直接利用因而是一種“從搖籃到墳墓”的過程。綠色設計與傳統(tǒng)設計的根本區(qū)別在于：綠色設計要考慮產(chǎn)品的整個生命周期，從產(chǎn)品的構思開始，在產(chǎn)品的結構設計、零部件的選材、制造、使用、報廢和回收利用過程中對環(huán)境、資源的影響，希望以最小的代價實現(xiàn)產(chǎn)品“從搖籃到再現(xiàn)”的循環(huán)。第九章綠色設計簡介10第九九章章綠綠色色設設計計簡簡介介第九九章章綠綠色色設設計計簡簡介介今天天面面臨臨的的三三大大問問題題資源源問問題題環(huán)境境問問題題人口口問問題題第九九章章綠綠色色設設計計簡簡介介環(huán)境境問問題題決決非非是是孤孤立立存存在在的的，，它它和和資資源源、、人人口口兩兩大大問問題題有有著著根根本本的的內(nèi)內(nèi)在在聯(lián)聯(lián)系系，，特特別別是是資資源源問問題題，，它它不不僅僅涉涉及及人人類類世世界界有有限限資資源源的的合合理理利利用用，，而而且且它它又又是是環(huán)環(huán)境境問問題題的的主主要要根根源源。。制造造業(yè)業(yè)是是將將可可用用資資源源(包括括能能源源)通過過制制造造過過程程，，轉轉化化為為可可供供人人們們使使用用和和利利用用的的工工業(yè)業(yè)產(chǎn)產(chǎn)品品或或生生活活消消費費品品的的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)。。制制造造業(yè)業(yè)一一方方面面是是制制造造人人類類財財富富的的支支柱柱產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)；；另另一一方方面面又又產(chǎn)產(chǎn)生生大大量量廢廢棄棄物物(物料廢廢棄物物、能能源廢廢棄物物、產(chǎn)產(chǎn)品使使用終終結后后的廢廢棄物物等)，對環(huán)環(huán)境造造成污污染，，是當當前環(huán)環(huán)境污污染的的主要要源頭頭。第九章章綠綠色色設計計簡介介對機械械產(chǎn)品品來講講，設設計是是源頭頭，建建立綠綠色設設計理理念很很重要要。今天所所面臨臨的主主要由由工業(yè)業(yè)設備備、工工業(yè)產(chǎn)產(chǎn)品制制造與與使用用所造造成的的環(huán)境境污染染、資資源浪浪費等等問題題，除除受當當時時時代的的科學學技術術發(fā)展展水平平的限限制，，對可可能引引起的的問題題預見見、認認識不不夠有有關外外，還還在很很大程程度上上與一一些傳傳統(tǒng)落落后的的產(chǎn)品品設計計理念念有關關。例如：：在過過去的的設計計理念念中，，幾乎乎不考考慮環(huán)環(huán)境問問題，，也不不考慮慮產(chǎn)品品的回回收利利用問問題，，并將將煙囪囪林立立、濃濃煙滾滾滾、、污水水橫流流、機機器轟轟鳴等等看成成是工工業(yè)化化的標標志就就是最最典型型的代代表。。對所制制造和和銷售售的產(chǎn)產(chǎn)品與與企業(yè)業(yè)和設設計人人員的的關系系，現(xiàn)現(xiàn)在很很多設設計人人員仍仍認為為“產(chǎn)產(chǎn)品過過了保保修期期就與與自己己和企企業(yè)沒沒有關關系了了”。。