封 珩，熊 婭

1 生態(tài)設計理念的發(fā)展與差異

Papanek Vicotor在上世紀90年代早期就提出最終產(chǎn)品80%的生命周期成本決定于產(chǎn)品開發(fā)設計階段，尤其是設計階段的早期，即以概念設計為界限的前段［1］。從這個論點出發(fā)，較為廣泛的認識是約70%～80%產(chǎn)品生命周期的環(huán)境影響決定于產(chǎn)品設計階段，尤其是設計的初期。因此，在產(chǎn)品設計階段將產(chǎn)品的環(huán)境影響因素納入考慮，對降低產(chǎn)品的環(huán)境影響具有決定性的意義。就狹義層面來說，從日益加劇的資源、能源壓力，全球及區(qū)域的環(huán)境污染趨于嚴重的角度來理解，所謂產(chǎn)品生態(tài)設計(eco -design)是指在產(chǎn)品設計和開發(fā)過程中將產(chǎn)品全生命周期的環(huán)境影響因素納入考慮的一種設計方式，目的在于盡量減少產(chǎn)品全生命周期的環(huán)境影響。從這個層面來說，生態(tài)設計有許多概念相似而提法不盡相同的變體，例如面向環(huán)境的設計［2］，生命周期設計［3］，以及具有環(huán)境意識的設計［4］等。造成這種細微差別的原因之一是方法論發(fā)生領(lǐng)域不同，比如面向環(huán)境設計來源于面向“X”的設計，”X”代表產(chǎn)品的某個特征(可加工性、可回收性等等)，而環(huán)境特性是作為產(chǎn)品其中的一個特性而集成在所有“X”中加以綜合考慮的，生命周期設計則是基于生命周期理論在設計中的應用等。此外還包括歐美關(guān)于該概念名稱的地域差別，比如歐洲更多地將此種方式稱為生態(tài)設計，而在美國用得更多的是面向環(huán)境的設計。

要在更為宏觀的層面來理解生態(tài)設計，就應把生態(tài)設計放在一個更具廣延性的背景下，這個背景就是可持續(xù)發(fā)展。盡管不同的相關(guān)者在不同的時空對于可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵有不同理解，如發(fā)達國家傾向于將其理解為僅與環(huán)境相關(guān)的問題，而發(fā)展中國家則偏重于發(fā)展問題(此所謂“南北差異”)［5］。雖然存在這樣那樣的認識差異，但的確有某些簡化的方式對可持續(xù)發(fā)展進行定義，主要目的在于放棄爭論，而將這個人類共同的發(fā)展目標轉(zhuǎn)化為針對某一具體對象可執(zhí)行的目標，如某國、某地區(qū)、甚至某個公司。其中最為著名的模型包括生態(tài)效率(ecoefficiency)［6］，生態(tài)效益(eco-effectiveness)［7］，三底線模型(triple bottom lines)［8］等。生態(tài)效率比較側(cè)重降低單位產(chǎn)品或服務的物耗、能耗等，總的來講就是強調(diào)經(jīng)濟建設與資源消耗及環(huán)境污染脫鉤，因而，與該概念相對應的是生態(tài)設計的狹義定義。三底線模型突出的是可持續(xù)發(fā)展中協(xié)調(diào)性及平衡性的問題，強調(diào)環(huán)境、經(jīng)濟及社會的平衡發(fā)展，基于該途經(jīng)，近年來提出了可持續(xù)設計的概念，此類設計模式強調(diào)環(huán)境、經(jīng)濟、社會的協(xié)調(diào)性，因此在設計過程中須將這三類因子同時納入到設計中加以考慮。生態(tài)效益是指在提供用以滿足人類需求的產(chǎn)品、服務的同時，不但降低對環(huán)境、資源、能源產(chǎn)生的負效性，同時在可能情況下產(chǎn)生正效益，該模型強調(diào)的是一個協(xié)同增效的問題，即對經(jīng)濟、環(huán)境、社會協(xié)同產(chǎn)生的正效益，基于此概念提出的設計思想稱為面向可持續(xù)性的設計，強調(diào)在設計中找到協(xié)同增效點。

綜上所述，目前學界對于生態(tài)設計還沒有一個較為統(tǒng)一的認識，在使用這一概念時，不同層面的理解均同時存在。因此，為討論問題方便，以及考慮到我國的具體國情，在分析生態(tài)設計的基本特征時沿用已有的生態(tài)設計的狹義定義，即在產(chǎn)品設計和開發(fā)過程中將產(chǎn)品全生命周期的環(huán)境影響因素納入考慮的一種設計方式，目的在于盡量減少產(chǎn)品全生命周期的環(huán)境影響。

