可持續(xù)理念下的工業(yè)余料升級(jí)利用與設(shè)計(jì)實(shí)踐

李珊珊 左恒峰 王小義 （清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系 100084）

可持續(xù)理念下的工業(yè)余料升級(jí)利用與設(shè)計(jì)實(shí)踐

李珊珊 左恒峰 王小義 （清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系 100084）

由于工業(yè)化生產(chǎn)中帶來的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，讓設(shè)計(jì)師不斷反思，出于對人類生存環(huán)境的負(fù)責(zé)和資源的高效利用，可持續(xù)設(shè)計(jì)觀念被更多的人提倡和接受。在可持續(xù)設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程中，從綠色設(shè)計(jì)到引導(dǎo)人們可持續(xù)的消費(fèi)觀念，但在其發(fā)展長河之中，對廢舊材料的高效利用始終是經(jīng)久不衰的探討課題。從手工業(yè)到工業(yè)化大生產(chǎn)，產(chǎn)生的廢舊材料的種類到數(shù)量都有增長，因此，如何針對新時(shí)代工業(yè)余料進(jìn)行更加高效的升級(jí)再利用，不斷的引發(fā)設(shè)計(jì)師們的探究和嘗試。本文將對廢舊材料現(xiàn)在的處理方式及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納，再從藝術(shù)設(shè)計(jì)的角度對其升級(jí)再利用的方式進(jìn)行分析總結(jié)。最后基于國際高校聯(lián)盟低碳設(shè)計(jì)坊活動(dòng)將不同材料再設(shè)計(jì)利用的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用與實(shí)踐。

工業(yè)預(yù)料；可持續(xù)設(shè)計(jì)；改造設(shè)計(jì)

一、引言

技術(shù)的不斷發(fā)展和人們消費(fèi)需求的不斷增加，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展。浩如煙海的工業(yè)產(chǎn)品一方面讓我們的生活變得便利舒適，另一方面也在耗費(fèi)大量資源，并影響著我們的環(huán)境。未來生存環(huán)境和可利用資源成為人們普遍關(guān)注的重大問題之一。

為了與自然更加和諧的相處和共同發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展的觀念被環(huán)境保護(hù)者提出，在1980年，“可持續(xù)發(fā)展”作為科學(xué)術(shù)語在《世界自然保護(hù)大綱》中被提出。在設(shè)計(jì)界，與此觀點(diǎn)相類似的“生態(tài)設(shè)計(jì)”，“綠色設(shè)計(jì)”“低碳設(shè)計(jì)”等一系列術(shù)語相繼出現(xiàn)。“生態(tài)設(shè)計(jì)”階段，對產(chǎn)品整個(gè)生命周期進(jìn)行全面的思考。接下來進(jìn)入“產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”及“社會(huì)創(chuàng)新與可持續(xù)設(shè)計(jì)”階段。即由實(shí)體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)際回收材料的應(yīng)用，轉(zhuǎn)向?qū)ι虡I(yè)生態(tài)和消費(fèi)模式的關(guān)注。

從為了促進(jìn)銷售的“有計(jì)劃地廢止制度”到更加關(guān)注環(huán)境和健康的“低碳設(shè)計(jì)”，如何選擇健康、環(huán)保的材料以及如何延長產(chǎn)品的使用周期成為設(shè)計(jì)師們貫徹可持續(xù)設(shè)計(jì)思想的具體措施之一。作為設(shè)計(jì)師，在設(shè)計(jì)初期就應(yīng)將產(chǎn)品的短期使用壽命、便利性、美觀性與材料的回收利用等問題一起通盤考慮。讓產(chǎn)品不僅美觀、易用，更具有較長的生命周期以及對環(huán)境友好的回收利用方式。曾經(jīng)經(jīng)常被提到的3R理念（Reduce, Recycle, Reuse）其重點(diǎn)實(shí)際上在于關(guān)注對材料的分類處理和回收利用。