所以，，必須須改變變產(chǎn)品品設計計的傳傳統(tǒng)觀觀念，，要樹樹立““今天天的產(chǎn)產(chǎn)品，，就是是明天天的廢廢品””的產(chǎn)產(chǎn)品設設計理理念，，從產(chǎn)產(chǎn)品的的性能能、材材料選選擇、、制造造、使使用、、合理理的產(chǎn)產(chǎn)品壽壽命、、報廢廢回收收的整整個過過程來來看待待現(xiàn)在在正進進行的的產(chǎn)品品設計計，尤尤其是是考慮慮產(chǎn)品品報廢廢后的的回收收性，，進行行綜合合平衡衡和決決策，，樹立立全新新的綠綠色產(chǎn)產(chǎn)品設設計理理念。。第九章章綠綠色色設計計簡介介15四、對對報廢廢產(chǎn)品品的重重新認認識。。原因：：產(chǎn)品品的有有效壽壽命周周期明明顯縮縮短，，很多多產(chǎn)品品由于于性能能落后后或僅僅僅由由于外外觀老老舊而而報廢廢。被被廢棄棄的不不僅是是報廢廢的產(chǎn)產(chǎn)品，，而且且還有有廢棄棄產(chǎn)品品中所所包含含的資資源。。所以以，綠色設設計強強調(diào)對對“物理報報廢”和“性能報報廢”產(chǎn)品的的回收收和再再利用用。1）使產(chǎn)產(chǎn)品具具有合合理的的使用用壽命命，而而不一一味地地追求求產(chǎn)品品的經(jīng)經(jīng)久耐耐用。。使現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)產(chǎn)品、、儲備備產(chǎn)品品和研研發(fā)產(chǎn)產(chǎn)品之之間有有合理理的技技術繼繼承和和聯(lián)系系。如如采用用系列列化、、模塊塊化和和標準準化設設計技技術，，在產(chǎn)產(chǎn)品設設計中中考慮慮產(chǎn)品品零部部件的的技術術和結結構的的繼承承性，，為產(chǎn)產(chǎn)品在在報廢廢后的的再制制造奠奠定技技術基基礎。。2）運用用面向向拆卸卸的設設計技技術，，注意意考慮慮產(chǎn)品品的裝裝拆結結構設設計，，方便便裝拆拆。3）應考考慮對對一些些產(chǎn)量量大、、使用用時間間長的的產(chǎn)品品，在在技術術進步步后，，如何何對已已銷售售的產(chǎn)產(chǎn)品進進行合合理的的、較較為經(jīng)經(jīng)濟的的改裝裝，以以提高高產(chǎn)品品使用用性能能的設設計方方法。。第九章章綠綠色色設計計簡介介16五、綠綠色設設計的的內(nèi)容容1綠色產(chǎn)產(chǎn)品設設計的的材料料選擇擇與管管理有害與與無害害材料料的分分離；；報廢產(chǎn)產(chǎn)品有有用材材料要要充分分回收收利用用；報廢產(chǎn)產(chǎn)品不不可用用材料料的處處理方方法。。2產(chǎn)品的的可回回收性性設計計考慮材材料的的回收收可能能性、、回收收價值值的大大小，，回收收處理理方法法等3產(chǎn)品的的可拆拆卸性性設計計設計結結構易易于拆拆卸，，維護護方便便，產(chǎn)產(chǎn)品報報廢后后能重重新回回收利利用第九章章綠綠色色設計計簡介介17六、綠綠色色設計計的方方法1模塊化化設計計在功能能分析析的基基礎上上，劃劃分并并設計計出一一系列列功能能模塊塊，通通過模模塊的的選擇擇和組組合可可以構構成不不同的的產(chǎn)品品，滿滿足不不同的的需求求。模模塊塊化設設計既既可以以很好好的解解決產(chǎn)產(chǎn)品品品種規(guī)規(guī)格，，產(chǎn)品品設計計制造造周期期和生生產(chǎn)成成本之之間的的矛盾盾，又又可為為產(chǎn)品品的快快速更更新?lián)Q換代，，提高高產(chǎn)品品的質(zhì)質(zhì)量，，方便便維修修，有有利于于產(chǎn)品品廢棄棄后的的拆卸卸，回回收，，為增增強產(chǎn)產(chǎn)品的的競爭爭力提提供必必要條條件。。