2 生態(tài)設計的基本特征

根據(jù)生態(tài)設計的定義，生態(tài)設計的基本特征體現(xiàn)在以下幾方面:

2.1 生命周期特征

生態(tài)設計的宗旨在于降低產(chǎn)品全生命周期的資源消耗以及環(huán)境污染，而根據(jù)生命周期理論，產(chǎn)品都具有一定的生命周期，即原材料開采、制備、加工、零件及產(chǎn)品的制造、裝配、原材料、零件、產(chǎn)品的運輸、產(chǎn)品的使用、以及產(chǎn)品最終處置的整個過程，每個階段都會對環(huán)境造成性質(zhì)不同、程度各異的影響。產(chǎn)品設計其實就是一個優(yōu)化過程，是在某種條件下達成的各種因素的最佳妥協(xié)。在產(chǎn)品設計中考慮環(huán)境因素，就是一個綜合的取舍優(yōu)化過程，該過程既包含同一生命周期不同環(huán)境因素之間的取舍，也包含不同生命周期階段相同及不同的環(huán)境因素的取舍，同時還要考慮環(huán)境因素與其他設計目標的取舍，比如成本、功能、安全性、可靠性等。因此這樣復雜的一個取舍過程，必須建立在對產(chǎn)品全生命周期的各項環(huán)境影響的綜合評估基礎上，而不是僅僅局限于某一個生命周期階段或某種性質(zhì)的影響。全生命周期考慮的好處在于，它首先給出了一個有關(guān)產(chǎn)品環(huán)境影響的全面的綜合的描述，在此基礎上，才能綜合評價產(chǎn)品的環(huán)境特性，從而為產(chǎn)品設計的優(yōu)選提供客觀的參照標準;反之，設計者則無從知曉產(chǎn)品哪個生命周期階段的何種影響占主導地位、應予以優(yōu)先關(guān)注，也就無從優(yōu)選設計目標。

從另一個角度來看，充分考慮全生命周期的環(huán)境影響，利于在一定程度避免所謂的“反彈效應”，即產(chǎn)品某生命周期階段的某種環(huán)境特征的提升造成其它一個或多個生命周期階段的某一種或多種環(huán)境特征的損害。例如由于汽車油耗指標的降低導致使用頻率的增加就是一個典型的“反彈效應”的失利。

生態(tài)設計的生命周期特征還不僅僅局限于對環(huán)境影響的充分考慮，因為從系統(tǒng)的角度來講，產(chǎn)品開發(fā)過程是針對產(chǎn)品以及產(chǎn)品之外與產(chǎn)品有關(guān)的其它系統(tǒng)組成的整體，該整體被稱為產(chǎn)品系統(tǒng)，如生產(chǎn)系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、使用系統(tǒng)以及回收及處置系統(tǒng)。同時產(chǎn)品開發(fā)過程是一個創(chuàng)造價值的過程，該過程不僅為產(chǎn)品制造者及使用者創(chuàng)造價值，還對產(chǎn)品系統(tǒng)的相關(guān)者創(chuàng)造價值，因此，產(chǎn)品生命周期特征還應包含生命周期增值的概念，比如產(chǎn)品的良好的回收特性會對產(chǎn)品回收者產(chǎn)生價值。從產(chǎn)品生命周期增值的概念來講，生態(tài)設計相對于傳統(tǒng)的末端治理方式是一種更具吸引力、更為積極的環(huán)境策略。一方面，此種策略彌補了末端治理只增加成本而不創(chuàng)造價值的劣勢，另一方面，它通過產(chǎn)品系統(tǒng)的上下游的聯(lián)系，使環(huán)境問題在全生命周期軸上得以解決，而不像末端治理僅能解決局部的某階段的環(huán)境問題。

2.2 生態(tài)設計的多標準特性

如果將生態(tài)設計作為一個學科，其中一個顯著的特點就是多學科交叉的特性。這是由于生態(tài)設計所涉及的兩大領(lǐng)域——生態(tài)和設計領(lǐng)域所決定的。生態(tài)領(lǐng)域本身就是一個多學科交叉的領(lǐng)域，涉及生態(tài)學、地球科學、化學、物理學、工程學等，而設計所涉及的領(lǐng)域則更為寬泛，包含了從自然科學、社會科學到工程學的眾多學科。因此，生態(tài)設計必然是一個多因素，多標準共存的復雜領(lǐng)域，而由此帶來的兩個問題值得我們關(guān)注:

