2013.11.25.
Környezetbarát tervezés Design for Environment, DfE, Ecodesign
Tervezzünk autót!
Tisztelt Uram! A honlapukon fent lévő megrongált plakátunk kapcsán írok. Sajnos nem derül ki, hogy Önök csinálták, vagy "csak" reklámozzák mások agyszüleményeit. Amennyiben nem Önre tartozik, ne vegye magára. Lenyűgözött kreatív megnyilvánulásuk a Föld védelme érdekében, azt sajnáljuk azonban, hogy ezt mások (mi) plakátunk megrongálásával valósították meg. Ez azért is felháborító, mert kevés olyan autógyár van, amely ennyire szívén viseli, az alacsony fogyasztású, környezetbarát járművek gyártását. Ezt hivatalos tanulmány támasztja alá, amely szerint a Fiat autók átlagfogyasztása és ezáltal károsanyag kibocsátása a legalacsonyabb az európai autógyártók között. Javaslom máskor nézzék meg jobban, milyen plakátot rongálnak meg éppen, addig is ügyvédünknek továbbítjuk "alkotásukat". Üdvözlettel,P…. É.. Marketing Manager Fiat Magyarország Kft. 1123 Budapest, Alkotás u. 53.
Tisztelt Hölgyem! A honlapjukon fent lévő autók kapcsán írunk. Sajnos nem derül ki, hogy Önök csinálták, vagy "csak" reklámozzák mások agyszüleményeit. Amennyiben nem Önre tartozik, ne vegye magára. Lenyűgözött eltökélt ténykedésük meggazdagodásuk érdekében, azt sajnáljuk azonban, hogy ezt a Föld megrongálásával valósították meg. Ez azért is felháborító, mert kevés olyan bolygó van, melynek sorsát ennyire a szívünkön viseljük, ugyanis egyelőre nem tudunk elköltözni innen. Ezt több hivatalos tanulmány támasztja alá. Javasoljuk máskor nézzék meg jobban, milyen gyárat építenek éppen, addig is ügyvédeinknek továbbítjuk "alkotásukat". Üdvözlettel, A bolygó lakói
1
2013.11.25.
A komplex tervezési folyamat felosztása rész – célok szerint
EuP direktíva • 2005/32/EK irányelv az energiahasználó termékek környezetbarát tervezéséről • Melléklet: Az általános környezetbarát tervezési követelmények meghatározására szolgáló módszer
Alapelvek • A környezetbarát életút biztosítása a tervezés fázisában • A környezetet legkevésbé terhelő megoldások kiválasztása – – – –
A felhasznált anyagok Az alkalmazott technológiák A használat Az elhasznált termék újrahasznosítása terén
• ISO 14062 (tervezet)
Belső hajtóerők Igény a termékminőség javítására javítására:: A környezetvédelmi minőség javítja a termék más tulajdonságait A cégről alkotott kép javítása: javítása: A termék környezeti előnyeinek bemutatása javítja a fogyasztók körében a cégről alkotott képet. képet. Költségcsökkentés szükségessége: szükségessége: Kisebb anyaghasználat Hatékonyabb energiagazdálkodás és segédanyag felhasználás Kevesebb hulladék, kisebb lerakási költség Kevesebb veszélyes hulladék Az innováció serkentése serkentése:: Alkalmazottak motiválása: motiválása: A vezetés felelősségérzete: felelősségérzete:
2
2013.11.25.