就目前的狀況來看，雖然眾多學(xué)者的關(guān)注度由利用廢舊材料轉(zhuǎn)向引導(dǎo)人們的消費(fèi)模式，希望從觀念上根本的影響消費(fèi)者，但讓他們將可持續(xù)觀念真正的運(yùn)用和指導(dǎo)生活還有一段距離，尤其是在發(fā)展中國家。因此，在引導(dǎo)人們可持續(xù)的消費(fèi)模式的同時(shí)，依然需要對已經(jīng)產(chǎn)生的廢舊材料進(jìn)行再利用和高效回收。讓人們從實(shí)際產(chǎn)品使用中培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)，逐步影響和過渡到消費(fèi)和生活觀念的進(jìn)步。因此，如何減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢料、余料對環(huán)境的破壞并如何進(jìn)行再利用以提升其可用價(jià)值，是值得我們思考和身體力行且可以立竿見影的事情。在工業(yè)余料以一種新的形式被充分利用獲得再生的同時(shí)，其在社會(huì)和公眾中也猶如潤物細(xì)無聲般的傳播著可持續(xù)理念的思想，發(fā)揮其宣傳價(jià)值，因此這也是很有意義和很有趣味的事情。

下面，我們將對目前工業(yè)余料處理的狀況，以及對工業(yè)余料再設(shè)計(jì)應(yīng)用的探索進(jìn)行簡要介紹。

二、關(guān)于工業(yè)余料

工業(yè)余料是指產(chǎn)品在工業(yè)化大批量生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的零件殘次品或廢棄的余料。由于無法被組裝成完好產(chǎn)品，很多尚有價(jià)值的工業(yè)余料和廢料被閑置和丟棄，造成一定的資源浪費(fèi)。

目前工業(yè)余料主要以不可降解的聚合物及由多種不同材質(zhì)組成的復(fù)合材料居多，為降解和分類再利用造成了很大困擾。塑料如聚氯乙烯（PVC）板、橡膠薄膜、聚酯（PET）反光板、高溫板、聚丙烯（PP）線筒、塑料瓶蓋、瓶坯等。復(fù)合材料有帶涂層的包裝袋、電路板邊框等。（如圖1、圖2所示）

圖1

圖2

按照某些傳統(tǒng)的處理方式來處理工業(yè)余料，會(huì)造成對環(huán)境不可逆的污染，對人類健康造成損害，也會(huì)增加回收和運(yùn)輸?shù)某杀?。目前工業(yè)余料和廢料的處理方式主要包括以下幾種：

1.焚燒：在焚燒過程中，可以產(chǎn)生部分工業(yè)余能，作為能源再利用，但在此過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，例如二氧化碳、二氧化硫、二噁英等。嚴(yán)重危害環(huán)境和人體健康。

2.填埋：以填埋的方式處理工業(yè)廢料是較為常見的方式，但該方法無法將廢料短時(shí)間內(nèi)分解，需要幾年、幾十年甚至更長的時(shí)間，尤其是難分解聚合物等材料，如遇復(fù)合材料中含有有毒有害物質(zhì)，填埋后會(huì)污染土地和水源，進(jìn)而污染植被、莊稼和飲用水。對人體造成嚴(yán)重傷害。

3.回爐：對于可塑性材料，可以使用回爐的方式再利用，通常高溫融化余料，使其恢復(fù)成原料后再利用。該方式可以在一定程度上對工業(yè)廢料及余料進(jìn)行重復(fù)利用，但這種做法會(huì)產(chǎn)生二次能耗和二次污染，釋放出有害物質(zhì)，同時(shí)也會(huì)降低材料的使用特性。

4.升級(jí)利用：將廢棄的工業(yè)余料根據(jù)材料的物理特性及感覺特性進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和使用，帶給人們優(yōu)美的造型和全新的產(chǎn)品體驗(yàn)。這些材料可以被用于制作一個(gè)新的產(chǎn)品，也有可能作為某個(gè)產(chǎn)品的零配件，充分挖掘這些材料的潛力，既不產(chǎn)生新的污染和能耗，又能夠賦予廢棄材料以新的生命。

可被升級(jí)利用的材料及方法：

1.塑料：如有機(jī)玻璃展架、瓶坯、PVC管、塑料片等?？梢岳猛该魉芰喜馁|(zhì)的透光性，與燈光進(jìn)行結(jié)合，或通過打磨等方式對表面進(jìn)行處理，豐富材質(zhì)表面效果，又能掩蓋瑕疵；管材可以結(jié)合空心的特點(diǎn)，充分利用中空部分，起到儲(chǔ)存或約束作用；也可以對管材外壁進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)，包括繪畫、打孔等；或通過不同切割方式，探索截面邊緣的造型。

2.橡膠：如輪胎等，在物理性能上可以利用橡膠可逆形變的高彈性能，以及較大的摩擦力，設(shè)計(jì)耐磨且可彎折的造型?；蚶孟鹉z材質(zhì)的柔軟，進(jìn)行折疊、粘合等工藝。橡膠還可配合其他材質(zhì)、如塑料、纖維等，進(jìn)行軟、硬材質(zhì)的搭配設(shè)計(jì)。

