Design for Sustainability - D4S

Design for Sustainability - D4S

Stijn Devaere Consultant technological innovation, quality and environment

een gezamenlijk initiatief van:

met steun van:

Inhoud

 Inleiding

 Methodes en Tools  8 strategieën voor duurzame productontwikkeling  Enkele bedenkingen

Duurzaam Product  Een duurzaam product = meer dan “groen” product Duurzaam betekent ook: op welke manier kunnen we het best tegemoet komen aan de eisen van de gebruiker? > Verlengd gebruik

Duurzaam Product  Een product moet duurzaam zijn in elk aspect van de levenscyclus, inclusief:     

grondstoffen productie transport gebruik Eindeleven: afval/recyclage

Duurzaam textiel energie-intensiteit tapijt 80

Reduceren door grondstofkeuze & productoptimalisatie

70 60

%

50

Reductie door procesoptimalisatie

40 30

Reduceren door Easy Clean finish

20 10 0 grondstofproductie

tapijtproductie

transportfase

gebruiksfase

Materials and the environment – M.Ashby – p.54

Duurzaam product ONTWERPEN Noodzaak om voorwerpen te gaan “heruitvinden” van de concept fase  ecodesign

KEUZES

MAKEN

Design for X

      

DfS DfE DfR DfD DfEE DfR DfER

Design for Design for Design for Design for Design for Design for Design for

Sustainability Environment Recycling Disassembly Energy Efficiency Remanufacturing Energy Reduction

Duurzaam design DfS is de filosofie van het ontwerpen van voorwerpen die voldoen aan de principes van economische, sociale, en ecologische duurzaamheid  3Ps  PROFIT  Economie

 PLANET  Ecologie

 PEOPLE  Socio-ethische aspecten

Duurzaam design  Vanaf de Concept ontwikkeling wordt rekening gehouden met de impact over de hele levensloop van het product DfS = TOP-DOWN BOTTOM UP

KETENDENKEN

LEFT RIGHT

Methodes en Tools  Hoe Kiezen?       

Analyse Tools (Kwantitatief) Brainstorm tools Evaluatie tools Vergelijkings tools Optimalisatie tools Ontwerp tools Kwalitatieve tools

Methodes en Tools  Hoe Kiezen?       

SNEL/TRAAG DUUR/GOEDKOOP KWALITATIEF/KWANTITATIEF MET/ZONDER SOFTWARE MIDDELEN TER BESCHIKKING PRODUCTDATA TER BESCHIKKING …

Methodes en Tools  Doel:  Vanuit verschillende ecologische invalshoeken ontwerpsuggesties en vuistregels formuleren om tot duurzamere producten te komen

 LiDS-wiel (Lifecycle Design Strategies):  methode om deze verschillende invalshoeken op een gestructureerde manier voor te stellen.  alle ontwerp-vuistregels clusteren in acht strategieën

LiDS-wiel  Lifecycle Design Strategies 0 Ontwikkel nieuwe concepten – optimaliseer functievervulling 1 Kies materialen met weinig milieu-impact 2 Gebruik minder materiaal 3 Optimaliseer de productie

4 Optimaliseer de distributie 5 Beperk de milieu-impact tijdens het gebruik 6 Optimaliseer de levensduur 7 Optimaliseer productafdanking

LiDS-wiel  Lifecycle Design Strategies 1. Als denkmodel bij de MPO-strategiebepaling  Strategie vaak te beperkt tot één richting  Groot risico op foute richting

2. Als presentatiemiddel ter visualisatie van het huidige, het gewenste en het gerealiseerde profiel van een produkt.  Aangeven op welke strategieën wel of niet focussen (kortere of langere termijn)  Aktieplan duidelijk voor iedereen  Aan het eind van het project kan het resultaat ter evaluatie weer naar deze MPO-doelstelling teruggekoppeld worden.

3. Als creativiteitstechniek  Op systematische wijze milieukundige verbeteropties bedenken.

0 Ontwikkel nieuwe concepten – optimaliseer functievervulling  Vertrek vanuit de behoefte! vb. de consument wil schone was, niet noodzakelijk een wasmachine  Bedenk mogelijkheden om de behoefte anders in te vullen! Voor elke behoefte zijn er vaak verschillende goede oplossingen mogelijk vb. dienst ipv product

0 Ontwikkel nieuwe concepten – optimaliseer functievervulling    

Dematerialisatie Leasing Integratie van functies Functionele optimalisatie

Interface – evergreen lease

Umbrosa - Rimbou

1 Kies materialen met weinig milieu-impact      

Vermijd giftige stoffen (Pb, Hg, etc) Vermijd schaarse materialen “Lean” Materialen Hernieuwbare Materialen Lage Energie Materialen Gerecycleerde Materialen

 Recycleerbare Materialen  Biodegradeerbare Materialen

Mercedes A class Think® by Steelcase

1 Kies materialen met weinig milieu-impact  Grondstofkeuze is zeer significant voor:  Totale energie-intensiteit  Energiebesparing PA  PET Recycled = 92 MJ/kg

 Voorraden en productieflexibiliteit (aanverfbaarheid na tuft) – schaarste!!  Kwaliteit en levensduur van product (vb tapijt)    

licht- & UV-bestendigheid, resiliëntie slijtageweerstand vlek/vuilwerendheid & easy clean

 Prijs

1 Kies materialen met weinig milieu-impact PA6

PP

PET

PE

PVC

3,75 x 106

44 x 106

9,1 x 106

69 x 106

50 x 106

embodied energy prim.prod. (MJ/kg)

128

98

84

53

81

90

CO2-footprint (kg/kg)