Külső hajtóerők
2. Fizikai optimalizálás
Kormányzati politika: politika: – ÖkoÖko-címke, környezetvédelmi díjak – Bővebb információ igénye termékről, technológiáról, újrahasznosítás módjáról – Támogatási programok a környezetbarát termelés ösztönzésére ösztönzésére.. – A nagy energia és nyersanyagigényes termelés támogatásának korlátozása Piaci kihívás/verseny: kihívás/verseny: A fogyasztók, környezetvédő csoportok nyomása (akciók, bojkott) A beszállítóktól a környezetkörnyezet-biztonság deklaráció, minősítés. minősítés. Szakmai, ipari szervezetek ajánlása ajánlása.. Hulladékdíjak Tervezési pályázatok környezetvédelmi követelményei
• Javítsuk a termék minőségét, a fogyasztó számára fontos értékek kiemelésével, pl pl.. új, hasznos funkciók, hosszabb élettartam, előnyösebb környezeti profil. profil. • A termék funkciók integrálása integrálása:: pl pl.. multifunkciós perifériák (másoló, nyomtató, szkenner, fax), virtuális műszerek műszerek.. • A termék funkcióinak optimalizálása optimalizálása:: Kritikusan analizálni az elsődleges és másodlagos funkciókat, vanvan-e köztük felesleges? • „Tegyünk fel buta kérdéseket”, mire jó a felhasználónak az adott tulajdonság? Valós használati értéke, esztétikai vagy presztízspresztízsjelentősége van. van. • Javítsuk a megbízhatóságot, tartósságot: tartósságot: Elemezni kell a részegységek megbízhatóságát, meghibásodásokat, erősebb igénybevételnek kitett kitett részeket
DfE stratégiák
2. Fizikai optimalizálás • Segítsük a könnyebb fenntartást és javítást: Biztosítsuk, írjuk elő elő,, a termék tisztítását tisztítását,, karbantartását karbantartását,, javítását javítását,, mert ez a használhatóságot, élettartamot növeli. • A termék moduláris felépítésű legyen: legyen: Ez lehetővé teszi a felújítást.. A nagyobb igénybevételnek kitett elemek (esetleg egy felújítást modulban) könnyebben cserélhetők legyenek. legyenek. • Erősítsük a vevő pozitív viszonyulását a termékhez: termékhez: Ne csak a megvásárláshoz ébresszük fel az igényt, hanem a termék megtartásához is. is.
1. Új koncepció kialakítása
3. Anyaghasználat optimalizálása •
Kulcsfontosságú lehet a termék környezetterhelésének csökkentésében.. csökkentésében • Meghatározandók a termék fogyasztásai (anyag, energia), • Újragondolandók a felhasználók igényei, ezeknek mennyire felel meg az adott termék (speciális, többfunkciós) A főbb szempontok szempontok:: Dematerializálás:: készítsük kisebbre, könnyebbre a Dematerializálás terméket, helyettesítsük anyagmentes szolgáltatással
Jobb kihasználtság, pl pl.. megosztott használat biztosítása
Tisztább anyagok használata Néhány kerülendő anyagcsoport, adalék: színezők, hő- és UV
stabilizálók, lánggátlók, zsírtalanítók, lágyítók, habosítók, antioxidánsok. • Megújuló (renewable (renewable)) anyagok – nem merülnek ki, megfelelő gazdálkodással – csökkenthetik a CO2 emissziót – biológiailag lebontható hulladékká válnak •
Kevesebb energiafelhasználással előállított anyagok: Az anyag kitermelése, tisztítása során felhasznált energia az adott anyag, termék ökológiai mérlegét rontja (nevezik rejtett, megtestesült energiának).
(pl pl.. fénymásolók, építőipari gépek)
Termék helyett szolgáltatás biztosítása: biztosítása:
•
Újrahasznosított anyagok
3
2013.11.25.
Újrahasznosítható anyagok
•
• Tudni kell, mely anyagok az újrahasznosíthatók, mely anyagokra létezik
(vagy előrelátható) visszagyűjtési rendszer, biztosítható-e a az újrahasznosított anyagból is az elvárt jó minőség. Anyagok szétválaszthatósága, kompatibilitása pl: egy részegységet, ha lehet egyféle anyagból készítünk műanyagokból, ha egyféle nem lehet, legalább kompatibilisek legyenek, pl. SAN-ABS-PC, PC-PET, PVC-SAN-PMMA ne használjunk együtt egymást szennyező fémeket, pl: acél-Cu, AlCu/Fe, Cu-Be, Cu-Hg kerüljük, ha lehet a kompozit anyagokat, mert általában nehéz szétválasztani a komponenseket Műszerfal borítás: • Példák: –Régi: PVC külső fólia, PUR hab, acél tartólemez –Új: PP külső fólia, PP hab, PP tartóréteg
• Lökhárító: - Régi: PC burkolat, PUR hab mag, acél tartó - Új: PC, PP kopolimer hab és tartókeret
4. Gyártás optimalizálása Tisztább technológiák: környezeti javulás, a jogszabályoknak való megfelelést és a költségmegtakarítás. Folyamatszabályzás javítása, minőségbiztosítás, energia- és anyagtakarékossági intézkedések.
