解读《环境意识设计——将环境因素引入电工产品的设计和开发》国家标准

　　点 题

　　2007年12月20日，国家标准委发布《环境意识设计——将环境因素引入电工产品的设计和开发》（GB/T21273-2007）国家标准，这是一项等同采用IEC114：2005导则的国家标准，将于今年6月1日起实施。

　　2007年8月，欧盟发布的《用能产品生态设计要求框架指令》即EuP指令已经实施，欧盟各成员国生产的电工产品开始实施EuP指令，进入欧盟的电工产品也必须达到EuP指令的要求。这项标准的发布必将对我国电工产品的环境意识设计产生重大的影响。

　　环境意识设计是一个全新的标准化领域，环境意识设计有助于改善产品的环境绩效，促进循环经济，我国必须适应这个潮流。即使从跨越欧盟EuP指令必然形成的壁垒而言，我国电工产品的生产企业也必须尽早、全面地了解这项国家标准。

　　2006年9月11日，我国第一项环境意识设计国家标准《环境意识设计———将环境因素引入电工产品的设计和开发》通过审查后，部分专家合影。单 耕 摄

全新的标准化领域

　　据标准主要起草人、中国电器工业协会标准研究部副主任单耕介绍，2005年5月，国际电工委员会（IEC）发布了IEC114：2005《环境意识设计——将环境因素引入电工产品的设计和开发》导则，该导则旨在帮助电工产品设计者管理设计过程中的相关环境问题，强调在电工产品的设计和开发阶段就引入环境因素，从而减少产品在整个生命周期内对环境的影响。2005年7月，欧盟委员会发布《用能产品生态设计要求框架指令》即E?鄄uP指令，要求制造商在设计用能产品时就要考虑产品在整个生命周期内对资源的消耗和对环境的影响。《环境意识设计——将环境因素引入电工产品的设计和开发》就是等同采用IEC导则114制定的国家标准。

术语和定义体现设计理念

　　理解这项国家标准，先要弄清楚标准为下面几条术语所下的定义。标准中的环境，是指产品的运行环境，包括空气、水、陆地、自然资源、植物、动物、人和它们之间的相互关系；环境因素，是指一个组织的活动、产品或服务中能与环境发生相互作用的要素；而环境影响，则是全部或部分由于组织的活动、产品或服务给环境造成的任何有害或有益的变化。

　　设计和开发的定义是，将要求转化成产品、过程或体系的规定的特性或规范的一组过程。这条术语的注释表明，“设计”和“开发”有时是同义的，有时用于规定整个设计和开发过程中的不同阶段。产品开发是指实施产品设计想法的过程，从策划到投放市场再到产品的评价；商业战略、市场考虑、研究方法和设计因素都包括在这个过程中，使产品达到实际使用状态。设计和开发还包括改进或修改现行产品或加工过程。

　　环境意识设计在这项标准中并没有作为一条术语给出定义，但在IEC正在制定的IEC 62430《电工电子产品的环境意识设计》标准中引入了这条术语。其定义为，在设计和开发过程中考虑环境因素的系统方法，目的是为了减少产品的负面环境影响。

环境意识设计的战略思考

　　标准的引言强调，任何产品都会对环境产生影响，其影响可能在产品整个生命周期或者其中某一个阶段发生。这些影响可能是轻微的，也可能是重大的；可能是短期的，也可能是长期的；可能在当地、区域或全球（或它们的集合）发生。

　　标准要求，要对目标和潜在利益的分析。将环境因素引入产品设计和开发的目标是减少产品在其整个生命周期内对环境产生的负面影响。在努力实现这个目标的过程中，组织及其竞争对手、消费者和利益相关方都可受益。潜在利益可能包括，通过优化对材料和能量的使用，提高过程效率、减少废弃物处置，从而降低成本；促进革新和创新；增加对产品的了解，从而进一步改进产品；减少风险，如避免违反法规或由于需要处理有害物质而增加产品在生命末期阶段的成本。

　　将环境因素引入产品设计和开发应考虑以下与产品相关的问题：尽早的引入环境因素，即在设计和开发过程的初期就强调环境因素；产品生命周期，即从原材料的采购到生命末期进行全程分析；功能性，即产品在多大程度上符合其设定的目标，包括可用性、有效寿命、可靠性、外观等；多准则，即考虑所有相关环境影响和因素；在寻找最佳解决方案的过程中进行权衡。

