王洪閣　馬驥

摘要：本文從理論研究、案例分析和設(shè)計(jì)思路三部分對零碳理念的設(shè)計(jì)進(jìn)行了解讀，在此基礎(chǔ)上，從零碳理念的視角對工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域進(jìn)行了分析。零碳理念推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)型思路可以歸納為三個(gè)方面：針對生產(chǎn)制造，使設(shè)計(jì)考慮產(chǎn)品的使用周期和生產(chǎn)周期，并關(guān)注人的根本需求;使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輕量化，零部件模塊化;在外觀造型上，將綠色設(shè)計(jì)和可持續(xù)設(shè)計(jì)的理念應(yīng)用到現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的小型化、簡潔化。以節(jié)約、簡化、綠色環(huán)保的零碳理念構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)原則，進(jìn)一步引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式向零碳轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：零碳理念;工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì);思路

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）03-0114-02

零碳社會是我國推動(dòng)人與自然、科技高度融合的綠色發(fā)展理念，本研究旨在將零碳理念轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)綠色、生態(tài)、低碳可持續(xù)的發(fā)展理念，并通過產(chǎn)品的形式進(jìn)入人們的生活生產(chǎn)中。

1零碳理念概述

零碳的概念最早來自國外建筑行業(yè)，是通過各種路徑來降低二氧化碳的排放。英國社區(qū)及地方政府部（DCLG）最初將零碳定義為：按照一個(gè)年度計(jì)算，包括采暖、空調(diào)、通風(fēng)、照明、熱水，以及烹調(diào)、洗滌、娛樂等在內(nèi)的所有相關(guān)電器、設(shè)備所使用的能源帶來的碳排放為零。理論上，低碳是零碳的發(fā)展基礎(chǔ)，零碳是低碳的追求目標(biāo)。零碳的概念更周全，目標(biāo)更明確，具有挑戰(zhàn)性，是作為人類社會現(xiàn)代化文明進(jìn)步的一個(gè)目標(biāo)。零碳理念的本質(zhì)是要求將人類活動(dòng)對環(huán)境的影響降到最低、直至為零。

在人們通過減少二氧化碳排放的過程中，最主要的方式是在生產(chǎn)生活過程中盡可能減少化石能源的開發(fā)利用和燃燒，逐步依靠太陽能、風(fēng)能、生物能等可再生能源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)零碳排放。

目前在很多國家和行業(yè)領(lǐng)域都已經(jīng)有一定的方法研究和實(shí)踐效果，其中可分為這兩種形式：一種是通過不使用含碳能源或原材料保證無碳輸入，放棄使用煤、石油等含碳能源和材料，轉(zhuǎn)而使用太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生清潔能源為主的發(fā)展路徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低碳、零碳或近零碳的排放;另一種方式是采用碳中和機(jī)制抵消碳排放，采用綠化和增加植被覆蓋等碳中和機(jī)制來抵消碳排放，達(dá)到零碳排放。而當(dāng)前，我國實(shí)現(xiàn)零碳轉(zhuǎn)型仍面臨來自增長方式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源利用與低碳技術(shù)創(chuàng)新、政策引導(dǎo)與法律法規(guī)約束、零碳觀念與生活方式融合等多重挑戰(zhàn)。

我國當(dāng)前處于工業(yè)化和城市化快速發(fā)展的階段，在保障經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的同時(shí)減緩二氧化碳排放，其核心指標(biāo)就是持續(xù)降低單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源強(qiáng)度和二氧化碳強(qiáng)度，也就是持續(xù)提高單位能源消費(fèi)和單位二氧化碳排放的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效益。在可持續(xù)發(fā)展框架下，從工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)上開展零碳理念轉(zhuǎn)型，對我國制造業(yè)發(fā)展和人們生活方式的轉(zhuǎn)型來說尤為重要。

