綠色設計理念在產品設計中應用的研究綜述

文/李晗希 嚴波 孫晉琪(昆明理工大學 藝術與傳媒學院)

現階段人們生活節奏加快、生活質量提高，但與此同時，工業發展帶來的環境污染問題也越來越顯著：大量能源被快速消耗，不可再生資源岌岌可危。伴隨著這些巨大改變，在日常產品中融入綠色設計理念早已經成為人們的共識。綠色產品著重考慮生態環境的收益問題[1]，成為社會倡導、大眾追求的一種更加健康積極的精神層次。

一、綠色設計理念的發展研究

（一）綠色設計的內涵

綠色設計也稱作是生態設計、環境設計。基本思想是：在充分考慮產品質量、功能、使用壽命和成本的同時，在每個階段都要將環境條件和預防污染的舉措納入設計之中，使產品從生產使用到結束壽命的整個過程中對環境的影響因素降到最低[2]。綠色設計尋求“自然綠色、經濟綠色、社會綠色、心靈綠色”的交集最大化[3]，被廣泛應用在從產品室內設計到景觀環境設計等多個與人們生活息息相關領域中。

學者研究認為“綠色設計在發展中的目的在于：在產品的每一個設計制造階段，要尋找最合理和最優化的解決方案，建立高效能動的反饋機制。[4-5]”基于閉路循環理念設計出的綠色產品可以被理解為充分利用資源條件、減少不必要能源消耗、實現循環再利用的產品。

（二）綠色設計的發展階段

1.誕生期

綠色設計的理念最早出現在20世紀60年代末期，美國設計理論家維克多·巴巴納克在出版的《為真實的世界設計》一書中提道：“設計的最大作用是一種適當的社會變革過程中的元素。”他也重點強調了設計應該認真考慮地球上有限資源的合理使用問題[6]，但在當時，他的這一套基于合理利用資源保護地球環境而提出的設計理念并不能為大多數人所理解，受到了極大的爭議。

2.成長期

20世紀70年代能源危機的爆發，使人們意識到化石燃料的蘊藏量并不是無限的，人類需要將目光轉移到可再生的清潔能源上來。20世紀80年代末，工業設計在為人類提供生活方式極大改變的同時，加速了資源、能源消耗，給生存環境帶來嚴重的危機，于是名為“綠色設計”的國際設計潮流應運而生，這種潮流反映出設計師責任心及道德感的回歸。

3.快速發展期

此后，隨著科技、工業、環境三位一體的迅猛融合發展，許多設計師開始探索更深層次的工業設計與生存環境協調發展關系，力圖通過設計活動在人、機、環境之間建立一種可持續發展機制。由此，綠色設計得到快速發展，同時也成了當今工業設計發展的主要趨勢之一。

二、綠色設計理念融合產品設計的積極影響

綠色設計理念在產品設計中的應用十分廣泛，在設計時不僅需要設計易于使用、舒適便利的產品，還需要降低生產過程及產品本身對人和自然環境帶來的危害，使得人、機、環境三者既相互制約又相互促進的關系變得更加清晰鮮活[7]。

接下來，針對產品創造過程中的設計流程、設計理念、材料選擇、制造過程、后期利用這五個方面中綠色設計的應用進行分析和探討。

（一）設計流程的閉環化與規范化

綠色設計與產品設計融合要考慮設計活動所帶來的生態影響，盡可能降低設計、生產過程及產品本身對人和自然環境帶來的危害。學者研究認為，“任何產品都有一個誕生-生長-成熟-衰亡-再生（不同形式的）的生命周期過程，并且可以被當作生命體來對待”“設計出從生產加工制造到使用后回收再利用的整個過程真正綠色環保的產品”[8]。

依據學者們對“全生命周期”理念的闡述，且基于整個產品創造規范流程，將綠色產品的設計過程簡要劃分為以下6個方面（如圖1所示）。從這些方面達到整個設計體系在框架制定、材料及生產工藝選擇、廢棄物處理等多角度的共生狀態。

圖1 綠色設計應用流程

（二）設計理念的多元化與人性化

1.模塊化設計

模塊化設計是將一個產品按照結構或功能劃分為獨立的模塊，用戶結合自己的需求將這些模塊自由選擇、排列重組，產生出多種不同性能的產品。學者認為，“要彰顯出綠色設計理念，通過多種組合形式使產品得到最大限度的利用，降低資源消耗。[9]”

綜合學者研究可以看出：模塊化設計中每一個模塊具有相對獨立性，每一個部分的尺寸、結構參數標準化。使用模塊化設計便于解決產品零件的兼容性問題，降低生產成本和維修成本，延長產品壽命。

