Design---設計與科技

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電腦輔助設計

早期的電腦輔助設計 電腦輔助設計(Computer-Aided Design)或電腦繪圖 (Computer-Aided Drafting)始於六十年代，又可稱為電腦輔助草稿設計；到現在，電腦輔助設計已經廣泛被建築師、工程師 、繪圖員和專業設計人員等利用來進行設計，電腦輔助設計為他們提供一個功能完備的平面和三維平台用來設計、觀看、管理、設計方案、分享、列印和輸出都集於一身。

三維的立體模型設計 相對於人手繪圖電腦繪圖有以下好處： 準確和減少錯誤﹕用人手繪圖往往很難避免一些人為錯誤例如計算錯誤、比例錯誤、量度錯誤等等，而電腦繪圖就能有效地減低這些錯誤。而且電腦輔助設計軟件的虛擬空間巨大，不受圖紙大小的限制，再沒有因應紙張大小而計算比例的需要。 提高工作效率﹕對於複雜的平面圖，有大量重複物件例如門窗、道孔、螺絲等，電腦輔助設計就能大大減少繪畫重複物件的時間，從而提高工作效率。 資料豐富﹕電腦繪圖不單能提供最基本的尺寸，還能提供物件與物件之間的關係、物件如何的組合、表面的紋理和式樣等等。 三維設計﹕能提供一個虛擬三維工作環境來設計、觀看和修改模型，這是人手繪圖無法做到的。 至於電腦輔助設計也有其缺點： 電腦輔助設計軟件眾多﹕我們需了解不同軟件的特點和使用方法，這往往會令用戶花費很多的時間去學習不同的軟件，比起手繪圖用同一標準，電腦輔助設計就相對地不便。 繪畫簡的單圖反比人手慢﹕由於電腦輔助設計需要電腦來開啟檔案，在繪畫一些簡單的平面圖，比例上設定和開啟檔案的時間就多了，相反用人手會比較方便和快速。 需要電腦，不便戶外使用﹕如要在戶外開啟繪圖檔案的時候，又找不到電腦的話，就會很不方便，而手繪圖就沒有這個問題。

線條模型 (Wireframe modeling) 曲面模型(Surface modeling) 實體模型(Solid modeling) 線條模型 (Wireframe modeling) 線條模型用點、線、弧形、圓形和曲線等去代表一件物品的邊緣，一般應用在平面設計、工業繪圖和大廈平面圖等等。 曲面模型(Surface modeling) 曲面模型比起線條模型更進一步提供線與線之間的連接，形成一個曲面的資料，令繪畫物件的時候更為自由和像真，而一般應用在概念設計上。 實體模型(Solid modeling) 實體模型是一個完整、有效和用幾何資料去代表一件物件，由於它是用實體來表示物件，所以生產和做原型（Prototype）比較方便，主要應用在工業設計上。 由於電腦輔助設計有別於人手繪圖只局限在平面，所以會有平面(two-dimension)和三維(three-dimension)的空間設定。 模型 空間設定 特色 線條模型 平面 等於一個電子繪圖板，只是利用電子工具去取代人手繪圖 曲面模型 三維 利用虛擬三維工作環境來設計模型，而所有資料均是以真正的三維數據儲存。 實體模型 三維 實體模型相對於曲面模型，能提供額外面與面之間的資料

初階繪圖軟件 ProDesktop 繪畫立體的過程 進階繪圖軟件 專業繪圖軟件 - 工程設計軟件 專業繪圖軟件 - 外型設計軟件 繪圖軟件的種類可謂五花八門，並提供各種各樣的功能去滿足不同用戶的需要，以下為大家簡單介紹一下: 初階繪圖軟件 - AutoCAD， Pro/desktop， Rhinoceros 初階繪圖軟件是一種為初學者而設的2D和3D軟件，為初學者提供一個簡單易用的工作介面，並且有完整的2D功能和一些基本的3D功能，令使用者容易了解和明白當中的原理。例如AutoCAD會應於一般的大廈平面圖，由於大廈平面圖用二維就可以畫出來，所以AutoCAD都能勝任。 進階繪圖軟件 - Inventor， Solidworks 進階繪圖軟件是一種實用且易學的3D設計軟件，為電子機械與工業機械市場提供了業界專用的工具，提供功能強大而且又靈活的方式，讓用戶使用想要的工作流程來建立和記錄整個設計。 進階繪圖軟件會應用於產品設計上，例如鐘錶就可運用Solidworks 來做，由於Solidworks是用實體模型進行設計的，所以對往後的生產會較曲面模型方便。 專業繪圖軟件 工程設計軟件 - Pro/engineer， Unigraphics， CATIA 其功能強大，且使用者眾多，不單具備3D實體模型可即時看到所設計之成品3D 外型，並採用參數化設計可立即變更設計，而且曲面功能完整，可做出複雜實體模型。並可在3D零件完成設計後，可快速將2D圖完成。工程設計軟件可做外型複雜的產品例如汽車等，能滿足專業用戶的要求。 外型設計軟件 - Alias studio tools， Rhino 外型設計軟件主要為概念設計而設的，利用不同的曲面來組合成一個曲面模型，其好處就是改變外型時，曲面模型會比較實體模型快捷和容易。外型設計軟件主要用來一些沒有內部結構和曲面複雜的產品，例如玩具、公仔的外型等等。

