论电子产品的绿色设计

陕西工学院学报16；论电子产品的绿色设计张颖洁陕西工学院管理工程系。陕西汉中723003据电尸产0的工程特点，在绿色设计概念的基础上，系统论述了电子产品的绿色设计问，有定的工程指导价值，关键师电子产品；环境保护绿色设计TN02文献标识码A1引言现代工业在使经济高速，长人类物质产品极大丰富的同时，也使地球环境不断恶化，人类土存环境遭受了史无前例的破坏，益严重的环垃问，己引起，界各国政府和人民的高度重视，人们的环保意识不断增强。70年代起以保护环境保护地球为宗旨的环境保护运动在全球蓬勃兴起，随之种旨在改善人类生活质量的新兴工业产品观念绿色产品应运而生，并促使以消除和减少产品对人类生存环境产生不良影响为目的的全新产品设计概念绿色设方法的兴起和发展2产品的绿色设计思想肚界环保运动的蓬勃发展。使得绿色产品消费正在成为种1际消费主导潮流，前，世界午多国家和地区己制定仃利于环境保护促进绿色消赀的泠项法规。政策以及各种1场准入制度，贸易往来中己是绿色壁垒高筑。因此，当代企业必须迅速转变经营理念，顺应绿色消费大趋势，树立绿色营销新观念，积极开展产品的绿色设计与开发工作。

所谓产品的绿色设计，就是指在产品的整个生命周期开发设计生产制造使用维护回收废弃等内，优先考虑产品的环境属性无污染性可拆卸性可回收可重复利用性资源节约性等，并将其作为设计目标，在实现产品应有的基本属性使用寿命质量等的同时，保证满足环境设计，标要求。为此，设汁人员从产品的设汁构思阶段起，就要把降低能耗从于拆卸使之再生利用和保护生态环境等问，与保证产品性能质量寿命成本的要求列为同等重要制造阶段；而不是等产品产生了不良环境影响后，再采取防治措施。可，产品的绿色设计，就是耍从根本上防止污染。节约资源。保护环境。体现了种与环境友好的设计思想。

收稿日期2000作宥纪介味颖免视。女。陕5搜南人陕巧丁岸咐。主要研方向为戌量管垣。66土http尽管绿色设计起步较晚，难度较大，但发展很快。目前，工业发达国家在产品设计时，都在努力追求小型化少用料多功能物多用少占地可回收利用减少废弃物的数量和污染等产品环境属性；生产技术上努力追求节能省料无废少废回收重用，这些都是实现绿色设计思想的有效手段。近几年来，在绿色设计领域内己形成些共识，有些思想方法己在些产品设计中得以应用，如面向再生的设计方法面向拆卸的设计方法面向生命周期的评估以及并行工程逆向工程等等。这些设计方法在些领域的应用己比较成熟且己产生了相当大3电子产品的绿色设计信息时代电子工业已取代传统工业而成为主导产业，其产品的社会拥有量迅猛增长，而且更新换代速度非常之快。由此也带来了电子产品的绿色问，如相关资源的过度开采，大量废弈产品形成的古态垃圾。电磁辐射的环境危害等因此。要实现电子工业的可持续发展。必须开展电子产品的绿色设计。

从系统的观点来祚任何复杂的电子产品均可分为村料及兀器件部件整机产品个层次；从电子产品的绿色设计目标来看，它应满足基本目标功能质量寿命和经济性等绿色目标能耗低资源利用率高生态环境影响小产品使用安全等的双重要求。因此，电子产品周期令过程，3.1可回收与可再生的总体设计思想减少环境污染和节省自然资源是绿色设计的根本目标而合理的回收和再生方法无疑有利于这目标的实现。比如彩电等家电产品，社会拥有量巨大，更新速度很快，如何使废弃和被淘汰的家电回收和再利用，将是个很重要的资源节约和环境保护问。如果在其产品设计阶段就能同时考虑回收和再生，那么就可大大提高废弃产品的再生率，减少甚至消除产品废弃过程中直接或间接的污染性。因此，在实际设计中，首先在观念上要树立可回收与可再生的总体设计思想，尽量避免使用各种不利于回收与再生的设计方法，*大限度利用有效的再生技术，设计出用户环境均友好的绿色产品。

3.2材料及元器件的选择电子产品中的材料种类比较多，如导电材料半导体材料绝缘材料等。材料的绿色特性对产品的绿色性能具有极为重要的影响，因此，具体在选择时应注意以下几点1尽可能选用无毒无污染无腐蚀性的材料；2**可回收材料标准化材料；3同产品单元尽量选用较少的材料种类；4为便于回收，材料上要标注出其型号种类等级等。

