Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Зеленая инженерия подходит к проектированию продуктов и процессов, применяя финансово и технологически выполнимые принципы для достижения одной или нескольких из следующих целей: (1) уменьшение количества загрязнения , которое возникает в результате строительства или эксплуатации объекта, (2) минимизация воздействия на население потенциальных опасностей (включая снижение токсичности ), (3) улучшение использования материи и энергии на протяжении всего жизненного цикла продукта и процессов, и (4) поддержание экономической эффективности и жизнеспособности. [1] Зеленая инженерия может стать всеобъемлющей основой для всех проектных дисциплин.

Принципы [ править ]

Зеленая инженерия следует девяти руководящим принципам:

  1. Комплексно проектируйте процессы и продукты, используйте системный анализ и интегрируйте инструменты оценки воздействия на окружающую среду.
  2. Сохранять и улучшать природные экосистемы, защищая при этом здоровье и благополучие человека.
  3. Используйте мышление жизненного цикла во всей инженерной деятельности.
  4. Убедитесь, что все входящие и выходящие материалы и энергия являются максимально безопасными и безвредными.
  5. Сведите к минимуму истощение природных ресурсов.
  6. Предотвратить отходы.
  7. Разрабатывайте и применяйте инженерные решения, учитывая местную географию, стремления и культуру.
  8. Создавать инженерные решения, выходящие за рамки существующих или доминирующих технологий; улучшать, вводить новшества и изобретать (технологии) для достижения устойчивости .
  9. Активно вовлекайте сообщества и заинтересованные стороны в разработку инженерных решений. [2] [3]

В 2003 году Американское химическое общество представило новый список из двенадцати принципов:

  1. По своей природе, а не по обстоятельствам - проектировщикам необходимо стремиться к тому, чтобы все материалы и энергия на входе и выходе были как можно более безопасными по своей природе.
  2. Профилактика вместо обработки - лучше предотвращать отходы, чем обрабатывать или убирать отходы после их образования.
  3. Дизайн для разделения - Операции разделения и очистки должны быть спроектированы таким образом, чтобы минимизировать потребление энергии и использование материалов.
  4. Максимизация эффективности - продукты, процессы и системы должны быть спроектированы таким образом, чтобы максимизировать эффективность массы, энергии, пространства и времени.
  5. Вывод с выталкиванием и с принудительным вводом - продукты, процессы и системы должны «выталкиваться», а не «проталкиваться на входе» за счет использования энергии и материалов.
  6. Сохранение сложности - встроенная энтропия и сложность должны рассматриваться как вложения при принятии решений по переработке, повторному использованию или выгодному размещению.
  7. Прочность, а не бессмертие. Целью дизайна должна быть целевая долговечность, а не бессмертие.
  8. Удовлетворяйте потребности, минимизируйте излишки - Проектирование решений с использованием ненужных мощностей или возможностей (например, «один размер подходит всем») следует рассматривать как недостаток дизайна.
  9. Сведение к минимуму разнообразия материалов - разнообразие материалов в многокомпонентных продуктах должно быть сведено к минимуму, чтобы способствовать разборке и сохранению ценности.
  10. Интеграция потоков материалов и энергии - проектирование продуктов, процессов и систем должно включать интеграцию и взаимосвязь с доступными потоками энергии и материалов.
  11. Дизайн для коммерческой «загробной жизни» - продукты, процессы и системы должны быть разработаны для работы в коммерческой «загробной жизни».
  12. Возобновляемая энергия, а не истощение - вводимые материалы и энергия должны быть возобновляемыми, а не истощающимися. [4]

Системный подход [ править ]

Многие инженерные дисциплины занимаются экологической инженерией. Это включает в себя устойчивое проектирование , анализ жизненного цикла (LCA), предотвращение загрязнения , проектирование для окружающей среды (DfE), проектирование для разборки (DfD) и проектирование для переработки (DfR). Таким образом, зеленая инженерия - это разновидность экологически чистой инженерии . [5] Зеленая инженерия включает четыре основных подхода к улучшению процессов и продуктов, чтобы сделать их более эффективными с экологической точки зрения. [6]

  1. Уменьшение отходов;
  2. Управление материалами;
  3. Предотвращение загрязнения; и,
  4. Улучшение продукта.

