第二章 文獻探討
第二節 綠色設計
節能減碳教育的教學活動多以能源為主軸。然而節能減碳應該落 實在生活中的每一件事情上，更包括了我們平常所使用的產品。產品 的製造必須依據設計圖來進行，因此要有節能減碳的綠色產品，就必 須從設計的階段就納入綠色的概念。為了讓學生更能了解綠色產品的 發展歷程，因此本研究藉由教學活動讓學生認識綠色設計。為了將綠 色設計融入製造科技教學，使學生能夠從活動性課程中了解綠色設計 在設計階段所進行的評估，進而運用現有的材料與工具加以製作成品。
因此針對綠色設計理論進行文獻探討，以發展適合高中生的綠色設計 教學。以下分別就設計的定義、綠色設計的定義、設計原則、設計方 法、評估與檢核等項目進行文獻探討，以了解綠色設計融入製造科技 課程的方式與其可行性。
一、設計的定義
「設計」（Design）一詞隨著全球經濟型態從大量製造的技術導向 到知識經濟的創新思考導向逐漸受到重視。Archer 於 1965 年提出設 計是一種以目標導向為主的問題解決過程（引自邱宗成，2007）。透過 問題發生之際，運用創造力與程序以求取最佳解決方案的活動（鄧成 連，2001）。而 Michael McCoy 在 1996 年提出設計的目的是在考量當 時的社會文化狀況之下，將產品本身的意義轉換，讓使用者明瞭且可 以輕易地使用產品（引自林崇宏，2008）。因此，設計是以社會文化為 基礎，進而有目的的解決問題。一般將設計的領域歸納為工業設計、
視覺設計、空間設計與數位媒體設計等四大領域，其中的工業設計是 本研究要探討的範圍。
人類生存在自然之中，為了生存必須與自然對抗；為了躲避猛獸
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與獵食，人類發明了箭；為了遮風避雨建造了房子；為了增加移動的 速度創造了車。這種有計畫、有意識地改變自然現象的方法稱之為「技 術」。透過這樣的技術，人類對某種目的有意識地改造自然，創造出自 我本體以外的物質，即為「產品設計」（佐口七朗，1990）。因此，產 品設計是為了解決人類生活中的一些問題而創造出來的物品。
二、綠色設計的定義
自工業革命以來，透過機械進行產品的大量生產滿足了人類的需 求。這些產品在使用時已對環境造成重大的影響，然而使用後的產品 往往在不具使用價值時便被丟棄，而這些被丟棄的產品也因此成了一 系列的環境問題（Mackenzie, 1997）。不少產品設計師開始正視環境保 護問題，希望其所設計的產品在滿足人類需求的同時也能同時考量到 生態環境問題，因此興起了「綠色設計」（Green Design）的概念。
與「綠色設計」同義的詞有許多，其又稱為「生態設計」（Eco-design）、
永續產品設計（Sustainable Product Design,SPD）、環境設計（Design for Environment, DfE）、生態設計（Ecological Design）、為拆卸而設計
（Design for Disassembly, DfD）、生命週期設計（Life-Cycle Design, LCD）（Lewis, Gertsakis, Grant, Morelli & Sweatman , 2001）。綠色設計 的概念最早出現在 1985 年，由 Papanek 於其著作《為真實世界而設計》
（Design for the real world）中提出。許多學者皆對綠色設計下定義，
研究者將其整理如表 2-2。
17 表 2-2 綠色設計定義
研究者（年代） 定義
Burall（1991） 綠色世界的原則即是永續。綠色設計即設計師具備了環境意 識，在開發產品時能將材料、加工過程與最後的丟棄皆能考量
Huang（1996） 綠色設計是一個協助設計師將環境問題納入其產品設計中，其 考量完整的產品生命週期並不是從「搖籃到墳墓」，而是「搖
Charter 和 Tischner
（2001）
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響列入重要考量。其中除了產品本身可回收外，同時也應考量到製作 的過程是否能夠同時達到低汙染與省能源。
當產品設計師考慮到產品的永續發展時，最常從產品壽命角度切 入，因此「綠色生命週期設計」（Life-Cycle Design）是綠色設計的中 心思想。產品的生命（product life）包含了四個時期，原料、生產、
使用與丟棄，為了達到廢棄減少，產品生命有必要透過再利用、再製 造與回收等方式形成一個封閉的週期（Giudice et al., 2006），綠色生命 週期的示意圖如圖 2-1。
圖 2-1 綠色生命週期設計
資料來源：Giudice 等人（2006:19）
因此，綠色設計是指產品從設計、製做、使用到回收整個過程中 皆將產品對環境的影響列入重要考量，其中除了產品本身外，同時也 考量到製作的過程是否能夠同時達到低汙染與省能源。而本研究目的 在使學生透過綠色設計的學習進而影響其在作品設計與實作上的表現，
因此本研究所談的綠色設計將重點著重在生產的階段。
原料
生產
使用
廢棄 回收
再製造
再使用
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二、綠色設計原則
張光民（1995）將綠色設計原則從產品的上游—原料，中游—製 造程序，下游—使用與回收再生三階段來探討綠色設計原則。
（一）原料方面：材料的選擇是綠色設計的重心，其選用的原則 為：
1. 減量使用：使用最低原料需求來設計，並使用單一材質。
2. 採用回收原料：採用回收材質。
3. 原料的適配性：注意零組件的適配性以利日後的回收再使 用。
另外，在張瑩瑩（2008）所譯 McDonough 與 Braungart 的《從搖 籃到搖籃》一書中提到永續性的產品應該要就地取材，一方面可增加 在地產業的繁榮，另一方面也能避免生物入侵問題。
