ekološki dizajn seminarski rad pdf

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU

ZAVOD ZA STROJARSKE KONSTRUKCIJE

EKOLOŠKI DIZAJN

SEMINARSKI RAD

Alen Jozić

12128810

Slavonski Brod, 2013.

SADRŽAJ

1. UVOD...............................................................................................3

2. EKOLOŠKI DIZAJN I INŽENJERSTVO POVRŠINA..................3 2.1. Procjena životnog ciklusa – LCA........................................4

3. ANALIZA UTJECAJA PROIZVODA NA OKOLIŠ......................6

3.1. Primjena metode ECO indikator..........................................7

4. ZAKLJUČAK.................................................................................20

5. LITERATURA...............................................................................21

3

1. UVOD

Već nekoliko desetljeća sve se proizvodi i troši više s tendencijom

proizvodnje po sve nižoj cijeni. Time se u prirodi pridonosi neumjerenom

iscrpljivanju prirodnih dobara. Više se onečišćuje voda i zrak, izumiru biljne i

životinjske vrste, sve se više gomila otpad. Da bi se takav način života

prekinuo, mora se ograničiti proizvodnja otpada i moramo izbjeći neumjereno

trošenje i onečišćavanje prirode, a istovremeno treba zadovoljiti potražnju za

dobrima i uslugama. Zbog takvog pristupa to je već postalo političko pitanje.

2000. godine svjetske su vlade u Malmöu (Švedska) pozvale na poštivanje

načela proizvodnje i potrošnje kako bi se "poboljšalo kvalitetu konačnih

proizvoda i usluga te smanjilo utjecaj na okoliš i zdravlje". Ukratko rečeno,

nagovijestile su eru ekološkog dizajna.

2. EKOLOŠKI DIZAJN I INŽENJERSTVO OKOLIŠA

Početak eko-ere dizajna, bilježi se 2006. godine kada je pažnja medija i

obrazovanja bila usmjerena na okoliš. Tako je očuvanje okoliš bio poticaj za

dizajnere da rade s ekološkim materijalima, iz tog razloga ih danas i ima tako

mnogo, a lista je duga i impresivna.

Reciklirani materijali više nisu niša već društvena norma. Vremena se

mijenjaju pa je pitanje kada ćemo prestati naglašavati i pitati za ekološke

materijale i proizvode, nego će se isti podrazumjevati i na taj način prestati

biti "iznimke" i postati "pravila" [4].

Prema definiciji inženjerstvo okoliša (eng. environmental engineering) je

poveznica između znanosti i inženjerstva s ciljem unaprjeđivanja stanja

okoliša. Tu se prije svega misli na održavanje kvalitete pitke vode, kvalitete

zraka te općenito Zemljine površine i to ne samo iz ljudske perspektive nego i

iz perspektive svih ostalih živih bića. To ustvari znači da je svrha inženjerstva

okoliša da uz korištenje znanstvenih i inženjerskih metoda stvara zaštitne

sustave koji će štititi život na Zemlji od mnogobrojnih vrsta zagađenja.

4

Inženjerstvo okoliša podijeljeno je u mnogo različitih grana poput kontrole

zagađenja vode i zraka, recikliranja otpada, odlaganje otpada, problemi javnog

zdravstva pa čak i istraživanja utjecaja na okoliš novih građevinskih projekata.

Iz navedenog jasno je da je inženjerstvo okoliša multidisciplinarna misija kojoj

je cilj očuvanje okoliša i zdravlja. Inženjeri okoliša su orijentirani na sve

ekološke probleme, svaki problem s okolišem za njih je jednako važan i

općenito bi se moglo reći da sve što je na neki način povezano s okolišem

također povezano i s inženjerstvom okoliša.

Inženjeri okoliša imaju vrlo važnu ulogu jer čišći i zdraviji okoliš automatski

znači i zdraviji te samim time i kvalitetniji život. Inženjerstvo okoliša može se

studirati na mnogim sveučilištima diljem svijeta i uobičajeno postoje dva

programa studiranja kojima se educiraju dva tipa inženjera okoliša. Jedan tip su

takozvani „civilni“ inženjeri okoliša i oni se primarno fokusiraju na hidrologiju,

upravljanje vodenim resursima i dizajnom postrojenja za pročišćavanje voda.

Drugi tip stručnjaka su „kemijski“ inženjeri okoliša koji se više orijentiraju na

kemijske metode poput naprednih tehnologija za kontrolu kvalitete zraka i vode.

