（专题设计）生态设计讲义
第一部分 基本概念 一、生态设计的重要意义
（一）全球性生态危机所带来的灾难性影响日渐严重
1．酸雨污染。20世纪50年代随工业生产的发展和人口的激增，人类使用石化燃料增多出现的。其主要的危害就是导致大片的森林死亡。现在全世界有三大酸雨区：欧洲、北美和我国长江以南地区。 2．温室效应(或全球变暖)。全球变暖的主要原因是人类向大气排放的二氧化碳越来越多，其中，美国是第一大国，中国是第二大国。最主要的危害就是导致南北两极的冰盖融化，使海平面上升。据科学家计算，如果人类对二氧化碳的排放不加限制，到本世纪末，全球气温上升2~5摄氏度，海平面上升30~100厘米。由此会带来灾难性后果。
3．臭氧层破坏。地球上空的臭氧层能吸收99%的紫外线，保护人类免受伤害。但1985年英国南极考察队首次发现南极上空的臭氧层有一个空洞，科学家发现是人类自已制造的氟氯烃类化合物的“杰作”。
4．土地沙漠化。地球上的沙漠正以每年600万公顷，也就是每分钟10公顷的速度侵蚀土地。其原因是草原植被破坏。我国每天都有500公顷的土地披沙漠吞食。近来频频上演的沙尘暴就是严重的警告。
5．森林面积减少。现在全世界每年有1200万公顷的森林消失，而且多数集中在发展中国家。原因之一是由于贫困所迫。不得不用宝贵的森林资源换取外汇；原因之二是在亚非拉的一些发展中国家，大约有20多亿农村人口是用木材作生活燃料；原因之三是毁林开荒。我国由于人多地少，毁林开荒非常严重，森林覆盖率只有13%，处于世界第120位。
6．物种灭绝。目前地球正在经历着第六次大规模的物种灭绝。由于人类对野生生物的狂捕杀，对生态环境的污染和破坏，使得地球上越来越多的物种已经或正在遭遇灭顶之灾。
7．水资源危机。全球水资源只有1%可供人类使用。随着经济发展和人口激增，全世界对水消耗的增长率超过了人口增长率，水资源问题不久就会成为深刻的社会危机。我国有600多座城市，其中有300加多座城市缺水，有40多座严重缺水。此外，黄河断流、淮河污染等都严重威胁到我国的工农业生产和人们的生活。
8．水土流失。由于人类大规模地破坏森林，很多荒山秃岭一经雨水就引发山洪爆发，水资源和土壤资源白白流失．土壤被带入江河、湖泊，又会造成水库、湖泊的淤积，从而抬高河床，减少水库湖泊的库客量，加剧洪涝灾害。
9．垃圾成灾。目前与日俱增的垃圾，包括工业垃圾和生活垃圾，已经成为世界各国都感到棘手的难题。我国的垃圾因为没有处理，不仅越积越多，而且占用耕地，污染空气和地下水。现在我国有2／3的城市都陷入了垃圾重围。
10．城市大气污染。我国城市大气污染非常严重。我国现有600多座城市，其中大气质量符合国家一级标准的不到 l%。污染原因主要有两个，一是我国以排放大量污染物的煤炭为主要能源；二是我国城市越来越多的汽车排放的尾气对空气污染严重。
造成地球环境问题的根本原因： 地球上巨大的资源和能源的过度消耗
（1） 一是发达国家对资源能源的浪费（产业革命以来，在大气中累积的1500亿吨CO2，80%是发达国家所为）。
（2） 二是经济迅速增长的发展中国家对资源能源消耗的低效率（比如每一公斤原油所生产的物
质当量，日本是我国的15倍）。
显然，如果发达国家不改变以往大量生产、大量消耗、大量废弃的生产和生活方式，而发展中国家要高速发展经济（虽然这是情理之中的事），在21世纪早期就会使地球的负荷迅速达到极限状态。以致于会造成发达国家和发展中国家的严重对抗及其它一系列重大社会问题。
(二) 目前我国尚属于资源能源使用效率非常低下的国家
2003年我国GDP仅仅约占世界的4%，但资源和能源的消耗却占世界资源很大的比重： 煤炭消耗量占世界的30%； 钢铁消耗量占世界的27%；水泥消耗量占世界的40%； 铝的消耗量占世界的25%；石油的消耗量占世界的7.5%.消耗的水是世界平均量的四倍；每单位GDP消耗的能量(标准煤)为世界平均量的三倍。
中国能耗产出与先进国比照
注：1、 国际先进水平是指居世界先进水平的国家的平均值；2、“日”指日本，“美”指美国，“欧”指欧盟；3、本节各表数据的差异是由于统计口径的不同；4、资料来源：《中国能源统计年鉴2002版》，国家统计局；《提高中国能源效率的战略研究》，中国电力出版社，2001年1月。
（三）我国是一个资源贫乏的国家
1、可耕种土地占全世界的7%、人均1.43亩，是世界人均量的三分之一； 2、人均淡水量为世界人均量的四分之一； 3、人均木材储藏量为世界人均量的八分之一；
4、人均石油储藏量为世界人均量的11%，天然气储藏量为世界人均量的4.5%； 5、号称资源丰富的煤炭储藏量也仅仅为世界人均量的50%。 （四）推进我国工业设计的发展应该与推广生态设计同步进行
学习和参与生态设计的意义：
工业产品设计师是处于企业与消费者之间的工业产品中介者，一种产品或其生产过程的环境特性很大程度决定于设计阶段，事后的末端治理方式是难以消除，其业已造成的环境问题。
仅2002年我国就淘汰了400多万台电视机，500多万台洗衣机，600多万台电脑及3000多万部手机。《美国新闻周刊》曾报道，如果把目前世界上各地废弃的电脑软盘加在一起，每隔20分钟就可以形成一座100层高的“摩天大厦”。目前电子废弃物每5年增加16%~28%，比总废物量的增长速度快3倍。
随着欧洲环保法令的日益严厉，中国正迅速成为电子垃圾的主要“出口国”和“避风港“，世界上有80%的电子垃圾被运往亚洲，而中国就接纳了这80%中的90%。
一台电脑显示器中铅含量平均达1公斤多。铅元素可破坏人的神经、血液系统和肾脏。电脑的电池和开关含有铬化物和水银，铬化物透过皮肤，经细胞渗透，可引发哮喘；水银则会破坏脑部神经。如果将这些电子垃圾随意丢弃或掩埋，大量有害物质渗入地下，造成地下水严重污染；如果进行焚烧，会释放大量有毒气体，造成空气污染。
日本东京大学教授，国际上著名的生态设计专家山本良一先生曾说过这样的话：“工业产品与工艺美术品不同，它是以大量生产、大量供给为前提进行开发和生产物品，对地球环境造成的影响很大。因此，环境协调性对于工业产品而言是必要条件，是工业产品的大前提，……也就是说，应该认识到不是生态设计的工业产品已经不值得称其为工业产品了。”
接着，他更直接地说：“在我看来那些设计不是环境协调性产品的工业设计师的行为是对地球环境的一种犯罪行为。显然，造成今天地球环境问题的一部分责任应由这些工业产品设计师们来承担。同样，开发基本技术的科学家和技术专家也犯有同罪。”
“在考虑产品性能时附带考虑环境问题，把环境性能当成了一种附加式补充。这是不对的！要认识到，有了环境方面的考虑才能得到正常的产品性能，应该有这样一种观念上的转变。我们要强调：如果不是通过生态设计得到的产品就不能称之为是工业产品。工业产品设计师应该担负起生态设计的责任。因此，我建议象工艺美术作品那样，也要让产品设计师在自己创造出的产品上署名。”
在我国，推进生态设计已经是势在必行。这是因为：
1. 自工业革命以来，工业设计的理念与内涵就一直是动态的和发展的，它围绕着工业的阶段性核心任务不断在修改与充实。2006年国际工业设计协会理事会（ICSID）为工业设计所作的最新定义中，将“增强全球可持续发展和环境保护”列为了工业设计任务的第一项。
工业设计专业定义（2006年）如下：
目的：设计是一种创造性的活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面的品质。因此设计既是创新技术人性化的重要因素，也是经济文化交流的关键因素。
任务：（1）增强全球可持续发展和环境保护；
（2）给全人类社会、个人和集体带来利益和自由； （3）兼顾最终用户、制造者和市场经营者的利益； （4）在世界全球化的背景下支持文化的多样性；
（5）赋予产品、服务和系统以表现性的形式（语言学）并与它们的内涵相协调（美学）。 2.胡锦涛同志在党的十七大会议发言中4次谈到可持续发展，12次提到生态问题，20次反复强调
科学发展观，这表明我国对于改善生态环境坚持可持续发展的态度是非常坚决的。
2007年11月23日，国务院正式批准了《节能减排统计检测及考核实施方案和办法的通知》，明确宣布：从明年（2008年）起，中国地方省级官员将开始向中央上交节能答卷，如果成绩单未能及格将面临问责和“一票否决”。在我国，推进生态设计已经是势在必行。