美Fada公司一九三四年生產的收音機，以當時新投入應用的電木模塑製造，因而造型遷就手工繪圖和製模過程，以直線、圓弧構成（圖片來自www.tribu-design.com） Roberto Pezzetta於一九九六年為Zanussi設計的Zoe洗衣機，機身外輪廓為一條圓滑的畢斯曲線（Biezier Curve），機頂的控制面板和前圓門皆和機身圓滑貼合，過渡的曲面和交接線全靠電腦計算（圖片來自www.tribu-design.com） 新的生產技術不斷改變產品的造型和我們的口味，除了生產技術外，設計科技也對產品的外型有很大影響。 在電腦輔助設計未出現以前，產品的造型朝兩極化發展，其一是純運用基本幾何工具，如直尺、圓規可繪製的形狀，並且盡可能地簡化生產所需的工序與模具，運用這些方針所製作的產品，線條簡單，幾何形狀主導，而且方向性強，一般可明確分為幾個利落的投影。如果脫離繪圖工具的束縳，便需完全人手造型，由於手工造型自由度大，所以設計作品自由奔放，曲面亮點轉折流暢，亦較少方向性。 電腦繪圖出現後，由於曲面交接線、投影線、剖面線等可輕易取得，所以產品設計的整體漸多使用平滑流動的曲線，但受制於繪圖軟件的「視點」和「工作面」特性，產品的方向性依然比較明顯。 「倒角」功能是電腦設計產品的一個普遍特徵，由於運用「倒角」可輕易在產品表面產生均等或漸變大小的圓邊，所以設計師相當喜歡使用，但用此功能所產生的圓邊，如手工作製的有尺寸微小但視覺效果和觸感顯著的差別，所以要求高水平曲面造型的產品，例如汽車，現時依然不能放棄手工造型。

從數字到實物原型

目前CAD軟體的新趨勢，是以結合造型設計為主，來幫助CAD的設計者，同樣地也能夠擁有工業設計的造型能力。讓CAD設計者不單只能做簡單的機械設計造型，更能夠發展出造形設計的理念，直接 造出想要的外觀造型，並能夠以機械設計的概念，繪製出外型美麗且實用的產品，滿足日益求新的廣大消費市場。 CAD的強大曲面功能，對產品造型有很大的衝擊和決定性之影響，因為CAD不再只局限在一般正正方方有尺寸的傳統觀念，而是將產品造型設計以及機械設計的理念，結合而成的強大設計系統。而設計師透過CAD軟件來造出心目中所想的造型，什至超乎設計師的想像。 概念原型 在設計的初期，設計者要想出很多不同的設計概念，傳統的方法是把概念畫在紙上或者用發泡膠慢慢做出來，比較浪費時間和很難在往後再利用，如果用CAD來做的話會比較快捷，修改容易，在往後設計過程中也可以繼續運用，也能利用快速原 型技術做出來。而在設計意念的交流上同樣方便，只需開啟CAD檔案便能預覽外型，亦可打印出來，這對評估產品外型上有一定的幫助。

快速原形應用於產品開發 輔以快速模型技術，快速原形技術可用作少量生產 快速原型亦有用於建築模型上 快速原型的獨特性可用於藝術創作 快速原形應用於首飾設計 當完成了電腦繪畫之後，想快速地把設計意念變成一件實物，就可以用快速原型技術來實現，這對我們去修改或評估開發中的產品是很重要，因為我們看見立體模型的時候，就很容易知道和自己意念之間的相差，從而能夠適當地修改模型，這對產品造型有一定的幫助。 因此，快速原型技術也廣泛地應用在產品設計上，以下是一些例子: 產品開發 其實在產品開發的過程中，需要做多個產品模型作為測試之用，如造型設計評估、功能測試、樣板、組裝測試及安全測試等，快速原型在這方面大派用場。因設計師只需在立體圖上作出修改，便能即時造出樣品，作進一步測試。 小量生產 現時的快速原型科技以高速發展，快速原型所用的材料，越來越接近產品實際使用的材料。如在稍後課節介紹的直接金屬成型技術，便能直接用快速原型的方法造出金屬產品.因此在小批量的生產中，直接使用快速原型技術，省卻了模具生產等時間。 建築模型 在建築設計上，實體模型是非常重要的.實體模型除了可令客戶更了解建築物的具體設計外，更可用作各方面的測試，如光線測試，可承受風力測試等. 以往建築師在設計完成後，便要考慮如何把設計實體化。但有了快速原型技術後，不論他們的設計有多複雜，也可一下子被製造出來。 藝術創作 隨著電腦科技的發展，新一代的藝術家及設計師，不一定整天埋手於工作間，親手造出藝術品來。他們現在可以安坐家中，面對著電腦，用電腦輔助設計軟件創造出心目中的藝術品，然後再以快速原 型技術把藝術品一次過生產出來。 金屬鑄造 在傳統金屬鑄造業中，常會用到沙模鑄造，失蠟鑄造，離心鑄造等方法.此等方法均需有一個實體模型來複製出模具，快速原形技術正好提供了一個造出實體模型的方法 ，大大加快了製造金屬原型的速度。

虛構世界 用自動虛擬環境間來模擬車廂內的環境 虛擬真實的意思是指借助電腦技術創造虛擬世界，而這個虛擬世界的場景就是用CAD繪畫出來，透過虛擬真實技術把這些CAD模型轉換成為一個電腦虛擬模型，令用戶進入一個疑幻似真的世界。而差不多所有我們想像出來的模型，都能虛擬出來。 虛擬真實最大好處就是能提供一個使用者不需要有太多認知的介面，使用者只需透過日常生活的經驗便可使用，相比其它媒體，更貼近人類的感官，所以也有說虛擬真實是最自然的人機溝通方式。虛擬真實，務求使用者不需要學懂怎樣去理解電腦的數據，而是電腦學懂怎樣領會使用者的心意和用最自然的方式表達 經處理後的結果。 最初發展虛擬真實的目的，是為了更有效地操作電腦，但隨著技術的發展，大眾都被虛擬真實的沉浸感所吸引，其實人類文明從一開始便不斷的用媒體創造虛構世界，從繪畫的世界，到語言的世界，至於音樂，文字，攝影等等，各種虛構世界都不同程度地達到沉浸(Immersion)、交互(interaction)和構想(Imagination)等三種效果，但正是由於以前的各種途徑不能同時達到三個效果，因此人們在與這些虛構世界交流時，不容易投入其中。虛擬真實是首種有能力同時提供三種效果的媒體，這引致後來虛擬真實在文娛方面的蓬勃發展。 我們人類在許多領域面臨著越來越多前所未有而又必須解決和突破的問題，例如：載人航天、核試驗、核反應堆維護、包括新武器系統在內的大型產品的設計研究、氣象及自然災害預報、醫療手術的模擬與訓練以及多兵種軍事聯合訓練與演練等。如果按傳統的方法解決這些問題，必然要花費巨額資金，投入巨大的人力，消耗過長的時間，甚至要承擔人員傷亡的風險。虛擬真實技術的產生和發展，為解決和處理這些問題提供了新方法和新途徑，必將對社會、對人們的生活產生巨大影響。 虛擬真實的應用 自動虛擬環境間(Cave Automatic Virtual Environment - CAVE)是一個可供多人同時使用的虛擬空間，並且提供高解像度的三維影像和音效輸出，而影像會用後投影的方法，投影在四周的投影墻上，配合立體眼鏡得出虛擬三維環境，當使用者在環境間內移動時，透過使用者頭上的方向跟蹤器，畫面會作出適當的移動，從而得出置身現場的感覺。 當使用者配配戴立體眼鏡後，投影墻就會變得好像消失了，三維影像會伸延出投影房間，這個虛擬的物品例如汽車將會出現在房間的內外結果，使用者會視這些虛擬物品為實物，直 至使用者嘗試去觸摸為止。