U pravu također postoje specijalizacije za zakone inženjerstva okoliša i te

specijalizacije su sve popularnije s porastom količine zakona za zaštitu okoliša.

2.1. Procjena životnog ciklusa – LCA

LCA (procjena životnog ciklusa) predstavlja procjenu aspekta okoliša

vezanih uz neki produkt tijekom životnog vjeka proizvoda, odnosno utjecaj

određenog produkta, procesa ili aktivnosti na okoliš.

Iz podataka procjene životnog ciklusa proizlaze brojevi koji izražavaju

ukupan utjecaj proizvoda ili postupka na okoliš, a nazvani su eko-indikatori.

Što je iznos indikatora viši, veći je utjecaj proizvoda na okoliš. Vrijednosti

eko-indikatora mogu se smatrati bezdimenzijskim, međutim koristi se naziv

bod (ili milibod) eko-indikatora (eng. point = Pt).

Glavni je smisao eko-indikatora usporedba dvaju proizvoda ili dijelova

proizvoda, tako da jedinica mjere i nije presudna, međutim vrijednosna je skala

tako odabrana da 1 Pt odgovara jednoj tisućini godišnjeg utjecaja na okoliš koji

izvrši jedan prosječni stanovnik Europe. U svrhu boljeg ocjenjivanja proizvoda

razvijena je Eco-indikator metoda, koja na temelju LCA - analize ocjenjuje

5

proizvod pomoću bodova, gdje veći broj bodova predstavlja veći utjecaj na

okoliš.

Slika 2.1., LCA

6

3. ANALIZA UTJECAJA PROIZVODA NA OKOLIŠ

METODOM ECO INDIKATORA

Metoda se izvodi u pet koraka:

1. Opisivanje proizvoda

2. Definiranje životnog ciklusa

3. Kvantificirati materijale i procese

4. Izračunavanje bodova (milibodova)

5. Analizirati rezultate

Opisivanje proizvoda - Svrha računanja je dobiti brz dojam o proizvodu tj.

njegovom mogućem utjecaju na okoliš. Na početku je dovoljno navesti samo

glavne materijale i procese koji čine srž proizvoda. U kasnijim fazama moguć

je detaljan pristup. Materijali i procesi koji zastupaju proizvod u malome udjelu,

a imaju i mali broj bodova, najčešće se zanemaruju.

Definiranje životnog ciklusa - Izraditi shematski prikaz životnog ciklusa

proizvoda obraćajući pozornost na proizvodnju, uporabu i moguće scenarije

zbrinjavanja proizvoda. Bitno je dobro pretpostaviti uporabu (pogotovo ako

proizvod za uporabu troši energiju) i odlaganje proizvoda tj. moguće

recikliranje jer bodovi za recikliranje materijala imaju negativne vrijednosti i

tako značajno pridonose smanjenju eko-bodova.

Kvantificirati materijale i procese - Za svaki materijal, proces oblikovanja,

transport proizvoda na tržište i sl. odrediti jedinicu. Procijeniti koliki će biti

životni vijek proizvoda i na temelju njega izračunati potrebnu energiju za

njegovu uporabu, ako je energija potrebna.

Izračunavanje bodova (milibodova) - Na temelju materijala, oblikovanja,

uporabe, scenarija zbrinjavanja pronaći odgovarajuće bodove i izračunati

konačnu vijednost Eco-indikator99 bodova za proizvod.

7

Analiza rezultata – objediniti ukupne rezultate dobivene provedenom

metodom i utvrditi ukupni utjecaj proizvoda na okoliš, naravno rezultati se

mogu prikazati i putem grafikona i na taj način zornije prikazati pojedini

segment proizvoda ili procesa i njegov učinak na okoliš.

3.1. Primjena metode ECO indikator na proizvodu ''Stolna

lampa''

U svakodnevnoj primjeni u kućanstvu susrećemo se sa mnogim

električnim uređajim. Mnogi su ljudi do te mjere ovisni o upotrebi tih da ne

mogu više ni zamisliti kakav bi život bio bez njih. Sa dolaskom novih

generacija na ovaj svijet, ti mladi ljudi su od najranije dobi okruženi sa

stotinama uređeja nastalih u masovnoj proizvodnji, što naravno nepovoljno

utječe na njihovo shvaćanje ekologije i koliko je ono ustvari bitno za dobrobit

čovječanstva u dugoročnom pogledu.