3. 企业要实施品牌战略，创新设计必须要先行。随着可持续发展在世界范围的推进，各国政府和贸易组织势必会参照生态设计原则制定相关的产品合格标准，要想让本地区、本企业在未来新一轮的产品市场竞争中取得优势，及时大力推进生态设计无疑可抢先适应面向未来的消费市场，提升企业核心竞争力，实现企业与地区的可持续发展。
4. 中国是世界上最大的发展中国家，中国可持续发展的进程与措施受到了全世界的关注，因为它关系到我国与世界可持续发展的和谐，甚至可以说关系到中华民族和平崛起的大业。推进生态设计与推进由中国制造走向中国创造的目标是一致的，因为生态设计的本质就是要打破惯有的设计思维模式，去创造更加适应时代需要的产品与服务。推进生态设计可以为工业设计提供许多新思路，创造出消费市场新的繁荣局面,从而获得创新与发展、生产与环境、国家与世界的共赢局面。
二、关于可持续发展
(一)可持续发展
可持续发展的提出：
世界在发展中出现如前面所述的巨大矛盾的时候，1992年里约热内卢环境最高级会议召开之
际，“世界环境与发展委员会”提出了在保护环境的同时发展经济的第三条途径。
所谓“第三条途径”即不造成环境破坏的经济增长，也就是“可持续发展”。
可持续发展≠可持续增长。可持续增长在有限物质的地球是不可能实现的。发展不是增长，其
含义并非是量的增长而是质的发展。量不可能无限，而质则可无限地发展。
可持续发展定义:
在世界面临生态危机之际，“满足现代人们的需要，又不损害子孙后代人满足其需求能力”的可持续发展理念已逐步成为了大多数国家的共识。该理念的核心是如何用发展去提高现代人的生活水平、满足人民的需要。但发展的含义决非“量”的增长而是“质”的发展，量不可能是无限的，而质则可以持续地发展。
WECD（世界环境与发展委员会）
前挪威首相布伦特兰夫人提出的可持续发展定义是：“满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”。这一概念与其说是一种理论意义，不如说它表达的是一种主张，它包容以下几个方面的内涵：
（1）持续发展的公共性原则
a、 一是本代人的公平。要给世界以公平的分配和公平的发展权， 要把消除贫困作为可持续发展进程特别优先的问题来考虑；
b、 二是代际人间的公平。要认识到人类赖以生存的自然资源是有限的。这一代人不要为自己的发展与需求而损害人类世世代代满足生存需要的条件——自然资源与环境。要给世世代代的公平利用自然资源的权利；
c、三是公平分配有限资源。目前的现实是，占全球人口26%的发达国家，消耗的能源、钢铁
和纸张等都占全球的80%。
联合国环境与发展大会通过的《关于环境与发展里约热内卢宣言》已把这一公平原则上升为国家间的主权原则：“各国拥有按着其本国的环境与发展政策开发本国自然资源的主权。并负有确保在其管辖范围内或在其控制下的活动不致损害其他国家或在各国管辖范围以外地区的环境责任。
（2）可持续发展的持续性原则
布氏在论述可持续发展“需求”内涵的同时，还论述了可持续发展的“限制”因素。因为没有限制
也就不能持续。持续性原则的核心指的是人类的经济和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。
（3）可持续发展的共同性原则
鉴于世界各国历史、文化和发展水平的差异，可持续发展的具体目标、政策和实施步骤不可能是唯一的，但是可持续发展作为全球发展的总目标所体现的公平性和持续性，则是共同的。《里约宣言》中说“致力于达成既尊重所有各方的利益，又保护全球环境与发展体系的国际协定，认识到我们的家园——地球的整体性和相互依存性。”
总之，布氏的可持续发展概念，就其社会观而言，主张公平分配，以满足当代和后代全人类的基本要求；就其经济观而言，主张人类与自然和谐相处。这些观念是对传统发展模式的挑战，是为谋求新的发展模式和消费模式而建立的新发展观。
我国学者刘培哲教授认为：
什么是发展？发展就是人类对以人为中心的自然—社会—经济这一复合系统的调控过程。 因此，他从三维结构复合系统出发定义可持续发展：
“可持续发展是能动地调控自然—经济—社会复合系统，使人类在不超越资源与环境承载能力的条件下，促进经济发展、保持资源永续和提高生活质量。“
（4）可持续发展应具有三大特征：
a、可持续发展鼓励经济增长。同时，可持续发展不仅重视增长数量，更追求改善质量、提高
效益、节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实施清洁生产和文明消费。
b、可持续发展要以保护自然为基础，与资源和环境的承载能力相协调。因此，发展的同时必须保护环境，包括控制环境污染，改善环境质量、保护生命支持系统、保护生物多样性、保护地球生态的完整性、保证以持续的方式使用可再生资源，使人类的发展保持在地球承载能力之内。 c、可持续发展要以改善和提高生活质量为目的，与社会进步相适应。持续发展必须与解决大多数人口的贫困联系在一起。对于发展中国家来说，贫困与不发达是造成资源与环境破坏的基本原因之一。世界各国的发展阶段不同，发展的具体目标也各不相同，但发展的内涵均应包括改善人类生活质量。
关于可持续发展的概念来源：
可持续发展的概念来源于生态学，最初应用于林业和渔业，指的是对于资源的一种管理战略：即如何仅将全部资源中合理的一部分加以收获，使得资源不受破坏，而新成长的资源数量足以弥补所收获的数量（如我国现在针对渔业对江河湖海都规定的禁渔期）。如一定区域内的渔业资源的可持续生产就是指鱼类捕捞量适当低于该指定区域内的鱼类年自然繁殖量。经济学家由此提出了可持续产量的概念，这是对可持续性进行正式分析的开始。很快，这一词汇被用于农业、工矿业和生物圈，而且不限于考虑一种资源的情形。
子曰：“钓而不纲，戈不射宿。” “山林非时不升刀斧，以成草木之长；川泽非时不入网罢，以鱼鳖之长。”
和纸张等都占全球的80%。
联合国环境与发展大会通过的《关于环境与发展里约热内卢宣言》已把这一公平原则上升为国家间的主权原则：“各国拥有按着其本国的环境与发展政策开发本国自然资源的主权。并负有确保在其管辖范围内或在其控制下的活动不致损害其他国家或在各国管辖范围以外地区的环境责任。
（2）可持续发展的持续性原则
布氏在论述可持续发展“需求”内涵的同时，还论述了可持续发展的“限制”因素。因为没有限制也就不能持续。持续性原则的核心指的是人类的经济和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。
（3）可持续发展的共同性原则
鉴于世界各国历史、文化和发展水平的差异，可持续发展的具体目标、政策和实施步骤不可能是唯一的，但是可持续发展作为全球发展的总目标所体现的公平性和持续性，则是共同的。《里约宣言》中说“致力于达成既尊重所有各方的利益，又保护全球环境与发展体系的国际协定，认识到我们的家园——地球的整体性和相互依存性。”
总之，布氏的可持续发展概念，就其社会观而言，主张公平分配，以满足当代和后代全人类的基本要求；就其经济观而言，主张人类与自然和谐相处。这些观念是对传统发展模式的挑战，是为谋求新的发展模式和消费模式而建立的新发展观。
我国学者刘培哲教授认为：
什么是发展？发展就是人类对以人为中心的自然—社会—经济这一复合系统的调控过程。 因此，他从三维结构复合系统出发定义可持续发展：
“可持续发展是能动地调控自然—经济—社会复合系统，使人类在不超越资源与环境承载能力的条件下，促进经济发展、保持资源永续和提高生活质量。“
（4）可持续发展应具有三大特征：
a、可持续发展鼓励经济增长。同时，可持续发展不仅重视增长数量，更追求改善质量、提高效益、节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实施清洁生产和文明消费。
b、可持续发展要以保护自然为基础，与资源和环境的承载能力相协调。因此，发展的同时必须保护环境，包括控制环境污染，改善环境质量、保护生命支持系统、保护生物多样性、保护地球生态的完整性、保证以持续的方式使用可再生资源，使人类的发展保持在地球承载能力之内。
c、可持续发展要以改善和提高生活质量为目的，与社会进步相适应。持续发展必须与解决大多数人口的贫困联系在一起。对于发展中国家来说，贫困与不发达是造成资源与环境破坏的基本原因之一。世界各国的发展阶段不同，发展的具体目标也各不相同，但发展的内涵均应包括改善人类生活质量。