個案

八十年代出產的SONY CFS-270（圖片來自www.ebay.com） SONY S2 Sports ZS-X1 （圖片來自www.sonystyle.com） 在八十年代音響電子微型化以後，出現了一種新類型的音樂娛樂產品–手提音響。手提音響因為內部機械結構簡單，造型上限制很少，因此，手提音響的造型很主要由設計風格與製造過程所決定。 在普遍使用電腦輔助設計以前，製作音響的塑料外殼所用的模具是複雜的工作，為了簡化設計，提高設計速度，音響的外型都由平面組成，前機箱和後機箱的接合線是一個平面、按鈕、旋鈕等的開孔都分佈在同一個平面，或在機箱夾口線上。 使用電腦輔助設計所帶來的轉變可體現在幾方面： 機體外型由平滑曲面組成，這些曲面變化多端，比弧面、球面等更具動感。 機體各件部件之間的夾口由平滑三維曲線組成，而且端面平滑過渡，無需以台階來掩飾尺寸誤差。 旋鈕等控制鍵的位置分佈更多變，旋鈕的形狀也能做到和機箱外型匹配。 以上的轉變，並非是非用電腦輔助設計不能成事的，但要達到同一效果，卻非花費大量精力不可。

活動

活動目標： 了解各類CAD軟件的分別 活動內容： 選擇兩個CAD的繪圖軟件(例如:AutoCAD， Solidworks， Pro/Desktop 等等)作出比較: 列出兩個軟件主要用途，能繪畫的物件(二維、三維) 操作介面，例如繪畫一些簡單的物件(好像線、圓形)的步驟 普及性，較多用在什麼行業並指出原因 評分標準： 能否做出比較的效果 例子: 　 AutoCAD Solidworks 介面 圖標、選單和文字輸入 圖標、選單 用途 二維平面圖為主 三維的立體模型設計 普及性 不論工業、建築等行業均有使用，因為AutoCAD比較容易使用。 用於工業和機械設計為主，它是一個簡單易用和功能齊全的立體設計軟件。例如畫線的時候，就好像用筆畫出來一樣，而形狀大概就可以，只要最後修改尺寸就完成 例子運用是否恰當 用Solidworks去畫線

活動目標： 讓學生運用CAD軟件去設計，從中了解CAD的基本運作 活動內容： 運用Pro Desktop去設計一件文具，要考慮的有以下幾點: 使用者類別，誰會使用該件文具 列出主要功能 簡單操作方法 美觀 評分標準： 該文具的實用性 設計理念 CAD的技巧

Design---綠色設計

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綠色設計定義和特點

綠色產品的好處 目前對綠色產品(Green product) 或環境友善產品（Environmental Friendly Product）之描述與定義並不明確，所以並沒有公認之「綠色產品」定義。市面所見的，大多數都是公司自稱綠色產品，或是產品經由第三者認證的。此外，也有人認為產品在生命終期，其部分材料可以再循環或再使用，或是可以安全棄置處理的產品稱為綠色產品；也有人認為綠色產品是可以簡易的拆解，拆解後的組件可以重新再利用。 從以上的觀點可知，綠色產品本身的訴求雖然不同，但對於降低環境衝擊的本質卻是不變的。因此，我們可以這樣理解：綠色產品主要是在產品設計時，就要將產品整個生命週期所有可能對環境的衝擊因素加以考慮，避免造成環境的潛在危害及增加社會成本，生產可以達到低污染、低耗能與低毒性之產品。 綠色產品的特徵主要有以下各個方面： 延長產品的生命周期 節省能源 循環再用，保護地球的有限礦物資源，使其可以合理地持續利用 避免使用時有廢棄物產生，減小廢棄物數量及其處理的棘手問題 減少有害物質之使用，有利保護環境，維護生態系統平衡

產品綠色設計的目的 產品綠色設計的目的，主要是使產品符合環保性的要求以減少對環境的衝擊。所有與環境有關的衝擊因素非常多，如：原料選擇、再使用、循環再用、減量設計、綠色消費、綠色採購、易拆解、低毒性等 。如果將所有的環境影響因素都納入產品設計之中，達成完全的綠色設計是不可能的。因此，綠色設計在維持產品應有的功能性、品質與使用壽命等前提下，在產品的整個生命週期中，著重於符合環保性的要求，選定與環境衝擊相關的因素做為產品設計時的依據。 達至減低衝擊環境的方法有多種，例如﹕ 環境化設 (Design for Environment) 減量設計 (Design for Reduce) 再使用設計 (Design for Reuse) 循環再用設計(Design for Recycle) 拆卸設計 (Design for Disassembly)

