LiDS Wheel (Lifecycle Design Strategy Wheel) Kruh navrhovania stratégie životného cyklu
LiDS Wheel je ekodizajnový nástroj, ktorého cieľom je navrhnúť produkt šetrnejší k životnému prostrediu. Ide o spôsob hodnotenia nového výrobku na základe posudzovania pôvodného dizajnu, ktorý slúži ako ukazovateľ – meradlo. LiDS Wheel predstavuje v skutočnosti 8 bodov pre vylepšenie výrobku.
Analýza je teda vykonávaná prostredníctvom dvoch produktov. Pôvodného a vylepšeného. Ide o užitočný nástroj, ktorý hodnotí relatívny dopad na životné prostredie. Originálny dizajn teda slúži ako referenčná hodnota. Vzhľadom na to, že ide o sledovanie kvalitatívnych znakov ekodizajnu, nejde o veľmi presnú metódu. Nemôže byť teda použitá na zistenie absolútneho vplyvu výrobku na životné prostredie. Je to však vynikajúca metóda na kvalitný redizajn. Pre študentov je použiteľná ideálne v tom prípade, keď majú záujem spätne prehodnocovať ekologické dopady svojich existujúcich semestrálnych projektov.
EKM – 8 krokov
1. Analýza existujúceho produktu / konceptu
vývoj nového konceptu/analýza pôvodného
- Analýza funkcie výrobku
- Potenciál uplatnenia výrobku
- Prehodnotenie cieľovej skupiny užívateľov
- Optimalizácia výrobku
V prvom kroku je dôraz kladený na analýzu výrobku. Hodnotia sa nie len tie aspekty návrhu, ktoré súvisia s jeho vplyvom na životné prostredie. Ale koncepcia výrobku ako taká. Pretože pokiaľ výrobok nespĺňa základné predpoklady, nízka primárna efektívnosť samotného návrhu sa stáva jeho slabinou. Nekreatívny alebo prvoplánový koncept je nutné strategicky prehodnotiť na základe vopred zvolených kritérií. Je potrebné posúdiť a prehodnotiť funkciu produktu, ako aj to, za akých okolností je a bude výrobok používaný.
2. Analýza použitých materiálov
- Bezpečné materiály
- Obnoviteľné materiály
- Materiály s nízkym energetickým obsahom
- Recyklované materiály
- Recyklovateľné materiály
Výber materiálov: Návrh na úrovni produktu a jeho súčastí V kroku 2 je nevyhnutné sústrediť sa na konkrétne typy materiálov, ktoré majú a naopak, ktoré by nemali byť použité v návrhu. Je potrebné vyhýbať sa používaniu materiálov s negatívnym dopadom na ŽP.
Čisté materiály: Myslia sa tým materiály s priaznivejšími vlastnosťami pre ŽP z hľadiska ich zloženia, pôsobenia v kombinácii s inými látkami, odstrániteľnosti, vplyvu na zdravie, atd. Všeobecne platí, že niektoré skupiny materiálov sú z hľadiska dopadov na ŽP problematické a hľadanie alternatív nebýva ľahké, pretože sú väčšinou nákladné alebo nemajú vlastnosti ako pôvodné materiály. Patria sem predovšetkým, farbivá, stabilizátory tepla, UV žiarenia, retardanty horenia, odmasťovadlá, zmäkčovadlá, plnidlá, niektoré plasty a antioxidanty. • Je potrebné sa vyvarovať toxickým látkam. • Jedná sa hlavne o OLOVO (Pb), CHRÓM (Cr), ORTUŤ (HG) • Vyvarujme sa látkam, ktoré majú vplyv na oslabovanie ozónovej vrstvy • Halóny, Freóny, CFC (chloro-floro-karbóny) • Vyhnime sa galvanizácii a pokovovaniu • Využívajme obnoviteľné zdroje energie • Znižujme spotrebu energie • Používajme recyklované a/alebo recyklovateľné materiály (najlepšie oboje!)