Upotreba takovih uređaja je postala stvar opće kulture, dok istovremeno

zanemarujemo i štetni utjecaj tih uređaja na okoliš.

Za pretpostaviti je da svatko, barem na kraju životnog vijeka uređaja,

pomisli o recikliranju ili odlaganju "potrošenog" uređaja, međutim odlaganje

ili zbrinjavanje takovog uređaja predstavlja samo "vrh sante" cjelokupnog

utjecaja na okoliš jer se često zanemaruje energija koja se potroši u procesu

izrade, a također i u procesu reciklaže, a koja je vrlo često dobivena iz

nuklearnih ili drugih za okoliš ne toliko prihvatljivih izvora. Zanemaruje se i

činjenica da su neki od uređaja (poglavito stariji uređaji) izrađeni od materijala

kojima je potrebno više desetaka godina da bi se razgradili u tlu.

Prije same procjene i kvantificiranja materijala potrebo je utvrditi iz čega

je uređaj, u ovom slučaju stolna lampa (slika 2) sačinjeno i određene skupine

materijala grupirati. Procjena je izvršena pomoću programskog kalkulatora

"Eco Indicator Calculator".

8

Slika 3.1., Stolna lampa – predmet analize

Slika 3.2., Stolna lampa – potpuno rastavljena na dijelove

9

Slika 3.3., Komponente – materijal: Electro Steel

Slika 3.4., Komponente – materijal: PP-Polypropilene

10

Slika 3.5., Komponente – materijal: Steel - low alloy

Slika 3.6., Komponente – materijal: HDPE – High Density Polyethylene

11

Slika 3.7., Komponente – materijal: ABS – Acrylonitrile butadiene styrene

Slika 3.8., Komponente – materijal: Steel

12

Slika 3.8., Komponente – materijal: Cu – Copper

Slika 3.9., Komponente – materijal: Steel – high alloy

Tablica 1. Mase dijelova i dodijeljeni materijali

Red. br. Skupina Masa (kg) Materijal

1. Vodiči 0,093 Electro steel

2. Bijela plastika 0,029 PP

3. Bakreni limovi 0,001 Cu

4. Vijci, matice, podloške.. 0,016 Steel

5. Metalno kućište 0,246 Steel Low Alloy

6. Nosiva šipka 0,091 Steel High Alloy

7. Grlo za žarulju 0,019 ABS

8. Uteg i poklopac kućišta 0,263 HDPE

UKUPNO: 0,758

13

Prikaz vrednovanja, odnosno ocjenjivanje štetnosti faze proizvodnje

proizvoda vodeći pri tome računa i o transportu potrebnih materijala s

udaljenosti predviđenom ne većom od 300 km.

Tablica 2. Vrste materijala i mase u proizvodu izraženi u milibodovima

Material Extraction

No. Material Weight

Indicator (millipoints per kg)

Score (millipoints)

1 FerrousMetals Electro Steel (Secondary Scrap) 0,093 kg 24 2,232

2 Plastics PP 0,029 kg 330 9,57

3 NonferrousMetals Copper 0,001 kg 1400 1,4

4 FerrousMetals Steel (80% Primary, 20% Scrap) 0,016 kg 86 1,376

5 FerrousMetals Steel Low Alloy (93% Fe, 5% Scrap,

1% Alloy metals) 0,246 kg 110 27,06

6 FerrousMetals Steel High Alloy (71% Fe,16% Cr,

13%Ni) 0,091 kg 910 82,81

7 Plastics ABS 0,019 kg 400 7,6

8 Plastics HDPE 0,263 kg 330 86,79

TOTAL 0,758 kg 218,838

Tablica 3. Procesi u proizvodnji materijala izraženi u milibodovima

Manufacturing Process

No. Processes Unit Indicator (millipoints per unit)

Score (millipoints)

1 MetalsProcess Brazing 0,093 kg 4000 372

2 PlasticsProcess Injection Moulding -1 (PE,

PP, PS, ABS) 0,029 kg 21 0,609

3 MetalsProcess Pressing 0,001 kg deformed 23 0,023

4 MetalsProcess Milling, turning, drilling 0,016 dm3 removed 800 12,8



7 PlasticsProcess Injection Moulding -1 (PE,

PP, PS, ABS) 0,019 kg 21 0,399

8 PlasticsProcess Pressure forming 0,263 kg 6,4 1,6832

TOTAL 395,2652

14

Tablica 4. Utjecaj prijevoza materijala ugrađenih u proizvod izraženi u

milibodovima

Transportation

Type Material Weight (tonne)