一是生態(tài)設計的復雜性問題。一方面，生命周期環(huán)境影響的綜合評價本身就是一個復雜的問題，其中不僅包含對產(chǎn)品整個生命周期各個階段消耗和產(chǎn)生各類物質(zhì)、能量、廢棄物進行客觀科學的統(tǒng)計評價，同時還包含一些兩難的取舍，其中某些甚至含有超出了科學范疇的價值判斷，比如如何確定全球氣候變化和非生物資源耗竭的權(quán)重，如何確定對生態(tài)的影響和對人的影響的權(quán)重等等，從而增加了其不確定性。另一方面，生命周期環(huán)境影響的綜合評價還只是生態(tài)設計的一部分，除此之外，生態(tài)設計還應包含傳統(tǒng)設計的各類問題。Luttropp提出的生態(tài)設計涵蓋的領(lǐng)域包括產(chǎn)品功能、安全性、可靠性、成本、運輸屬性、人因工程學特性等等20余個方面的內(nèi)容［9］。當將環(huán)境因素整合到原有的傳統(tǒng)設計領(lǐng)域進行考慮時，生態(tài)設計的復雜性不言而喻。

二是多標準的特性還帶來了知識溝通的困難。產(chǎn)品開發(fā)過程實際上也可被認為是一個信息集成編碼的過程，各類與產(chǎn)品有關(guān)的無序的信息，通過一定的收集、歸類、分析、解釋、合成編碼最終形成有序的產(chǎn)品信息。由于產(chǎn)品復雜程度的增加、涉及領(lǐng)域的不斷外延、以及產(chǎn)品開發(fā)時間的不斷縮短，產(chǎn)品設計——尤其是復雜產(chǎn)品的設計由單個設計師承擔完成的情形已不多見，更多地是由來自于公司內(nèi)外具有不同學科背景的人所組成的產(chǎn)品開發(fā)團隊分工協(xié)作完成。在這樣的過程中，設計團隊的內(nèi)部及外部就產(chǎn)品的各類信息及知識進行溝通就顯得十分重要。順暢的知識溝通能使產(chǎn)品開發(fā)按照計劃順利推進，保證產(chǎn)品開發(fā)過程在時序上的有效性。同時通過與產(chǎn)品價值鏈上所有相關(guān)方的有效溝通，決定待開發(fā)產(chǎn)品是否能夠滿足這些相關(guān)方的有關(guān)要求，是產(chǎn)品生命周期增值的重要保證。產(chǎn)品生態(tài)設計多標準的特征決定了該過程在知識表達上的多樣性和復雜性，特定知識領(lǐng)域的人在各自領(lǐng)域概念、術(shù)語的表達方式各不相同，普通客戶、環(huán)境專家以及設計師在表達方式上存在較大差異，比如環(huán)境專家傾向于使用濃度、分子式等環(huán)境專業(yè)術(shù)語表達產(chǎn)品環(huán)境信息，而設計者則傾向于使用重量、長度、載荷、速度等工程度量來表達產(chǎn)品信息。這種表達上的差異越來越成為影響生態(tài)設內(nèi)外部溝通的障礙。

2.3 生態(tài)設計的多相關(guān)方特性

生態(tài)設計的多相關(guān)方特性主要來源于對產(chǎn)品要求的不斷進化。隨著產(chǎn)品提供的滿足用戶需求的功能日益增加且日趨多樣化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加復雜，產(chǎn)品規(guī)格進一步細化，其所涉及的領(lǐng)域也不斷外拓，最終的結(jié)果就是與產(chǎn)品開發(fā)發(fā)生直接或間接聯(lián)系，在產(chǎn)品全生命周期時間軸上可能出現(xiàn)的相關(guān)方呈不斷增加的趨勢。生態(tài)設計旨在滿足產(chǎn)品在環(huán)境方面的訴求，除需要涉及傳統(tǒng)設計的相關(guān)方外，還涉及一些生態(tài)設計領(lǐng)域特定的相關(guān)方，如環(huán)境專家，環(huán)境法規(guī)、政策、標準制定者、執(zhí)行者，資源、能源回收者，廢物處置者等等。因此，生態(tài)設計具有多相關(guān)方的特征。

