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木质家具的碳减排措施
类别:工艺技术 | 录入者:fid | 发布时间:2016-11-07 [2505]

摘 要:采取有效的碳减排措施是我国家具业转型升级的主要出路之一。本文介绍了我国家具产业碳足迹核查和碳减排的现状,应用生命周期评价法,以两个木质床头柜的碳足迹核查为例,分析木质家具碳排放的分布特征,探讨木质家具的碳减排潜力和现实可能,指出应当从材料选择、产品设计、工艺优化、公司管理等方面制定减排措施。

关键词:家具;木质家具;产品碳足迹;碳减排

Abstract: Taking effective measures to reduce carbon emissions is one of the main ways for the transformation and upgrading of China's furniture industry. This paper introduced the status of carbon footprint verification and carbon emission reduction for China's furniture industry, taking the carbon footprint verification of two wooden bedside cupboards as an example, analyzed the distribution characteristics of wooden furniture carbon emissions by life cycle assessment, explored the potential and actual possibility of wood furniture carbon emission reduction, point out that we should designated carbon emission reduction plan from the choice of materials, product design, process optimization, and companies management.

Key words: Furniture; Wooden furniture; Product carbon footprint; Carbon emission reduction


       我国的家具产量与出口量均居世界首位,其中木质家具占据了较大的份额,造成的碳排放对社会排放总量有着不可忽视的影响。家具企业如果想保持良性发展,就不能仅仅关注利益,而必须转而注重一种强调人与环境和谐发展的商业模式[1]。如何推动家具企业的技术进步,促进企业从点滴做起,建设低能耗、低污染、低排放为基础低碳经济,是家具产业转型升级的主要出路之一。


1 家具企业碳减排的现状

1.1 家具碳足迹核查现状

       2013年中国林科院木材工业研究所开展了我国木制品碳足迹评价技术研究[2]。白伟荣通过现场数据采集,应用Simapro生命周期评价软件进行了三件木质家具的碳足迹核算,并分析了木质家具的碳排放特征及企业碳减排策略[3]。刘一以一款多功能家具为基准方案,设计并比较四种面板材料家具的不同连接方式、不同回收材料使用情况、不同功能使用情景的减排效果,并从原材料贸易模式、电力供应方面对家具碳足迹的影响进行了研究[4]。顾艺、陈健基于全生命周期法,对秸秆家具产品碳足迹体系进行了分析评估[5]

       我国家具行业碳足迹核查的应用正处于探索阶段,还没有成熟的核查体系,多数企业对于碳排放没有足够的重视,一些有认识的企业又没有相应的动力和能力单独进行核查。目前可以查询到的家具企业进行产品碳足迹核查的案例仅有两家,分别是成都八益集团的木制居室家具、床垫、沙发三大类产品和广东江门健威家具装饰有限公司的木制家具产品,第三方认证机构均为中国质量认证中心(CQC)。此外,还有一些公司在企业内部进行了一些碳足迹核算及节能减排相关的工作,但方法与程序并不严谨,更多是作为产品营销的噱头。

1.2 家具企业碳减排现状

       目前,我国的家具市场已经进入到一种产能过剩的状态,在多年的产能扩张之后,各品牌产品之间竞争激烈,在经济不景气的大环境影响下,甚至出现了倒闭潮。在这种态势下,企业更多地考虑利润与生存,而忽视了无法给企业带来短期利益的碳减排工作,所谓的绿色家具也仅仅停留在产品对人体无毒害的层面。如果说有部分企业实现了一定程度的碳减排效果,那也是从降低成本的角度减少资源的消耗,而没有把碳减排提高到公司战略的高度。


2 木质家具碳减排的潜力分析

       按照生命周期评价法,碳足迹的计算公式为:

       其中:E为产品的碳足迹;Qi为i物质或活动的数量或强度数据(质量/体积/千米/千瓦时);Ci为单位碳排放因子(CO2e/单位)

       根据公式,减少产品碳足迹可以通过减少物质消耗和降低活动强度或通过选择材料和活动方式减小单位碳排放因子来实现。在实际的减排工作中,不但要考虑物质和活动的碳足迹占比,选择排放量较大的项目入手,更应当考虑产品生产的实际情况,先易后难,寻找最容易见成效的方向。

