“雙碳”理念下的鄉(xiāng)村可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究＊

許楗昀

（臺(tái)州學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

1 “雙碳”與可持續(xù)設(shè)計(jì)的關(guān)系

經(jīng)濟(jì)和生活水平的發(fā)展推動(dòng)了人類生活質(zhì)量的提高，同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)境的污染與資源的快速消耗。20世紀(jì)以來(lái)全球氣溫不斷上升，造成多物種滅絕、糧食減產(chǎn)等一系列問題，反過(guò)來(lái)限制了人類文明進(jìn)一步發(fā)展。溫室氣體中的主體是二氧化碳，降低二氧化碳的排放為減少溫室氣體最主要的途徑，發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)對(duì)環(huán)境問題紛紛在國(guó)家層面進(jìn)行綠色改革。美國(guó)在20世紀(jì)80年代就在法律層面對(duì)低碳制造、綠色經(jīng)濟(jì)進(jìn)行規(guī)范，2007年《低碳經(jīng)濟(jì)法案》設(shè)計(jì)了減少溫室氣體排放的戰(zhàn)略目標(biāo)[1]。歐洲在2005年提出了能耗產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)框架性政策，通過(guò)強(qiáng)化設(shè)計(jì)來(lái)盡可能減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響[2]。2007年日本提出了中長(zhǎng)期計(jì)劃來(lái)構(gòu)建能與自然和諧共生的低碳社會(huì)[3-4]。為了承擔(dān)全球氣候變化問題的任務(wù)，中國(guó)也積極行動(dòng)來(lái)減少二氧化碳的排放，國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)力爭(zhēng)2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)[5]。

產(chǎn)品是跟人們聯(lián)系最緊密的物質(zhì)資料，圍繞在日常的生活中，占有相當(dāng)大的比例，產(chǎn)品生命周期的每個(gè)階段都對(duì)環(huán)境有著重要的影響。可持續(xù)發(fā)展作為20世紀(jì)80年代聯(lián)合國(guó)為應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化和社會(huì)沖突而提出的發(fā)展理念，呼吁“在起支撐作用的生態(tài)系統(tǒng)的承載能力范圍內(nèi)，改善人類生活的質(zhì)量”[6]。可持續(xù)設(shè)計(jì)（DFS）范疇下涉及多種設(shè)計(jì)方法，包括綠色設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)、仿生設(shè)計(jì)、可持續(xù)行為設(shè)計(jì)、閉環(huán)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。可持續(xù)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益為目的，通過(guò)有效的設(shè)計(jì)來(lái)減少產(chǎn)品對(duì)資源的消耗，減弱對(duì)環(huán)境的影響[7]。“雙碳”的核心是碳達(dá)峰、碳中和，可持續(xù)設(shè)計(jì)方法綠色環(huán)保的目標(biāo)特性更能體現(xiàn)出其設(shè)計(jì)價(jià)值的優(yōu)越性和目標(biāo)性，在原材料加工、生產(chǎn)制造、使用維護(hù)和廢棄回收的產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳排放控制，把有害氣體排放控制在最低水平。相較于其他的設(shè)計(jì)方法，可持續(xù)設(shè)計(jì)作為促進(jìn)產(chǎn)品綠色轉(zhuǎn)型的設(shè)計(jì)性活動(dòng)，一直積極地引導(dǎo)著產(chǎn)品設(shè)計(jì)向不同的戰(zhàn)略進(jìn)行溝通與協(xié)作，“雙碳”工作的推進(jìn)也需要可持續(xù)設(shè)計(jì)為其帶來(lái)更美好的生態(tài)前景。

