材料与环境课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 材料与环境,4.1,环境意识,环境意识作为一种现代意识，已引起了人们的普遍关注和国际社会,的重视。,20,世纪下半叶是人类历史发展的黄金时代，随着科技和经济,的高速发展，工业化大生产与高科技结合产生空前巨大的社会和经济,效益，使人们在饱尝工业文明带来的甜头后，也不得不吞下生态环境,遭到破坏这颗自己种植的苦果。,从,1970,年至,1995,年的,25,年间，人类消耗了地球自然资源的,1,3,。现实要求人类从,节约资源和能源、保护环境和社会可持续发展的角度出发，重新评价以往研究、开发、,生产和使用材料的活动；改变单纯追求高性能、高附加值的材料而忽视生存环境恶化的,做法；探索发展既有良好性能或功能，又对资源和能源消耗较低，并且与环境协调较好,的材料及制品。 图,4-1,为材料的,“,生命周期,示意图。,第四章 材料与环境,4.1,环境意识,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,绿色设计的基本思想就是维护地球绿色生态环境的设计，就是在设计阶,段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设,计目标和出发点，力求产品对环境的影响最小。如图,4,2,所示。,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,基本特征,绿色设计是指在产品整个生命周期内以产品环境属性为主要设计,目标，着重考虑产品的可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用,性等功能目标，并在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本,功能、使用寿命和经济性等，突出了,“,生态意识,”,和,“,以环境保护为,本位,“,的设计观念。,1,、环境协调性,2,、价值创造性,3,、功能全程性,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,基本原则,6R,原则,1,研究,(Research),重视研究产品的环境对策，着眼于人与自然的生态平衡关系，从设计伦理,学和人类社会的长远利益出发，以满足人类社会的,可持续发展,为最终目标，详,尽考察研究新产品生命周期全过程对自然环境和人的影响，即在设计过程的每,一个决策中都充分考虑到环境效益，尽量减少对环境的破坏。,2,保护,(Reserve),最大限度地保护环境避免污染，尽可能减缓由于人类的消费而给环境增加,的生态负荷，减少原材料和自然资源的使用，减轻各种技术、工艺对环境的污,染。,3,减量化,(Reduce),这一原则的目标是减少物质浪费与环境破坏，包括：产品设计中的减小体,量，精减结构；生产中的减少消耗；流通中的降低成本与消费中的减少污染。,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,基本原则,6R,原则,4.,回收,(Recycling),内容有：一通过立法形成全社会对资源回收与再利用的普遍共识；二通过,材料供应商与产品销售商的联手建立材料回收的运行机制；三通过产品结构设,计的改革，使产品部件与材料的回收运作成为可能。,5,重复使用,(Reuse),两个层次为：一是将废弃产品的可用零部件用于合适结构中，继续发挥,其作用；二是更换零部件，使原产品重新返回使用过程。产品重复使用的频率,越高，越是降低了废弃物产生的速率。,6,再生,(Regeneration),内容有： 一通过回收材料并进行资源再生产的新颖设计，使得资源再利,用的产品得以进入市场；二是通过宣传与产品开发的成功，使再生产品的消费,为消费者接受与欢迎。,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,绿色观念,产品设计的绿色观念由四个层次组成,(,图,4-3),。,第一层,为目标层，以设计出绿色产品为绿色设计的总目标；,第二层,为绿色设计的内容层，包括绿色产品的结构设计、环境性,能设计、绿色设计的材料选择和资源性能的设计；,第三层,为绿色设计的主要阶段层，即实现绿色设计内容所考虑的,主要过程，包括产品生产过程、使用过程和回收处理过程等产品生命,周期各阶段；第四层为设计因素层，即绿色设计过程应考虑的主要因,素，包括时间、成本、材料、能量和环境影响等。,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,绿色观念,在产品的设计中，,应采取,“,从开始就要,想到终结,”,的绿色设,计观念，即设计时就,让产品在整个生命周,期内不产生环境污染,的策略，而不是产品,生产污染后再采取措,施补救的策略。