3.竹木：竹木材料的邊角料通常為板材、片材或不規(guī)則的形態(tài)等。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)需要根據(jù)竹木自然溫和的手感及色彩，以及抗壓、抗折的特性。并通過激光雕刻、噴漆、木刻等多種手段，對竹木的表面及手感進(jìn)行豐富，增加一定的審美趣味。

4.織物：根據(jù)織物的大小及色彩，可進(jìn)行圖案類創(chuàng)作，如拼布等。再利用織物具備的包裹功能，可被制作為生活中的多種產(chǎn)品，如背包、隔熱手套等等。也可將織物與金屬、塑料等硬性材料進(jìn)行結(jié)合，是的軟硬材料相互對比，產(chǎn)生視覺上及觸覺上的豐富感受。

5.金屬：利用金屬堅(jiān)硬的材料特性，可被用于制作框架或隔板等需要支撐重物的產(chǎn)品。并可以利用不同的表面處理方式豐富金屬的表面效果，如拉絲、陽極氧化、拋光、噴砂等工藝。

（以上每一類都要舉出幾個(gè)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)師作品作為案例，圖片展示，標(biāo)出作品名稱，設(shè)計(jì)師名字，材料種類。）

工業(yè)余料升級(jí)再利用的意義：

1.降低環(huán)境污染：通過對工業(yè)余料的再設(shè)計(jì)再利用，減少了在回收過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣等對環(huán)境的污染。同時(shí)也避免了廢料回收的運(yùn)輸及人力成本。

2.傳播環(huán)保理念：通過使用具有低碳、可持續(xù)理念的產(chǎn)品，讓民眾加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。同時(shí)鼓勵(lì)企業(yè)和設(shè)計(jì)師，加強(qiáng)對工業(yè)余料的開發(fā)力度和創(chuàng)意設(shè)計(jì)。將觀念從設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者傳播和推廣到使用者。提升大家的環(huán)保理念。

3.提升材料價(jià)值：在工業(yè)化生產(chǎn)中產(chǎn)生的工業(yè)邊角料經(jīng)常被作為廢品丟棄或閑置，沒有充分的挖掘他們的再利用潛力。而當(dāng)這些廢料的潛在價(jià)值被再次開發(fā)出來，可能會(huì)發(fā)展出更多新商機(jī)。如58度優(yōu)視燈（如圖3所示）是3M臺(tái)灣分公司意外挖掘出邊角料的新功能，從而開發(fā)的一款護(hù)眼燈產(chǎn)品。因此，對余料、廢料的再設(shè)計(jì)可以提升其價(jià)值并發(fā)現(xiàn)更多商機(jī)。

圖3

三、工業(yè)余料改造設(shè)計(jì)應(yīng)用探索

筆者于2014年4月，參加由英國大使館文化教育處、廣州市萬綠達(dá)集團(tuán)、廣州市低碳產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)意學(xué)院聯(lián)合主辦，為期10天的“2014國際高校合作：基于低碳設(shè)計(jì)的工業(yè)廢棄物升級(jí)利用”創(chuàng)意設(shè)計(jì)工作坊。該工作坊參與者來自英國、中國12所著名設(shè)計(jì)院校的四十多名師生，在為期10天的活動(dòng)期間，以15種工業(yè)廢棄物和9種商業(yè)廢棄物及社區(qū)居民家庭廢舊物資為原料，進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)并現(xiàn)場加工制作，讓通常被回爐處理的廢棄物蛻變?yōu)槭M令人驚艷的藝術(shù)作品。筆者所在團(tuán)隊(duì)由清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院王小義老師帶領(lǐng)筆者以及江南大學(xué)的袁月同學(xué)，根據(jù)主辦方提供的工業(yè)廢料及余料設(shè)計(jì)了一款“小型家庭廚余垃圾堆肥及果蔬種植籃”的產(chǎn)品。