2.減量化設計

減量化設計是通過更少的資源投入來達到既定的目的，是減少環境污染的最基本的途徑。學者們研究認為“通過簡潔視覺增強用戶記憶,通過有效信息增強企業品牌傳達力”“隨著減量化設計的發展,應實現各個環節中資源消耗的減少及能量利用率的提高。[10]”由此可見，減量化設計要求在滿足功能的前提下，從源頭開始確保材料、程序、內容的簡單使用。在產品設計過程中我們應做到“三減”：材料減量化、造型減量化、包裝減量化。

3.功能化設計

功能化設計是指在設計之初對消費者需求進行廣泛調研，以此結果為依據設計的產品通過功能迭代延長壽命。學者們研究認為，“對于兒童產品來說，如果只為兒童某一階段進行設計，很容易造成一段時間后這款產品不能滿足兒童的生理上的需求。[11]”

誠然，人類幼年時期屬于身心逐漸發展階段，所以在兒童產品設計時，陪伴觀念十分重要。例如兒童書桌椅設計需要可升降功能，隨著孩子成長桌椅能一直使用，不僅延長了產品壽命，還增加了一種縱使年輪更替學習的伙伴一直陪伴在身邊的產品寓意。

（三）材料選擇的多樣化與低能化

1.清潔材料

設計所選用的清潔材料，不僅要求在使用過程中不對人體造成傷害，同時也要求在產品報廢后不對自然環境產生危害。學者們研究認為，“設計時應結合產品的設計需求，首選環境兼容性好的綠色材料”“清潔材料要能夠自行降解，甚至可以在分解后提升土壤肥力。[12]”

綜合學者們的研究可以看出，清潔材料的運用是實現綠色發展理念的關鍵環節。可以將常用的清潔材料歸納為以下兩類：一是純天然的、沒有或含有極少有害物質的基本無毒無害型材料；二是通過二次處理控制有害物質緩慢釋放的低毒、低排放型材料。

2.可回收材料

可回收材料是在回收之后進行再生循環利用的材料，材料的回收再利用是產品循環經濟的重要組成部分。例如深受年輕人喜愛的品牌喜茶，將塑料吸管變為PLA可降解吸管，PLA是一種新型的可降解材料，源自可再生的植物資源，具有良好的耐熱性、延展性、可塑性，在吸管使用之后通過生物降解，生成水和二氧化碳，不會造成環境污染。PLA吸管兼顧環保和用戶體驗，是可回收材料的成功應用。

3.可再生材料

可再生材料是經人類開發利用后，可以再次利用、循環使用、在短時間內再生的材料。廢棄的材料經過破碎、加工、回爐等工藝后，在一定周期內可以自我更新及復原。“可再生材料保護與研發的最終目的是服務于人”“設計師應基于可持續設計理念，在了解材料具體特性的基礎之上，增加對可再生材料的創造與研發”[13]。

（四）制造過程的綠色化與降耗化

綠色的生產制造過程是以節能減排、降耗減污為目標，以技術和管理為手段，在制備工藝流程中，充分考慮所使用的能源、原料、析出物質是否符合清潔環保的要求，保證工業生產過程的污染排放最少化。綜合以往學者們的研究可以看出，在推行綠色生產理念時，應該努力克服觀念、經濟、技術等方面的障礙，真正做到提高清潔能源利用率，對廢物進行綜合利用。

（五）使用后期的分類化與可拆卸化

1.可拆卸設計

產品的可拆卸設計是綠色設計理念實現的重要途徑。學者認為：“在進行產品設計初期，應該充分考慮產品的拆卸難度”“具有良好拆卸性能的產品，才能真正實現高效的回收利用和再生”[14]。在產品維護時，可以拆卸為多個零件進行保養更換，縮短了維護時間，延長了產品壽命。在廢棄產品處理時，可拆解結構能降低可回收利用和不可回收利用零件的分類難度，利于環境保護和資源再生。

2.可回收設計

產品飛速更新換代，報廢品數量與日俱增，帶來了嚴重的資源損耗和環境問題。可回收設計是在產品設計之初充分考慮使用的材料在壽命結束后的回收問題，使資源得到充分利用。經研究，產品回收可以通過以下幾種途徑實現：廢品循環來產生同類型新產品，實現次級再循環；對零部件回收，經過加工處理后再次利用；對廢棄物加工后生成對環境危害較小的物質進行排放[15]。通過以上三種途徑，可以從多角度解決報廢產品帶來的環境問題。

3.廢棄材料再設計

廢棄材料的再設計是一個變廢為寶的過程。研究認為，“我們要做到針對不同的場景和地區，基于已存在的產品進行再設計以便人們使用，從而達到廢物利用的目的。[16]”如將繁殖過剩的海草通過生物樹脂進行加固制作成椅子等，這些廢棄材料經過再設計，制作而成的新產品呈現出精美復雜的圖案顏色，產生了許多新的功能和用途，這是綠色環保理念下優秀大膽的創新嘗試。