　　标准认为，对与产品相关环境因素和环境影响的总体考虑应是对产品相关的环境因素和影响、基本问题和战略环境目标进行全面的评述。将环境因素引入产品设计的总体考虑是，尽早将环境因素引入产品设计和开发有助于灵活的改变或改进产品。反之，在后期则难以选择合适的环境方案，因为所有主要的技术决策都已经确定了。

　　开发产品时，产品的功能性要比产品的具体技术方案更值得考虑。因此，应该使用广泛的方法来寻找新的解决方案，并突出必要的功能性来满足消费者和用户的需求。与传统的只基于产品的方案相比，基于这种思想的方案能减少环境影响。除了传统设计准则外，还应考虑多种环境准则。通常应通过多准则概念，考虑不同的潜在环境影响和不同利益相关方对环境问题重要性的看法可能有所不同。对于不同生命周期阶段和环境因素的全面的看法和务实的处理方法，有助于权衡不同的设计方案。一是在不同环境因素之间的权衡，如通过减轻重量来优化产品时，可能会对其回收利用性产生负面影响，比较每项方案的潜在环境影响可以帮助决策者找出最佳解决方案。二是环境、经济和社会利益之间的权衡，这种权衡可能是有形的，如降低成本、减少废弃物；或者是无形的，如方便性；或者是情感的，如形象。三是环境因素、技术因素和质量因素的权衡，如设计决定使用的某种材料，这种材料可能会对产品的可靠性和耐用性产生负面影响，尽管这种材料本身是对环境有益的。

设计和开发过程应按模式操作

　　标准认为，应在产品设计和开发过程中跟踪产品的环境兼容性，以及产品所表现出的相关技术功能性和经济可行性。产品的绝大多数特性、制造成本和环境影响在产品设计和开发过程的初期阶段就已经被确定了，所以在最初阶段考虑环境兼容性因素很重要，考虑使用产品的系统环境也很重要。

　　标准给出环境意识设计和开发过程的模式：在产品战略和产品前期开发阶段，以产品评估过程为基础，确定环境意识设计的目标和重点，应在要求规范中设置目标和重点；在产品概念开发过程中确定达到环境目标的概念，从而确定产品的环境特性，要将各种概念和属性合并成性能规范；识别产品设计过程中的固定点，以便做出目标和实际情况的比较；在产品设计的后续阶段逐步将各种概念转化为具体的表格形式，使用环境意识设计工具来支持有良好基础的设计决策；把通过环境意识设计而产生的产品特性写入设计规范；最后是收集并评估后续过程中在制造、销售、产品使用、维护和处置阶段取得的经验，不断优化环境兼容的产品设计过程。标准还给出了将环境因素引入产品设计和开发的另一种模式或补充模式，该方法的前提是有一个需要改进环境因素的参考产品。

开发过程中的设计思考

　　识别重大环境因素是环境意识设计的第一步，要求将环境因素引入电工产品设计，需要识别产品整个生命周期中的重大因素或关键问题。一般来说，分析电工产品环境影响的过程应该牢记以下因素：不应轻易地将某些材料排除；应考虑产品的所有环境特性；应找出产品生命周期中相关性最强的环境影响；应考虑由制造过程中的中间产品或辅助材料而产生的影响，即使这些中间产品或辅助材料不出现在最终产品中；把容易被武断地认为不重要但实际可能造成重大环境影响的零部件或要素考虑在内；不应只关注产品自身的环境影响，还应关注产品所在系统的环境影响；环境影响不应从一个生命周期阶段转移到另一个生命周期阶段，或从一个中间产物转移到另一个中间产物。

　　标准认为，识别重大因素以后，要对改进方案的目标进行先后排序。应在产品开发中的每一个关键阶段评价并且努力减少产品对环境的影响，以求在满足产品规格和考虑环境问题之间，找出折中方案。设计者应该以减少产品环境影响为目标，评估其他备选设计方案。同时，具体设计方案的选择应该在不同环境因素之间，以及环境因素和相关考虑因素（例如安全和健康、技术要求、功能性、质量、性能和经济因素，经济因素包括制造成本和可销售性）之间达到合理的平衡，同时遵守所有的相关法规。

潜在重大环境因素的处理

　　单耕认为，标准提出提高材料效率、避免在产品中使用潜在有害物质和材料、提高能量效率、优化功能性、提高产品耐用性、促进再利用及循环使用和回收等如何处理潜在的重大环境因素应引起足够的重视。因为这些对企业都不陌生，但需要从环境意识设计的角度进行重新认识。