2循環(huán)設設計循環(huán)設設計即即回收收設計計(DesignforRecovering&Recycling),即在進行行產(chǎn)品品設計計時，充分分考慮產(chǎn)品零零部件件及材材料回收的的可能能性，回收價價值的的大小小，回收處處理方方法，回收處處理工工藝性性等與回回收有有關的的一系系列問問題，，以達達到零零部件件及材材料資資源和和能源源的充充分有有效利利用，，環(huán)境境污染染最小小的一一種設設計的的思想想和方方法。。第九章章綠綠色色設計計簡介介18三綠綠色設設計的的方法法3其他方方法如組合合設計計，可可拆卸卸設計計，綠綠色包包裝設設計等等等，，其基基本的的內(nèi)涵涵也是是大致致如上上所述述。第九章綠綠色設計簡介介19第九章綠綠色設計簡介介七、綠色設設計的原則綠色設計的目目的就是利用用并行設計的的思想，綜合合考慮在產(chǎn)品品生命周期中中的技術、環(huán)環(huán)境以及經(jīng)濟濟性等因素的的影響，使所所設計的產(chǎn)品品對社會的貢貢獻最大，對對制造商、用用戶以及環(huán)境境負面影響最最小。1技術先進性原原則（技術創(chuàng)新性原原則、功能先進實用用原則）2環(huán)境協(xié)調(diào)性原原則（資源最佳利用用原則、能量最佳利用用原則、污染極小化原原則）3安全宜人性原原則4綜合效益最佳佳原則201技術先進性原原則技術先進性是是綠色設計的的前提。綠色設計強強調(diào)先進的技技術，保證安安全、可靠、、經(jīng)濟地實現(xiàn)現(xiàn)產(chǎn)品的各項項功能和性能能，保證產(chǎn)品品生命周期全全過程具有很很好的環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)性。技術創(chuàng)新是綠綠色設計的靈靈魂，綠色設計面對對的是以前從從來沒有解決決過的新問題題，設計者們們要善于思考考，敢于想象象，大膽創(chuàng)新新。功能先進實用用原則是綠色色設計的根本本原則，綠色設計的的最終目標是是向用戶和社社會提供功能能先進實用的的綠色產(chǎn)品。。產(chǎn)品功能先進進實用是設計計的首要目標標。功能先進性意味著產(chǎn)品應應采用先進技技術來實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)品的功能。。同樣的功能能，用先進技技術來實現(xiàn)不不僅容易，產(chǎn)產(chǎn)品的可靠性性也會增強，，產(chǎn)品會變得得更加實用，，功能的擴展展也更容易。。功能實用性意味著產(chǎn)品的的功能能夠滿滿足用戶要求求，并且性能能可靠、簡單單易用，同時時它排斥了冗冗余功能的存存在。目前國國際上興起的的“低價位”產(chǎn)品熱正好反反映了制造廠廠家觀念的改改變。第九章綠綠色設計簡介介212環(huán)境協(xié)調(diào)性原原則綠色設計強調(diào)調(diào)應用各種先先進的綠色技技術和措施使使得產(chǎn)品在生生命周期的各各個階段具有有節(jié)能降耗、、保護環(huán)境和和人體健康等等特性資源最佳利用用原則（1考慮資源的再再生能力，盡盡可能選擇可可再生資源。。2盡可能保證資資源在產(chǎn)品的的整個生命周周期中得到最最大限度的利利用，對于確確因技術限制制而不能回收收再生重用的的廢棄物應能能夠自然降解解，或便于安安全的最終處處理，以免增增加環(huán)境的負負擔）。能量最佳利用用原則（1應盡可能選用用可再生能源源，優(yōu)化能源源結構，盡量量減少不可再再生能源的使使用。