綠色產品與傳統產品最大的差異，在於綠色產品加入了綠色設計要項，可減少產品因生產、製造、使用與廢棄的過程中，可能對環境的危害衝擊。 以下圖表是傳統設計和綠色設計的比較： 比較因素 傳統設計 綠色設計 設計依據 依據用戶對產品提出的功能、性能、質量及成本要求設計 依據環境效率和生態環境指標與產品功能、性能、質量及成本要求設計 設計人員 設計人員很少或沒有考慮到有效的資源再生利用及生態環境的影響 要求設計人員在產品構思及設計階段，必須考慮降低能源消耗、資源重複利用和保護生態環境 設計技術或工藝 在製造和使用過程中很少考慮產品回收，用完後就被廢棄 在產品製造和使用過程中要做到可拆卸、易回收，不產生有毒物質及最少廢棄物 設計目的 為需求而設計 為需求和環境而設計，滿足可持續發展(Substantial development)的要求

產品生命週期及考慮 產品的生命週期是指產品從生產、製造、服務到棄置，其中包括：材料、能源、需求、價值、回收或廢棄、對環境衝擊等因素。 從傳統設計到綠色設計，產品的生命週期對設計有著很大的影響，當中我們必須在生產成本和保護環境之間取得平衡，從而達到保護環境和資源得到有效運用，又能有最佳的成本效益。 生命週期是產品在設計與製造時，必須針對整個產品的生命週期做考量，包括：材料、能源、金錢與價值、資訊與知識之循環，並以較寬廣的觀念來實施生產、使用、維護、再使用和棄置，以這樣的方式會使環境的衝擊和天然資源的消耗減至最小。 進行設計時，必須藉由深入思考產品生命週期特性，決定出生命週期方案。生命週期方案乃具體的描述企業策略、生命週期策略、產品與製程設計之設計目標。企業要先決定生命週期方案後再改變生命週期特性（如：物理性壽命、價值壽命、銷售時期、使用者類型….），比根據現有產品來制訂生命週期方案更有效率。

我們日常選擇產品， 除了考慮價錢外，亦會考慮其他特點，例如耐用程度、有效日期、成份和效用等，但大眾一般都會忽略，消費本身也可以是一個支持緣色設計的行動。 綠色消費是一種直接行動， 因為透過消費行為，我們可以促使生產商及政府改變生產程序及運作架構。 綠色消費運動的其中一個目標，就是要改變現行的經濟運作模式。但很明顯， 現時生產以及推銷這類所謂「綠色產品」的方式， 仍是完全依賴現有的生產及促銷的制度，製造大量廢物及污染，例如大量包裝， 以及運輸時耗用大量燃料等。 相關連結 在教育统籌局的環境教育網（http://resources.ed.gov.hk/envir-ed/c_index.htm） 內香港的環境議題一章中的綠色消費 環節載有詳盡的資科及教案

綠色設計方法

綠色設計的需求分析和目標 要實踐綠色產品的理念，必須透過一些方法和工具協助我們去設計和達成目標，也就是說在設計的過程中，充分考慮產品在原物料的選用、製造程序、運輸銷售、產品使用與服務、生命終結之回收與處理等對環境的各種影響，輔以相關的方法，在原有產品設計的基礎上將環境衝擊因素做為產品的設計目標之一，方能使所設計的產品滿足環保性的要求， 並具有市場競爭力。 由上可知，綠色設計與傳統設計的差異在於，綠色設計在產品設計的時候就要將節能、低毒性、再使用、循環再用、減量設計、易拆解等條件列為產品設計目標，並利用方法達成產品設計目標，使所生產之產品為符合環保訴求之綠色產品。

環境化設計(Design for Environment)是將對環境的考慮有系統地融合至產品與製程設計中。現在，當生產商必須負擔更多的環境責任時，環境化設計提供了新的觀點，並可成為生產商更具競爭力與創新力的一種有利工具。 環境化設計在於瞭解整個產品的生命週期及每一個階段對環境的衝擊，將產品的環境屬性加入產品設計中，使得產品設計有最佳的決策定案。環境化設計必須位於產品的設計初期，且要確認產品生命週期的環境結果。環境化設計最大的挑戰在於設計的過程中，要盡可能的取得相關的大量資訊。 環境化設計策略一開始乃藉由新產品的概念，包含設計、材料選擇、生產、分配、使用和產品的生命終期。以下為環境化策略設計之順序： 新觀念的研發 物理性質最佳化 材料使用最佳化 生產最佳化 分配最佳化 降低產品使用之衝擊 生命終期系統最佳化 雖然上述是以產品的生命週期作連貫，我們可以發現執行策略的連續性對每一個產品不盡相同。換言之，沒有任何方法是絕對的正確，必須依照公司及產品生產的需求來安排執行的順序。

可回收材料的衣夾 循環再用設計(Design for recycle)的理念是當所回收廢棄產品的元件、組件或零件無法直接再使用時，將其材料分類回收循環使用，以減少天然資源或能源的使用。因此，設計者在綠色產品規劃時，應考慮若產品元件、組件或零件之壽命無法延長時，至少要盡量做到產品易拆解與可回收材質使用之設計，以方便日後回收循環再用。 在進行循環再用設計時，設計人員應瞭解及注意循環再用設計可節省拆卸時間、降低投資金額、吸引顧客及使產品易於推廣。而再循環之實際執行層面更可分為較高階之材料再循環及較低階之能源回收。在從事材料再循環時，我們應考量再循環量與所需材質量是否平衡 ，再循環品質是否達到一定標準，再循環之經濟效益是不是符合實際，以避免成本過高。而材質再循環若不符合實際，則應考慮能源回收。而能源之回收亦應就其污染、能源需求及其它相關問題加以考量。 為了使再循環可以更加容易，我們必須考慮下列幾點： 對既存的市場，試著回收與再使用具再循環性的物品 產品中若要使用毒性物質，必須將這些毒性物質集中在某一區域，以利分離 若產品無法進行非破壞性拆卸，必須確認這些不同的物質能夠簡易地分開成幾個部分，各部分物質彼此具相容性 可回收材料衣夾 這個產品是由美國 EKCO Housewares 公司設計，經過多次的測試，包括彈性、硬度、載重、加工、抗氣候性、成本等。最後決定使用LDPP來製造。它在環保上的優點就是使用單一可回收的材料，再加上產品設計的創意，除了傳統的夾衣服功能外，還多了可夾浴室淋浴的隔簾，採用射出成型，比傳統衣夾節省了大量組裝的時間。利用最簡易的結構與新鮮的造型，滿足使用者的內外在需求，可謂成功的綠色商品。