2.1 木质家具碳足迹分析

       板式家具和实木家具是市场上最主要的木质家具,我们选择了一款板式床头柜和一款实木床头柜来进行生产主要阶段的碳足迹计算。两件产品功能相同,尺寸均为500×420×450,实木床头柜用锯材和集成材制造,板式床头柜以刨花板为基材,三聚氰胺浸渍纸饰面。

       经测定和计算,1个实木床头柜的碳排放为16.5kgCO2eq,1个板式床头柜的碳排放为12.36kgCO2eq。为了对木制家具的碳排放过程进行分析,将2款床头柜的碳排放数据制成碳足迹分布图(图1、图2)。


■图1 实木床头柜碳足迹分布

       在实木床头柜的碳排放中,电力消耗的排放值最大,达39%,其次为木质材料(实木与集成材)排放,占24%,上游原材料排放总共为61%,其中除木质材料外较多的为油漆和五金件排放,分别为13%和15%。板式床头柜的碳排放主要集中于饰面人造板排放(包括三聚氰胺饰面的刨花板和中密度纤维板),达到58%, 全部上游原材料的碳排放更是达到95%,而电力消耗的排放仅占总排放的5%。


■图2 板式床头柜碳足迹分布

2.2 木质家具碳减排潜力与现实可能

       制定产品碳减排计划,不但要看到产品碳足迹中各项排放的占比,更应当考虑减排方向实现的可能,以及改变之后的产品是否能满足市场的需要。

       从以上两款床头柜的碳足迹分布可以看出,原材料消耗的排放占了最大的份额,分别占两个床头柜排放的61%和95%,这是否说明当前木质家具碳减排最应该做的就是少用这些材料或选择排放因子更低的替代材料呢? 先看基材,刨花板的排放因子远大于实木,却不意味着我们一定弃刨花板选实木。对企业来说,实木的成本大多高于刨花板,选择何种材料更多要根据产品的档次和市场定位;对多数消费者来说,实木家具带来的品质感又远高于刨花板家具,但价格也高得多;对环境影响来说,尽管刨花板生产过程排放了较多的温室气体,但同时也利用了大量原本只能丢弃的劣质木材和剩余物,节省了大量的木材, 起到了间接地固碳作用,而这种作用通常并没有计算到家具的碳足迹中。再看胶粘剂、五金件、包装材料以及实木家具所用的油漆,这些材料的使用在整个行业已经比较成熟,在没有重大技术突破的情况下,单个企业很难都选择替代材料,更为可行的减排方案是选择对碳排放进行有效控制的供应商,并优化产品设计,减少材料用量。

       对比两个床头柜的碳足迹,电力消耗占据实木家具碳排放的39%,却只占板式家具的5%,从这种比较我们可以认为实木家具的电力排放有巨大的改善空间。实木家具零部件数量多,工艺复杂,每个零件都要经过多次机械加工,油漆过程所进行的砂光和喷涂更是消耗了总电量的一半多,因此有必要将减少设备的电力消耗、提高加工效率作为减排的首要任务。


3 木质家具的碳减排措施

3.1 材料选择

       材料的来源对材料的影响因子有不小的影响,有些供应商在材料制备中严格控制碳排放,并在原材料采购和制品销售中降低运输排放,都能在一定程度上减少家具产品最终的排放量。辅助材料的种类异常丰富,新材料层出不穷,选择碳排放因子较小的材料,减少高排放材料的使用能显著降低产品的碳足迹。

3.2 产品设计

       ①功能设计,产品功能首先要符合使用需求,不但要坚持人性化设计,还要兼顾长期使用的要求,这样才能在产品的整个生命周期减少温室气体的排放。一些多功能设计能够兼顾不同的需要,减少所需产品的数量,但功能的增加也要恰当,有时多一种功能会影响到主要功能的实现。