电子产品中的元器件种类也很多从绿色设计思想出发选择时应注意以下几点⑴元器件的规格种类应尽量少；2尽量选用低功耗器件特别是集成电路；3集成电路之类的器件，应能通过集成电路插座来连接于电路中；4选用的元器件应有清晰的标注，并尽可能选用准元器件；5交流供电的七子产品般含有电源变压器。为拟制工频辐射。应**具有屏蔽壳的电源变压器；6直流供电的电子产品般用电池作为电源，选用时应先尽量使用无毒材料制造的高能电池；如果限于条件所用电池含有有毒材料，则需对有毒材料进行显著标3.3电子产品整机结构的绿色设计3.31部件模块化设计电子产品特别是些结构复杂的电子产品，都是由若干具有定功能的部件组成的。设计时应尽可能将各部件设计成相对独立的功能模块，并使各模块间从逻辑上及理实现上都能较为方便地进行连接与分离，从而使各个模块独立成章这样可简化整个产品的设计，使产品的整机结构模块化，使可重复使用或便于回收的功能部分具有物理结构上的独立性，从而便于整机产品的维修回收或重复使用。

3.3.2可拆卸性设计良好的可拆卸性是产品维护性好零件材料可回收可再生的重要保证。因此，在产品设计阶段就要充分考虑产品废弃后能否方便地拆卸回收再生。为此，先应从观念上重视可拆卸性设计。设计人员应经常与用户产品维护及资源回收部门取得联系，获取产品结构在拆卸方面存在的不足，并为可拆卸性设计的发展准备有关数据资料。其次，为便于拆卸，电子产品在整机设计时，就要从结构上考虑拆卸的难易程度，提出相应的设计目标结构方案对撒，间部件间的连接方式等1要进细致的研允与设计如要尽量避免采用焊接胶粘铆接等不可拆卸连接方式；各电路之间，如印制版之间，要避免用导线直接焊接的连接方式，而应采用插头座的方式来连接等等。

3.3.3可维修设计用可维修设计方法设计出的电子产品在发生故障后，可通过适当的维修使产品恢复功能，从而延长产品的寿命，实现节能省料无废少废的绿色目标。为了便于维修。除产品整机结构要采用模块化设汁，拆卸性设计外，各独立模块内部也要尽可能设计成可维修的。比如对具有机械性构架的零部件或易耗易损的材质材料元器件，应尽量将其设计得集中些，便于装卸；对相互连接部分，要进行专门的连接结构设计，并预先试验，以便在维修替换时，尽量不影响破坏与之相连的单元构架；元器件及材料的型号和标称值要标注出来；另外，采用标准化设计也是可维修设计的重要思路它有利于提电子产品零部件的通用性者，对些故障率较高不易维修或难于维修的电子线路结构部分，可借助于容错设计技术，实现免维修设计。这种设思路可从两方面展汗足从软件设汁知度进伯程序奔错设，是从硬件角度开展的备份式设计。如工作热！备设冗余设等等。

3.4电磁福射及其屏蔽在电子产品制造和使用当中，往往涉及到诸如漏电触电电磁辐射电源短路等安全性问电磁辐射会给使用者及操作荇的人身健康及生命安全来+同秤度的伤害比如有些电磁辐射，如手机的电磁辐射，可引起人体产生比较严重的神经衰弱症候能引起诸如头痛头晕乏力等不适，造成植物神经机能紊乱与心血管系统疾病等危害。当前，国际卫生标准中规定的可以容许的电磁感应强度为微特斯拉，但大量调查统计分析的结果明20.4微特斯拉的磁感应强度就很有可能引起人体发生肿瘤病变。因此，些国际权威人士提出，应将国际卫生标准中规定的微特斯拉修改为2微特斯拉，超于这个标准即为有害辐射。

总之电磁剪谢的功率越大距离人体越近持续，间越民对人休造成的损苫就越大汜因为如此，世界许多国家与地区己在这方面制定了较商的市场准入制度，以限制电磁福射超标的产品进入其市场。因此，抑制有害电磁辐射是个非常重要的绿色设计问，它既是对电子产品电磁波是以无线电波的方式而辐射的。根据电磁辐射的无线电波的频段来看可将电磁福射分为两类，类是诸如家电产品中的5，出左右的工频电磁辐射，另类是如无线电台手机之类的无线屯设谷所发射的电磁辐射，柯类屯磁福射对人体都有定危害性，迮实际设计中，要根据其产生机理来进了抑制，3.4.1工频电磁辐射的屏蔽减少这类电磁辐射对人体损害，可采用如下两种方法种是设法使人体远离辐射源，另种是设法把辐射源尽可能完全屏蔽起来。按照电磁波形成的干扰场的性质，可将电磁辐射屏蔽分为电屏蔽磁屏蔽和电磁屏蔽类，目前均有较为成熟的技术措施1电屏蔽设计要点屏蔽体必须有良好的接地；正确选择接地点；尽量缩小屏蔽体的开孔面积减少开孔数量；屏蔽体应选用良导体在高频时，屏蔽体面应镀银。2磁屏蔽设计要点选用高磁导率的铁磁材料；应注意屏蔽效果随材料厚度增大而增加，随屏蔽体内空间的增大而减小；多层屏蔽能显著提高屏蔽效果；应尽量减小屏蔽体上接缝与孔洞出处的磁阻。