2 “雙碳”與可持續(xù)設(shè)計(jì)在鄉(xiāng)村

在“雙碳”工作推進(jìn)過(guò)程中重點(diǎn)往往集中在城市以及重點(diǎn)行業(yè)，之前中國(guó)許多城市是學(xué)習(xí)西方的模式而進(jìn)行“現(xiàn)代化”進(jìn)程，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，城市在很多方面達(dá)到國(guó)際化水平，但是也不得不面對(duì)如汽車尾氣、垃圾處理等城市化而造成的環(huán)境問題。近些年中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，在“共同富裕”政策的帶動(dòng)下鄉(xiāng)村億萬(wàn)人口實(shí)現(xiàn)了脫貧，鄉(xiāng)村人民也向往跟城市一樣的生活，其生活發(fā)展也趨向城市化。政府通過(guò)家電下鄉(xiāng)、汽車下鄉(xiāng)等政策雖然有效推動(dòng)了鄉(xiāng)村地區(qū)消費(fèi)需求，但是對(duì)鄉(xiāng)村的建設(shè)只是簡(jiǎn)單地參照城市的模式進(jìn)行復(fù)制，非常容易走上城市高消耗重排放的老路子，應(yīng)該根據(jù)鄉(xiāng)村的情況因地制宜，提前研究布局綠色環(huán)保的發(fā)展模式，在方法和行為上進(jìn)行合理引導(dǎo)[7]，必將具有可觀的降碳減排空間。中國(guó)傳統(tǒng)文化中“天人合一”的思想被相當(dāng)一部分學(xué)者認(rèn)為是與可持續(xù)發(fā)展理念相通的。合理運(yùn)用可持續(xù)設(shè)計(jì)方法，利用鄉(xiāng)村豐厚的自然生態(tài)資源進(jìn)行更加環(huán)保的產(chǎn)品開發(fā)，重點(diǎn)是借鑒鄉(xiāng)村本土的造物智慧設(shè)計(jì)創(chuàng)新鄉(xiāng)村生活、生產(chǎn)用品，建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)村低碳生態(tài)體系對(duì)農(nóng)村未來(lái)的生存發(fā)展具有重要意義。

鄉(xiāng)村參與到可持續(xù)設(shè)計(jì)中，在地域范疇上的“鄉(xiāng)村”是一次具有前瞻性的設(shè)計(jì)規(guī)劃，是以“雙碳”為目標(biāo)，避免城市化高污染發(fā)展模式而進(jìn)行主觀的設(shè)計(jì)介入。“鄉(xiāng)村”在概念范疇中是對(duì)可持續(xù)設(shè)計(jì)理論和實(shí)踐來(lái)說(shuō)重要的設(shè)計(jì)發(fā)展補(bǔ)充，在中國(guó)的傳統(tǒng)模式中鄉(xiāng)村的設(shè)計(jì)內(nèi)涵往往被忽視，對(duì)鄉(xiāng)村環(huán)境中設(shè)計(jì)因素的挖掘是有意義和有價(jià)值的探索過(guò)程，在疑難問題上可能會(huì)尋找到更智慧的解題思路，尤其是鄉(xiāng)村的地域、人群、環(huán)境設(shè)施等要素給設(shè)計(jì)師在操作、功能、維護(hù)、回收等方面提出了更有效的解決目標(biāo)。

3 低碳可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

產(chǎn)品通過(guò)可持續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)降碳減排是一個(gè)系統(tǒng)工程，很難在短時(shí)間內(nèi)對(duì)現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品進(jìn)行更換革新，鄉(xiāng)村消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)能力、生活習(xí)慣和對(duì)產(chǎn)品的使用依賴性等都應(yīng)該得到充分考慮，保持原有的設(shè)計(jì)合理性，分步驟逐漸推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)更新。分階段從產(chǎn)品的效果、功能、樣式、材料方面切入，結(jié)合可持續(xù)設(shè)計(jì)的輕量化設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、可拆卸設(shè)計(jì)和閉環(huán)設(shè)計(jì)，有目的地進(jìn)行深入研究和低碳化設(shè)計(jì)替代，保持產(chǎn)品功能完整性的同時(shí)最終達(dá)到低碳或零碳的設(shè)計(jì)目標(biāo)。設(shè)計(jì)方法研究框架如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)方法研究框架

3.1 效果替代的輕量化設(shè)計(jì)