       ②造型设计,简化产品的造型设计是碳减排的重要措施,避免复杂的造型和无谓的装饰不但能减少排放、降低成本,同样也能营造经典的艺术形象。家具的复杂程度差距很大,有的古典家具工艺繁复,一个零件的雕刻需要雕刻机工作数小时,耗费大量电力,有的简约产品仅需要简单的切削,此外一些产品加入大量的金属装饰件进行点缀也会增加碳排放。从产品碳足迹分布可以看出,实木家具中油漆相关的碳排放是造成碳足迹总量大的重要原因,这主要是由于油漆本身的排放和砂光、喷涂过程耗费了一半以上的电力消耗。因此,减少油漆涂饰的面积能显著降低排放水平,可以在产品的次要部位用贴面的方式替代油漆进行表面装饰。

       ③结构设计,低排放的结构设计要做到结实耐用,在预期的使用时间内不损坏。家具结构还应当实现产品的轻量化,在满足强度要求的前提下尽可能减小构件的尺寸,大平面的实木构件可以采用框架嵌薄板结构。拆装结构能大幅降低仓储和运输带来的排放,还有利于使用中的维修补件,合理的结构设计如标准化、模块化等现代设计技术极大地提高了现代家具的生产效率,成为产品设计中碳减排的有力工具。在一些有特殊强度要求的部位选用木质材料以外的其他材料代替,也能减少材料的用量。比如在大跨度的办公桌台面内嵌入钢架,既能防止台面长时间使用后蠕变变形,还能实现轻巧时尚的造型。

       ④包装设计,包装设计应立足于减少包装材料的用量以及材料再生或材料的重复利用,如避免过度包装,只给产品提供恰当的保护;在结构设计时就考虑包装的便利,使包装结构合理,耗费材料最少;在近距离运输且从工厂仓库直达安装地的产品,尽量使用毛毯、纸皮等可多次使用的简易包装。

3.3 工艺优化

       降低生产过程中的碳排放要改造高耗能、加工效率低下的工序,或采用先进的加工技术和设备进行替代,把多个加工单元整合到一个新的加工单元,合理布局各加工过程和排列顺序,组成高效率、低排放的生产线。以本文中的实木床头柜的涂饰工序为例,喷涂过程耗能较大,如果将喷涂工艺改成UV辊涂生产线进行表面涂饰,则会减少电力消耗;实木床头柜侧边竖条数量较多,每根竖条都要经过开料、四个边分别倒圆边的切削过程,如果用四面刨进行加工,则一次就能完成这些工序, 而且提高切削质量,减少后续的砂光能耗。

3.4 公司管理

       提高管理水平的主要作用在于减少物料和能源的损耗,提高加工效率,保证产品质量。在管理不善的工厂里,我们经常能看到材料浪费、设备空转、零部件缺陷返工等现象, 有的补件或返工零部件占用了多台设备,这些混乱的管理都增加了单件产品的碳排放。另外加强管理还能降低非直接生产部门的碳排放,比如办公用品的消耗和销售部门的排放, 使产品在整个生命周期保持环保。

4 结语

       在当前的家具产业,企业很难有动力自发进行碳减排的规划与实施,只有在政策层面提高家具业的碳排放准入门槛,并在全社会形成购买低碳产品的消费观念,才能实质性地减少家具产品的碳排放。事实上,家具产品的碳减排与降低成本在大多数请情况下是一致的。对于家具生产企业来说,碳减排应当成为公司的长远战略,制定每个阶段的减排目标,循序渐进地实施。碳减排又是一项综合工程,需要采购、设计、生产、管理、销售等方方面面共同努力才能有所成效。

(责任编辑:肖 佳)

参考文献:

[1]何晓云.低碳环境下的办公家具设计趋势分析[J].家具与室内装饰,2014,(8):30-31.

[2]楚杰,段新芳,吕斌,等.基于低碳经济的木材工业发展战略研究[J].木材工业,2013,(3):25-28.

[3]白伟荣.木质家具碳排放特征及碳减排策略研究[D].北京:北京林业大学,2013.

[4]刘一.基于生态设计理念的木质家具碳减排策略研究[D].北京:北京林业大学,2015.

[5]顾艺,陈健.基于全生命周期的秸秆家具产品碳足迹体系研究[J].家具与室内装饰,2015,(1):26-27.


注:本文来源于《家具与室内装饰》

 
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