產品減量設計(Design for reduce)的概念是投入最少資源就能完成，也就是製造產品的過程中，節省能源、減少垃圾、小型輕量化、共通化、提高成品率等的減量方式來達到產品材料使用減量為目的。 就電子及資訊產品而言，節省資源和延長壽命都要考慮到成本效益和產品功能的問題，在設計規劃階段，設計者可對產品朝向輕量化和節省資源的方向設計，但需考慮輕量化後是否會影響產品之既有功能。 此外產品的耐用性、產品本身與包裝材是否含有毒性物質，這些也都是考慮的重點。在產品設計時，應考慮所使用的原料種類愈少愈好且不具毒性，或是這些物質可完全的再使用，這樣將會減少因產品生產過程中對環境所造成的傷害與衝擊。 產品減量化設計有下列的優點： 節省天然資源：當產品進入生命終期時，將可回收再利用之物質取出來再次使用，這樣將會減少大量的廢棄物進入到環境中，也可以減少天然資源的過渡損耗。 減少毒性廢棄物：選用無毒性或是低毒性的物質是產品減量化設計另一項重要的工作。在可減少廢棄時，也減少產品所含的毒性物質造成對環境的傷害。 降低成本：減少廢棄物處理之相關費用。

為了促進產品壽命的延長在產品物理性壽命的部分非常重要，因為它將促使產品回收後能夠再使用的重要項目之一。因此，設計者可對綠色產品朝延長產品之元件、組件或零件物理壽命作設計，並配合零組件易拆解設計，以利後續回收再利用作業。 大部分元件或零組件是否能再使用，主要取決於其剩餘機能壽命是否足夠，且元件或零組件與新舊產品均可相容使用。如果大部分元件或零組件可以再使用，只要回收系統做得好，企業可以省掉許多備用元件或零組件數量，以滿足產品維修市場。 從事再使用設計時，設計人員應瞭解及注意再使用設計需包含零件的再用（Reuse）、再製造（Remanufacture）、重建（Rebuild）等三方面實行時所遭遇之問題。而要實際做好再使用設計需同時考量回收後之剩餘壽命、社會整體之維修系統、再用成本、新品單位成本、單位處理回收成本、回收率、再用單位價值、要求價值及極限再用率。 為了提昇極限再使用率，生產、使用、回收系統、及多世代設計與機種間的零件共通化是有其必要的，但因再使用有其極限，即使做好維修與保護，零件仍將隨時間之經過而無法使用，在此狀況下便應實施再循環之處理。 再使用的可能性與下列幾點有關： 產品的技術、美觀與消費者觀感 二次市場接受使用過產品的意願 修理與維護設施

拆卸成本會隨著拆卸步驟增加而大幅上升，而堆填成本就會隨著數量的增加而慢慢的減少。 日產NISSAN汽車March車型 　 拆卸在綠色設計(Design for reuse)之中可說是重要的一環，它是產品回收和重用的必要步驟。產品如果無法拆卸的話，既談不上有效回收，更談不上重新利用，如何既保持社會對各種消費品的不斷需求，又能節省資源和能源，產品能夠有效地拆卸回收變得更重要。拆卸設計不僅可使產品生命終結達到最佳化處理的目的，更可以生產易於維護與修理且對使用者更加有用的產品。 拆卸設計主要是利用非破壞性的拆解方法，例如使用可分開的接合點，像是彈簧扣、螺栓、卡栓等去把產品不同零件分開。而在拆解之中使用標準化的接合，產品可以通用性的工具進行拆解，至於同方向的接合，可避免產品在拆解過程中需要翻轉或是移動等動作。 產品設計者必須和資源回收再利用者互相合作，填補在理論拆卸設計原則與實際拆卸過程兩者間所出現的落差，建立必須的設計規格，對連接系統、拆卸技術和產品結構的考量將有詳細的指示。只有在這些基礎標準下，回收及再循環業者將能夠執行產品的拆卸，並且能確認拆卸的相關活動將具有時效性，且可獲得具高品質、可再利用的零件，從中更可降低成本，避免廢棄物的棄置與處理。 拆卸成本會隨著拆卸步驟增加而大幅上升，而堆填成本就會隨著數量的增加而慢慢的減少，可參考左圖。 日產（NISSAN）汽車的March車型是綠色設計的代表之一，這汽車的綠色設計主要做法為減少單一材料的使用，包括車門內裝、儀表板、簡化零組件等，同時使用可回收物質及其再循環、降低CO2的排出量、減少含鉛物質的使用。另對於 產品再利用、降低拆解難易度與最終處理達到重量回收百分比95%以上。

產品從生產到變成被人廢棄這個過程已經變得越來越快，好像很多產品依然運作正常，但已被廢棄到堆填區或焚化爐，有研究報告指25%的吸塵機、60%的音響組合和90%的電腦在被廢棄時都能依然運作正常 。所以，我們要有效平衡人的需要和環境保護，延長產品壽命就變得更重要和刻不容緩。 延長產品壽命可分為幾個不同的部分。第一，就是選擇合適的材料，這材料不單能符合產品的要求，還要有效延長產品耐用性，達到保護環境的目的。 延長產品壽命對於用戶和生產商未必是一件好事，例如：現今的數碼和影音產品，差不多每半年就會更換款式，加入新功能或改進，用戶亦希望買到新產品，體驗一下新科技，而延長產品壽命或週期，變相減慢了產品的更新速度。 對於生產商來說，一件產品能用上十年或二十年都不需更換，它的售價一定會較昂貴，難以吸引用家，而且產品更新速度太慢，也會減低廠商的利潤，可見現今的消費模式和延長產品壽命有很大的矛盾。