关于可持续发展的概念来源：
可持续发展的概念来源于生态学，最初应用于林业和渔业，指的是对于资源的一种管理战略：即如何仅将全部资源中合理的一部分加以收获，使得资源不受破坏，而新成长的资源数量足以弥补所收获的数量（如我国现在针对渔业对江河湖海都规定的禁渔期）。如一定区域内的渔业资源的可持续生产就是指鱼类捕捞量适当低于该指定区域内的鱼类年自然繁殖量。经济学家由此提出了可持续产量的概念，这是对可持续性进行正式分析的开始。很快，这一词汇被用于农业、工矿业和生物圈，而且不限于考虑一种资源的情形。
子曰：“钓而不纲，戈不射宿。” “山林非时不升刀斧，以成草木之长；川泽非时不入网罢，以鱼鳖之长。”
可持续发展定义：
“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。
管仲：“为人君而不能谨守其山林菹泽草莱，不可以为天下王。”
老子：“人法地，地法天，天法道，道法自然。”
庄子：“无为而无不为”、“为而不持，为而不争。”
A、着重于从自然属性定义可持续发展。
1991年11月，国际生态学联合会和国际生物科学联合会举行关于可持续发展问题专题讨论，将可持续发展定义为“保护和加强环境系统的生产和更新能力”。即是说可持续发展是不超越环境系统更新能力的发展。
该定义的要点是认为可持续发展是寻求一种最佳生态系统以支持生态的完整性和人类物质愿望的实现，使人类的生存环境得以持续。
B、着重于从社会属性定义可持续发展
1991年，由世界自然保护同盟（IUCN）、联合国环境规划署(UNEP)和世界野生生物基金会（WWF）共同发表《保护地球——可持续生存战略》，其提出的可持续发展定义为：“在生存于不超出维持生态系统涵容能力之情况下，改善人类的生活品质”。并且提出了人类可持续生存的9条基本原则，其中心是强调人类的生产方式与生活方式要与地球承载能力保持平衡，保护地球的生命力和生物的多样性，同时着重论述了可持续发展的最终落脚点是人类社会，即改善人类的生活品质，创造美好的生活环境。
C.着重于从科技属性定义可持续发展
实施可持续发展，除了政策和管理因素之外，若没有科学技术（当然其中包括设计）的支撑，无从谈起人类的可持续发展。因此，有的学者从技术选择的角度扩展了可持续发展定义，认为：“可持续发展就是转向更清洁、更有效的技术——尽可能接近„零排放‟ 或„密闭式‟工艺方法——尽可能减少能源和其他自然资源的消耗”。甚至还有学者提出：“可持续发展就是建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系统。”他们认为污染并不是工业活动不可避免的结果，而是技术差、效率低的表现。他们主张（1）设法提高发展中国家的经济生产力。同时，（2）应在全球范围内开发更有效地使用矿物能源的技术，（3）安全而以经济的可再生能源技术来限制导致全球气候变暖的二氧化碳的排放。（4）并通过恰当的技术选择，停止某些化学品的生产与使用，以保护臭氧层，逐步解决全球环境问题。
可持续发展的根本意义：
当代人过上好日子又能留下美好的环境与充足的资源让后代人也有得好日子过的双赢局面。
我们靠什么，在生态允许的限度内还能够不断地提高人们的生活质量？ 生态设计是实现我国可持续发展的重要手段。
因为：
中国有13亿工业产品的消费者，为了满足他们的需要而必须投入的生产资源、环境成本量巨大； 中国几十亿件电器产品每天所耗费的能源巨大，所以，由
传统工业设计 进化 具有生态环境意识的工业设计（即生态设计）意义非凡。
三、 什么是生态设计
（一）生态设计：是通过设计去解决生态与供给问题的思维及实践的过程。
含义：一是从保护环境的角度考虑，通过设计达到减少资源消耗的目的；二是从商业角度考虑，减少潜在的责任风险，增强产品的竞争力；三是将循环经济的理念贯彻到产品和服务的设计之中；四是加强人性化设计的渗透力，以生态产品的形式为人们提供消费成本较低，消费质量更高的生活方式与服务。
(二) 生态设计研究现状
国外一些国家从上世纪80年代已经开始进行生态设计的教学和研发，我国的工业设计起步较晚，国内高校80年代初才开始创办工业设计专业。四川美术学院从2002年起在全国300余所高校的工业设计专业中率先开设生态设计课程，成为全国首创，五年来，在教学经验积累、设计成果、理论研究几方面均已取得了较好成绩。
第二部分 基础理论
一、生态设计理念
生态设计是极具开放性、包容性的多学科交叉的产物。它以和谐共生的多元化思想观，通过强调技术的整合化、功能的系统化、方式的人性化，拓展了设计的创造空间。可以说生态设计是工业设计的新的创造点。
生态设计理念主要体现在以下几个方面：
1、整体系统的设计观。生态设计决非仅仅只是满足某些生态标准，而是要通过设计手段去追求低能耗、材料的恢复与再生、系统的开放性、产品的多样性与平衡性、功能的多用途适应性。整体系统设计观的核心，是在设计开发某一产品时，尽量全面通盘考虑，确保设计对象对生态系统，对不可再生能源产生的负面影响最小化。生态设计的系统化、包容性、人性化的思维方式明显优于单一、标准化的现代主义设计观。
2、多元共生的设计观。该观点认为设计应该与自然、环境和谐共生，资源、能源和生活模式平衡共生。给设计师提出了从选材、制造、使用、再利用各个环节都要考虑生态问题的要求。设计环境在一个开放的系统中与生态环境相互作用。
3、地域主义设计观。其宗旨是倡导设计要反映乡土地方特色、民族特色，要求设计形式与地域文化、地域历史、地域环境协调，提倡就近选择本土材料及传统的乡土设计手法，并结合现代技术与现代加工手段和新材料创造出既具有地域特色又具有时代感的生态产品。倡导社会在历史文脉的基础上持续发展。
4、挖掘技术潜力，提倡技术整合的设计观。要善于整合挖掘现有技术潜力和已知科学原理，赋予其新的机能意义，创意出全新的使用方式，这样不但可以节约新技术开发成本，而且其过程本身就是一种创造的方式。
二、生态设计基本原则
1、资源保护原则（使用资源丰富的材料,有效利用可再生资源）
2、保护自然原则（节约、回收、循环利用非再生资源，延长使用期限，恢复和保护环境的自然状态）
3、减轻负荷原则（通过提高产品性能与效率,提供产品新的使用方式，达到减轻环境负荷目的）
4、人性化关爱原则（为人们提供适宜的高品质产品,包括社会弱势人群）
5、无毒原则（减少、杜绝污染，尽量不使用或替代有毒物质）
6、寻根原则（将设计融入历史与地域人文环境）
7、非物质化原则（以服务取代产品，推进非物质化的新型商业）
三、产品生命周期与循环经济
1、传统生产模式下的产品生命周期与可循环的产品生命周期比较
2、循环经济的特征是低消耗、高利用、低排放
第三部分 生态设计的基本方法
一、产品生命周期评价法
生态设计有许多方法，从产品设计的角度我认为其中的“产品生命周期评价法（LCA）”相对来说，较为适合工业设计的特点。LCA（Life Cycle Assessment）即生命周期评价之意。
生态设计的其他一些检测评价方法：
• 物质集约度最小化法
• 矩阵法与检查清单法
• 回顾法与宏观法
该设计方法的要点是将产品生命过程的每一个环节都纳入设计与生态评估之中。设计师在进行产品开发设计工作时首先应该把设计对象的前世、今生、来世 都纳入自己的思考范围。
1、以工业设计师为主导的产品生命周期
2、 构成生态设计基础的LCA流程
二、生态设计的评估
1、对生态设计的评价，首先应衡量其产品生命周期中对生态设计技术要素的运用情况;
生态设计应该评价其技术要素，生态设计的技术要素是指为提高产品的生态环境性能采用并取得成果的技术，它包括：
①节省能源（成功地减少了由于能源消耗造成的地球环境负荷）；
②节省资源（减少资源使用量，通过防止地球资源的浪费，减少环境负荷）；
③生态环境材料（使用可以再生天然材料为主的环境协调性高的材料）；
④提高性能（通过设计，提高了产品的使用效率，从而减少了对产品数量的需求）；
⑤循环再生（通过再生和再利用有效利用地球资源）；
⑥易拆卸性（以再生利用和再生产为前提，实现易拆卸的结构）；
⑦模块化结构（以模块化结构实现降低产品在运输流通环节的成本，并有利于产品在使用中延展、发展、转化其功能）；
⑧长寿命（设置有利于产品生命延长的结构装置，使其可长期使用）；
⑨其他（其他有益于保护地球环境的技术）。
2
生态设计三大要素：