2零碳理念下的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例分析

2.1 Bookniture紙凳

Bookniture紙凳是一款注重綠色環(huán)保的紙質(zhì)家具，適用于家庭和戶外等場所，其體積小，質(zhì)量輕且質(zhì)地堅(jiān)固，外觀尺寸接近一本書的厚度，材質(zhì)全部使用紙質(zhì)材料。紙質(zhì)材料是易降解的環(huán)保材料，不論是生產(chǎn)加工還是回收利用，對減少碳排放都有很大的優(yōu)勢。在設(shè)計(jì)上，將Bookniture紙凳展開之后會變成圓柱體的造型，從展開的頂部可以看到它運(yùn)用了蜂巢狀結(jié)構(gòu)。蜂巢結(jié)構(gòu)是一種最經(jīng)濟(jì)的空間架構(gòu)，并且在幾何力學(xué)性能上有著獨(dú)特的優(yōu)勢，因此蜂巢結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)承重，經(jīng)常運(yùn)用在我們的日常生活中，如建筑設(shè)計(jì)和家具設(shè)計(jì)等。Bookniture紙凳的另一個(gè)特征是便攜，當(dāng)把它收納起來時(shí)只有一本書的大小，這一點(diǎn)對于搬運(yùn)來說很重要。就產(chǎn)品的閉環(huán)設(shè)計(jì)而言，一個(gè)產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)需要考慮它的整個(gè)流程，產(chǎn)品的回收利用、包裝和運(yùn)輸往往是讓人忽視的方面。Bookniture紙凳可折疊成更小體積的設(shè)計(jì)不論是從用戶角度還是生產(chǎn)商角度來說，都為之后在運(yùn)輸上提供了很多便利，減少了碳排放，從材質(zhì)、設(shè)計(jì)等角度為零碳理念的設(shè)計(jì)提供了典范。

2.2 Smartflower太陽能發(fā)電系統(tǒng)

我們傳統(tǒng)觀念里的太陽能電池板是固定在一個(gè)角度或者作為屋頂光伏板，對于移動(dòng)和維修調(diào)整來說都有一定的局限性。設(shè)計(jì)師Alexander Swatek設(shè)計(jì)的可以主動(dòng)追蹤太陽光的太陽能發(fā)電系統(tǒng)Smart flower就能夠解決這些問題。這款太陽能發(fā)電系統(tǒng)的外觀是花瓣?duì)畹脑煨?，與傳統(tǒng)的光伏板不同的是它的光伏板環(huán)繞組成花的形狀，可以自動(dòng)開合折疊，內(nèi)部裝配有多軸運(yùn)動(dòng)的太陽光追蹤系統(tǒng)，根據(jù)太陽起落運(yùn)行的角度而轉(zhuǎn)變自身的角度，始終保持與太陽光線成90度角，這樣的設(shè)計(jì)能夠最大化地吸收太陽光。相比傳統(tǒng)固定裝配的光伏板，Smart flower發(fā)電量超出百分之四十。因?yàn)楣夥鍖訉盈B加，使得每張光伏板后面裝配的小排刷在打開和收納時(shí)可以互相清潔板上的灰塵，確保能夠最大化地吸收太陽光。同時(shí)，這款太陽能發(fā)電系統(tǒng)通過強(qiáng)風(fēng)風(fēng)速傳感器的監(jiān)測可以進(jìn)行自我保護(hù)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定強(qiáng)度光伏，扇葉可以自動(dòng)折疊收納，以避免強(qiáng)風(fēng)對其產(chǎn)生損壞，折疊的功能設(shè)計(jì)使得它的體積更小，方便運(yùn)輸和收納儲存。Smart Flower的功能設(shè)計(jì)充分考慮了綠色低碳的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)能夠讓人們關(guān)注到對于能源保護(hù)和清潔能源的利用。

3零碳理念下的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路

3.1生產(chǎn)制造上

3.1.1延長產(chǎn)品使用壽命

產(chǎn)品使用壽命的延長能夠減少資源浪費(fèi)進(jìn)而減少碳排放。產(chǎn)品從開始使用到廢棄的階段為產(chǎn)品的使用壽命，傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)只注重生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益，很少考慮產(chǎn)品帶來的污染和資源浪費(fèi)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期建立零碳發(fā)展的設(shè)計(jì)理念極其重要，一方面從設(shè)計(jì)、加工、材料等方面考慮盡可能使其堅(jiān)固耐用，另一方面通過產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)拆卸、零部件通用等措施實(shí)現(xiàn)替換裝配以延長使用壽命，減少資源浪費(fèi)。

3.1.2考慮整個(gè)生命周期

產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)應(yīng)合理平衡環(huán)境、資源和人三者之間的關(guān)系，并兼顧整個(gè)生命周期，但在產(chǎn)品的生命周期中往往忽略包裝、運(yùn)輸和回收再利用。產(chǎn)品的包裝從功能上考慮是為了收納和運(yùn)輸過程中保護(hù)產(chǎn)品，所以設(shè)計(jì)需要精簡包裝且重點(diǎn)關(guān)注包裝的功能性，考慮產(chǎn)品的包裝是否低碳環(huán)保，使企業(yè)靠低碳環(huán)保的理念去提高品牌形象。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上