Polimerek kompatibilitási táblázata
•
• • • • •
Üvegek, kerámiák kompatibilitási táblázata bottle glass
Kevesebb technológiai lépés Minden gyártási lépés növeli a költségeket és növelheti a környezetterhelést. Lehetséges pl.: – Csökkenteni a szállítási távolságokat a gyártás során – Olyan anyagokat választani, amelyek nem igényelnek utólagos felületkezelést
bottle glass window glass drinking glass + -
Alacsonyabb/tisztább energiafelhasználás Megújuló energiahordozók alkalmazása, kogeneráció, stb. Fűtés, hűtés, ventilláció felülvizsgálata, megfelel-e az adott folyamatnak
Kevesebb gyártási hulladék Kevesebb/tisztább fogyasztás a gyártás során
5. Elosztás optimalizálása
drinking glass TV (screen)TV (cone) TV (neck) LCD (screen) ceramics (crystal) -
window glass
+
+
+
drinking glass
+
0
+
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
-
0
-
0
-
-
-
-
-
drinking glass(crystal) TV (screen)
0
0
-
-
+
0
-
-
-
TV (cone)
-
-
-
0
-
+
+
-
-
TV (neck)
-
-
-
0
-
-
+
-
-
LCD (screen)
0
0
-
-
0
-
-
+
-
ceramics
-
-
-
-
-
-
-
-
-/0
+ = jó jó,, 0 = mérsékelt, mérsékelt, - = gyenge/nem keverhető Veszélyes, káros anyagok használata: néha elkerülhetetlen Lista jelentendő anyagokról Csökkentett anyaghasználat kevesebb természeti erőforrás fogyasztást, kevesebb hulladékot, kevesebb szállítási tömeget jelent. Különösen igaz ez a csomagolóanyagokra.
Kevesebb/tisztább/újrahasznosítható csomagolás • Ha lehet, többször használható, tartós anyag, • Annak biztosítása, hogy a csomagolóanyag valóban visszakerüljön az (újra)felhasználóhoz. • Az egyszer használható csomagolóanyagokat könnyen reciklálható anyagból készítsük, a szükséges felirat, dekoráció ne zavarja azt. • Energiahatékony szállítás • A mai termelési gyakorlat egyik jellemzője a specializált gyártás, sok beszállító, nagyon sok a szállítás. Ennek racionális csökkentése. • Energiahatékony logisztika Az előző pont folytatásaként a beszállítói és elosztási rendszer újragondolása a környezetvédelmi prioritások figyelembevételével.
4
2013.11.25.
6. A környezetterhelés csökkentése a használat során •
Alacsonyabb energiafogyasztás Válasszuk a legalacsonyabb fogyasztású alkatrészeket Építsük be az automatikus kikapcsolás funkciót Biztosítsuk, hogy a felhasználó ki tudja kapcsolni a berendezés épp nem szükséges funkcióit Válasszunk minél könnyebb anyagokat, ha a termék mozgatása gyakori A fűtött, hűtött részek szigetelése jó legyen Gondoljuk meg, elegendő-e emberi erő használata
•
Csökkentsük az energiaveszteséget és a használt anyagok hulladékát
•
Írjunk a fogyasztó számára világos, betartható instrukciókat Biztosítsuk, hogy az anyagok pótlása veszteségmentesen történhessen, pl. cseppfogó, tölcsér, stb. Biztosítsuk, pl. kalibrált jellel, hogy a segédanyagokat pontos mennyiségben lehessen adagolni Tervezzünk értelmesen beállított standby, autoauto-off lehetőségeket és gyors újraindítást.
•
•
•
7. Az életút végének optimalizálása •
Tisztább energiaforrások használata Kerüljük a kártékony energiaforrások használatát (pl. nem tölthető elem), vagy ahol ez technikailag nem lehetséges, különösen gondosan figyeljünk az energiatakarékos megoldásokra Nagy ipari berendezéseknél gondoskodjunk arról, hogy tisztább energiahordozókat (pl. szél, kénmentes olaj, stb.) lehessen használni
• A termék hulladékká válásának megakadályozása WEEE és EoLV direktívák (Waste (Waste of Electric and Electronic Equippments,, End of Life Vehicles) Equippments Vehicles) - kimeneti szabályzás • Az újrahasznosítás módjai. módjai.