（二）製造程序方面：分為三個程序，分別為原料製成材料程序、
材料製成半成品程序、半成品製成產品程序。在原料製成材 料程序需選用能源消耗較少的材料，如：PP 的能源回收比 例較高，則較合乎「綠色材料」的選用標準。能源回收比例 為「燃燒所得能源」與「原料提煉製造過程耗損能源」的比 值；在材料製成半成品程序與半成品製成產品程序會因不同 的加工方式有不同的能源消耗，因此此程序的設計原則以不 違反單一材料設計，若無法避免也以易拆卸、易組裝為前提，
以降低回收的困難。
（三）使用、回收與再生方面：Burall（1991）提出綠色產品設 計基本上是建構在環保 4R 的理念之上，其分別為減量
（Reduction）、重複使用（Reuse）、再生（Recycle）、回收
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（Recovery）。
1. 減量（Reduce）
(1) 在不影響產品功能的前提下減少產品的體積和用 料。
(2) 在產品設計時應力求結構之單純精簡及外觀的簡單 樸實。
(3) 減少電鍍、印刷、燙金，以咬花等方法替代。
(4) 減少不必要之功能。
(5) 減少產品製造和使用時之能量消耗。
2. 重複使用（Reuse）
(1) 延長產品壽命，產品外型改變長期化。
(2) 產品功能模組化。
(3) 零件規格化，容易取得，設計意替換零件之結構。
(4) 加強售後服務及維修體系。
3. 再生（Recycle）
(1) 簡化表面加工程序。
(2) 盡量多使用回收二次料。
(3) 多利用回收材特性於新產品設計。
(4) 將產品設計成易回收或再利用的特性，即長時間使用 後可以容易拆卸、維修。
4. 回收（Recovery）
(1) 設計時設計師必須使產品易於拆卸分類。
(2) 原料的使用盡量單一化，避免不相容之複合使用。
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(3) 最好標示每一種原料，以利於分類再處理、利用。
另外，Brewer 在 1991 年提出 KISS 原則（Keep It Smiple Stupid）
（引自陳維鈞、楊裕富，1997），其意義在產品設計、製造、行銷過程 時必須使設計維持單純的原則，盡量使用較少的材料、包裝及複雜的 設計，使使用後的廢棄產品可輕易進行再生工作或被自然生態所分 解。
杜瑞澤（2002）在《產品永續設計：綠色設計理論與實務》一書 中整理出綠色設計原則有：1.永生設計； 2.模組化設計；3.易維修設 計 ；4.多功能設計；5.材料使用簡化設計；6.回收再生設計
Lewis 等人（2001）提出綠色設計的原則有：
1. 選擇低衝擊的材料 2. 避免有毒或有害的材料 3. 選擇無汙染的加工程序 4. 提高能源與水的使用效益 5. 最少廢棄物的設計
綜合上述綠色設計原則，為了讓學生能夠清楚明瞭的了解綠色設 計原則與運用，本研究所引用的綠色設計原則以 4R 為主軸，將各項 目整理如下：
1. 減量（Reduction）
(1)在不影響產品功能的前提下減少產品的體積和用 料。
(2)在設計時力求結構之單純精簡及外觀的簡單樸實。
(3)減少電鍍、印刷、燙金，以咬花等方法替代。
(4)減少產品製造和使用時之能量消耗。
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2. 再使用（Reuse）
(1) 延長產品壽命，產品外型改變長期化。
(2) 多功能設計。
3. 再生（Recycle）
(1)盡量多使用回收二次料。
(2)簡化表面加工程序。
(3)多利用回收材特性於新產品設計。
(4)將產品設計成易容易拆卸、維修。
4. 回收（(Recovery）
(1)使產品易於拆卸分類。
(2)原料的使用盡量單一化。
三、綠色設計方法
(一)生命週期評估法（Life Cycle Assessment）
綠色產品設計是依綠色生命週期的產品階段觀念加以分析，從產 品的誕生到廢棄分別評估產品所帶給環境的影響，將之減至最低限度
（杜瑞澤，2002）。其設計程序如圖 2-2 所示。
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圖 2-2 生命週期評估法設計程序
資料來源：張光民（1995：44）
(二) 經濟部工業局（無日期）產業永續發展整合資訊網上的企 業永續發展應用中提到，ISO 國際認證組織制訂了關於產品 環境化設計的指導性技術報告：ISO14062 整合環境考量面 於產品之設計及開發」（Integrating Environmental Aspects into Product Design and Development, IEAPD），主要是將環 境考量整合在產品設計與發展中其設計方法如表 2-3。
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(一) 綠色設計檢核
綠色設計檢核是設計師進行綠色產品設計開發時，依照產品生命 週期觀念所做的綠色設計程序檢核。主要從設計程序導入綠色設計原 則與方法，以確保理想的綠色環保產品產生。檢核表主要根據產品生 命週期列出 13 項設計原則，如下：(1)提升環境效率/提供最佳功能；
(2)省資源；(3)使用可再生及豐富的資源；(4)增加產品耐久性；(5)產 品設計成能重複使用；(6)設計時考慮材料能再利用；(7)為拆解而設計；
(8)有害物質降到最低；(9)友善環境的生產；(10)使用產品時對環境衝 擊最小；(11)使用友善環境的包裝；(12)無法回收的物質能夠環保地處 理掉；(13)友善環境的物流。每個原則依據需求可發展若干檢核細項，
每細項分為 A 符合、B 尚可與 C 需改進三個等級，由設計者自行評估
每細項分為 A 符合、B 尚可與 C 需改進三個等級，由設計者自行評估