產(chǎn)品輕量化涉及到2個(gè)層面上的含義：一個(gè)是產(chǎn)品物理上的質(zhì)量，產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)品的加工量成正比，跟能耗產(chǎn)出成正比，產(chǎn)品零件越復(fù)雜，產(chǎn)品零件加工就越多，因此產(chǎn)品越重，其產(chǎn)生的碳排放相對(duì)也比較高；另一個(gè)是產(chǎn)品操作過(guò)程，過(guò)度繁雜的操作步驟給人在使用感受上不夠“輕巧”，需要在明確主體功能的前提下簡(jiǎn)化不需要的操作，鄉(xiāng)村居民的理解能力相對(duì)有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮他們的認(rèn)知感受，簡(jiǎn)化多余操作步驟以達(dá)到簡(jiǎn)單實(shí)用的效果。產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)過(guò)程以實(shí)現(xiàn)材料輕量化、結(jié)構(gòu)輕量化、操作簡(jiǎn)單化為目的，在航空航天、車輛交通等領(lǐng)域較多使用，在現(xiàn)有民用產(chǎn)品領(lǐng)域進(jìn)行降碳減排時(shí)也非常具有利用價(jià)值。輕量化設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單的材料減重，需要在保證產(chǎn)品性能與質(zhì)量的前提下，通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品布局來(lái)實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)，綜合考慮產(chǎn)品的剛強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和功能性，保持產(chǎn)品的使用效果與整體外觀效果。

3.2 功能替代的模塊化設(shè)計(jì)

具有功能的部件、組件、零件在產(chǎn)品中通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口相組合而構(gòu)成了產(chǎn)品的功能性。很多產(chǎn)品沒有達(dá)到產(chǎn)品使用壽命就被用戶拋棄或更換而造成浪費(fèi)，很大原因來(lái)自于功能滿足不了用戶的需求，包括原有功能達(dá)不到用戶現(xiàn)在的要求，或者用戶有新功能的需要。因此在設(shè)計(jì)時(shí)目標(biāo)聚焦于產(chǎn)品的功能性，根據(jù)鄉(xiāng)村消費(fèi)者的使用需求可以進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使得產(chǎn)品功能屬性不只依附于產(chǎn)品，也具備一定的獨(dú)立性，功能組件具有可更換、可替代、可升級(jí)的模塊化思維來(lái)提升產(chǎn)品的生命周期。產(chǎn)品模塊化可以使不同產(chǎn)品組件之間具有多元共享和互換性，共享可以提高零件模塊的產(chǎn)品適應(yīng)性，減少相似零件二次開發(fā)的資源浪費(fèi)，零件工藝結(jié)構(gòu)的改進(jìn)帶來(lái)的碳優(yōu)化效益可以成倍的增加。模塊設(shè)計(jì)為產(chǎn)品本身的降碳進(jìn)化提供了可能性，在產(chǎn)品的生命周期中通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的不同模塊進(jìn)行分批次、漸進(jìn)式的低碳化替代，在產(chǎn)品生命周期內(nèi)減少價(jià)值損失。

3.3 樣式替代的可拆卸設(shè)計(jì)

可拆卸設(shè)計(jì)打破產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的樣式固定，具有易裝配拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以把產(chǎn)品裝配的過(guò)程進(jìn)行時(shí)間化和空間化分割，減少生產(chǎn)加工過(guò)程中的物料堆積與時(shí)長(zhǎng)消耗，可以減少鄉(xiāng)村及相對(duì)邊遠(yuǎn)區(qū)域的倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)确矫鏈厥覛怏w的排放。有些產(chǎn)品在消費(fèi)使用過(guò)程中形成了自身特有的造型語(yǔ)言和樣式認(rèn)同，在可拆卸設(shè)計(jì)中可以隨著結(jié)構(gòu)研究逐步深入，保持樣式整體性的情況下進(jìn)行局部可拆卸序列規(guī)劃設(shè)計(jì)，不同零件可以選擇碳排放最低的加工工藝，可以側(cè)重于產(chǎn)品關(guān)鍵組件在鄉(xiāng)村等有限條件下易于維護(hù)和低碳化更換。可拆卸設(shè)計(jì)還考慮到了拆卸回收的效率，相同樣式的產(chǎn)品具備可拆卸設(shè)計(jì)的其回收拆解就越徹底，回收分類越細(xì)致，回收再利用效果越理想。