三、綠色設計理念融合產品設計時所面臨的挑戰

（一）綠色產品的實際用戶占比低

現階段公眾對待生態環境的行為總體上有所改善，但在購買綠色產品方面公眾的踐行程度較低。2020年7月14日，生態環境部環境與經濟政策研究中心發布的《公民生態環境行為調查報告（2020年）》顯示，與2019年相比，踐行綠色消費行為的人數占比提高了10%-20%。但是仍有超過九成的公眾雖認可綠色消費的重要性，但在實際行為中存在“知行不合一”的情況[17]。根據調查研究可以看出，阻礙用戶選購綠色產品的主要原因有“不知道哪些是綠色產品，缺乏相關產品介紹和推薦信息”“市場管理不到位，產品的質量沒有保證”“綠色產品認證標準體系不健全”等。

提升公眾的綠色產品使用迭代理念是一場持續時間長，波及范圍廣的設計變革。在進行綠色產品的創新設計時，設計師應著重考慮公眾的消費實踐能力、加強產品的綠色信息輸出傳遞、建立健全統一的綠色產品認證體系。

（二）企業的綠色化轉型升級相對緩慢

長期以來，我國的企業結構表現出較為粗放的特征，導致資源環境代價偏高。隨著國內外經濟形勢變化，企業的節能減排任務越來越艱巨，工業綠色轉型升級也迫在眉睫。

專家表示，企業需要完善節能減排政策，減少生產過程中的能源消耗排放，平衡擴大生產與產能過剩的關系，把產業的綠色化服務化作為未來發展的重要方向。由此可見，只有堅持實施政策引導推動，加大自主創新和技術改革，完善綠色制造改革評估體系，企業的綠色化轉型升級才能較快迎來下一個春天。

（三）產品“局部”綠色與“全周期”綠色之間存在矛盾

“局部”綠色是指從生產加工到使用該產品時的某一個過程是綠色的，而“全周期”綠色是指產品從生產到完成壽命的整個過程都貫穿綠色理念。

例如隨著大眾低碳出行意識的提升，電動汽車走進千家萬戶，對于電動汽車是否綠色環保的論述，許多專家都有不同的看法。有的專家認為，電動汽車由燃油轉化為動能，能量轉化率高、損耗低，從這個角度看是綠色的。但還有專家認為，電動汽車的電能依靠煤炭發電，所以從這個角度說不環保，而且目前還沒有一個環保的方式處理廢棄電池。綜上，如果僅僅從能源使用的“局部”方面來看，電動汽車確實環保了許多，但是若要考慮其“全周期”的循環使用問題，電動汽車還是存在例如電池回收、電能來源等不環保的方面。

通過大量的設計實踐可以看出，做到“局部”綠色易，而做到“全周期”綠色難。因此，實現“全周期”的綠色設計是未來產品與綠色發展理念相融合的重中之重，是設計師需要考慮的關鍵因素。

四、綠色設計理念融入產品設計的前景展望

（一）全方位多角度的綜合化設計

綜合目前的學者研究以及應用案例可以看出，綠色環保理念與產品的結合還處于初級階段，設計師在零件回收、廢棄物再利用等方面沒有做過多地考慮。在未來的產品設計中，需要切實做到綜合考慮每一個產品細節對環境帶來的影響，充分考慮產品的設計流程對整個生態系統帶來的影響，做到綜合化設計，使產品的全生命周期都實現綠色發展。

（二）用戶、企業、生態“三位一體”的社會化設計

如今，大多數用戶都意識到環保的重要性，企業的制造也要迎合大眾目光，在實際生產過程中，不能為了當下的利潤而肆意消耗資源環境，要真正做到生態環境與企業發展相輔相成、共同進步。

（三）多通道、多模式的全球化設計

隨著全球經濟快速發展，世界各國對生態環境保護的意識都有普遍提高，綠色設計理念一直以來也受到了各國的廣泛關注，世界各地的設計師都在積極拓寬綠色清潔產品領域的設計通道。無論是法國推出的《國家環境法》，還是中國確定的環境標志等，均已表明“綠色設計”得到了世界各國的認可。由此可見，綠色設計理念的全球化應用也是未來世界各國產品設計領域研究發展的大趨勢。

五、研究建議

綠色設計理念的運用是我國社會主義經濟持續快速發展的重要舉措，是建設資源節約型和環境友好型社會的有效措施。綜上所述，綠色設計與產品設計的結合是以可循環再生、節約資源、保護生態環境為基本宗旨，運用模塊化設計、減量化設計、可回收設計等手段，結合設計師的靈感及對生態環境的思考，完成綠色產品的設計與再設計。未來，關于綠色設計與產品設計結合的研究應該聚焦于更加現代的綠色產品形式、更加先進環保的制造方法、更加完善的綠色制造體系，真正讓綠色產品改變人們的生產生活方式，推動人們的生活向著更加健康、生態、和諧的方向邁進。