2力求使產(chǎn)品全全生命周期中中能量消耗最最少，以減少少能源的浪費費。同時，減減少由于這些些浪費的能量量造成的環(huán)境境污染。）污染極小化原原則徹底拋棄傳統(tǒng)統(tǒng)的“先污染、后治治理”的末端治理方方式，在設計計時就充分考考慮如何使產(chǎn)產(chǎn)品在其全生生命周期中對對環(huán)境的污染染最??；如何何消除污染源源，從根本上上消除污染。。產(chǎn)品在其全生生命周期中產(chǎn)產(chǎn)生的環(huán)境污污染為零是綠綠色設計的理理想目標。第九章綠綠色設計簡介介223安全宜人性原原則綠色設計不僅僅要求考慮如如何確保產(chǎn)品品生產(chǎn)者和使使用者的安全全，而且還要要求產(chǎn)品符合合人機工程學學、美學等有有關原理，以以使產(chǎn)品安全全可靠、操作作性好、舒適適宜人。也就就是說，綠色色設計不僅要要求所設計的的產(chǎn)品在其全全生命周期過過程中對人們們的身心健康康造成傷害最最小，還要求求給產(chǎn)品的生生產(chǎn)者和使用用者提供舒適適宜人的作業(yè)業(yè)環(huán)境。4綜合效益最佳佳原則經(jīng)濟合理性是是綠色設計中中必須考慮的的因素之一。。一個設計方方案或產(chǎn)品若若不具備用戶戶可接受的價價格，就不可可能走向市場場。與傳統(tǒng)設設計不同，綠綠色設計中不不僅要考慮企企業(yè)自身的經(jīng)經(jīng)濟效益，而而且還要從可可持續(xù)發(fā)展觀觀點出發(fā)，考考慮產(chǎn)品全生生命周期的環(huán)環(huán)境行為對生生態(tài)環(huán)境和社社會所造成的的影響，即考考慮設計所帶帶來的生態(tài)效效益和社會效效益。以最低低的成本費用用收到最大的的經(jīng)濟效益、生生態(tài)效益和社社會效益。第九章綠綠色設計簡介介23八、機械系系統(tǒng)綠色設計計準則由于綠色設計計是對現(xiàn)有設設計的繼承和和發(fā)展，其設設計內(nèi)涵較現(xiàn)現(xiàn)有設計更加加豐富?，F(xiàn)將將綠色設計的的設計準則總總結如下：1綠色設計中材材料選擇2面向制造階段段的綠色設計計準則3面向包裝運輸輸?shù)木G色設計計準則4面向使用階段段的綠色設計計準則5面向拆卸回收收階段的綠色色設計準則第九章綠綠色設計簡介介241提高產(chǎn)品的環(huán)環(huán)保性能（1）降低產(chǎn)品品尺寸（2）減少重量量（3）減少包裝裝材料（4）用可辨識識材料（5）減少材料料種類（6）少用有害害、有毒材料料（7）減少產(chǎn)品品說明書（8）用可生物物分解材料（9）考慮廢棄物物處理方式第九章綠綠色設計簡介介九、機械產(chǎn)品品綠色設計中中的一些具體體措施252提高產(chǎn)品回收收性能(1)避免材料復雜雜(2)采用回收價值值高的材料(3)可辨識回收物物(4)用可回收包裝裝(5)易更換、易修修復零件(6)易拆解第九章綠綠色設計簡介介263提高產(chǎn)品易于于拆解性能（1）易松開、少少固定件（2）少用焊、膠膠結法（3）考慮拆解順順序（4）易拆解工作作（5）用相同扣件件、固定零件件（6）減少零、組組件數(shù)目（7）采用多功能能零件第九章綠綠色設計簡介介274節(jié)省能源（1）降低生產(chǎn)階階段的能源耗耗用（2）降低產(chǎn)品能能源耗用（3）減少體積、、重量，節(jié)省省運輸能源耗耗用（4）采用可再生生能源材料（5）少用照明（6）散熱給余熱熱再利