5,55

2,7

2,35

2,4

2,1

2,4

waterverbruik ( l/kg)

250

100

35

200

80

35

energie extrusie (MJ/kg)

3,75

3,35

3,8

3,5

2,65

3,65

CO2-footprint extrusie (kg/kg)

0,3

0,27

0,31

0,27

0,2

0,9

embodied energy recyclage (MJ/kg)

53,7

40

36

22,4

34

36

CO2 footprint recyclage (kg/kg)

2,33

1,15

0,99

0,99

0,87

1

recyclagefractie (%)

<1

5,5

22

<1

8,5

<1

330

270

jaarlijkse productie (ton/j)

eco-indicator (LCA) (millipunten/kg)

400

PLA

1kg diesel = 44 MJ/kg en 3,2 kg CO2/kg 1kg LNG = 55 MJ/kg en 3,0 kg CO2/kg

1 Kies materialen met weinig milieu-impact  Beperkt het aantal materiaalsoorten  Probeer additieven te verminderen of te voorkomen     

Brandvertragers Weekmakers Vulstoffen Blaasmiddelen Anti-oxidanten

 Hitte-stabilisatoren  UV-stabilisatoren  Kleurstoffen/pigmenten …

1 Kies materialen met weinig milieu-impact  Eco-indicatoren - Getal geeft de milieu-impact van een materiaal of proces weer Hoe hoger de waarde, Hoe hoger de impact

Ecolizer - OVAM

2 Gebruik minder materiaal

MORE LESS Mies IS WITH MORE LESS Van Der Rohe

A happy union of seemingly incompatible concepts: More support and less material. The Mirra Chair – Herman Miller

2 Gebruik minder materiaal Materiaalbesparing = Milieuvoordeel Kostenbesparing Energiebesparing Hoe materiaal besparen?  Slim ontwerpen Vb ribben verkiezen boven extra materiaaldikte

 Nieuwe productconcepten bedenken  Producten vervangen door diensten  Niet over-dimensioneren Cosmolite – Samsonite

De wet van de grote getallen

15g

27g

23.7% minder aluminium Besparing van 14.4T per jaar

2 Gebruik minder materiaal  verminder Transport Volume

3 Optimaliseer de productie



Kies een productietechniek met lage milieu-impact, BBT  Weinig verlies grondstoffen en E  Weinig afval en uitval  Laag & niet schadelijk hulpstoffengebruik

 

Maak efficient gebruik van (duurzame) energie Verminder productieprocessen (minder stappen)

3 Optimaliseer de productie Conceptueel idee: betrek de gebruiker bij het productieproces (“Shared Factory”)

4 Optimaliseer de distributie

 Beperk de transportafstanden  Lokale productie/assemblage

 Kies de minst schadelijke transportmethode  Streef naar minimaal productgewicht en volume  Streef naar een minimaal verpakkingsgewicht en volume  Herbruik verpakking  Terugname systeem

4 Optimaliseer de distributie

 Benut het transportvolume optimaal  Zo weinig mogelijk lucht  Gestandaardiseerd  Maak producten nestbaar & stapelbaar

5 Beperk de milieu-impact tijdens het gebruik 0%

use

22% 22%

4%

8% 3% 19%

waste production cotton culture

77%

washing machine 44%

detergent water dry tumbling

hoogste E-verbruik tijdens gebruiksfase  Elke ontwerp aanpassing die tijdens deze fase De E-consumptie kan reduceren zal een enorme impact hebben op de volledige levenscyclus

5 Beperk de milieu-impact tijdens het gebruik 

Lager Energie verbruik



Duurzame Energiebronnen



Beperk bijproducten



Propere bijproducten



Verminder afval bijproducten

6 Optimaliseer de levensduur “Van alle weggegooide producten functioneert ongeveer de helft nog en kan een kwart met een eenvoudige reparatie weer jaren vooruit” Eternally yours

Probeer inzicht te krijgen waarom mensen het product gaan weggooien Omdat het …  … kapot is  … niet meer gebruikt wordt  … technische verouderd is  … versleten is  … uit de mode is  … ze het beu zijn  …

6 Optimaliseer de levensduur     

Verhoog de betrouwbaarheid en duurzaamheid Eenvoudig onderhoud en herstelling Design for Modularity (upgrades en stijl veranderingen) Verlaag de modegevoeligheid Intensiveer de gebruiker-product relatie (emo-design)

Stainmaster®

7 Optimaliseer productafdanking       

Her-gebruik van het product Her-bekleden van meubelen Recycling van materialen Design for Disassembly Recycling voor "Down Cycling" Vermijd grote variëteiten van materialen Vermijd elementen die het recycleren moeilijk maken (stickers op plastic)

Eco2punch DS textiles

Bedenkingen  Conflicten tussen strategieën Soms zijn er negatieve relaties tussen milieu- en andere producteisen De oplossing voor het ene probleem draagt bij tot een verslechtering van een ander probleem STRATEGIE 1 Niet giftige materialen

STRATEGIE 6 Lange esthetische en technische levensduur (vb oppervlaktelaag)

Bedenkingen REBOUND effect  DIRECT REBOUND EFFECT  De consument gaat meer verbruiken omdat het toch milieuvriendelijk is  De lamp laten branden, want het is toch een spaarlamp  Vaker de wagen nemen, want hij verbruikt toch niet veel

 INDIRECT REBOUND EFFECT  Als een duurzaam product goedkoop is, blijft er meer geld over om het milieu te belasten

Meer info?

Stijn Devaere [email protected] tel. 09/243 82 27 Dorothy Mingneau Dorothy.mingneau@o ptimo.be tel. 02/528 58 78