3电磁屏蔽设计要点电磁屏蔽克体应采叫高导电率材料；为了消除静电感应，通常屯磁屏蔽体应具有良好的接地；金属壳体材料厚度要满足结构强度和加工工艺要求；金属壳体应尽量封闭，尽量减小孔和缝。对必不可少的孔和缝，应尽试采，防护措施。

3.4.2减少无线屯发射设备信号辐射对人体的损害由于无线电发射设备所发射的电磁波对相应的接收机来讲是有用信号，因而不能采用完全屏蔽的方法来拟制它的电磁辐射。对此，可采用以下方法来减小其对人体的损光如减小发射设备的发射功率尽量提接受设备的，敏度；提高电磁波辐射的方向性，使人体所处区域的辐射量*小；设备工作时，使人体远离或采用防辐射技水进汀隔离，以减少有害辐射量等等。另外，若无线电发射设备所发射的倍号中含有较大的谐波及组合频率成分时，将不仅对人体产生定的有害辐射，而且对正常无线电业务也产生干扰，形成噪声污染。为了抑制这种千扰与辐射，在具体电路中应设计有性能优良的滤波电路；此外，射频负载应与肘频输出端具良好的0抗匹配。

3.5节能设计电子产品以消耗电能而进行工作。为了节省能源，电子产品应设计成节能型产品。如目前许多个人计算机都设计有这样的功能，即当计算机处于闲置状态时，能自动切换到低能耗状态。台个人计算机工作时消耗的功率约为150界，而如切换到低能耗状态，则只需601甚至更少，节能设计方面要从元器件上考息另方面要从屯路1芍虑。从元器件1考虑，应尽量选用低功耗器件，如，影3集成电路就要比1电路耗电小。从电路上考虑，首先要使产品具打在整机闲置，能自动叻换到低能耗状态的功能如前述的计兑机的低能耗状态。七线电台的自动静噪接收功能，另外，还应设法提高电路的电能转换效率，即斐使电路中的1流电源到交流信号的转换效率尽可能地。这种设计方法，对耗电较大的电路特别重要，比如高频功率放大器1作状态选择为叫类，的功放效率就比甲类或乙类的要的多3.6生产制造过程设计电子产品在制造过程中会产生各种固体的液体的或气体的排放物以及电磁辐射等污染，如何合理地处理这些环境影响因素，以减轻其环境污染性则在设计阶段就要从工艺实现方法1予以考虑。对此，应根据产品绿色设计目标重新设计生产系统，采用环保技术改造工艺设备，积极推进清洁生产技术，不断设计开发新的绿色工艺方法。在进行环保生产技术创新的，嫌企业，卿舰，付企业环保晟的，性。13014000是国际性的环境质量标准，适用于各类企业的环境管理体系，设计人员应熟悉该标准，在设计过利觉履行，3.7其它环节由于绿色设计必须考虑个产品在其整个寿命的各个周期内对环境的影响，因此，其它些环节如运输销售使用废弃等对环境的影响也必须在其设计过程中加以考虑。

为了减少电子产品在运输销售过程中对环境造成的污染，应尽量采用绿色包装，对其要求么1包装产品体化，不会产生废弃物；2不使用含，生的汕墨。粘接剂安全剂等；3使用单种材料或复合功能的*少材料量；4使用能再生再利用易处理不会对环境造成污染的材料；5标签封缄等应能与循环再生系统相容，等等。设计阶段还应考虑产品在其物质形态消耗过程中及废弃过程中的环境影响性首先寸使用过程中可能出现的环境危害要事先在设计中有预防措施，并，强操作使用方便性，防止因产品使用不当过早报废等造成的环境污染；其次，对产品可回收可再生部分要给予显著的标注及回收范说明，以引导使用者对废弃产品进行合理的用后处置。

4结束语绿色电子产品将成为21世纪世界市场的主导电子产品。如果现在不及时调整此类产品挤甚至被禁止，*终将为市场所淘汰。因此大力推进电子产品的绿色设计进程，努力减少其环境污染性，促进其绿色忭能的+断更新换代。具有非常边切的现实意义和长远意义。

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