产品的综合价值指标：
3、第三
生态设计革新 4 阶段模型的发展方案 H·Brezet
革新第 1 阶段是“产品的改善”。这一阶段主要是从防止污染和考虑环境保护的观点出发，逐步进行改善。例如，建立轮胎回收系统，原材料的变更，制冷剂的替代等。
第 2 阶段是“产品的再设计”。例如，零部件的变更，无毒物质的使用，提高再生循环率，改善拆卸性，零部件的再利用，生命周期里能源使用量的最小化等。
第 3 阶段是“产品概念的革新”。即改变产品的概念，不断革新产品的功能开发的方法，以一件产品所具有的更为合理的功能来替代完整的第二件产品，或者是以功能替代产品与过程，例如，从用纸交流信息变更为采用E-mail。
第 4 阶段是“系统革新”。即革新社会系统，追求结构和组织的变更。例如根据信息技术来改变组织、运输和劳动。
如果产品在前面所说的 技术要素、产品生命周期、革新阶段 三点中任何一个方面显示出明显优势，该产品即可以被认为是环境协调性产品，或者说实现了生态设计。
但是一件好的生态设计除具备上述条件外，还必须具备工业设计对产品的评价要求。即几尽完美的机能和与之相适应的外观及全新的使用体验。
三、生态设计拓展创新设计思路
1、技术整合的设计思路 2、非物质化的设计思路
3、“变废为宝”“趋利避害”的设计思路 4、积极开发新能源、新材料的设计思路 5、标准化和模块化的设计思路 6、立足地方文化的设计思路
第四部分 案例分析：
一、生态设计四个革新阶段
改善阶段：
《盛典——展示柜设计》
再设计：
《便携式饮水加热器》
《公共环境饮水纸巾》
功能革新：
《一键双挑——双滚筒洗衣机》
《脚踏式健身洗衣机》
系统革新：
《City Baby——城市公众乘用车》
二、设计案例分析
以冰箱的创新设计为例 设计目的：创新设计出具有生态环保理念的冰箱。 思考方向：
节能。在更充分满足使用目的的前提下通过创新设计降低能耗。
安全。根据《蒙特利尔议定书》规定，我国从2007年7月1日起全面禁止销售含有氟利昂的
电器产品。从这一点出发寻找创新设计思路。 节省空间。冰箱一直以巨大的立方体占据着室内空间，如何通过创新设计更加有效利用空间？ 使用方式创新。通过生态设计的方式改善冰箱的使用操作，使之更加符合人们的使用习惯，
以此体现人性化特点。 技术整合。根据生态设计思想方法，利用现有技术的整合设计与挖掘实现创新设计，有效地
控制生产及使用成本。
方案一：《剔透·灵物》
创意特点：该设计的亮点在于对冰箱的功能进行分区，例如设计了专门储藏新鲜蔬果的仓室、存放酒的区域等。
方案二：带酒窖的冰箱
创意特点：具有独立控温的饮料储藏区域以及可以与主体分离的便携式小冰箱。
方案三：办公室用分体分控式冰箱 创意特点：
这是一款办公室公用冰箱设计，为办公室人群提供食物存储。 一套存储冰箱有多个独立控制的小模块组成。 外墙白色部分采用可涂写材料，可随意涂写，记录留言 控制版面位置各异，有种装饰风格 底部可种花草，可以带来清新的空气 压缩机等隐藏于背部按放
冷气分体分控：参照北方供暖系统、宾馆中央空调、汽车前后排风等分控系统的原理，制冷系
统也采取分体分控的设计。储存食物时，刷卡同时冷气开关自动打开，取出食物时则自动关闭，达到节约电的目的。
方案四：模块化冰箱设计
创意特点：根据供冷的原理，像北方供应暖气一样统一供冷，给每家每户安装供冷接口提供制冷服务。把冰箱制冷的空间进行大小分割，由一个大箱子改变为多个小盒子以便灵活利用用分体式冷储盒的方式，可以根据所冷储食物的多少来选择冷储盒的大小，或者当不需要那么多空间冷储食物时，可以通过取走冷储盒并关闭多余的制冷区域，从而减少制冷的空间，以达到节省电能的目的。形象地说，以这种变“大衣柜”为“组合柜”的方式重新诠释冰箱的空间使用方式，使冰箱冷储变得更加灵活，能够更有效地使用制冷空间。
方案五：变形记——分体分控式冰箱
创意特点：本方案根据冰箱工作原理以新的创意改变了传统冰箱独立占用大量空间的现状，使冰箱隐形于“厨柜”中。冰箱箱体以模块化集散，用户根据需要选择容量单元。可以根据冷藏食物量的多少通过中央控制系统独立开启或关闭各个仓室冷气。闲置空间平时可作它用，实现了“分体分控”概念，以满足用户在不同情况下的多种需要。另一亮点是利用水冷原理有效地解决了无氟冰箱的散热问题。本设计体现了生态环保节能的可持续发展理念。
总结：在具体的设计实践中，我们要运用生态设计方法，通过创新设计，在产品“材料、流通、使用、废弃、回收”的整个生命周期内提高产品经济价值指标实现生态设计，从而提高产品性能、减轻环境负荷，为实现社会的可持续发展作出贡献。
相关技术简介：
一、太阳能电池板
性能及特点：
太阳能电池分为单晶硅太阳电池（坚固耐用，使用寿命一般可达15年。光电转换效率为15％-20%以上。）多晶硅太阳电池（其光电转换效率约12％左右，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低非晶硅太阳电池。）非晶硅太阳能电池（其光电转换率为10%，成本低，重量轻，应用方便。）
太阳能发电原理：
太阳能不像煤和石油一样用交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。直接传输适用于较短距离，基本上有三种方法：通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向，达到用能地点；通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲；采用表面镀有高反射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内；将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点；空间电站将太阳能转换为电能，通过微波或激光将电能传输到地面。
太阳能的光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，通常叫做“光生伏打效应”，太阳电池就是利用这种效应制成的。
当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子-空穴对。这样，光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P-n结，则在P型和n型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向n区，空穴驱向P区，从而使得n区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P-n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外，还使P型层带正电，n型层带负电，在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和n型层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。
太阳能发电原理图如下：
二、风力发电
把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。 风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。
风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。
一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板。 限速安全机构是用来保证风力发电机运行安全的。限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变。
塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。风力机的输出功率与风速的大小有关。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机发出的电能一般是不能直接用在电器上的，先要储存起来。目前风力发电机用的蓄电池多为铅酸蓄电池。