Зеленая инженерия подходит к проектированию с систематической точки зрения, которая объединяет множество профессиональных дисциплин. В дополнение ко всем инженерным дисциплинам, зеленая инженерия включает планирование землепользования, архитектуру, ландшафтную архитектуру и другие области дизайна, а также социальные науки (например, для определения того, как различные группы людей используют продукты и услуги. Зеленые инженеры занимаются пространством , чувство места, рассмотрение карты участка как набора потоков, пересекающих границу, и рассмотрение комбинаций этих систем в более крупных регионах, например в городских районах. Анализ жизненного цикла является важным инструментом экологической инженерии, который обеспечивает целостное представление продукта, процесса или деятельности, включая сырье, производство, транспортировку, распространение, использование, техническое обслуживание, переработку и окончательную утилизацию.Оценка его жизненного цикла должна дать полное представление о продукте. Первым шагом в оценке жизненного цикла является сбор данных о потоке материала через идентифицируемое общество. После того, как известны количества различных компонентов такого потока, оцениваются важные функции и влияние каждого этапа производства, изготовления, использования и восстановления / утилизации. В устойчивом проектировании инженеры должны оптимизировать переменные, которые обеспечивают лучшую производительность во временных рамках.и восстановление / утилизация оцениваются. В устойчивом проектировании инженеры должны оптимизировать переменные, которые обеспечивают лучшую производительность во временных рамках.и восстановление / утилизация оцениваются. В устойчивом проектировании инженеры должны оптимизировать переменные, которые обеспечивают лучшую производительность во временных рамках.[7]

Системный подход, используемый в зеленой инженерии, аналогичен стоимостной инженерии (VE). Даниэль А. Валлеро сравнил «зеленую» инженерию с формой VE, потому что обе системы требуют, чтобы все элементы и связи в рамках общего проекта были рассмотрены для повышения ценности проекта. Каждый компонент и шаг системы должны подвергаться сомнению. Определение общей ценности определяется не только рентабельностью проекта, но и другими ценностями, включая факторы окружающей среды и здоровья населения. Таким образом, в более широком смысле виртуальная инженерия совместима и может быть идентична зеленой инженерии, поскольку виртуальная инженерия нацелена на результативность, а не только на эффективность, то есть проект предназначен для достижения нескольких целей без ущерба для каких-либо важных ценностей. Эффективность- это технический и термодинамический термин для отношения входящей и выходной энергии и массы в системе. Когда соотношение приближается к 100%, система становится более эффективной. Эффективность требует, чтобы эффективность была достигнута для каждого компонента, а также чтобы интеграция компонентов привела к эффективному дизайну, основанному на множестве значений. [8] Зеленая инженерия также является разновидностью параллельной инженерии , поскольку для достижения нескольких целей проектирования необходимо распараллеливать задачи.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Агентство по охране окружающей среды США (2014), Зеленая инженерия. http://www.epa.gov/oppt/greenengineering/
  2. ↑ Зеленая инженерия: Конференция по определению принципов, Сандестин, Флорида, май 2003 г.
  3. ↑ PT Анастас и Дж. Б. Циммерман (2003). Дизайн через Двенадцать принципов зеленой инженерии. Env. Sci. and Tech., 37, 5, 94A-101A.
  4. ^ Американское химическое общество (2014). 12 принципов зеленой инженерии. http://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/what-is-green-chemistry/principles/12-principles-of-green-engineering.html .
  5. ^ Кабесас, Эриберто; Mauter, Meagan S .; Шоннард, Дэвид; Вы, Fengqi (2018). «Виртуальный специальный выпуск ACS Sustainable Chemistry & Engineering по системному анализу, проектированию и оптимизации для обеспечения устойчивости» . ACS Устойчивая химия и инженерия . 6 (6): 7199. DOI : 10.1021 / acssuschemeng.8b02227 .
  6. ^ Д. Валлеро и К. Бразье (2008), Устойчивый дизайн: наука об устойчивости и экологическая инженерия. John Wiley and Sons, Inc., Хобокен, Нью-Джерси, ISBN 0470130628 . 
  7. ^ D. Vallero и C. Brasier (2008).
  8. ^ D. Vallero (2003). Инжиниринг рисков опасных отходов. Баттерворт-Хайнеманн, Амстердам, Нидерланды и Бостон, Массачусетс, ISBN 0750677422 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Агентство по охране окружающей среды США (2014). «Зеленая инженерия». http://www.epa.gov/oppt/greenengineering/pubs/basic_info.html
  • Ванегас, Хорхе (2004). «Устойчивая инженерная практика - Введение». Издательство ASCE.
  • Анталия, Турция (1997). "XI Всемирный лесной конгресс" (том 3, тема 2), получено с http://www.fao.org/forestry/docrep/wfcxi/publi/v3/T12E/2-3.HTM
  • http://www.sustainableengineeringdesign.com
  • https://engineering.purdue.edu/EEE/Research/Areas/sustainable.html
  • https://archive.li/20030526060813/http://www7.caret.cam.ac.uk/sustainability.htm
  • https://web.archive.org/web/20130926012810/http://www.aaas.org/programs/international/caip/events/fall97/sanio.html