該產(chǎn)品的功能理念是源于通過對社區(qū)的實(shí)地探訪，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有對分類處理垃圾的廚余垃圾桶只起到分類儲(chǔ)存的作用，其形態(tài)和普通垃圾桶并無差異，只是印有“廚余垃圾”等字樣或相關(guān)圖案。待社區(qū)將住戶們的廚余垃圾統(tǒng)一回收后再運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)進(jìn)行回收處理，這其中就會(huì)產(chǎn)生大量的人力成本和運(yùn)輸成本，這過程中其實(shí)也是在消耗資源。由于果蔬皮等廚余垃圾是可生物降解的物品，它們能夠分解并把生物養(yǎng)分返回到土壤中，具有很高的可利用價(jià)值。于是我們希望鼓勵(lì)居民將自家廚余垃圾進(jìn)行堆肥處理，利用堆肥產(chǎn)生的養(yǎng)料來種植蔬菜及植物。將“垃圾”循環(huán)利用，滋養(yǎng)蔬菜，進(jìn)入廚房，而再次產(chǎn)生的新的廚余垃圾將進(jìn)行新一輪的堆肥和種植循環(huán)中。由此，減輕廚余垃圾集中回收和運(yùn)輸成本，培養(yǎng)居民的可持續(xù)概念，同時(shí)讓他們享受可持續(xù)的成果。（如圖4）

圖4 產(chǎn)品循環(huán)理念

該產(chǎn)品由PVC方管、有機(jī)玻璃展架、反光板及塑料瓶坯等工業(yè)余料制成（如圖5）。產(chǎn)品的整體框架采用PVC方管，方管兩端為開放式端口，因此裁切后可以互相穿插，再以塑料釘進(jìn)行加固。整個(gè)框架可以被提起來，放置于房間內(nèi)的各個(gè)角落。既有使用價(jià)值——種植蔬菜又有可以觀賞花卉?？蚣軆?nèi)，上半部分是果蔬皮等廚余垃圾的堆肥盒，由有機(jī)玻璃展架切開后再粘合制成，盒子底部連接六個(gè)塑料瓶坯，起到“滴灌”的作用，而該堆肥盒與瓶坯結(jié)合后的造型，讓人聯(lián)想到了奶牛，而其意義也是產(chǎn)生養(yǎng)料。再加上堆肥過程食物會(huì)腐爛，影響美觀，因此將該堆肥盒表面部分打磨成奶牛紋的磨砂效果，凸顯產(chǎn)生養(yǎng)料的語義，又增加趣味性。該種植籃的下半部分是由反光板折疊制作的蔬菜種植筐，由于底部是封閉的所以可以澆水、營養(yǎng)液滴灌等。同時(shí)它是活動(dòng)的，當(dāng)蔬菜種植好需要整體清理時(shí)，可以將它提出并替換其他籃子等，方便使用。（如圖6）

圖5 使用材料

圖6

該設(shè)計(jì)的初衷，不僅僅為了短暫地延長材料的使用壽命，降低回收成本，更重要的是希望通過視覺化的循環(huán)過程使人們更好地理解生態(tài)設(shè)計(jì)，建立起循環(huán)利用的意識(shí)。同樣，對于工業(yè)余料產(chǎn)生的廠家，可以創(chuàng)造新的盈利創(chuàng)新點(diǎn)，使廢棄的材料重新被利用，創(chuàng)造新價(jià)值。

圖7 產(chǎn)品實(shí)物照片1

圖8 產(chǎn)品實(shí)物照片2

（設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員：李珊珊、王小義、袁月）

綜上所述，對工業(yè)余料和廢棄物的再設(shè)計(jì)具有較為廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)既可以作為個(gè)性的代表又傳播了環(huán)保理念，作為具有低碳理念和環(huán)保意識(shí)的設(shè)計(jì)師，不僅要開發(fā)工業(yè)余料的價(jià)值，同時(shí)幫助人們培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)。環(huán)保意識(shí)的建立，需要長時(shí)間的努力和積累，只是靠宣傳和教育還不夠，還需要讓低碳環(huán)保的概念充分的融入到生活中，正如“家庭堆肥果蔬種植籃”讓人們充分體驗(yàn)低碳創(chuàng)造的過程，以及享受低碳創(chuàng)造的果實(shí)。

[1]（美）威廉·麥克唐納，（德）邁克爾·布朗嘉特著． 《從搖籃到搖籃：循環(huán)經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)之探索》．同濟(jì)大學(xué)出版社，2005．

[2]劉新．《可持續(xù)設(shè)計(jì)的觀念、發(fā)展與實(shí)踐》．創(chuàng)意與設(shè)計(jì)，2010（2）．

[3]趙超．《生態(tài)實(shí)效設(shè)計(jì)范式——國際高校低碳設(shè)計(jì)工作坊巡禮》．紙上裝飾，2013（06）．