（专题设计）生态设计讲义
第一部分 基本概念 一、生态设计的重要意义
（一）全球性生态危机所带来的灾难性影响日渐严重
1．酸雨污染。20世纪50年代随工业生产的发展和人口的激增，人类使用石化燃料增多出现的。其主要的危害就是导致大片的森林死亡。现在全世界有三大酸雨区：欧洲、北美和我国长江以南地区。 2．温室效应(或全球变暖)。全球变暖的主要原因是人类向大气排放的二氧化碳越来越多，其中，美国是第一大国，中国是第二大国。最主要的危害就是导致南北两极的冰盖融化，使海平面上升。据科学家计算，如果人类对二氧化碳的排放不加限制，到本世纪末，全球气温上升2~5摄氏度，海平面上升30~100厘米。由此会带来灾难性后果。
3．臭氧层破坏。地球上空的臭氧层能吸收99%的紫外线，保护人类免受伤害。但1985年英国南极考察队首次发现南极上空的臭氧层有一个空洞，科学家发现是人类自已制造的氟氯烃类化合物的“杰作”。
4．土地沙漠化。地球上的沙漠正以每年600万公顷，也就是每分钟10公顷的速度侵蚀土地。其原因是草原植被破坏。我国每天都有500公顷的土地披沙漠吞食。近来频频上演的沙尘暴就是严重的警告。
5．森林面积减少。现在全世界每年有1200万公顷的森林消失，而且多数集中在发展中国家。原因之一是由于贫困所迫。不得不用宝贵的森林资源换取外汇；原因之二是在亚非拉的一些发展中国家，大约有20多亿农村人口是用木材作生活燃料；原因之三是毁林开荒。我国由于人多地少，毁林开荒非常严重，森林覆盖率只有13%，处于世界第120位。
6．物种灭绝。目前地球正在经历着第六次大规模的物种灭绝。由于人类对野生生物的狂捕杀，对生态环境的污染和破坏，使得地球上越来越多的物种已经或正在遭遇灭顶之灾。
7．水资源危机。全球水资源只有1%可供人类使用。随着经济发展和人口激增，全世界对水消耗的增长率超过了人口增长率，水资源问题不久就会成为深刻的社会危机。我国有600多座城市，其中有300加多座城市缺水，有40多座严重缺水。此外，黄河断流、淮河污染等都严重威胁到我国的工农业生产和人们的生活。
8．水土流失。由于人类大规模地破坏森林，很多荒山秃岭一经雨水就引发山洪爆发，水资源和土壤资源白白流失．土壤被带入江河、湖泊，又会造成水库、湖泊的淤积，从而抬高河床，减少水库湖泊的库客量，加剧洪涝灾害。
9．垃圾成灾。目前与日俱增的垃圾，包括工业垃圾和生活垃圾，已经成为世界各国都感到棘手的难题。我国的垃圾因为没有处理，不仅越积越多，而且占用耕地，污染空气和地下水。现在我国有2／3的城市都陷入了垃圾重围。
10．城市大气污染。我国城市大气污染非常严重。我国现有600多座城市，其中大气质量符合国家一级标准的不到 l%。污染原因主要有两个，一是我国以排放大量污染物的煤炭为主要能源；二是我国城市越来越多的汽车排放的尾气对空气污染严重。
造成地球环境问题的根本原因： 地球上巨大的资源和能源的过度消耗
（1） 一是发达国家对资源能源的浪费（产业革命以来，在大气中累积的1500亿吨CO2，80%是发达国家所为）。
（2） 二是经济迅速增长的发展中国家对资源能源消耗的低效率（比如每一公斤原油所生产的物
质当量，日本是我国的15倍）。
显然，如果发达国家不改变以往大量生产、大量消耗、大量废弃的生产和生活方式，而发展中国家要高速发展经济（虽然这是情理之中的事），在21世纪早期就会使地球的负荷迅速达到极限状态。以致于会造成发达国家和发展中国家的严重对抗及其它一系列重大社会问题。
(二) 目前我国尚属于资源能源使用效率非常低下的国家
2003年我国GDP仅仅约占世界的4%，但资源和能源的消耗却占世界资源很大的比重： 煤炭消耗量占世界的30%； 钢铁消耗量占世界的27%；水泥消耗量占世界的40%； 铝的消耗量占世界的25%；石油的消耗量占世界的7.5%.消耗的水是世界平均量的四倍；每单位GDP消耗的能量(标准煤)为世界平均量的三倍。
中国能耗产出与先进国比照
注：1、 国际先进水平是指居世界先进水平的国家的平均值；2、“日”指日本，“美”指美国，“欧”指欧盟；3、本节各表数据的差异是由于统计口径的不同；4、资料来源：《中国能源统计年鉴2002版》，国家统计局；《提高中国能源效率的战略研究》，中国电力出版社，2001年1月。
（三）我国是一个资源贫乏的国家
1、可耕种土地占全世界的7%、人均1.43亩，是世界人均量的三分之一； 2、人均淡水量为世界人均量的四分之一； 3、人均木材储藏量为世界人均量的八分之一；
4、人均石油储藏量为世界人均量的11%，天然气储藏量为世界人均量的4.5%； 5、号称资源丰富的煤炭储藏量也仅仅为世界人均量的50%。 （四）推进我国工业设计的发展应该与推广生态设计同步进行
学习和参与生态设计的意义：
工业产品设计师是处于企业与消费者之间的工业产品中介者，一种产品或其生产过程的环境特性很大程度决定于设计阶段，事后的末端治理方式是难以消除，其业已造成的环境问题。
仅2002年我国就淘汰了400多万台电视机，500多万台洗衣机，600多万台电脑及3000多万部手机。《美国新闻周刊》曾报道，如果把目前世界上各地废弃的电脑软盘加在一起，每隔20分钟就可以形成一座100层高的“摩天大厦”。目前电子废弃物每5年增加16%~28%，比总废物量的增长速度快3倍。
随着欧洲环保法令的日益严厉，中国正迅速成为电子垃圾的主要“出口国”和“避风港“，世界上有80%的电子垃圾被运往亚洲，而中国就接纳了这80%中的90%。
一台电脑显示器中铅含量平均达1公斤多。铅元素可破坏人的神经、血液系统和肾脏。电脑的电池和开关含有铬化物和水银，铬化物透过皮肤，经细胞渗透，可引发哮喘；水银则会破坏脑部神经。如果将这些电子垃圾随意丢弃或掩埋，大量有害物质渗入地下，造成地下水严重污染；如果进行焚烧，会释放大量有毒气体，造成空气污染。
日本东京大学教授，国际上著名的生态设计专家山本良一先生曾说过这样的话：“工业产品与工艺美术品不同，它是以大量生产、大量供给为前提进行开发和生产物品，对地球环境造成的影响很大。因此，环境协调性对于工业产品而言是必要条件，是工业产品的大前提，……也就是说，应该认识到不是生态设计的工业产品已经不值得称其为工业产品了。”
接着，他更直接地说：“在我看来那些设计不是环境协调性产品的工业设计师的行为是对地球环境的一种犯罪行为。显然，造成今天地球环境问题的一部分责任应由这些工业产品设计师们来承担。同样，开发基本技术的科学家和技术专家也犯有同罪。”
“在考虑产品性能时附带考虑环境问题，把环境性能当成了一种附加式补充。这是不对的！要认识到，有了环境方面的考虑才能得到正常的产品性能，应该有这样一种观念上的转变。我们要强调：如果不是通过生态设计得到的产品就不能称之为是工业产品。工业产品设计师应该担负起生态设计的责任。因此，我建议象工艺美术作品那样，也要让产品设计师在自己创造出的产品上署名。”
在我国，推进生态设计已经是势在必行。这是因为：
1. 自工业革命以来，工业设计的理念与内涵就一直是动态的和发展的，它围绕着工业的阶段性核心任务不断在修改与充实。2006年国际工业设计协会理事会（ICSID）为工业设计所作的最新定义中，将“增强全球可持续发展和环境保护”列为了工业设计任务的第一项。
工业设计专业定义（2006年）如下：
目的：设计是一种创造性的活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面的品质。因此设计既是创新技术人性化的重要因素，也是经济文化交流的关键因素。
任务：（1）增强全球可持续发展和环境保护；
（2）给全人类社会、个人和集体带来利益和自由； （3）兼顾最终用户、制造者和市场经营者的利益； （4）在世界全球化的背景下支持文化的多样性；
（5）赋予产品、服务和系统以表现性的形式（语言学）并与它们的内涵相协调（美学）。 2.胡锦涛同志在党的十七大会议发言中4次谈到可持续发展，12次提到生态问题，20次反复强调
科学发展观，这表明我国对于改善生态环境坚持可持续发展的态度是非常坚决的。
2007年11月23日，国务院正式批准了《节能减排统计检测及考核实施方案和办法的通知》，明确宣布：从明年（2008年）起，中国地方省级官员将开始向中央上交节能答卷，如果成绩单未能及格将面临问责和“一票否决”。在我国，推进生态设计已经是势在必行。