3.2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化

零碳理念設(shè)計(jì)的節(jié)能減排可以體現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)上，針對結(jié)構(gòu)上的低碳化操作途徑有多種方式。在確保產(chǎn)品質(zhì)量功能的前提下，簡化結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品輕量化的解決方案之一。產(chǎn)品的輕量化需配合結(jié)構(gòu)優(yōu)化、裝配優(yōu)化和材料選用，在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)化內(nèi)部裝配的布局和空間，使產(chǎn)品更加輕巧，簡化生產(chǎn)流程，在有效降低碳排放量的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。

3.2.2模塊化

模塊化設(shè)計(jì)體現(xiàn)在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和外觀上的拆分重組。模塊化設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｉ钪械募揖?、電器和工業(yè)設(shè)備上。模塊化設(shè)計(jì)以實(shí)用為主要特征，以產(chǎn)品功能為基礎(chǔ)可以增加產(chǎn)品的使用壽命，進(jìn)而減少資源的浪費(fèi)。工具和工業(yè)設(shè)備零部件的可拆卸設(shè)計(jì)，可以替換易損耗的部件，簡化維修和裝配的可操作性，能夠直接或間接減少資源浪費(fèi)以及碳排放，有效延長產(chǎn)品使用周期，提高產(chǎn)品的利用率[5]。

3.2.3材料選擇

加工材料的選擇和碳排放有著直接的聯(lián)系。原材料的生產(chǎn)和加工所產(chǎn)生的碳排放量很大，所以材料選擇要考慮從原材料加工到回收的整個(gè)生命周期。事實(shí)上，絕大部分材料的加工和生產(chǎn)是造成碳排放的主要階段。因此，在設(shè)計(jì)初期應(yīng)盡可能去規(guī)避高碳排放生產(chǎn)的原材料，探索清潔、環(huán)保新材料的研發(fā)。

3.3外觀造型上

3.3.1簡潔化

產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)上的簡潔化體現(xiàn)出自然、質(zhì)樸、淡雅的中國傳統(tǒng)哲學(xué)理念，同時(shí)還體現(xiàn)出零碳理念。在設(shè)計(jì)中簡化外觀，重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)和待解決的問題，這種簡約的設(shè)計(jì)風(fēng)格很容易被受眾群體所接受。目前國內(nèi)外市場上越來越多的家居電器、生活用品等在外觀造型方面都是以簡潔為主要特征，并且能夠突出產(chǎn)品的實(shí)用性。簡潔是產(chǎn)品外觀造型設(shè)計(jì)的趨勢，同樣遵循自然質(zhì)樸的設(shè)計(jì)風(fēng)格，體現(xiàn)著以人為本的設(shè)計(jì)理念。產(chǎn)品造型上的簡潔化并不一定會影響其使用價(jià)值，反而會更加環(huán)保，節(jié)省材料。

3.3.2小型化

交通碳排放占據(jù)城市碳排放的很大一部分，小型化的設(shè)計(jì)可以節(jié)省成本和空間。產(chǎn)品的體積小了也就減少了，運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)和存儲占用，能有效降低碳排放量。另外，產(chǎn)品外觀造型上的小型化也是未來發(fā)展的趨勢，小型化的交通工具越來越被消費(fèi)市場認(rèn)可，像目前更多小體積的電動(dòng)汽車進(jìn)而更加注重用戶的體驗(yàn)和操作，在保證功能和質(zhì)量的前提下著重關(guān)注技術(shù)和材料的使用，對于制造業(yè)要求更高，同時(shí)還能減少碳排放量。

4總結(jié)

就設(shè)計(jì)而言，零碳理念的工業(yè)設(shè)計(jì)、制造業(yè)除了需要節(jié)能減排之外，更加需要的是注重人的體驗(yàn)和需求，以可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)衡量產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，建立零碳理念的設(shè)計(jì)新思路。零碳社會是未來發(fā)展的必然趨勢，零碳理念的設(shè)計(jì)是低碳設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)的延伸。推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行零碳理念轉(zhuǎn)型需要靠設(shè)計(jì)師、制造商和用戶群體共同實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使能源結(jié)構(gòu)向更清潔、更高效的方向發(fā)展。