Distance (km) Unit

Indicator (millipoints per unit)

Score (millipoints)

1 Truck 16t

Electro Steel (Secondary Scrap) 0,000093 300 0,0279 tkm 34 0,9486

2 Truck 16t PP 0,000029 300 0,0087 tkm 34 0,2958

3 Truck 16t Copper 0,000001 300 0,0003 tkm 34 0,0102

4 Truck 16t

Steel (80% Primary, 20% Scrap) 0,000016 300 0,0048 tkm 34 0,1632

5 Truck 16t

Steel Low Alloy (93% Fe, 5% Scrap, 1% Alloy metals) 0,000246 300 0,0738 tkm 34 2,5092

6 Truck 16t

Steel High Alloy (71% Fe,16% Cr, 13%Ni) 0,000091 300 0,0273 tkm 34 0,9282

7 Truck 16t ABS 0,000019 300 0,0057 tkm 34 0,1938

8 Truck 16t HDPE 0,000263 300 0,0789 tkm 34 2,6826

TOTAL 7,7316

Ukupni utjecaj proizvodnje izražen u milibodovima

Total Indicator for Production

Stage 621,8348

Prikaz vrednovanja, odnosno ocjenjivanje štetnosti faze transporta do krajnjeg

korisnika. Proizvod je izrađen u Kini, što predstavlja udaljenost do Hrvatske

(uzeto kao mjerodavno odredište) oko 7200 km.

15

Slika 11. Udaljenost transport proizvoda

Tablica 5. Utjecaj transporta proizvoda izražen u milibodovima

Transportation

Type Weight (tonne)

Distance (km) Unit


Score (millipoints)

1 Average air transport 0,000758 7200 1 tkm 78 78

Total 78

Tablica 6. Procjena potrošnje energije u životnom vjeku proizvoda

Product Esstimated Life Span 7 years

Estimated service hours per day 0,25 hours

Total Service Hours in Life Span 638,75 hours

Poduct Energy Rating 0,06 kW

16

Tablica 7. Utjecaj potrošene energije u životnom vijeku izražen u milibodovima

Energy Consumption

Category Source Total Energy Consumption


Score (millipoints)

1 GridElectricity Electricity LV Europe (UCPTE)

- <1kV 38,325 kWh 26 996,45

Total 996,45

Ukupni utjecaj korištenja uređaja izražen u milibodovima

Total Indicator for

Use Stage 1074,45

U procesu zbrinjavanja razvrstali smo materijale u skupine i vrednovali učinak

na okoliš, kako recikliranje ima pozitivan učinak na okoliš dodijeljeni

bodovi/milibodovi imaju negativan predznak što znači smanjuju ukupni indeks

eco indikatora.

Tablica 8. Utjecaj odlaganja(recikliranja) izražen u milibodovima

End-of-Life Disposal No. Disposal Methods Weight Indicator (millipoints per unit) Score (millipoints)

1 Recycling Recycling Aluminium 0,093 kg -720 -66,96

2 Recycling Recycling PP 0,029 kg -210 -6,09

3 Recycling Recycling Ferrous Metals 0,001 kg -70 -0,07




7 Recycling Recycling PE 0,019 kg -240 -4,56

8 Recycling Recycling PE 0,263 kg -240 -63,12

Total -165,51

17

Tablica 9. Utjecaj transporta kod zbrinjavanja otpada izražen u

milibodovima

Transportation

Type Disposal Methods

Weight (tonne)

Distance (km) Unit


Score (millipoints)

1 Delivery van <3.5t

Recycling Aluminium 0,000093 500 0,0465 tkm 140 6,51

2 Delivery van <3.5t Recycling PP 0,000029 500 0,0145 tkm 140 2,03


Recycling Ferrous Metals 0,000001 500 0,0005 tkm 140 0,07







7 Delivery van <3.5t Recycling PE 0,000019 500 0,0095 tkm 140 1,33

8 Delivery van <3.5t Recycling PE 0,000263 500 0,1315 tkm 140 18,41

Total 53,06

Ukupni utjecaj odlaganja =Recikliranje + transport recikliranja izražen u

milibodovima:

Total Indicator for End-

of-Life Stage -112,45

Ukupni utjecaj, odnosno ocjena Eco indikatora iznosi 1583,8348 miliboda, što

je preračunato u bodove (eng. point) 1,58 Pt:

Result

Eco-Indicator of 1 unit of product 1583,8348

Rezultate možemo podijeliti u tri skupine i promatrati koliki je iznos eco

indikatora u pojedinoj fazi, odnosno u pojedinom životnom ciklusu proizvoda.