3. 企业要实施品牌战略，创新设计必须要先行。随着可持续发展在世界范围的推进，各国政府和贸易组织势必会参照生态设计原则制定相关的产品合格标准，要想让本地区、本企业在未来新一轮的产品市场竞争中取得优势，及时大力推进生态设计无疑可抢先适应面向未来的消费市场，提升企业核心竞争力，实现企业与地区的可持续发展。
4. 中国是世界上最大的发展中国家，中国可持续发展的进程与措施受到了全世界的关注，因为它关系到我国与世界可持续发展的和谐，甚至可以说关系到中华民族和平崛起的大业。推进生态设计与推进由中国制造走向中国创造的目标是一致的，因为生态设计的本质就是要打破惯有的设计思维模式，去创造更加适应时代需要的产品与服务。推进生态设计可以为工业设计提供许多新思路，创造出消费市场新的繁荣局面,从而获得创新与发展、生产与环境、国家与世界的共赢局面。
二、关于可持续发展
(一)可持续发展
可持续发展的提出：
世界在发展中出现如前面所述的巨大矛盾的时候，1992年里约热内卢环境最高级会议召开之
际，“世界环境与发展委员会”提出了在保护环境的同时发展经济的第三条途径。
所谓“第三条途径”即不造成环境破坏的经济增长，也就是“可持续发展”。
可持续发展≠可持续增长。可持续增长在有限物质的地球是不可能实现的。发展不是增长，其
含义并非是量的增长而是质的发展。量不可能无限，而质则可无限地发展。
可持续发展定义:
在世界面临生态危机之际，“满足现代人们的需要，又不损害子孙后代人满足其需求能力”的可持续发展理念已逐步成为了大多数国家的共识。该理念的核心是如何用发展去提高现代人的生活水平、满足人民的需要。但发展的含义决非“量”的增长而是“质”的发展，量不可能是无限的，而质则可以持续地发展。
WECD（世界环境与发展委员会）
前挪威首相布伦特兰夫人提出的可持续发展定义是：“满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”。这一概念与其说是一种理论意义，不如说它表达的是一种主张，它包容以下几个方面的内涵：
（1）持续发展的公共性原则
a、 一是本代人的公平。要给世界以公平的分配和公平的发展权， 要把消除贫困作为可持续发展进程特别优先的问题来考虑；
b、 二是代际人间的公平。要认识到人类赖以生存的自然资源是有限的。这一代人不要为自己的发展与需求而损害人类世世代代满足生存需要的条件——自然资源与环境。要给世世代代的公平利用自然资源的权利；
c、三是公平分配有限资源。目前的现实是，占全球人口26%的发达国家，消耗的能源、钢铁
和纸张等都占全球的80%。
联合国环境与发展大会通过的《关于环境与发展里约热内卢宣言》已把这一公平原则上升为国家间的主权原则：“各国拥有按着其本国的环境与发展政策开发本国自然资源的主权。并负有确保在其管辖范围内或在其控制下的活动不致损害其他国家或在各国管辖范围以外地区的环境责任。
（2）可持续发展的持续性原则
布氏在论述可持续发展“需求”内涵的同时，还论述了可持续发展的“限制”因素。因为没有限制
也就不能持续。持续性原则的核心指的是人类的经济和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。
（3）可持续发展的共同性原则
鉴于世界各国历史、文化和发展水平的差异，可持续发展的具体目标、政策和实施步骤不可能是唯一的，但是可持续发展作为全球发展的总目标所体现的公平性和持续性，则是共同的。《里约宣言》中说“致力于达成既尊重所有各方的利益，又保护全球环境与发展体系的国际协定，认识到我们的家园——地球的整体性和相互依存性。”
总之，布氏的可持续发展概念，就其社会观而言，主张公平分配，以满足当代和后代全人类的基本要求；就其经济观而言，主张人类与自然和谐相处。这些观念是对传统发展模式的挑战，是为谋求新的发展模式和消费模式而建立的新发展观。
我国学者刘培哲教授认为：
什么是发展？发展就是人类对以人为中心的自然—社会—经济这一复合系统的调控过程。 因此，他从三维结构复合系统出发定义可持续发展：
“可持续发展是能动地调控自然—经济—社会复合系统，使人类在不超越资源与环境承载能力的条件下，促进经济发展、保持资源永续和提高生活质量。“
（4）可持续发展应具有三大特征：
a、可持续发展鼓励经济增长。同时，可持续发展不仅重视增长数量，更追求改善质量、提高
效益、节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实施清洁生产和文明消费。
b、可持续发展要以保护自然为基础，与资源和环境的承载能力相协调。因此，发展的同时必须保护环境，包括控制环境污染，改善环境质量、保护生命支持系统、保护生物多样性、保护地球生态的完整性、保证以持续的方式使用可再生资源，使人类的发展保持在地球承载能力之内。 c、可持续发展要以改善和提高生活质量为目的，与社会进步相适应。持续发展必须与解决大多数人口的贫困联系在一起。对于发展中国家来说，贫困与不发达是造成资源与环境破坏的基本原因之一。世界各国的发展阶段不同，发展的具体目标也各不相同，但发展的内涵均应包括改善人类生活质量。
关于可持续发展的概念来源：
可持续发展的概念来源于生态学，最初应用于林业和渔业，指的是对于资源的一种管理战略：即如何仅将全部资源中合理的一部分加以收获，使得资源不受破坏，而新成长的资源数量足以弥补所收获的数量（如我国现在针对渔业对江河湖海都规定的禁渔期）。如一定区域内的渔业资源的可持续生产就是指鱼类捕捞量适当低于该指定区域内的鱼类年自然繁殖量。经济学家由此提出了可持续产量的概念，这是对可持续性进行正式分析的开始。很快，这一词汇被用于农业、工矿业和生物圈，而且不限于考虑一种资源的情形。
子曰：“钓而不纲，戈不射宿。” “山林非时不升刀斧，以成草木之长；川泽非时不入网罢，以鱼鳖之长。”
和纸张等都占全球的80%。
联合国环境与发展大会通过的《关于环境与发展里约热内卢宣言》已把这一公平原则上升为国家间的主权原则：“各国拥有按着其本国的环境与发展政策开发本国自然资源的主权。并负有确保在其管辖范围内或在其控制下的活动不致损害其他国家或在各国管辖范围以外地区的环境责任。
（2）可持续发展的持续性原则
布氏在论述可持续发展“需求”内涵的同时，还论述了可持续发展的“限制”因素。因为没有限制也就不能持续。持续性原则的核心指的是人类的经济和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。
（3）可持续发展的共同性原则
鉴于世界各国历史、文化和发展水平的差异，可持续发展的具体目标、政策和实施步骤不可能是唯一的，但是可持续发展作为全球发展的总目标所体现的公平性和持续性，则是共同的。《里约宣言》中说“致力于达成既尊重所有各方的利益，又保护全球环境与发展体系的国际协定，认识到我们的家园——地球的整体性和相互依存性。”
总之，布氏的可持续发展概念，就其社会观而言，主张公平分配，以满足当代和后代全人类的基本要求；就其经济观而言，主张人类与自然和谐相处。这些观念是对传统发展模式的挑战，是为谋求新的发展模式和消费模式而建立的新发展观。
我国学者刘培哲教授认为：
什么是发展？发展就是人类对以人为中心的自然—社会—经济这一复合系统的调控过程。 因此，他从三维结构复合系统出发定义可持续发展：
“可持续发展是能动地调控自然—经济—社会复合系统，使人类在不超越资源与环境承载能力的条件下，促进经济发展、保持资源永续和提高生活质量。“
（4）可持续发展应具有三大特征：
a、可持续发展鼓励经济增长。同时，可持续发展不仅重视增长数量，更追求改善质量、提高效益、节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实施清洁生产和文明消费。
b、可持续发展要以保护自然为基础，与资源和环境的承载能力相协调。因此，发展的同时必须保护环境，包括控制环境污染，改善环境质量、保护生命支持系统、保护生物多样性、保护地球生态的完整性、保证以持续的方式使用可再生资源，使人类的发展保持在地球承载能力之内。
c、可持续发展要以改善和提高生活质量为目的，与社会进步相适应。持续发展必须与解决大多数人口的贫困联系在一起。对于发展中国家来说，贫困与不发达是造成资源与环境破坏的基本原因之一。世界各国的发展阶段不同，发展的具体目标也各不相同，但发展的内涵均应包括改善人类生活质量。