　　提高材料效率。设计者应认识到，使用可回收材料、减小产品尺寸、研究产品结构才是有效减少在制造产品过程中原材料消耗的方法。通过这些方法，产品可以保持和传统产品同样的功能，并且尽可能使用更少的材料或具有更小的体积，还应提倡减少使用产品的耗材。从有效使用自然资源的角度来看，延长产品的使用寿命将有利于保护自然资源。包装可能在与产品分离之后就被废弃，在产品设计时还应考虑到产品的包装以及在运输过程中的固定和保护包装。应该从减少包装材料的体积和质量、有效利用资源的角度对产品包装进行评价。

　　避免在产品中使用潜在有害物质和材料。减少、消除潜在有害物质是电工电子产品设计首要解决的问题之一，设计者应特别关注国际的、国家的和地方的产品有害物质禁令，保证产品在销售目标国家的合法性，产品应遵守所有适用的法规。产品设计者还应尽量减少使用那些在产品使用或回收阶段需要特殊处理或处置的有害物质。在某些情况下，需要牺牲产品基本功能才能使有害物质的含量不超过限值。在这种情况下，设计者应保证这些有害物质能被适当地识别，并且容易被移动和安全处理。不应使用含有不能循环使用或者适当处理的有害物质的零件或者材料，以及其他受法律和法规限制或禁止使用的物质，除非已经建立收集或循环使用这些零件和材料的程序。如果必须使用这样的零件或材料来保证产品的功能，应使用含有少量或有限的有害物质的零件和材料作为替代物。

　　提高能量效率。每个电工产品在其生命周期的大多数阶段都需要输入能量，每种能源都会对环境产生影响，电工产品需要的能量越多，相应的负面环境影响也会加大。虽然处理能源问题不是设计者的责任，但设计工程师应考虑产品设计特性，在产品生命周期的各个阶段减少能量消耗。一般认为，在多数情况下，电工产品使用阶段的能量消耗占总能耗的主要部分，因此提高能量使用效率可以大幅减少产品对环境的影响。

　　优化功能性。考虑多功能、模块性、自动控制和最优化，把功能优化产品的环境绩效和特定用途产品的环境绩效做比较。

　　提高产品耐用性。提高产品耐用性，延续产品相关的服务，可以减少产品对环境的负面影响。在产品的技术寿命和使用寿命之间达到平衡，对环境也是有益的。设计者应在产品开发阶段考虑并着手通过使用现场可置换单元，以及部件的再利用或升级方式来尽可能的延长产品寿命，对来自旧产品中的零部件进行再利用，应该谨慎操作。当再利用零件和部件时，需要采取一系列的行动，比如从新产品计划、设计、制造、销售，到收集、拆解和加工，以及质量保证等。设计者应认识到，在产品策划和设计规划阶段选择可再利用的零部件，是增加零部件再利用性的重要因素，设计者应考虑在一个广泛的产品范围内共享零部件，以及零部件使用的时效性，还应研究在产品设计阶段零部件的通用程度，还应确定是否所有从收集来的产品中拆卸下来的零部件在清洁处理之后都适于再利用，在产品中多次使用这些零件或作为修理零件使用也很重要。

　　促进再利用、循环使用和回收。设计者应首先考虑材料的循环使用，其次要考虑能量回收。如果金属占产品的很大部分，有必要选择有助于循环使用的金属材料，选择难以回收的塑料时应考虑环境因素。在产品策划和设计阶段，有必要制定一个适合该产品的评价方法来考虑产品的生命末期，帮助选择可循环使用的材料和零件。拆解生命末期的产品，应评价拆解过程中所使用的工具、拆解需要的时间、操作的难易程度等。应对循环使用过程进行评价，看是否具有相关的技术和渠道可以用来拆除那些可以再利用的零件，确保循环使用以及合适地拆解和处理易燃易挥发的危险零件。拆除这些零件后，应对这些可循环使用的破碎剩余材料进行分类，并应将残余物进行焚烧或者在垃圾场填埋，要注意保证这些过程不会影响到加工设备。产品生命末期的收集和运输的评价应集中在产品质量、体积、形状和结构上，以保证工作的方便和安全。