18

Tablica 11. Pregled rezultata Eco indikatora u tri skupine životnog vijeka

izraženo u milibodovima

No. Life Cycle Stage Eco-Indicator Score

1 Production 621,8348

2 Use 1074,45

3 End-of-Life -112,45

Total 1583,8348

Također je rezultate moguće grafički prikazati radi zornije predodžbe najvećeg

uzroka dobivenog rezultata.

Slika 12. Grafički prikaz rezultata u životnim fazama proizvoda

Rezultate je moguće promatrati i u odnosu na procese koji su se odvijali za

vrijeme životnog vijeka jednog proizvoda.

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

Production Use End-of-Life

621,8348

1074,45

-112,45

Ec

o-i

nd

ica

tor

(milip

oin

t)

Life Cycle Stage

Eco-Indicator Distribution by Liife Cycle Stages

19

Tablica 12. Pregled rezultata Eco indikatora po procesima koji su se odvijali

u životnom vijeku jednog proizvoda izraženo u milibodovima

No. Process Eco-Indicator Score

1 Material Extraction 218,838

2 Manufacturing Process 395,2652

3 Material Transportation 7,7316

4 Product Transportation 78

5 Energy Consumption 996,45

6 Disposal Process -165,51

7 Disposal Transportation 53,06

Total 1583,8348

Grafički prikaz Eco indikatora po prikazanog za pojedini proces u životnom

vijeku jednog proizvoda prikazan je na slici 13.

Slika 13. Grafički prikaz rezultata po procesima u životnom vijeku jednog

proizvoda

-200

0

200

400

600

800

1000

Ma

teria

l E

xtr

action

Ma

nu

factu

rin

g P

roce

ss

Ma

teria

l T

ran

sp

ort

ation

Pro

du

ct T

ran

sp

ort

atio

n

En

erg

y C

on

sum

ptio

n

Dis

po

sa

l P

rocess

Dis

po

sa

l T

ran

sp

ort

ation

218,838

395,2652

7,731678

996,45

-165,51 53,06

Ec

o-I

nd

ica

tor

(milip

oin

t)

Process

Eco-Indicator Distribution by Process

20

4. ZAKLJUČAK

Analizom proizvoda ustanovljeno je da proizvod nema visok stupanj

zagađenja okoliša, Eco indikator je iznosio 1.5 Pt. Ako se uzme u obzir da se radi

o uređaju kojeg ima gotovo svako domaćinstvo u Europi dolazimo do pozamašne

brojke koju se ne smije ignorirati.

Analizom rezultata utvrđeno je da najveću prijetnju za okoliš predstavlja

potrošnja energije za vrijeme ispravnog rada. To se može izravnom popraviti

postavljanjem štedne ili LED žarulje umjesto standardne žarulje sa žarnom niti.

Također dobar dio ocjene odlazi i na proizvodni proces, no to je nešto na što je

moguće utjecati jedino promjenom tehnologije. Uzevši u obzir da se predmet

proizvodi u Kini i to vjerojatno u velikim serijama uz minimalne kontrole

kvalitete, malo je vjerojatno da će se u skoroj budućnosti na tom području išta

promjeniti.

21

5. LITERATURA

1. Kljajin, M; Opalić, M; Pintarić,A: Recikliranje električnih i elektroničkih

proizvoda, Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu, Slavonski Brod –

Zagreb – Osijek, 2006.

2. http://www.centreforsmart.co.uk/smp/tools_ecoindicator99.php

(pristupljeno 10.09.2013.)

3. https://sites.google.com/site/odrzivapotrosnjaiproizvodnja/ekoloski-dizajn


4. http://www.biosvijest.com/clanak/17/667/-ekoloski-dizajn.html


5. http://ekoloskiproblemi.blogspot.com/2009/03/inzenjerstvo-okolisa-

definicija.html (pristupljeno 10.09.2013.)

6. http://www.nexans.no/eservice/Norwayno_NO/navigate_283033/Life_Cycl

e_Assessment.html


7. http://www.distancefromto.net/distance-from/China/to/Croatia


8. http://en.wikipedia.org/wiki/Plastic (pristupljeno 11.09.2013.)

http://en.wikipedia.org/wiki/Plastic

ekološki dizajn seminarski rad pdf

Documents