綠色產品開發者對於綠色產品的考慮往往只停留在設計與製造階段，未能妥善顧及市場及消費上的實際需求，導致綠色產品不能適應快速的消費性市場，而在市場上迅速消失，隨即產生更大的環境衝擊。在邁向持久發展的目標之前，綠色產品設計者所需關注的不應該只是針對單一產品設計或製造層面的問題，而應廣泛考慮所有產品相關環境及消費體系，以及產品流通動向的問題。因此，要達至持久發展之路的關鍵在於綠色產品是否深得民心，廣泛被消費者接受。

案例

NEC Powermate eco個人電腦（圖片來自support.necsam.com） 隨著電子科技的發展，桌上電腦的功能亦隨之提升，導致功能不敷使用的電腦被大量丟棄，造成環境的負荷。據資料顯示，現在全球每年棄置的電腦達一億台！每台未經處理而被棄置的電腦，所含的鉛、鋇、硼、鈷等重金屬，都會汚染地下水源，危害附近居 民和動物的健康。 部份桌上電腦的生產商為了舒緩環境問題，開展了設計「綠色電腦」的運動，NEC的PowerMate eco型電腦是其中的表表者。 PowerMate Eco的綠色設計考慮包括： 使用與Intel處理器兼容的Transmeta Crusoe中央處理器，在保持運算速度不顯箸降低的條件下大大降低電腦的耗電量。而且由於Crusoe中央處理器發熱量甚少，所以PowerMate Eco不需設置散熱風扇，在節電之餘亦大降低電腦的噪音，PowerMate Eco在所有使用狀態下所發出的噪音都不超過二十分貝，異常寧靜。不設置散熱風扇的另一好處，是免除塵埃、細菌等的散播。 PowerMate Eco的機箱設計因為無需考慮散熱問題，所以可以做得很細小，少佔桌面空間之餘也節約塑科的用量，PowerMate Eco機箱所用的NuCycle品牌聚碳酸脂（Polycarbonate）塑料是NEC的專利配方，當中使用了矽基的阻燃添加劑，比一般電腦使用的溴基添加劑在燃燒時產生更少的有毒物。除此以外PowerMate Eco的綠色考慮還包括使用LCD顯示屏，免除傳統顯像管式顯示屏所引起的硼汚染 ，以及全機使用不含鉛的錫焊。 PowerMate Eco的設計顯示，只要方案考慮周詳，着力點清晰，綠色設計方針不一定會提高產品成本、削弱競爭力的。例如在顧客熱線中心、證劵交易室等地方，地小人多、桌面空間有限，對電腦的大小、噪音、熱量、耗電等的考慮比運算速度的高低重要等多，因此PowerMate Eco比其它高階電腦更顯得合適。

三洋超音波洗衣機 傳統洗衣機的各個生命週期，對環境產生較大的衝擊，包括水資源的消耗、能源的消耗及洗衣劑的污染等。傳統的洗衣方式需添加較多的洗衣劑，洗衣劑中所含的磷隨家庭污水排入海洋，將造成優養化，破壞自然環境 。 綠色設計考慮 節約能源：可節省50%電力 節約資源：改變水的物理狀態，每分鐘產生5000萬個汽泡，每秒震動20000次的超音波，相當於每秒洗衣20000次，可減少50%的用水，且汽泡能進入纖維內部，提高洗淨力，節省50%的洗衣劑，並提高衣物50%的使用壽命。

Prius突破了單一燃料的限制 豐田汽油暨電力共同驅動車－Prius Prius的內部結構 　 豐田第二代使用電氣混合動力技術的汽油暨電力共同驅動車－Prius，具備了傳統汽油車和環保電力車的好處，可為二合為一，在另類能源汽車方面引領新潮流。新Prius裝備了高壓達到500V的混合協同驅動系統，它使汽油機和電力兩種動力系統通過串聯與並聯相結合的形式進行組合工作，達到低排放的效果。由於電動機的輸出扭矩要比汽油機大得多，因此當汽車起步、加速、上斜坡等高負荷狀態時，往往是電動機在工作。新Prius的創新之處在於混合協同驅動系統可以隨意的選擇用氣 油或電力驅動，在某些情況下汽車可以完全用電能驅動，這在燃料消耗以及廢氣排放的減少上，意義非常。 電動車因肩負保護地球環境的使命而誕生，由於新Prius的電動機得到了相當大的改善，因此汽車在高負荷狀態下的廢氣排放得到進一步降低，較第一代車型下降了30%，比普通的內燃發動機尾管排出的廢氣物質低了近90%。 相對傳統電動車昂貴而性能有限的情況，新Prius做了進一步的改進。畢竟電動汽車面臨的難題很多：電驅動持續時間、動力性能和價格都是阻礙其商業化普及的重要瓶頸。 幸好研發的腳步從沒有停止，解決難題的速度也越來越快。 新Prius在造型上頗具匠心，使其成為地球上最具空氣動力學特性的量產車之一，風阻係數僅0.26，為降低燃油消耗和降低車內噪音做出了貢獻。

相關連結 教育統籌局環境教育網 http://resources.ed.gov.hk/envir-ed/c_index.htm   綠色單車設計 http://www.biothinking.com/bikes.htm 綠色椅子設計 http://www.biothinking.com/chairs.htm

在長洲東灣路試裝的環保隔篩（圖片來自the-sun.com.hk） 一種嶄新設計的「環保隔篩」，現時已在全港多個地區進行測試，該種隔篩可安裝在道路集水井系統內，在同一時間內，收集雨水及隔絕污水溢出，杜絕污水、臭氣及昆蟲從集水井內走出路面。路政署發言人證實有關試驗還在進行中，效能尚待驗證。不過，長洲居民則認同該產品效能，要求盡快在島上全面裝設。 該項產品屬於美國設計，採用玻璃纖維加不鋼等作原料製成，其特點在於物料質輕、耐熱、抗酸及抗鹼等化學品腐蝕。其操作原理，當雨水流入集水井隔篩時，雨水本身的重量將集水井的隔篩打開，讓雨水迅速流入污水排放系統，沒有雨水時，隔篩會將開口合上，可防止污水流出路面。 路政署發言人表示，由去年九月開始，該署已聯同食環署在長沙灣、沙田和銅鑼灣揀選部分街道的集水溝，加裝上這種「環保隔篩」，以測試其清理及排水功能，以及其防止臭味和蚊蟲的效能。短期內該署亦計畫在旺角進行試驗，每套需千餘元。 無可否認「環保隔篩」是一種好實用的產品，但有渠務署職員指出，該產品唯一令人擔心的，是不能適合全港使用，它能應付一般雨水的流量，但當遇上暴雨警告，如紅雨或黑雨時，由於裝上「環保隔篩」，會令污水渠的排水量減慢約一成左右。 本報記者曾到長洲作實地觀察，有居民表示路邊的集水溝，經常因天氣酷熱，傳出陣陣惡臭，令居民及商戶叫苦連天，更令遊客止步，居民曾向長洲鄉事委員會投訴，去年九月路政署在長洲東灣路，試裝七個「環保隔篩」，居民表示安裝以來臭味明顯減少。

