产品生命周期设计的最终结果是绿色产品,LCA也是绿色产品的评价。
生命周期设计评价(LCA)指标体系除了包括传统设计评价指标之外,还必须包括环境要素评价指标。环境要素评价指标是指在产品的整个生命周期内与环境有关的指标,主要包括环境友好评价指标和资源节约评价指标。资源节约评价指标又可以进一步分解为材料节约评价指标和能源节约评价指标。LCA指标体系,如图4-3所示。
图4-3 LCA指标体系
LCA指标体系中各种指标的权重可以直接由专家评分,也可以运用层次分析法结合专家评分进行。
1.环境友好评价指标
环境友好评价指标,如图4-4所示。
图4-4 环境友好评价指标
(1)大气污染指标
大气是人类赖以生存的最基本的环境要素。材料生产、产品制造、运输和使用等生命周期阶段都直接或者间接地消耗能量,产生对人体有害的气体,造成全球范围或局部范围的大气污染,影响社会和经济的发展。PM2.5、臭氧空洞、温室效应和酸沉降等都是大气污染的结果。任何一地的污染都可以通过扩散成为区域性污染并影响全球大气环境。因此,生命周期设计应将与大气污染有关的指标控制在最低限度。
大气污染物的主要指标有颗粒物、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物和臭氧等。在大气污染评价中,一般都是用污染物的浓度值(mg/m3)作为评价参数,即将污染物的实际排放浓度值与评价标准的浓度值进行比较,以评价对大气环境的影响。
(2)水体污染指标
产品生产与使用过程中产生的废水排入水体就形成了水体的工业污染源。行业不同,产生的工业废水中污染物的成分也有很大差异,这主要是由工业原材料和工艺过程不同造成的。一些行业的主要废水形式及所含的主要污染物见表4-2。
表4-2 一些行业的主要废水形式及所含的主要污染物
目前在水体污染评价中,常见的评价指标有多种,其中主要的评价指标如下。
1)氧平衡参数指标,包括溶解氧、化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)等。
2)重金属参数指标,包括小毒性指标(铁、锰、铜、锌等)和大毒性指标(汞、铬、铅等)。
3)有机污染物指标,包括酚类、油类等。
4)无机污染物指标,包括氨氮、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、氰化物和氟化物等。
在水体污染评价中,依据评价目标的不同以及工业生产对水体的影响,可以选用不同的参数来评价水体污染程度。
(3)固态废弃物污染指标
随着国民经济的发展、人口的增长和人民生活水平的提高,工业固态废弃物的产生量与日俱增。电力、煤炭、钢铁等工业产生的粉煤灰、煤矸石、钢渣和高炉铁渣占用大量的农田;化工、有色金属等工业产生的有害废物对人类健康和环境构成了即时的和潜在的威胁。固态废弃物的大量产生是由于在产品设计中没有充分考虑可拆卸性、可回收重用性的结果,生命周期设计就是使产品的材料、零部件得到尽可能高的重复利用,从而使固态废弃物减到最少或者最终消除。
固态废弃物主要包括有机污染物、无机污染物(对动植物有害的元素及其化合物)、工业及城市的固态废弃物以及大气沉降物(大气中的氮氧化物和颗粒物通过沉降和降水落到地面)等。
(4)噪声污染指标
工业噪声是指在生产和各种工作过程中由于机械振动、摩擦撞击以及气流扰动而产生的噪声。一般电子工业和轻工业的噪声级在90分贝以下;机械工业噪声级在80-120分贝之间;凿岩机、大型球磨机,风铲、风镐和大型鼓风机的噪声级在100分贝以上。因此,工业噪声是环境噪声污染的主要来源之一。噪声不仅危害人体健康、干扰休息或者使人烦恼,还会降低工作效率,使人精神涣散,注意力不集中,以致造成工伤事故。因此,必须控制工业产品在生产和使用过程中产生的噪声污染。
2.资源节约评价指标
资源节约评价指标包括材料节约评价指标和能源节约评价指标。
(1)材料节约评价指标
材料节约评价指标,如图4-5所示。(www.xing528.com)
图4-5 材料节约评价指标(箭头向上表示提高,向下表示减少)
材料资源评价指标反映了产品生命周期中材料流的有效利用程度。材料选择是产品设计的第一步,材料的绿色特性对产品的绿色性能具有重要影响。例如,材料种类多,不利于产品废弃后回收。
(2)能源节约评价指标
能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础。随着生产的快速发展和人类生活水平的提高,能源的消耗量与日俱增,供需矛盾十分突出,缓解此矛盾的重要途径就是节约能源,力求能源的优化利用。在产品设计中,要尽量使用清洁能源和再生能源,并采用合理的生产工艺提高能源利用率。能源节约评价指标,如图4-6所示。具体如下。
图4-6 能源节约评价指标(箭头向上表示提高,向下表示减少)
1)清洁能源使用比例:在产品生产及使用中消耗能源的类型是否是清洁能源,如水力能、电能、太阳能和沼气能等。
2)再生能源使用比例:产品生产能源中再生能源的使用比例。
3)能源利用率:产品生产中的能源利用率。
4)使用能耗:产品使用过程中的能量消耗。
5)回收处理能耗:产品废弃后回收处置能量消耗。
3.产品生命周期成本评价指标
绿色产品的成本评价是面向产品的整个生命周期的,与传统的成本评价有着明显的差异,其评价模型也应反映出产品生命周期的所有特性。
传统的成本评价指标主要考虑产品的设计成本、生产成本以及运输费用、储存费用等附加成本,很少考虑因为工业生产和经济活动造成的环境污染而导致的环境成本,也很少或者不考虑因为有毒有害生产工艺对人体健康造成危害而导致的额外医疗费用,以及产品达到生命周期后的拆卸、回收和处理处置费用对产品成本的影响,产品生命周期成本分析则必须综合考虑上述所有因素。产品生命周期成本评价指标,如图4-7所示。
图4-7 产品生命周期成本评价指标
生产成本评价指标涵盖了产品生命周期销售前期的成本。生产成本评价指标,如图4-8所示。
图4-8 生产成本评价指标
用户成本评价指标涵盖了产品生命周期售后阶段的成本。用户成本评价指标,如图4-9所示。
图4-9 用户成本评价指标
环境成本评价指标涵盖了产品在生产、使用和报废处置过程中产生的环境成本。环境成本评价指标,如图4-10所示。
图4-10 环境成本评价指标
产品生命周期成本评价的详细内容见第5章。
4.产品生命周期质量评价指标
产品生命周期质量评价指标描述了产品在整个生命周期中发生的质量成本。产品生命周期质量评价指标,如图4-11所示。
图4-11 产品生命周期质量评价指标
5.产品生命周期用户响应评价指标
产品生命周期用户响应评价指标描述了产品在整个生命周期中的用户响应速度。产品生命周期用户响应评价指标,如图4-12所示。
图4-12 产品生命周期用户响应评价指标
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