生態(tài)設計多相關(guān)方的特征要求產(chǎn)品對相關(guān)方提出的相應訴求予以回應，這一方面使產(chǎn)品成為緊密聯(lián)系的生命周期軸上各相關(guān)方的溝通平臺，從而使各生命周期階段出現(xiàn)的不同環(huán)境問題有可能通過這一平臺加以統(tǒng)一解決或改善，如原材料采掘的資源消耗、生產(chǎn)過程的排放、產(chǎn)品使用的能源消耗、廢物的處置回收等等，當然，這也是生態(tài)設計較末端治理等單點、單一相關(guān)方的被動反應型的環(huán)境策略而言，更為積極主動的原因之一;而另一方面，我們也應注意，多相關(guān)方的特征同時又意味著涉及更廣泛的領(lǐng)域，更多因子及信息處理量，更難于進行的內(nèi)外部溝通，以及更不確定的解。這些問題目前已成為生態(tài)設計研究中不可回避的熱點。

2.4 早期介入的特征

根據(jù)約70%～80%產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響決定于產(chǎn)品設計初期——即以概念設計為界限的前段的觀念，就要求環(huán)境問題在設計的初期得以正確描述和加以解決。因此，早期介入的根本原因和解決產(chǎn)品設計中存在的產(chǎn)品認知度與設計自由度之間的矛盾直接相關(guān)。因為在設計早期，產(chǎn)品認知度較低，產(chǎn)品的功能及物理結(jié)構(gòu)、加工方式、材料選擇以及使用方式等尚未完全確定，因此設計者可以相對較為自由的對產(chǎn)品進行描述，同時可以較為自由地更改設計而不需要付出更多的物力、人力及成本。到了設計后期，尤其是細部設計階段，隨著產(chǎn)品的功能及物理結(jié)構(gòu)、加工方式、材料的選擇、以及使用方式等產(chǎn)品基本信息逐漸確定，對產(chǎn)品的認知度會慢慢升高并逐漸達到頂點。但隨之而來的是設計的自由度的下降，也就是說，當所有產(chǎn)品的相關(guān)細節(jié)確定后，更改設計所需耗費的人力、物力以及成本會逐步增加，因而更改的可能性也就逐步變小。最壞的一種情況是在產(chǎn)品投放市場后問題尚未解決，這時設計的自由度趨近于零，幾乎不可能更改。唯一的彌補方法就是對產(chǎn)品進行再設計或直接重新設計，但往往伴隨高昂的成本。從環(huán)境影響的角度來說，如果存在的是環(huán)境問題，那么該產(chǎn)品投放市場后這些問題會繼續(xù)存在;如果存在的是其不能提供相關(guān)服務或不能滿足某相關(guān)方要求的問題，產(chǎn)品就面臨被市場及客戶淘汰的可能性，這樣該產(chǎn)品的生態(tài)效率就趨近于零，也就是說單位環(huán)境投入所產(chǎn)生的服務或功能趨近于零，從而產(chǎn)生最大的資源、環(huán)境浪費。因此，早期介入是解決產(chǎn)品環(huán)境影響問題的一個有效手段，同時也是生態(tài)設計的一個基本特征。

盡管早期介入的方式有助于解決產(chǎn)品設計中涉及的環(huán)境問題，但在實際的操作層面，早期介入也面臨一定的障礙。產(chǎn)品生命周期環(huán)境問題的復雜性及不確定性以及分析評價此類問題方法的復雜性決定了客觀科學的環(huán)境問題描述是建立在大量信息的基礎之上的，而描述產(chǎn)品主要環(huán)境問題如資源、能源消耗、污染物的排放、廢棄物的回收與處置等等的相關(guān)的信息與產(chǎn)品的物理層面的信息有直接聯(lián)系，如產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)、外形、材料的種類及耗量、生產(chǎn)加工方式等，但此類物理層面的信息在設計過程中是在產(chǎn)品的需求、功能、功能結(jié)構(gòu)確定以后經(jīng)過了一個或數(shù)個疊代過程后才逐漸變得清晰的，在設計的早期，產(chǎn)品概念確立以前，需求逐漸被厘清并轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的功能及其結(jié)構(gòu)的描述，而此時關(guān)于產(chǎn)品物理層面的信息是不完整的，或者說不足以支撐綜合的環(huán)境問題描述，這樣的情景即便不會使早期介入變得不可行，也是早期介入的一個極大的障礙。因此，如何有效地遵循生態(tài)設計的這一特征，也是目前該研究領(lǐng)域的一個瓶頸，同時也是熱點。