A termék ujrahasználata (reuse) reuse)
•
Előítéletek: – „a továbbhasználat, továbbhasználat, felújítás mindig környezetbarát” – „a használt, felújított mindig rosszabb, szegényeknek való”
• környezeti és gazdasági előnye A régebbi, korszerűtlen termékek használatuk során esetleg jóval nagyobb környezetkörnyezet-terhelést okoznak, mint az újak. Pl. károsanyag kibocsátásban (fénymásolók, Trabant) vagy energiafelhasználásban (autók, szórakoztató elektronikai cikkek).
Tervezés szétszerelhetőségre (design for disassembly) •
• • • • • •
Kisebb fogyasztás egyéb anyagokból: Az energia mellett a termékek működésükhöz más anyagokat is igényelhetnek, pl. hűtővíz, olaj, szűrők, tisztítószerek, stb. Ezek szükséges mennyiségét is célszerű végiggondolni. Csökkentsük a veszteségeket, szivárgást Vizsgáljuk meg ezen segédanyagok újrahasznosíthatóságát. Tervezzük meg, biztosítsuk a visszagyűjtést, feldolgozást. Helyettesítsük az „eldobható” kiegészítőket tartósakkal Válasszunk tisztább anyagokat, kiegészítőket az LCA ismeretében Kerüljük a veszélyes hulladék keletkezését, pl. ne használjunk gyengébb minőségű olajat, hűtőfolyadékot.
Az újrahasznosítás egyik kulcskérdése az, hogy a felhasználandó anyag, alkatrész mennyire tisztán különíthető el, a másik pedig az, hogy ez a művelet mennyibe kerül. Mindkettőre akkor vannak jó esélyeink, ha már a tervezéskor gondolunk erre. A recyclingre való tervezés legteljesebb összefoglalása a német VDI 22432243-as szabványban található.
A tervezés fő szempontjai: – – – – –
Bontható kötések, Szabványos kötések használata, Könnyű hozzáférés, a felnyitás helyének jelölése Egyféle, szabványos bontószerszám használata Tájékoztató, jelölések, a speciális kezelés (tisztítás, kenés) megjelölése
5
2013.11.25.
Material Connection principle of connection
characteristics of connection
Joining Expenditure
Detaching Behaviour Recyclability
bent-lever 1/4-turn press-turnpress-pressband with connection fastener fastener fastener lock
Guidance Expenditure Detaching Expenditure Destructive Detaching Expenditure Product Recycling Material Recycling
good
VDI 2243
spring snap connection joint
Fatigue Strength
Joining Behaviour
Könnyebb javítás, fenntartás Könnyebb alkatrész újrahasznosítás Tá Támogatja mogatja az anyaganyag-újrahasznosítást Támogatja a termék tesztelését, a hibaelemzést.