Materiály s nízkym energetickým obsahom: Energetický obsah materiálu súvisí s energiou vynaloženou na získanie, vyťaženie, spracovanie a prípadne kultiváciu materiálu pred tím, než je použitý pri výrobe produktu. Čím energeticky náročnejší je proces získania materiálu, tým vyšší je jeho energetický obsah, ktorý sa premieta jednak do ceny materiálu, a jednak do environmentálnej záťaže spojenej s výrobkom. Materiály s vyšším energetickým obsahom však nemusia byť vždy menej prijateľné než materiály s nízkym energetickým obsahom. Záleží na hodnotení celého životného cyklu. Napr. niektoré kompozitné materiály obsahujú uhlíkové alebo keramické vlákna. Majú vysoký E obsah, ale pri správnej aplikácii predlžujú životnosť produktu, zvyšujú pevnosť, tepelnú odolnosť a robia výrobok ľahším. Kompozitné materiály vďaka týmto vlastnostiam vytesňujú tradičné materiály ako oceľ a ušľachtilé zliatiny.
3. Redukovať objem a množstvo použitých materiálov
- Redukcia použitých materiálov
- Zníženie hmotnosti
- Zmenšenie objemu (transport)
Cieľom tretej etapy je snaha obmedziť celkové množstvo použitého materiálu v snahe o zachovanie prírodných zdrojov.
• Je potrebné znížiť hmotnosť produktu bez narušenia jeho pevnosti a trvácnosti
• Je potrebné znížiť objem nevyhnutnej dopravy Menšia veľkosť znamená menšie balenie a vyššiu efektívnosť dopravy. Ide hlavne o zníženie spotreby energií nevyhnutných na prepravu. Menšie objemy prepravovaných kusov možno dosiahnuť tak, že navrhujeme demontovateľné konštrukcie, ktoré sú projektované tak, aby zapadali do seba a tým znížili objem, ktorý zaberajú v dopravnom prostriedku.
4. Analýza konštrukcie / technológie výroby
- Využitie alternatívnych technológií
- Menej výrobných operácií
- Zníženie spotreby energií
- Zníženie produkcie odpadu
- Čistá produkcia
- Racionálna inovatívna konštrukcia
Cieľom je navrhnúť také výrobné postupy, aby sa minimalizovali negatívne dopady výroby produktu na ŽP.
• Je potrebné naštudovať si a zvážiť alternatívy výrobných postupov. Treba sa vyhnúť takým postupom, kde do výroby vstupujú alebo vystupujú ako vedľajší produkt CFC alebo chlórové bielidlá. Treba používať výrobné postupy, ktoré produkujú minimum nežiaducich emisií. (t.j. ohýbanie namiesto zvárania, demontovateľné kovanie namiesto spájkovania a podobne). Využívať efektívne materiály a technológie. Napríklad práškovú farbu, skôr než nástrek, UV vytvrdzovanie…
• Ďalej je dôležité eliminovať výrobné kroky Tvarovanie, odlievanie, obrábanie. Používať integrované povrchové úpravy. Navrhnúť dielce tak, aby ich výroba zodpovedala efektívnosti využitia technologického potenciálu stroja. t.j. nenavrhovať tak zložité dielce, ktoré je na CNC fréze náročné tvarovať a tvarovanie si vyžaduje veľa času, teda aj veľa spotrebovanej energie. Je potrebné pochopiť technológiu výroby a na jej základe navrhnúť efektívnu konštrukciu.
• Snažiť sa znížiť spotreby všetkých energií a využívať obnoviteľné zdroje. • Maximalizovať výťaž z použitého materiálu, minimalizovať vznik odpadov počas výroby.
• Racionalizovať navrhnutú konštrukciu, byť otvorený netradičným vizionárskym riešeniam a zároveň sa učiť z minulosti a z tradícií.