3 生態(tài)設計基本特征的內(nèi)在聯(lián)系

根據(jù)以上生態(tài)設計的基本特征介紹，可以看出各個特征相互獨立，同時又存在內(nèi)在聯(lián)系。對于生命周期特征而言，它提供了一個具有指向性的路徑，既使產(chǎn)品系統(tǒng)的環(huán)境問題得以系統(tǒng)的評價與描述，又使產(chǎn)品的增值機會在此路徑上得到識別。在生命周期范疇內(nèi)討論環(huán)境與設計問題必然與多標準及多相關(guān)方的特征存在接口，因為從系統(tǒng)論的層面而言，產(chǎn)品系統(tǒng)可定義為產(chǎn)品與相關(guān)系統(tǒng)進行能量、物質(zhì)、信息交流，而全生命周期特征拓寬了這種互動的范圍。對于同一個產(chǎn)品系統(tǒng)而言，互動范圍的拓寬，使用的描述評價標準也必然隨之增加。多標準特征與生命周期特征的接口很好的表現(xiàn)在生態(tài)設計領(lǐng)域內(nèi)生命周期評價(Life cycle assessment)方法及相關(guān)工具的研究與應用占有十分重要的地位這一現(xiàn)象上。此外，多標準特征帶來的生命周期評價方法及工具的復雜性，又催生了對簡化及簡略版的生命周期評價方法及工具的研究，較為著名的簡化生命周期評價工具包括帶有環(huán)境責任的產(chǎn)品評價矩陣(ERPA)［10］，材料、能量毒性矩陣(MET)［11］等。

生命周期特征與多相關(guān)方特征的關(guān)系表現(xiàn)在生命周期特征帶來的產(chǎn)品增值機會的增加與多相關(guān)方的密切聯(lián)系。產(chǎn)品增值機會是通過其對象來進行識別的，在產(chǎn)品生命周期軸向上出現(xiàn)的多相關(guān)方正是產(chǎn)品增值的潛在對象，而對其進行識別也可以看成生命周期特征與多相關(guān)方特征的接口。這個接口體現(xiàn)在生態(tài)設計領(lǐng)域內(nèi)越來越多的研究轉(zhuǎn)向建立產(chǎn)品功能及成本與生命周期環(huán)境因子的聯(lián)系上，突出的有生態(tài)質(zhì)量功能矩陣 EQFD［12］，生態(tài)功能矩陣EFM［13］等的研究。

此外生命周期特征與早期介入特征同樣存在一定的聯(lián)系，早期介入的目的在于及早的描述與產(chǎn)品相關(guān)的環(huán)境問題，從而為優(yōu)選設計生命周期策略，即產(chǎn)品的生命周期路徑，提供支持。因此早期介入特征與生命周期特征的接口在于及早地確定生命周期策略。同時，早期介入的一大障礙在于缺乏有力的數(shù)據(jù)支撐，為克服這個障礙，目前生態(tài)設計領(lǐng)域的一個研究熱點在于基于產(chǎn)品分類基礎上的預定義的生命周期策略模型。具有代表性的有A.Gehin［14］，以及Catherine Michelle Rose［15］等人的研究。

對于多標準及多相關(guān)方特征之間的聯(lián)系而言，實際上接口在于因多標準特征引起的知識表達方式的不同而形成的不同的相關(guān)方的溝通障礙。而突破這種障礙目前也逐漸成為生態(tài)設計領(lǐng)域的一個研究熱點。該方向的研究具有代表性的主要包括功能法以及功能模型及功能實體論與環(huán)境知識表達的集成，其中Srikanth Devanathan等［16］的研究具有一定的代表性。由于功能法主要運用于產(chǎn)品設計的早期，因此它與早期介入的特征具有天然的聯(lián)系，同時也就造就了早期介入特征與以上二者之間的聯(lián)系。

4 遵循自身特色發(fā)展生態(tài)設計

盡管在國際上生態(tài)設計作為一個概念提出已經(jīng)有超過30年的時間，但在中國尚處于起步階段。目前，在中國尤其是對中國企業(yè)來講， 與產(chǎn)品生態(tài)設計相關(guān)的內(nèi)、外部條件，如相關(guān)的法律法規(guī)、行業(yè)導向性政策、市場激勵、管理者的意識、設計者的能力建設、工具的開發(fā)等等諸多方面都尚待完善。另一方面，我們應該看到，中國作為發(fā)展中國家應根據(jù)自身的社會、經(jīng)濟及環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀及特點，對各方面進行完善，致力于開拓具有中國特設的生態(tài)設計之路，這也是生態(tài)設計能否在中國得到健康發(fā)展的首要條件。

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