绿色设计理念在产品设计中应用的研究综述

文/李晗希 严波 孙晋琪(昆明理工大学 艺术与传媒学院)

现阶段人们生活节奏加快、生活质量提高，但与此同时，工业发展带来的环境污染问题也越来越显著：大量能源被快速消耗，不可再生资源岌岌可危。伴随着这些巨大改变，在日常产品中融入绿色设计理念早已经成为人们的共识。绿色产品着重考虑生态环境的收益问题[1]，成为社会倡导、大众追求的一种更加健康积极的精神层次。

一、绿色设计理念的发展研究

（一）绿色设计的内涵

绿色设计也称作是生态设计、环境设计。基本思想是：在充分考虑产品质量、功能、使用寿命和成本的同时，在每个阶段都要将环境条件和预防污染的举措纳入设计之中，使产品从生产使用到结束寿命的整个过程中对环境的影响因素降到最低[2]。绿色设计寻求“自然绿色、经济绿色、社会绿色、心灵绿色”的交集最大化[3]，被广泛应用在从产品室内设计到景观环境设计等多个与人们生活息息相关领域中。

学者研究认为“绿色设计在发展中的目的在于：在产品的每一个设计制造阶段，要寻找最合理和最优化的解决方案，建立高效能动的反馈机制。[4-5]”基于闭路循环理念设计出的绿色产品可以被理解为充分利用资源条件、减少不必要能源消耗、实现循环再利用的产品。

（二）绿色设计的发展阶段

1.诞生期

绿色设计的理念最早出现在20世纪60年代末期，美国设计理论家维克多·巴巴纳克在出版的《为真实的世界设计》一书中提道：“设计的最大作用是一种适当的社会变革过程中的元素。”他也重点强调了设计应该认真考虑地球上有限资源的合理使用问题[6]，但在当时，他的这一套基于合理利用资源保护地球环境而提出的设计理念并不能为大多数人所理解，受到了极大的争议。

2.成长期

20世纪70年代能源危机的爆发，使人们意识到化石燃料的蕴藏量并不是无限的，人类需要将目光转移到可再生的清洁能源上来。20世纪80年代末，工业设计在为人类提供生活方式极大改变的同时，加速了资源、能源消耗，给生存环境带来严重的危机，于是名为“绿色设计”的国际设计潮流应运而生，这种潮流反映出设计师责任心及道德感的回归。

3.快速发展期

此后，随着科技、工业、环境三位一体的迅猛融合发展，许多设计师开始探索更深层次的工业设计与生存环境协调发展关系，力图通过设计活动在人、机、环境之间建立一种可持续发展机制。由此，绿色设计得到快速发展，同时也成了当今工业设计发展的主要趋势之一。

二、绿色设计理念融合产品设计的积极影响

绿色设计理念在产品设计中的应用十分广泛，在设计时不仅需要设计易于使用、舒适便利的产品，还需要降低生产过程及产品本身对人和自然环境带来的危害，使得人、机、环境三者既相互制约又相互促进的关系变得更加清晰鲜活[7]。

接下来，针对产品创造过程中的设计流程、设计理念、材料选择、制造过程、后期利用这五个方面中绿色设计的应用进行分析和探讨。

（一）设计流程的闭环化与规范化

绿色设计与产品设计融合要考虑设计活动所带来的生态影响，尽可能降低设计、生产过程及产品本身对人和自然环境带来的危害。学者研究认为，“任何产品都有一个诞生-生长-成熟-衰亡-再生（不同形式的）的生命周期过程，并且可以被当作生命体来对待”“设计出从生产加工制造到使用后回收再利用的整个过程真正绿色环保的产品”[8]。

依据学者们对“全生命周期”理念的阐述，且基于整个产品创造规范流程，将绿色产品的设计过程简要划分为以下6个方面（如图1所示）。从这些方面达到整个设计体系在框架制定、材料及生产工艺选择、废弃物处理等多角度的共生状态。

图1 绿色设计应用流程

（二）设计理念的多元化与人性化

1.模块化设计

模块化设计是将一个产品按照结构或功能划分为独立的模块，用户结合自己的需求将这些模块自由选择、排列重组，产生出多种不同性能的产品。学者认为，“要彰显出绿色设计理念，通过多种组合形式使产品得到最大限度的利用，降低资源消耗。[9]”

综合学者研究可以看出：模块化设计中每一个模块具有相对独立性，每一个部分的尺寸、结构参数标准化。使用模块化设计便于解决产品零件的兼容性问题，降低生产成本和维修成本，延长产品寿命。