5. Balenie výrobku
- Narhnúť efektívny systém balenia výrobku v demontovanom stave,
- Ekologické/vratné obaly
• Použité obaly by mali byť ekologicky čisté, recyklovateľné, minimalizované alebo opätovne použiteľné. Vyhnite sa tomu, aby obal slúžil na „prekrytie“ dizajnových nedokonalostí. Je možné navrhnúť systém aj tak, že použité obaly budú zálohované a tým docielime ich opätovné použitie. Snažte sa používať minimálne objemy a hmotnosti balenia.
• Zvážme aj výber obalového materiálu. Napríklad nepoužívajte hliník ako nevratný obalový materiál.
6. Dopad výrobku na ŽP počas doby používania
- Spotreba energie
- Využívanie obnoviteľných zdrojov
- Znížiť množstvo spotrebovávaných materiálov
- Ekologické spotrebné materiály
- Zabrániť produkcii škodlivých látok počas doby používania
Snahou je obmedziť negatívne dopady výrobku na ŽP počas doby jeho používania.
• Výrobok by mal mať nízku spotrebu energie. Mali by sme sa snažiť eliminovať emisie CO2, NOX, SO2 a ďalších negatívnych látok, ktoré by mohol výrobok produkovať počas používania do prostredia. Elektronické zariadenia by mali byť užívateľsky naprogramované s predvoleným vypínaním mimo doby používania. Ak je výrobok mobilný alebo je nutné ho premiestňovať z miesta na miesto, mala by byť minimalizovaná jeho hmotnosť.
• Ak používame izolácie s cieľom zabrániť únikom alebo priepustnosti tepla, používajme netoxické izolácie.
• Snažme sa čím viac o to, aby produkt využíval „čisté“ formy energie. Veterné, solárne a iné obnoviteľné zdroje energie.
• Používajme na vykurovanie uhlie s nízkym obsahom síry.
• Nabíjacie batérie skôr než jednorazové.
• Berme do úvahy o životnom cykle produktu aj spotrebné materiály nevyhnutné pre jeho prevádzku ako sú batérie, filtre, kvapaliny, papier a podobne.
7. Udržateľnosť výrobku: Ako dlho výrobok vydrží?
- Spoľahlivosť a trvácnosť výrobku
- Opraviteľnosť
- Modulárna štruktúra produktu
- Kvalitný dizajn
- Užívateľsky prívetivý výrobok
Krok sedem má za úlohu navrhnúť výrobok tak, aby sme zabezpečili čo najdlhšiu životnosť daného výrobku pri zachovaní plnohodnotnej funkcie, ktorú má poskytovať. Výrobok by mal byť spoľahlivý a trvanlivý. Mal by poskytovať možnosti ľahkej údržby a opráv. K výrobku musíme vypracovať aj návod, ako môže byť výrobok demontovateľný, ako sa čistí a udržiava. Na výrobku treba uvádzať, ktoré jeho časti a podzostavy majú byť kontrolované a vykonávaná ich údržba v dôsledku opotrebenia. Produkt by mal mať modulárnu štruktúru a jednotlivé dielce by mali byť ľahko prístupné pre opravy. Vyhnite sa príliš trendovým vzorom. Ideálny je nadčasový dizajn.
8. Koniec životného cyklu
- Opätovné použitie výrobku
- Recyklovateľnosť
- Ľahká demontáž
- Rozložiteľnosť
- Uplatnenie konceptu „cradle to cradle“
Cieľom posledného kroku je, aby bolo možné pri likvidácii výrobkov uplatňovať systém „z kolísky do kolísky“. Tak zabezpečíme, aby bol výrobok trvale udržateľný, užitočný pre budúce generácie a bezpečný pre životné prostredie. Dizajn by mal byť navrhnutý od počiatku tak, aby sa rátalo s jeho opätovným použitím, demontážou a bezpečnou likvidáciou.
Príklad použitia metódy DIPO – RED TRIANGLE