plastic
magnetic Velcro bolt/ bolt/ connectionfastener nut nut
Static Strength
Carrying Capacity
A szétszerelhetőség járulékos előnyei: • • • •
plastic/metal adhesive welding bonding
Positive Connection
Frictional Connection
average
bad
A termék felújítása (remanufacturing) Design for remanufacturing Azoknak a részegységeknek a kiszerelését, felújítását jelenti, amelyek értékesek, és új vagy felújított termékekben még működőképesek. Feltételei: Könnyű szétszerelhetőség Moduláris felépítés A különleges kezelést, (pl. kenést) igénylő alkatrészek jelölése A szükséges szerszámok, a csomagolás, szállítás módjának biztosítása Folyamatos ellátás biztosítása a felújított és az új alkatrészekből (részegységekből)
• „Technikai termékek tervezése a könnyebb újrahasznosítás érdekében: alapok és szabályok a tervezéshez” • Célja: gyors és relatíve komplett áttekintés ad a mérnökök számára azokról a hasznos megoldásokról, amelyek a recycling--re történő tervezéshez tartoznak recycling
• •
• A 35 oldalas VDI 2243 útmutató a következőket tartalmazza: • Bevezetés az újrahasznosításba – célok, alkalmazás, terminológia és definíciók, valamint az általános életciklus és tervezési folyamat • Rövid ismertető a gyártási hulladék újrahasznosításáról – hulladékáramok a termelésben, szabályok a tervező számára • Ismertető a termék újrahasznosításáról (a termék hasznos élete során) – célok, alkalmas eljárások, szabályok a tervező számára • Ismertető az anyag és hulladék újrahasznosításról (a termék hasznos élete után) célok, alkalmas eljárások, szabályok a tervező számára • Rövid ismertető a DfR szabályainak alkalmazásáról
• • • • • • • •
Az anyagok újrahasznosítása (material recycling) Ez a hasznosítás egyszerűbb módja, kevesebb időt, beruházást igényel. Legkönnyebb külső cégre bízni. Legjobban gépesíthető ezért vonzó abban az esetben, ha a többi hasznosítási eljárás túl sok élőmunkát igényelne. A recycling szintjei: Elsődleges: vissza az eredeti alkalmazásba Másodlagos: alacsonyabb szintű felhasználásba Harmadlagos: lebontás alapanyagokká
Az újrahasznosítás megkönnyíthető:
Olyan anyagokat választunk, amelyeknek már létezik kipróbált újrahasznosítási technológiája Ha veszélyes, toxikus anyagot kell használnunk, igyekezzünk azt, azokat egy helyre koncentrálni Ha a nem destruktív bontás elkerülhetetlen (pl (pl.. darálás, sreddelés), igyekezzünk, hogy az együtt maradó frakciók, anyagok kölcsönösen kompatibilisek legyenek legyenek.. Ez pl pl.. a fémek jó feldolgozásához elengedhetetlen. elengedhetetlen. Törekedjünk, hogy minél kevesebb fajta anyagot használjunk Műanyagok használatakor előnyösebb a hőre lágyuló lágyuló.. Nehezebb újrahasznosítani a kompozitokat, rétegelt, színezett, adalékolt polimert. polimert. Ahol kell, alkalmazzuk azonosításra a recycling számokat számokat..
6
2013.11.25.
Gazdaságossági szempontok A másodnyersanyagok ára a piacon 1/5 – 1/101/10-e az elsődleges nyersanyagokénak Az újrahasznosítás általában nem nyereséges, költségviselő: eredeti gyártó (⇒ (⇒ fogyasztó) + állami támogatás Nemesfémek: Fémek: Műanyagok:: Műanyagok
Üveg:
arany: palládium ezüst réz alum alumíínium vas PEE PC, PM ABS PS PVC
0.05 0.14 5.1 300 700 50,000 250 350 800 1000 4000 6000
Ahhoz, hogy a kézi bontás ne legyen veszteség, ennyi gramm tiszta anyagot kell percenként kinyerni.
MET mátrix Anyagok
Energia
Toxicitás
Az anyagok előállítása A termék előállítása Az elosztás, szállítás Használat Az életút vége
Kiwiat diagram
Biztonságos égetés Az égetés is lehet értelmes hasznosítás, nagyon kevert, szennyezett hulladék esetében az energiatartalom még kinyerhető (pl. műanyagok, amelyek nagy része amúgy is kőolajból készült), másrészt a hulladék térfogata is jelentősen csökken. Szinte soha nem zárható ki, hogy akár a kiválóan újrahasznosíthatóra tervezett termék egy része bekerülve a háztartási hulladékba égetésre ne kerülne. Ezért ezt az utat akkor is végig kell gondolni, ha nem erre szánjuk a termékünket. Feltételei: Kerüljük azokat az anyagokat, amelyek az égetés során toxikus anyagok kibocsátásához vezetnek (pl (pl.. klórtartalmú műanyagok) műanyagok).. A veszélyes nehézfém tartalmú alkatrészeket a szétszerelhetőségre való tervezés során könnyen eltávolíthatóvá kell tenni. tenni.
Példa:
SIEMENS Environmentally Compatible Product Belső szabvány
Alapelvek: – Teljes életút figyelembe vétele – Minden lehetséges környezeti hatás vizsgálata – A környezeti, technikai és közgazdasági szempontok szimultán érvényesítése a termék tervezésének kezdetétől
7