2.减量化设计

减量化设计是通过更少的资源投入来达到既定的目的，是减少环境污染的最基本的途径。学者们研究认为“通过简洁视觉增强用户记忆,通过有效信息增强企业品牌传达力”“随着减量化设计的发展,应实现各个环节中资源消耗的减少及能量利用率的提高。[10]”由此可见，减量化设计要求在满足功能的前提下，从源头开始确保材料、程序、内容的简单使用。在产品设计过程中我们应做到“三减”：材料减量化、造型减量化、包装减量化。

3.功能化设计

功能化设计是指在设计之初对消费者需求进行广泛调研，以此结果为依据设计的产品通过功能迭代延长寿命。学者们研究认为，“对于儿童产品来说，如果只为儿童某一阶段进行设计，很容易造成一段时间后这款产品不能满足儿童的生理上的需求。[11]”

诚然，人类幼年时期属于身心逐渐发展阶段，所以在儿童产品设计时，陪伴观念十分重要。例如儿童书桌椅设计需要可升降功能，随着孩子成长桌椅能一直使用，不仅延长了产品寿命，还增加了一种纵使年轮更替学习的伙伴一直陪伴在身边的产品寓意。

（三）材料选择的多样化与低能化

1.清洁材料

设计所选用的清洁材料，不仅要求在使用过程中不对人体造成伤害，同时也要求在产品报废后不对自然环境产生危害。学者们研究认为，“设计时应结合产品的设计需求，首选环境兼容性好的绿色材料”“清洁材料要能够自行降解，甚至可以在分解后提升土壤肥力。[12]”

综合学者们的研究可以看出，清洁材料的运用是实现绿色发展理念的关键环节。可以将常用的清洁材料归纳为以下两类：一是纯天然的、没有或含有极少有害物质的基本无毒无害型材料；二是通过二次处理控制有害物质缓慢释放的低毒、低排放型材料。

2.可回收材料

可回收材料是在回收之后进行再生循环利用的材料，材料的回收再利用是产品循环经济的重要组成部分。例如深受年轻人喜爱的品牌喜茶，将塑料吸管变为PLA可降解吸管，PLA是一种新型的可降解材料，源自可再生的植物资源，具有良好的耐热性、延展性、可塑性，在吸管使用之后通过生物降解，生成水和二氧化碳，不会造成环境污染。PLA吸管兼顾环保和用户体验，是可回收材料的成功应用。

3.可再生材料

可再生材料是经人类开发利用后，可以再次利用、循环使用、在短时间内再生的材料。废弃的材料经过破碎、加工、回炉等工艺后，在一定周期内可以自我更新及复原。“可再生材料保护与研发的最终目的是服务于人”“设计师应基于可持续设计理念，在了解材料具体特性的基础之上，增加对可再生材料的创造与研发”[13]。

（四）制造过程的绿色化与降耗化

绿色的生产制造过程是以节能减排、降耗减污为目标，以技术和管理为手段，在制备工艺流程中，充分考虑所使用的能源、原料、析出物质是否符合清洁环保的要求，保证工业生产过程的污染排放最少化。综合以往学者们的研究可以看出，在推行绿色生产理念时，应该努力克服观念、经济、技术等方面的障碍，真正做到提高清洁能源利用率，对废物进行综合利用。

（五）使用后期的分类化与可拆卸化

1.可拆卸设计

产品的可拆卸设计是绿色设计理念实现的重要途径。学者认为：“在进行产品设计初期，应该充分考虑产品的拆卸难度”“具有良好拆卸性能的产品，才能真正实现高效的回收利用和再生”[14]。在产品维护时，可以拆卸为多个零件进行保养更换，缩短了维护时间，延长了产品寿命。在废弃产品处理时，可拆解结构能降低可回收利用和不可回收利用零件的分类难度，利于环境保护和资源再生。

2.可回收设计

产品飞速更新换代，报废品数量与日俱增，带来了严重的资源损耗和环境问题。可回收设计是在产品设计之初充分考虑使用的材料在寿命结束后的回收问题，使资源得到充分利用。经研究，产品回收可以通过以下几种途径实现：废品循环来产生同类型新产品，实现次级再循环；对零部件回收，经过加工处理后再次利用；对废弃物加工后生成对环境危害较小的物质进行排放[15]。通过以上三种途径，可以从多角度解决报废产品带来的环境问题。

3.废弃材料再设计

废弃材料的再设计是一个变废为宝的过程。研究认为，“我们要做到针对不同的场景和地区，基于已存在的产品进行再设计以便人们使用，从而达到废物利用的目的。[16]”如将繁殖过剩的海草通过生物树脂进行加固制作成椅子等，这些废弃材料经过再设计，制作而成的新产品呈现出精美复杂的图案颜色，产生了许多新的功能和用途，这是绿色环保理念下优秀大胆的创新尝试。