活動

活動目標： 讓學生了解包裝的重要性 活動內容： 學生可選擇一種產品的包裝，指出和分析其包裝的好處和壞處，然後對該產品的包裝作出改良或重新設計。 學生在設計時應考慮以下幾點: 包裝的重量，要考慮到 包裝材料 (可再用或循環再用) 對環境是否有害 對產品的保護 美觀 評分標準： 創意 可行性 材料選擇恰當與否

Design---產品造型

ブログネタ：レストランの水でマダガスカルを救えるって知ってた？ 参加中

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TAP TOKYO　※PC専用サイト

造型原理

人類自古己在產品結構表面施加與功能無關的裝飾 產品的造型設計，和建築造型有一個共通點，就是存在着結構與裝飾的二元關係，產品的結構，就是產品賴以運作的物理部份，改動或刪減結構，產品的功能便會改變或失效。 裝飾（Ornamentation）是產品結構以外的造型，只為提昇其吸引力。 產品上裝飾的多少，會隨着時代而增減，不同時期的設計風格，對裝飾有不同的看法，從極多（巴洛克風格）到極少（國際風格）之間，不斷的搖擺。 產品造型設計和其它設計或造型藝術相同之處，是大家都基於線條流向、比例、節奏等基本控制手段， 只是產品在造型時，要兼顧造型對結構、生產和使用的影響，在眾多吸引的造型當中，選擇最佳的一個。 產品和服裝一般，儘管每一件的設計都力求做到與眾不同，但每一個時期，因為社會、經濟、技術的影響，我們可以發現不同設計風格的出現和消失，在同一時期，受着同一風格的影響，不同的器物在造型上都或多或少有相同的特徵。

一九一四年出產的勝家N27型縫紉機（圖片來自www.tribu-design.com） 風格的形成，受到幾個因素的支配﹕ 技術的出現是其中之一，例如塑膠的出現，使一些以前難以在金屬板或木材上實施的造型變得可行，又或大量生產的方式，限制了許多需要單人長時間處理的雕塑造型。 社會氣氛是一個間接但強力的因素，比如當社會崇尚機械和工業化所帶來的生活改善，那麽外型像強而有力的生產機械的產品便會討好，反之如果失業嚴重，污染遍佈的時期，工業風格的產品或許會被鄉土風格的器物取代。 例如當縫紉機發明之初，由於當時社會經濟環境引致＂在家車縫是經濟据拮、不體面的表現＂的印象，所以為了推銷家用縫紉機，造型和裝飾刻意做成和當時其它家居擺設一般的風格，宣傳也配合把在家車縫描繪成高雅嫻淑的活動。 除此以外，設計風格也會像經濟一般，出現無動機、無原因的週期搖擺，但這些搖擺不如會和技術的支配般來得持久，也不會廣泛地影響從時裝到建築到產品的各層面。

設計風格（六十年代以前）

建築師Antonio Gaudi於一八八九年設計的椅子（圖片來自www.tribu-design.com） 新藝術提出大片平板玻璃配合優雅鍛鐵結構的新建築方案 Muller Freres於一九零零年設計的枱燈（圖片來自www.tribu-design.com） Paul Iribe於一九一二年製之柜子，表面有典型的新藝術紋飾（圖片來自www.tribu-design.com） Alexander Samuelson於一九一五年設計之汽水瓶子（圖片來自www.tribu-design.com） 新藝術（Art Nouveau）的出現時期在一八八零到一九一零年一百年間，在當時正值英國維多利亞時代（Victorian Period），社會的富庶和工業化促成產品經濟發達，而社會又同時彌漫着一道懷舊潮，毫無新路向的情況下器物的造型毫無節制地使用裝飾。 推動新藝術的建築師和工匠對當時低俗和抄襲傳統的器物十分反感，認為創作人應有責任向大眾提供高藝術水平，反映時代風尚的作品。 新藝術的特徵在於使用自然形象，流暢的線條和對新工藝鋼鐡鑄造和成型，大片玻璃，大量化生產的木器等提出了許多設計路向，尤其是金屬製品方面，新藝術對如何使用新工藝來達到高造型水平的問題出了許多後世獲益良多的示範。

Kem Weber於一九三三年設計的Zephyr時鐘（圖片來自www.tribu-design.com） Henry Dreyfuss於一九三七年為貝爾電話公司設計的電話機（圖片來自www.tribu-design.com） 法國Jumo公司於一九四五年生產的枱燈（圖片來自www.tribu-design.com） 美國Wurlitzer公可於一九四六年生產的點唱機（圖片來自www.tribu-design.com） 藝術裝飾（Art Deco）的名稱源自一九二五年在巴黎舉辦的一個博覽會（Exposition International des Arts Decoratifs et Industrial Modernes），當時社會的樂觀氣氛和科技發展，令這個風格由法國漫延到整個世界。 藝術裝飾風格是混雜的，它包含了共產蘇聯的先鋒(Avant Garde)風格、構造主義(Constructivist)風格、意大利的未來派(Futurist)、還有繪畫方面的立體派風格。 最易於辨認和廣為人知的藝術裝飾特徵，是花卉、女性形體、幾何構成（曲折、閃電）等等。而大量生產和機械化生產的主要特徵：重覆，在當時是時麾的化身。