关于可持续发展的概念来源：
可持续发展的概念来源于生态学，最初应用于林业和渔业，指的是对于资源的一种管理战略：即如何仅将全部资源中合理的一部分加以收获，使得资源不受破坏，而新成长的资源数量足以弥补所收获的数量（如我国现在针对渔业对江河湖海都规定的禁渔期）。如一定区域内的渔业资源的可持续生产就是指鱼类捕捞量适当低于该指定区域内的鱼类年自然繁殖量。经济学家由此提出了可持续产量的概念，这是对可持续性进行正式分析的开始。很快，这一词汇被用于农业、工矿业和生物圈，而且不限于考虑一种资源的情形。
子曰：“钓而不纲，戈不射宿。” “山林非时不升刀斧，以成草木之长；川泽非时不入网罢，以鱼鳖之长。”
可持续发展定义：
“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。
管仲：“为人君而不能谨守其山林菹泽草莱，不可以为天下王。”
老子：“人法地，地法天，天法道，道法自然。”
庄子：“无为而无不为”、“为而不持，为而不争。”
A、着重于从自然属性定义可持续发展。
1991年11月，国际生态学联合会和国际生物科学联合会举行关于可持续发展问题专题讨论，将可持续发展定义为“保护和加强环境系统的生产和更新能力”。即是说可持续发展是不超越环境系统更新能力的发展。
该定义的要点是认为可持续发展是寻求一种最佳生态系统以支持生态的完整性和人类物质愿望的实现，使人类的生存环境得以持续。
B、着重于从社会属性定义可持续发展
1991年，由世界自然保护同盟（IUCN）、联合国环境规划署(UNEP)和世界野生生物基金会（WWF）共同发表《保护地球——可持续生存战略》，其提出的可持续发展定义为：“在生存于不超出维持生态系统涵容能力之情况下，改善人类的生活品质”。并且提出了人类可持续生存的9条基本原则，其中心是强调人类的生产方式与生活方式要与地球承载能力保持平衡，保护地球的生命力和生物的多样性，同时着重论述了可持续发展的最终落脚点是人类社会，即改善人类的生活品质，创造美好的生活环境。
C.着重于从科技属性定义可持续发展
实施可持续发展，除了政策和管理因素之外，若没有科学技术（当然其中包括设计）的支撑，无从谈起人类的可持续发展。因此，有的学者从技术选择的角度扩展了可持续发展定义，认为：“可持续发展就是转向更清洁、更有效的技术——尽可能接近„零排放‟ 或„密闭式‟工艺方法——尽可能减少能源和其他自然资源的消耗”。甚至还有学者提出：“可持续发展就是建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系统。”他们认为污染并不是工业活动不可避免的结果，而是技术差、效率低的表现。他们主张（1）设法提高发展中国家的经济生产力。同时，（2）应在全球范围内开发更有效地使用矿物能源的技术，（3）安全而以经济的可再生能源技术来限制导致全球气候变暖的二氧化碳的排放。（4）并通过恰当的技术选择，停止某些化学品的生产与使用，以保护臭氧层，逐步解决全球环境问题。
可持续发展的根本意义：
当代人过上好日子又能留下美好的环境与充足的资源让后代人也有得好日子过的双赢局面。
我们靠什么，在生态允许的限度内还能够不断地提高人们的生活质量？ 生态设计是实现我国可持续发展的重要手段。
因为：
中国有13亿工业产品的消费者，为了满足他们的需要而必须投入的生产资源、环境成本量巨大； 中国几十亿件电器产品每天所耗费的能源巨大，所以，由
传统工业设计 进化 具有生态环境意识的工业设计（即生态设计）意义非凡。
三、 什么是生态设计
（一）生态设计：是通过设计去解决生态与供给问题的思维及实践的过程。
含义：一是从保护环境的角度考虑，通过设计达到减少资源消耗的目的；二是从商业角度考虑，减少潜在的责任风险，增强产品的竞争力；三是将循环经济的理念贯彻到产品和服务的设计之中；四是加强人性化设计的渗透力，以生态产品的形式为人们提供消费成本较低，消费质量更高的生活方式与服务。
(二) 生态设计研究现状
国外一些国家从上世纪80年代已经开始进行生态设计的教学和研发，我国的工业设计起步较晚，国内高校80年代初才开始创办工业设计专业。四川美术学院从2002年起在全国300余所高校的工业设计专业中率先开设生态设计课程，成为全国首创，五年来，在教学经验积累、设计成果、理论研究几方面均已取得了较好成绩。
第二部分 基础理论
一、生态设计理念
生态设计是极具开放性、包容性的多学科交叉的产物。它以和谐共生的多元化思想观，通过强调技术的整合化、功能的系统化、方式的人性化，拓展了设计的创造空间。可以说生态设计是工业设计的新的创造点。
生态设计理念主要体现在以下几个方面：
1、整体系统的设计观。生态设计决非仅仅只是满足某些生态标准，而是要通过设计手段去追求低能耗、材料的恢复与再生、系统的开放性、产品的多样性与平衡性、功能的多用途适应性。整体系统设计观的核心，是在设计开发某一产品时，尽量全面通盘考虑，确保设计对象对生态系统，对不可再生能源产生的负面影响最小化。生态设计的系统化、包容性、人性化的思维方式明显优于单一、标准化的现代主义设计观。
2、多元共生的设计观。该观点认为设计应该与自然、环境和谐共生，资源、能源和生活模式平衡共生。给设计师提出了从选材、制造、使用、再利用各个环节都要考虑生态问题的要求。设计环境在一个开放的系统中与生态环境相互作用。
3、地域主义设计观。其宗旨是倡导设计要反映乡土地方特色、民族特色，要求设计形式与地域文化、地域历史、地域环境协调，提倡就近选择本土材料及传统的乡土设计手法，并结合现代技术与现代加工手段和新材料创造出既具有地域特色又具有时代感的生态产品。倡导社会在历史文脉的基础上持续发展。
4、挖掘技术潜力，提倡技术整合的设计观。要善于整合挖掘现有技术潜力和已知科学原理，赋予其新的机能意义，创意出全新的使用方式，这样不但可以节约新技术开发成本，而且其过程本身就是一种创造的方式。
二、生态设计基本原则
1、资源保护原则（使用资源丰富的材料,有效利用可再生资源）
2、保护自然原则（节约、回收、循环利用非再生资源，延长使用期限，恢复和保护环境的自然状态）
3、减轻负荷原则（通过提高产品性能与效率,提供产品新的使用方式，达到减轻环境负荷目的）
4、人性化关爱原则（为人们提供适宜的高品质产品,包括社会弱势人群）
5、无毒原则（减少、杜绝污染，尽量不使用或替代有毒物质）
6、寻根原则（将设计融入历史与地域人文环境）
7、非物质化原则（以服务取代产品，推进非物质化的新型商业）
三、产品生命周期与循环经济
1、传统生产模式下的产品生命周期与可循环的产品生命周期比较
2、循环经济的特征是低消耗、高利用、低排放
第三部分 生态设计的基本方法
一、产品生命周期评价法
生态设计有许多方法，从产品设计的角度我认为其中的“产品生命周期评价法（LCA）”相对来说，较为适合工业设计的特点。LCA（Life Cycle Assessment）即生命周期评价之意。
生态设计的其他一些检测评价方法：
• 物质集约度最小化法
• 矩阵法与检查清单法
• 回顾法与宏观法
该设计方法的要点是将产品生命过程的每一个环节都纳入设计与生态评估之中。设计师在进行产品开发设计工作时首先应该把设计对象的前世、今生、来世 都纳入自己的思考范围。
1、以工业设计师为主导的产品生命周期
2、 构成生态设计基础的LCA流程
二、生态设计的评估
1、对生态设计的评价，首先应衡量其产品生命周期中对生态设计技术要素的运用情况;
生态设计应该评价其技术要素，生态设计的技术要素是指为提高产品的生态环境性能采用并取得成果的技术，它包括：
①节省能源（成功地减少了由于能源消耗造成的地球环境负荷）；
②节省资源（减少资源使用量，通过防止地球资源的浪费，减少环境负荷）；
③生态环境材料（使用可以再生天然材料为主的环境协调性高的材料）；
④提高性能（通过设计，提高了产品的使用效率，从而减少了对产品数量的需求）；
⑤循环再生（通过再生和再利用有效利用地球资源）；
⑥易拆卸性（以再生利用和再生产为前提，实现易拆卸的结构）；
⑦模块化结构（以模块化结构实现降低产品在运输流通环节的成本，并有利于产品在使用中延展、发展、转化其功能）；
⑧长寿命（设置有利于产品生命延长的结构装置，使其可长期使用）；
⑨其他（其他有益于保护地球环境的技术）。
2
生态设计三大要素：