中国电器工业协会标准部总工程师郭丽平指出

及早准备应对壁垒

　　EuP指令是欧盟继发布RoHS指令和WEEE指令后于2005年7月发布的又一项环保指令。E?鄄uP指令实施后，除车辆以外的几乎所有用能产品都需要加贴CE标志方能进入欧洲市场，我国输欧产品将会受到比欧盟RoHS、WEEE指令更加严格、波及面更加宽泛的影响。

　　各方面的信息表明，欧盟各成员国为实施EuP指令，已经作了比较充分的准备。再有两个多月的时间，国家标准《环境意识设计——将环境因素引入电工产品的设计和开发》即将实施，虽然我国很多电工企业都跟踪或参与了这项标准制定的过程，但相对而言，国内的企业的准备还很不充分，目前还处于教科书阶段。欧盟的准备倒可以为我们提供一定的借鉴。

　　2005年11月，位于荷兰的一家咨询机构受欧盟官方的委托，完成了专门用于指令所指的14类耗能产品的特定的生态设计研究方法的报告。该报告主要包括8个步骤：

　　一是进行产品定义标准与法规的研究，包括产品分类，与产品性能试验、能源利用、健康安全相关的国际、欧盟、盟内成员国、盟以外国家的相关标准，欧盟内外现行的环境法规及自我规范。二是进行产品的经济与市场分析。三是对消费者与地区的基础设施的分析。四是对现行产品的系统分析，主要包括产品使用材料清单和关键制造参数，产品寿命期间能源与资源使用情况分析与基本的设计规则和实践，从技术角度对再循环、再使用等的潜力分析等。五是确定基本情况，包括对欧盟现行模型的平均选择或者从产品族中几种重要产品取其平均的模型。六是技术分析，包括改进的选择。七是改进潜力，包括设计选择识别；经济方面的花费；可获得的环境利益；或与环境相关的贸易问题等。八是政策、影响和敏感性分析，包括政策性的简要分析，工业界与消费者的影响分析。

　　现在，环境意识设计在世界范围内已经成为不可逆转的潮流。对于企业，越早接受生态设计理念、掌握生态设计方法，将来受到贸易壁垒的冲击就越小。

　　在企业中推广生态设计理念和方法的同时，按照《环境意识设计——将环境因素引入电工产品的设计和开发》国家标准，制定具体的产品生态设计标准来规范整个产业链的发展，将使我国电工企业尽快掌握生态设计方法并成功跨越由EuP指令造成的贸易壁垒。

欧盟EuP指令

　　2005年7月22日，欧盟委员会发布了《用能产品生态设计要求框架指令》，即EuP指令。该指令要求制造商在设计用能产品时，就要考虑产品在整个生命周期内对资源的消耗和对环境的影响。欧盟要求成员国在2008年8月11日前完成符合本指令所需的国内立法及行政规定。

　　欧盟为了尽早实施EuP指令，正在积极制定详细规定制造商必须满足的生态设计要求以及涉及的产品大类的相关措施，首批14项措施将于今年出台，涉及的产品有锅炉、热水器、个人电脑、成像设备（包括复印机、扫描仪、打印机、传真机等）、电视机、用能产品（待机、关机）能耗、电池充电器和外部供电设备、办公室照明设备、路灯、住宅用空调设备、电机（1～150kW）、泵、循环器、风扇、家用和商业用冰箱及制冷器、家用洗碗机和洗衣机等。可以预见，将有更多的用能产品被纳入EuP指令的法律规范体系。

　　欧盟EuP指令的实施，将有助于改善用能产品的环境绩效，促进循环经济，这已成为世界各国的共识。但是，EuP指令也可以被认为是欧盟设置的绿色贸易壁垒，其结果必然是限制了发展中国家的产品出口。

环境设计分技术委员会

　　2005年8月，国家标准委批复成立了全国电工电子产品与系统环境标准化工作组，对口国际电工委员会（IEC）的电工电子产品与系统的环境标准化委员会，其中的环境设计工作组由中国电器工业协会牵头，主要负责制定电工电子领域内的环境意识设计标准。

　　工作组自成立以来，积极参加IEC/TC111/WG2的国际标准化工作，先后5次共派出14位专家参与了国际标准化会议。已经完成一项标准GB/T 21273-2007《环境意识设计－将环境因素引入电工产品的设计和开发》，另有20余项标准正在制定之中。

　　2007年9月，国家标准委正式批复成立全国电工电子产品与系统的环境标准化技术委员会环境设计分技术委员会，委员会秘书处设在中国电器工业协会。