,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,绿色观念,针对产品绿色设计的观念，设计师应考虑以下几方面：,安全性：设计不能危及使用者的人身安全及正常的生态秩序，产,品的使用要充分考虑到对人的安全性和对环境的无污染,性。因此要慎重选材，放弃或减少使用任何带有毒副作,用的设计材料、粘接剂、印刷油墨以及其他的配件等。,节能性：世界上各类资源日趋贫乏，人类的任何一种行为都应考,虑到节约能源与资源，未来的设计应以减少用料或使用,可再生的材料为基础，加强材料、能源以及其他资源的,使用效率，提高产品效能，延长产品的生命周期，降低,产品的淘汰更换率。尽量采用节能新技术和省料新工艺，,减少不必要的造型装饰。,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,绿色观念,生态性：应考虑到设计对环境保护所起到的重要意义，,努力避免因设计不当和选材的失误而造成的环,境污染与公害。对此，人们应提倡使用无害于,环境的材料和在自然环境下易降解、易于回收,的材料。,社会性：设计是日寸代文化的一种表征，任何设计都应,考虑到对社会模式、文化价值观、伦理道德及,精神领域等诸方面的影响。积极适应消费者的,环保心理，树立绿色消费意识，建立绿色灯罩,采用,PVC,或,PP,的再生塑料。,此款灯具的设计充分体现 了产品绿色设计的理念，其灯座采用回收的饮料罐，灯罩采用,PVC,或,PP,的再生塑料。,第四章 材料与环境,4.2,绿色设计,发展方向,1,、绿色产品的设计,产品的简约设计,产品的可拆卸设计,2,、绿色包装的设计,无包装设计,再利用包装,3,、绿色能源的开发,4,、创造有生命力的材料,第四章 材料与环境,4.3,绿色材料,主要内涵,绿色材料,(,又称环境协调材料、生态环境材料、环境材料,),是指具有良好使,用性能，对资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生利用率或可降解循,环利用率高，在材料的制备、使用、废弃及到再生循环利用的整个过程中，都,与环境协调共存的材料。,三个明显特征：,先进性：发挥材料的优异性能，为人类开拓更广阔的活动范围和环境；,环境协调性：减轻地球环境的负担，提高资源利用率，对枯竭性资源的完,全循环利用，使人类的活动范围同外部环境尽可能协调；,舒适性：使人们乐于接受和使用，使活动范围中的人类生活环境更加繁荣、,舒适。,第四章 材料与环境,4.3,绿色材料,典型的绿色材料,1,、生物降解材料,一类是淀粉基热塑性塑料制品，另一类是脂肪族聚酯塑料制品。,2,、循环与再生材料,例如，各种废旧塑料、农用薄膜的再生利用，铝罐、铁罐、塑料瓶、,玻璃瓶等旧包装材料的回收利用，冶金炉渣的综合利用，废旧电池,材料、工业垃圾中金属的回收利用等，正在进行工业化规模的实施。,3,、净化材料,陶瓷过滤器：吸附材料：有害气体转换技术：废水净化材料。,4,、绿色建筑材料,基本型：用废弃物型的建材：节能型建材：健康型材料：,抗菌材料：,5,、绿色能源材料,指洁净的能源，如太阳能、风能、水能以及废热和垃圾发电能源。,第四章 材料与环境,4.4,材料选择对环境保护的考虑,1,、选用适合产品使用方式的材料，对各种材料的种类、使用量和使用条件,等都加以严格的限制。提高产品效能，延长产品生命周期，减低产品的,淘汰率。,2,、减少使用材料对环境的破坏和污染，避免使用有毒、有害成分的原料。,3,、材料使用单纯化、少量化，尽量避免多种不同材料的混合使用，限制产,品中所使用材料种类。,4,、尽量选用可回收再生或重复使用的材料，避免抛弃式的设计， 减少垃,圾的产生，提倡易拆卸的结构，标明部件中所使用的材料名称，明确标,示回收标志，使消费者能明确了解回收的材料类别，进行垃圾分类，以,便回收再利用，以利于资源的再循环利用。,5,、选用废弃后能自然分解并为自然界吸收的材料。,6,、减少不必要的表面装饰，尽量选用表面不加任何涂饰、镀覆、贴覆的原,材料，便于回收处理和再利用的目的。,利用废旧塑料为 原料制作的椅子,图,4-7,为荷兰设计师托德,布恩吉,(TordBoonii),设计的玻璃水具，设,计者根据设计目的对玻璃废酒瓶,进行新的利用，用薄壁的瓶子做,水杯， 用厚壁的瓶子做水瓶。,设计中将废长颈瓶进行清洗并去,除标签， 用金刚石刃的台锯切去,瓶颈，在切割后用砂轮对粗糙的,瓶口进行倒角,、,抛光等修整，,然后再将壶身加工成磨砂面。,图,4-8,为采用铝材制作的座椅，,表面不经任何处理，极易回炉,再利用。同时，材料本身的质,地也给人粗犷、自然、质朴的,特殊美感。,第四章 材料与环境,4.5,影响材料选择的环境因素,(1),冲击与振动,(2),温度与湿度,(3),人为破坏,(4),火灾危,(5),生物危害,(6),污损,(7),气候影响,(8),噪声,