3.4 材料替代的閉環(huán)式設(shè)計(jì)

閉環(huán)式設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的生態(tài)效益，在設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)“循環(huán)”的積極作用，在產(chǎn)品和材料中探求積極影響，考慮綜合因素來(lái)降低對(duì)環(huán)境的破壞。在閉環(huán)式設(shè)計(jì)中合理選擇與使用低碳材料對(duì)產(chǎn)品最終的低碳性意義重大[8]，通過(guò)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可分解性，包括結(jié)構(gòu)造型可分解性和材料使用設(shè)計(jì)的可分解性，使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)能夠在不需要外在條件參與情況下重新回到自然的循環(huán)當(dāng)中，可以是轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的形式，也可以是轉(zhuǎn)化為新的原料投入到生產(chǎn)中[9]。例如，Steelcase推出的Think座椅（99%回收），Desso推出的Gold Collection地毯（100%回收）。閉環(huán)式設(shè)計(jì)干預(yù)了生產(chǎn)模式以及消費(fèi)模式，將循環(huán)的概念帶入制造業(yè)從而消滅對(duì)環(huán)境的影響，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)完全循環(huán)的回收使用，也使得產(chǎn)品回收更加簡(jiǎn)單。要保證閉環(huán)式設(shè)計(jì)的環(huán)保效果就要對(duì)產(chǎn)品的材料進(jìn)行持續(xù)低碳化研究，還要確保產(chǎn)品同樣具有高效的性能。

4 設(shè)計(jì)過(guò)程綜合優(yōu)化

產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮使用、加工、回收等整個(gè)過(guò)程涉及的碳排放，產(chǎn)品的加工成本、性能要求也是需要思考的因素。“雙碳”目標(biāo)的可持續(xù)設(shè)計(jì)方法運(yùn)用到其中，形成了多目標(biāo)、多變量的設(shè)計(jì)過(guò)程，也與生產(chǎn)回收的經(jīng)濟(jì)性和效率性形成了一定的矛盾，需要進(jìn)行優(yōu)化與協(xié)調(diào)。優(yōu)化過(guò)程可以包括降碳問題明確、減碳概念抽象和最優(yōu)設(shè)計(jì)方法選擇，“雙碳”使得可持續(xù)設(shè)計(jì)意圖明確在碳排放，清晰的目標(biāo)會(huì)形成統(tǒng)一的思想，在設(shè)計(jì)方法的選擇與應(yīng)用上具有連貫性。概念的抽象需要更多維度的發(fā)散與思考，離不開設(shè)計(jì)師在低碳實(shí)踐過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，更會(huì)產(chǎn)生一種探索動(dòng)力去尋找更多的設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)解決方案。最優(yōu)設(shè)計(jì)方法的選擇需要更多學(xué)科的參與、多方的合作，生物燃料技術(shù)、電驅(qū)動(dòng)技術(shù)、清潔能源技術(shù)、植物有機(jī)材料技術(shù)等方面持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步，為降碳減排提供了多方面可靠的解決方案。利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G通信等新技術(shù)可以形成產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)Service System[10]，對(duì)鄉(xiāng)村產(chǎn)品的碳足跡及時(shí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)村民、國(guó)家和環(huán)境的三方優(yōu)化共贏。

5 結(jié)語(yǔ)

把“雙碳”的設(shè)計(jì)概念融入到產(chǎn)品生命周期中，在鄉(xiāng)村特有的語(yǔ)境下明確可持續(xù)設(shè)計(jì)的任務(wù)目標(biāo)內(nèi)涵，充分考慮產(chǎn)品低碳化的過(guò)程設(shè)計(jì)，通過(guò)可持續(xù)設(shè)計(jì)，有效地把產(chǎn)品的降碳目標(biāo)、降碳內(nèi)容階段化，使得可持續(xù)降碳持續(xù)有效推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)更加綠色清潔的未來(lái)。