摘要：国内外对绿色家电产品及其设计已提出更高的要求，论述家电产品的绿色设计原则，及环保材料的选择、产品的可回收设计、易拆卸设计、产品的生命周期评价等绿色设计技术。总结国内外企业取得的进步，指出绿色家电产品是发展方向。
关键词：绿色家电设计
引言
家电制造业作为环境污染的主要行业，其环境破坏一方面来自于生产过程中产生的大量废弃物；另一方面源于家电产品对资源和能源的大量消耗，且两方面影响程度都是由产品自身固有的环境属性所确定的。为寻求从根本上解决制造业环境污染的有效方法，绿色设计理念应运而生，并成为当前的研究热点之一。
一、绿色设计的原则
1.1环境协调性原则
绿色设计强调在设计中，通过在产品生命周期的各阶段中应用各种先进的绿色技术和措施，使得所设计的产品具有节能降耗、保护环境和人体健康等特性。环境协调性原则主要体现在对资源和能源的有效合理利用、对环境污染最小、产品安全舒适等方面。
1.2技术先进性原则
技术先进性是传统设计所追求的目标之一，也是绿色设计的基本要求。绿色设计特别强调在产品的生命周期过程中，采用先进的技术或装备，来保证安全可靠、高效经济地实现产品的各种功能要求，保证产品生命周期全过程，具有很好的环境协调性。
1.3最佳综合效益原则
经济合理性是绿色产品及其设计中必须考虑的因素之一，一个产品或设计方案若不被市场接受，就没有生命力，不可能有长远发展。绿色产品及其设计不仅要考虑企业自身的经济效益，更要从环境角度出发，考虑产品全生命周期的环境影响，实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。
二、绿色产品及其设计技术
2.1环保材料的选择
绿色产品中原材料必然是环保的。环保材料的选择包括各种易降解或生物降解材料、天然材料、易于回收和再利用的材料和即使无法回收和再利用，废弃后对环境影响小的材料。
对于国际市场分额正不断上升的中国家电企业，RoHS中禁止使用的6类有害物质是一个非常严峻的挑战。这6类有害物质在家电中的使用很普遍，虽然已有一些相应的替代技术，但仍需要在实际中进一步验证和完善，这将极大影响我国机电产品在价格方面的竞争力。
铅主要存在于含铅焊料、CRT玻璃、灯泡、颜料、固体润滑剂、橡胶、铅酸电池、PVC热稳定剂等。目前可采用无铅焊接技术和工艺来取代常规的焊接工艺，由于焊接设备的不同，无铅焊锡的材料也不同。手工焊一般采用Sn-Cu，Sn-Ag或Sn-Ag-Cu，波峰焊可采用Sn-Cu，回流焊采用Sn-Ag和Sn-Ag-Cu。
镉主要存在于开关、弹簧、连接器、外壳、PCB、保险丝、颜料和涂料、半导体光电感应器等。低压电器领域中镉的替代可用银氧化锡氧化铟（AgSnO2In2O3）来代替银氧化镉（AgCdO）。
汞主要存在于温控器、传感器、继电器、金属蚀刻剂、电池、防腐剂、消毒剂、粘结剂等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以使用氢镍和锂离子等可充电电池来替代含汞的电池，使用不含汞的新型温控器和传感器等。
铬（六价）主要存在于金属防腐蚀涂层、颜料、防锈剂、防腐蚀剂、陶瓷釉等。可采用碱性镀锌来替代镀铬，用危害小的三价铬代替六价铬，从而减轻对环境的危害，或者就不使用电镀件。
多溴联苯和多溴二苯醚主要存在于阻燃剂、PCB、塑料外壳等。可以使用磷系阻燃剂代替含有这些有害物质的溴系阻燃剂，或使用无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝等。
2.2面向回收的设计
减少产品对环境的影响，节省能源和资源是绿色产品设计的根本目标，合理的回收设计和方法会产生巨大的经济和社会效益。我国目前废弃产品几乎全部采用手工分解，回收率很高，但环保效果不理想。欧盟WEEE指令要求资源再利用率在75%～80%左右，而我国刚开始这方面的实践，在环保材料的选择、安装连接形式、易于回收利用的结构设计等方面都是刚起步，还有很多急需开展的工作。
回收性设计是指在产品设计阶段，就要充分考虑零部件和材料回收的可能性、回收价值和回收处理方法等，以达到零部件和材料的有效再利用，并在回收过程中对环境污染最小的一种现代设计方法。
机电产品的回收利用层次是不同的，由高到低分别是产品级、部件级、零件级和材料级的。前三种回收的目的在于整体重新利用，继续利用其功能，属于较深层次，重用的程度与其性能、可靠性和剩余寿命相关。材料级的回收利用则是经过分类回收后直接进入原材料领域，用于再生产新的零部件。
国内外的大型家电公司己实施了面向回收的设计。回收设计的原则包括尽量采用可回收材料制造；零部件尽量采用同一种材料；所有可回收零部件上标明材料名称及回收标志；将零部件结构设计为易于拆卸，减少回收的成本；对个别含有有害物质的零部件采取密封设计，以防回收过程中对环境造成污染。避免金属和塑料相互嵌入而造成的材料分离困难，废旧产品回收利用的实践是检验回收设计的最重要内容。
2.3面向拆卸的设计
拆卸性设计（DfD）就是在产品的设计阶段，让产品具有良好拆卸性能的设计方法，主要包括以下一些原则。
（1）在产品功能满足要求的前提下，考虑到将来的拆卸和回收，尽量简化设计，以减小拆卸难度。如尽量采用可拆卸性联接（螺纹联接、机械扣合等）来代替不可拆卸联接（铆接、焊接与粘结等），尽量采用容易拆卸的联接（机械扣合等）来代替费时费力的联接（螺纹联接、铆接等）。
（2）减少材料种类，使用兼容性能好的材料。这点与回收性设计的原则相同，材料种类越少，越有利于拆卸并分离。使用兼容性能好的材料组合，则可以减少拆卸回收的工作量。
（3）结构和功能相近的零部件尽量使用标准化、通用化、模块化，可减少拆卸工具的数量和种类，易于实现拆卸、更换和重用。
2.4面向产品的生命周期评价
生命周期评价（LCA）针对环境问题提出，但也是绿色设计分析评价的方法。LCA不仅包括环保材料的选择、产品的可回收设计、拆卸设计、废弃物再生及其资源化处理等绿色设计的内容，更强调在产品的生命周期全过程实现技术、经济和环境的最佳。生命周期评价既要考虑产品从原材料提取到报废后回收处理及再利用的整个过程，还要考虑产品自身的功能和性能。其是在产品整个生命周期中对与产品有关的各类技术、环境和经济信息进行汇集、测定和分析的一种系统方法。生命周期评价有助于获得目标信息在产品生命周期各阶段的具体情况和在整个过程的总体情况，为产品改进提供完整正确的信息。
结束语：随着人们生活水平和环境意识的提高，绿色产品逐步成为社会的主流，据国外的调查数据，80%的德国人、66%的英国人愿意为绿色产品支付更多的钱，这实际上就是一种“ 绿色经济”，绿色和环保产品已经成为一种时尚。因此，应积极推广家电产品的绿色设计，提高其环保性能，为循环经济提供技术支撑。
参考文献
[1]杨福馨，侯林青，杨连登.包装的回收利用和城市环境[M].北京：化学工业出版社，2010.
[2]陈纲，唐爱民，张宏伟.现代纸容器[M].北京：化学工业出版社，2011.
论文作者:胡斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：产品论文; 材料论文; 生命周期论文; 环境论文; 零部件论文; 原则论文; 家电论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;