产品的综合价值指标：
3、第三
生态设计革新 4 阶段模型的发展方案 H·Brezet
革新第 1 阶段是“产品的改善”。这一阶段主要是从防止污染和考虑环境保护的观点出发，逐步进行改善。例如，建立轮胎回收系统，原材料的变更，制冷剂的替代等。
第 2 阶段是“产品的再设计”。例如，零部件的变更，无毒物质的使用，提高再生循环率，改善拆卸性，零部件的再利用，生命周期里能源使用量的最小化等。
第 3 阶段是“产品概念的革新”。即改变产品的概念，不断革新产品的功能开发的方法，以一件产品所具有的更为合理的功能来替代完整的第二件产品，或者是以功能替代产品与过程，例如，从用纸交流信息变更为采用E-mail。
第 4 阶段是“系统革新”。即革新社会系统，追求结构和组织的变更。例如根据信息技术来改变组织、运输和劳动。
如果产品在前面所说的 技术要素、产品生命周期、革新阶段 三点中任何一个方面显示出明显优势，该产品即可以被认为是环境协调性产品，或者说实现了生态设计。
但是一件好的生态设计除具备上述条件外，还必须具备工业设计对产品的评价要求。即几尽完美的机能和与之相适应的外观及全新的使用体验。
三、生态设计拓展创新设计思路
1、技术整合的设计思路 2、非物质化的设计思路
3、“变废为宝”“趋利避害”的设计思路 4、积极开发新能源、新材料的设计思路 5、标准化和模块化的设计思路 6、立足地方文化的设计思路
第四部分 案例分析：
一、生态设计四个革新阶段
改善阶段：
《盛典——展示柜设计》
再设计：
《便携式饮水加热器》
《公共环境饮水纸巾》
功能革新：
《一键双挑——双滚筒洗衣机》
《脚踏式健身洗衣机》
系统革新：
《City Baby——城市公众乘用车》
二、设计案例分析
以冰箱的创新设计为例 设计目的：创新设计出具有生态环保理念的冰箱。 思考方向：
节能。在更充分满足使用目的的前提下通过创新设计降低能耗。
安全。根据《蒙特利尔议定书》规定，我国从2007年7月1日起全面禁止销售含有氟利昂的
电器产品。从这一点出发寻找创新设计思路。 节省空间。冰箱一直以巨大的立方体占据着室内空间，如何通过创新设计更加有效利用空间？ 使用方式创新。通过生态设计的方式改善冰箱的使用操作，使之更加符合人们的使用习惯，
以此体现人性化特点。 技术整合。根据生态设计思想方法，利用现有技术的整合设计与挖掘实现创新设计，有效地
控制生产及使用成本。
方案一：《剔透·灵物》
创意特点：该设计的亮点在于对冰箱的功能进行分区，例如设计了专门储藏新鲜蔬果的仓室、存放酒的区域等。
方案二：带酒窖的冰箱
创意特点：具有独立控温的饮料储藏区域以及可以与主体分离的便携式小冰箱。
方案三：办公室用分体分控式冰箱 创意特点：
这是一款办公室公用冰箱设计，为办公室人群提供食物存储。 一套存储冰箱有多个独立控制的小模块组成。 外墙白色部分采用可涂写材料，可随意涂写，记录留言 控制版面位置各异，有种装饰风格 底部可种花草，可以带来清新的空气 压缩机等隐藏于背部按放
冷气分体分控：参照北方供暖系统、宾馆中央空调、汽车前后排风等分控系统的原理，制冷系
统也采取分体分控的设计。储存食物时，刷卡同时冷气开关自动打开，取出食物时则自动关闭，达到节约电的目的。
方案四：模块化冰箱设计
创意特点：根据供冷的原理，像北方供应暖气一样统一供冷，给每家每户安装供冷接口提供制冷服务。把冰箱制冷的空间进行大小分割，由一个大箱子改变为多个小盒子以便灵活利用用分体式冷储盒的方式，可以根据所冷储食物的多少来选择冷储盒的大小，或者当不需要那么多空间冷储食物时，可以通过取走冷储盒并关闭多余的制冷区域，从而减少制冷的空间，以达到节省电能的目的。形象地说，以这种变“大衣柜”为“组合柜”的方式重新诠释冰箱的空间使用方式，使冰箱冷储变得更加灵活，能够更有效地使用制冷空间。
方案五：变形记——分体分控式冰箱
创意特点：本方案根据冰箱工作原理以新的创意改变了传统冰箱独立占用大量空间的现状，使冰箱隐形于“厨柜”中。冰箱箱体以模块化集散，用户根据需要选择容量单元。可以根据冷藏食物量的多少通过中央控制系统独立开启或关闭各个仓室冷气。闲置空间平时可作它用，实现了“分体分控”概念，以满足用户在不同情况下的多种需要。另一亮点是利用水冷原理有效地解决了无氟冰箱的散热问题。本设计体现了生态环保节能的可持续发展理念。
总结：在具体的设计实践中，我们要运用生态设计方法，通过创新设计，在产品“材料、流通、使用、废弃、回收”的整个生命周期内提高产品经济价值指标实现生态设计，从而提高产品性能、减轻环境负荷，为实现社会的可持续发展作出贡献。
相关技术简介：
一、太阳能电池板
性能及特点：
太阳能电池分为单晶硅太阳电池（坚固耐用，使用寿命一般可达15年。光电转换效率为15％-20%以上。）多晶硅太阳电池（其光电转换效率约12％左右，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低非晶硅太阳电池。）非晶硅太阳能电池（其光电转换率为10%，成本低，重量轻，应用方便。）
太阳能发电原理：
太阳能不像煤和石油一样用交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。直接传输适用于较短距离，基本上有三种方法：通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向，达到用能地点；通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲；采用表面镀有高反射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内；将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点；空间电站将太阳能转换为电能，通过微波或激光将电能传输到地面。
太阳能的光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，通常叫做“光生伏打效应”，太阳电池就是利用这种效应制成的。
当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子-空穴对。这样，光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P-n结，则在P型和n型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向n区，空穴驱向P区，从而使得n区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P-n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外，还使P型层带正电，n型层带负电，在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和n型层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。
太阳能发电原理图如下：
二、风力发电
把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。 风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。
风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。
一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板。 限速安全机构是用来保证风力发电机运行安全的。限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变。
塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。风力机的输出功率与风速的大小有关。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机发出的电能一般是不能直接用在电器上的，先要储存起来。目前风力发电机用的蓄电池多为铅酸蓄电池。