Walter Gropius於一九二三年設計的門把（圖片來自www.tribu-design.com） Marcel Breuer 於一九二五年設計的Wassily椅子（圖片來自www.tribu-design.com） Le Corbusier於一九二八年設計的B306椅子（圖片來自www.tribu-design.com） Alvar Aalto於一九三三年設計的椅子（圖片來自www.tribu-design.com） Philip Johnson於一九五四年設計的地燈（圖片來自www.tribu-design.com） 國際風格與高科技是我們最為熟悉的建築和設計風格，因為它的興起在二十年代，結束在七十年代末，對應着香港起飛的日子。 國際風格（International Style）的名字，來自一九三二年紐約現代藝術博物館的一個同名展覽，展覽的策劃者，是當時赫赫有名的建築師Philip Johnson和歷史學者Henry-Rusell Hitchcock，展覽包括自包浩斯以後的新建築設計。 國際風格師承包浩斯而在美國發揚光大，風格強調簡單，歌頌結構和骨格的功能美，亦喜用工業材料，如鋼樑、玻璃、鋼索等等。 提到國際風格，不可不提在當時提出，影響深遠的宣言：「造形遵從功能」(Form Follows Function)，其大概意思是一件產品的外表麼是其結構的反映，當反映是誠實的話，外型亦會是完美的。這個觀點可以說是完全否定裝飾(Ornamentation)在設計造型方面的合法性。而和這一個觀點相輔相乘的，是簡約的美學態度，少即是多(Less is more)兩者的結合，令產品造型變為差不多是純粹的比例判斷。 國際風格所影響之下，產品的裝飾越來越少，表面紋飾差不多絕跡，而產品的外型亦盡量幾何化，並強調反映內部的結構。

George Nelson於一九四七年設計的掛鐘（圖片來自www.tribu-design.com） Ray Eames於一九五三年設計的椅子，使用當時剛投入應用的玻璃纖維材料（圖片來自www.tribu-design.com） Sony於一九五五年生產的TR 55收音機（圖片來自www.tribu-design.com） Eero Aarnio於一九六三年設計的Glob椅子（圖片來自www.tribu-design.com） Eero Aarnio於一九六七年設計的Pastil椅子（圖片來自www.tribu-design.com） 普普藝術(Pop Art)流行於五十年代末到七十年代初，因而又常被稱作「六十年代」風格。 普普藝術出現時期，歐美社會富裕，年青，普普完全是這樣一個氣氛的反映；顏色鮮明，造型幽默，亦會引入當時是大眾焦點的太空，原子核，數學形狀等象徵。 用料方面，硬塑料的缺點仍未開始浮現，因而廣受歡迎，而軟塑料例如PVC則是新寵。 六十年代的香港，工業起飛，生活水平開始好轉，普普藝術等歐美口味因此支配着香港，當中以家居佈置尤甚。 普普藝術是常被風格的週期搖擺重新帶出市場的風格，直至最近香港仍不時有六十年代傢俱，擺設的小旋風。

設計風格（六十年代以後）

Braun於一九五三年生產的 SK1收音機（圖片來自www.tribu-design.com） SONY SRF-30W 隨身聽（圖片來自pocketcalculatorshow.com） Minox GTE照相機 Ole Kirk Christiansen於一九五八年設計的樂高玩具積木，模塊化是高科技樂用的概念（圖片來自www.tribu-design.com） Roger Tallon於一九七三年設計的Lip Mar 2000手錶，右上角的紅點把科技歌頌至近神化（圖片來自www.tribu-design.com） James Dyson於一九九八年設計及生產的Dyson DC05 Cyclone吸塵機（圖片來自www.tribu-design.com） 高科技（High-Tech）盛行於七十到八十年代，當時大眾對工業生產、豐足、舒適已經失去熱情，工業都市所做成的異化令人變得冷漠，同時，「科技」這一概念開始抬頭，新材料、微型化、多功能化成為時尚。 有異於工業時代，「高科技」時代的各種科技沒有代表性的視象，一個擁有十項功能的音响，和一個擁有一百項功能的音响，對外型並無顯注的影響，因此，要令產品帶出高科技含量的意味，「高科技」風格轉而向神秘色彩着手，產品被無一例外地做成黑色的方盒子，以圖將產品的外型「外衣化」，而且配合推廣手法，將擁有一件黑盒子描繪為一種成就。

Mario Bellini於一九七二年設計的Olivetti Divisumma計算機，外型隱喻印出紙條的功能（圖片來自www.tribu-design.com） 電剃鬚器的彎線隱喻男性頸喉部線條，暗示產品的用途（圖片來自Creating Value By Design - Facts from Philips Design， V+K Publishing） 造型酷似企業大樓的電腦資村儲存器（圖片來自Frog - Form Follows Emotion, Thames and Hudson p47） Roberto Pezzetta於一九九六年為Zanussi設計的Zoe洗衣機，表現出友善和主動的個性（圖片來自www.tribu-design.com） 花朵形狀的遙控器（圖片來自Creating Value By Design - Facts from Philips Design， V+K Publishing） 經歷了國際風格的反裝飾風暴。以後，產品設計造型開始尋求在造型中注入人性，營造人與物的親和力。 然而，近代的產品的結構越來越單一化，比如錄影機，光碟機，影碟機等，結構上可謂大同小異，設計師再不能像以往那樣「造型遵從功能」（Form Follows Function），於是，一些設計師提出，產品的造型與其建基於產品的物理功能，不如建基於產品與用者的溝通之上，產品造型的目標，在於建立產品與人的對話，這便是產品語意學（Product Sematics）之起源，亦有說現在的造型原則是（Form Follows Communication）。 產品是死物，它怎麽跟人對話，而對話又可以是什麽內容呢？產品向人說話的方式是通過外型的象徵，使人看到後產生聯想，而對話，則是通過人機之間的互動達到的。 對話的作用，是建立用者與產品的夥伴或主僕關係。

個案研習