三、绿色设计理念融合产品设计时所面临的挑战

（一）绿色产品的实际用户占比低

现阶段公众对待生态环境的行为总体上有所改善，但在购买绿色产品方面公众的践行程度较低。2020年7月14日，生态环境部环境与经济政策研究中心发布的《公民生态环境行为调查报告（2020年）》显示，与2019年相比，践行绿色消费行为的人数占比提高了10%-20%。但是仍有超过九成的公众虽认可绿色消费的重要性，但在实际行为中存在“知行不合一”的情况[17]。根据调查研究可以看出，阻碍用户选购绿色产品的主要原因有“不知道哪些是绿色产品，缺乏相关产品介绍和推荐信息”“市场管理不到位，产品的质量没有保证”“绿色产品认证标准体系不健全”等。

提升公众的绿色产品使用迭代理念是一场持续时间长，波及范围广的设计变革。在进行绿色产品的创新设计时，设计师应着重考虑公众的消费实践能力、加强产品的绿色信息输出传递、建立健全统一的绿色产品认证体系。

（二）企业的绿色化转型升级相对缓慢

长期以来，我国的企业结构表现出较为粗放的特征，导致资源环境代价偏高。随着国内外经济形势变化，企业的节能减排任务越来越艰巨，工业绿色转型升级也迫在眉睫。

专家表示，企业需要完善节能减排政策，减少生产过程中的能源消耗排放，平衡扩大生产与产能过剩的关系，把产业的绿色化服务化作为未来发展的重要方向。由此可见，只有坚持实施政策引导推动，加大自主创新和技术改革，完善绿色制造改革评估体系，企业的绿色化转型升级才能较快迎来下一个春天。

（三）产品“局部”绿色与“全周期”绿色之间存在矛盾

“局部”绿色是指从生产加工到使用该产品时的某一个过程是绿色的，而“全周期”绿色是指产品从生产到完成寿命的整个过程都贯穿绿色理念。

例如随着大众低碳出行意识的提升，电动汽车走进千家万户，对于电动汽车是否绿色环保的论述，许多专家都有不同的看法。有的专家认为，电动汽车由燃油转化为动能，能量转化率高、损耗低，从这个角度看是绿色的。但还有专家认为，电动汽车的电能依靠煤炭发电，所以从这个角度说不环保，而且目前还没有一个环保的方式处理废弃电池。综上，如果仅仅从能源使用的“局部”方面来看，电动汽车确实环保了许多，但是若要考虑其“全周期”的循环使用问题，电动汽车还是存在例如电池回收、电能来源等不环保的方面。

通过大量的设计实践可以看出，做到“局部”绿色易，而做到“全周期”绿色难。因此，实现“全周期”的绿色设计是未来产品与绿色发展理念相融合的重中之重，是设计师需要考虑的关键因素。

四、绿色设计理念融入产品设计的前景展望

（一）全方位多角度的综合化设计

综合目前的学者研究以及应用案例可以看出，绿色环保理念与产品的结合还处于初级阶段，设计师在零件回收、废弃物再利用等方面没有做过多地考虑。在未来的产品设计中，需要切实做到综合考虑每一个产品细节对环境带来的影响，充分考虑产品的设计流程对整个生态系统带来的影响，做到综合化设计，使产品的全生命周期都实现绿色发展。

（二）用户、企业、生态“三位一体”的社会化设计

如今，大多数用户都意识到环保的重要性，企业的制造也要迎合大众目光，在实际生产过程中，不能为了当下的利润而肆意消耗资源环境，要真正做到生态环境与企业发展相辅相成、共同进步。

（三）多通道、多模式的全球化设计

随着全球经济快速发展，世界各国对生态环境保护的意识都有普遍提高，绿色设计理念一直以来也受到了各国的广泛关注，世界各地的设计师都在积极拓宽绿色清洁产品领域的设计通道。无论是法国推出的《国家环境法》，还是中国确定的环境标志等，均已表明“绿色设计”得到了世界各国的认可。由此可见，绿色设计理念的全球化应用也是未来世界各国产品设计领域研究发展的大趋势。

五、研究建议

绿色设计理念的运用是我国社会主义经济持续快速发展的重要举措，是建设资源节约型和环境友好型社会的有效措施。综上所述，绿色设计与产品设计的结合是以可循环再生、节约资源、保护生态环境为基本宗旨，运用模块化设计、减量化设计、可回收设计等手段，结合设计师的灵感及对生态环境的思考，完成绿色产品的设计与再设计。未来，关于绿色设计与产品设计结合的研究应该聚焦于更加现代的绿色产品形式、更加先进环保的制造方法、更加完善的绿色制造体系，真正让绿色产品改变人们的生产生活方式，推动人们的生活向着更加健康、生态、和谐的方向迈进。