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双碳战略下家具行业可持续发展体系建设

2023-08-21李鑫力赵光泽LiXinliZhaoGuangze

家具与室内装饰 2023年7期
关键词:家具行业家具设计

■李鑫力,赵光泽 Li Xinli & Zhao Guangze

(东北林业大学家居与艺术设计学院,黑龙江哈尔滨 150040)

全球气候变化正以前所未有的速度和幅度影响着人类社会的发展。二氧化碳浓度从工业革命以前的285ppm增加到目前的417ppm,全球平均气温增加了1.09摄氏度。2020年9月,中国政府在第七十五届联合国大会上宣布“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。在“双碳”目标的引领下,中国各产业行业必须加速驶入“碳达峰和碳中和”新赛道。中国是世界第一家具生产国、出口国及消费国,生产及出口占全球的比重超过38%,消费占全球28%。2021年5月,中国林产工业协会发布《关于全面推进林产工业行业绿色低碳循环发展,助力国家碳达峰、碳中和战略目标的实施意见》。2021年7月,中国林产工业协会发布《关于推进“双碳”战略、促进绿色发展行动方案》。2022年3月,由中国林产工业协会组织编制的《林产工业行业碳排放现状与达峰路径蓝皮书》发布。在国家和行业“双碳”政策法规和行动方案指导下,家具行业也要加紧探索出绿色转型与可持续发展的具体实施路径,加快国家“双碳”目标的实现。

1 碳达峰和碳中和

碳达峰是指在某一时点,二氧化碳排放不再增长,达到峰值,之后逐步回落。碳中和是指在一定时间内,通过植树造林、节能减排、碳汇交易等途径,抵消自身所产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”[1]。

根据全球碳计划(GCP)最新报告,2022年全球化石能源碳排放量为366亿吨,中国约为105亿吨,接近全球的1/3。木材加工和家具制造业整体呈现高耗能、高排放的特点,“双碳”目标下家具行业的低碳转型势在必行。2021年“能源双控”行动也对家具企业的产能产生一定的影响,促使高耗能、低产出的企业转型升级,跟上碳中和的产业升级趋势。因此,家具行业的“双碳”之路必须是行业自下而上、全方位的科技创新和转型升级。

2 可持续发展与产品全生命周期

1987年世界环境与发展委员会(WCED)在《我们共同的未来》报告中将可持续发展定义为既能满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展[2]。产品全生命周期是从原料获取、设计、制造、销售、使用、维护到淘汰或循环再利用的产品生命周期全过程[3]。

可持续发展理念融入家具设计、生产、包装、销售、服务全生命周期,需要评估和预测家具全生命周期内碳排放对环境造成的影响,进而“限制”对满足未来环境需要的能力可能具有的危害性,尽早实现“双碳”目标,推动家具制造业可持续发展。

3 中国家具行业可持续发展体系建设

3.1 可持续设计

可持续设计是从源头解决可持续问题的最有效方法[4]。家具可持续设计包括材料、造型、结构和工艺四个方面的可持续性实践(表1)。

表1 中国家具行业可持续发展体系建设

3.1.1 可生物降解资源

美国材料和实验协会(ASTM)将生物可降解材料定义为在细菌、真菌、藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化学、生物或物理作用而降解或酶解的高分子材料。设计师和科学家正在尝试合作,将软木、竹子等可循环原生材料以及木质纳米纤维素、真菌材料、棉纤维等可降解材料应用于家具设计中。

“杭州凳”由16张0.9毫米厚且长度各异的竹皮组成,从竹皮两端最末25厘米处进行粘合。一根直径3厘米左右的青竹穿透层层竹皮,在底部将凳子的两端连接在一起。中国设计师陈旻利用竹子的天然弹性,通过竹片的累加,让椅子形成了足以支撑人体重量的力量,并根据使用者的体重自然调节。顶部层层竹皮自然形成的拱形宛如湖面荡漾的层层波纹,宁静而富动感(图1)。

图1 杭州凳

丹麦设计师尼古拉吉特g 卡尔森(Nikolaj Thrane Carlsen)在莱索岛海藻屋顶的启发下,用100%可生物降解的海藻复合材料制成了Coastal Furniture Chair。先用数控切割机制作出一个半球形模具,然后将大量的鳗鱼草、水和卡拉胶(红藻中提取)混合后附着在模具上,厚度约为40 mm。把模具放在烤箱中干燥约3天,待海藻壳干燥至约10 mm的厚度,将其从模具中取出,此刻海藻壳的边缘被塑造成椅子的形状(图2)。

图2 Coastal Furniture Chair

松树是世界上主要的木材来源之一,但占松树总量20%至30%的松针却通常会被丢弃。荷兰设计师塔玛拉g 奥约拉(Tamara Orjola)主持的“Forest Wool”项目发现数十亿松针是各种纤维的绝佳替代品。通过粉碎、浸泡、蒸煮和压制等技术,将这些松针转化为纺织品、复合材料和纸张,制成一系列优雅的生态家具和生态地毯(图3)。

图3 “Forest Wool”项目生态家具和生态地毯

英国设计师塞班斯g 克斯(Sebastian Cox)与研究员尼内拉g 诺娃(Ninela Ivanova)合作Mycelium+Timber项目,开发蘑菇菌丝体在家具设计中的应用潜力,设计制作出全生态的系列家具和灯具。他们将废弃的黄花柳木切成薄片并编织在一起形成单独的模具,然后在模具中加入一种名为木蹄层孔菌提取物(fomes fomentarius)的真菌材料。随着真菌的生长,菌丝体成为替代胶水黏合木材的天然材料(图4)。

图4 “Mycelium+Timber”项目生态灯具

3.1.2 可追溯资源

木材是家具设计最主要的材料。选择环保型与合法采伐的天然材料是森林资源可持续利用的重要条件。世界各国及其国际组织都在建立完善的法律和规范来促进和保障森林的合理开采和利用。2019年12月28日,中国政府首次修改了《中华人民共和国森林法》,以禁止购买、加工或运输非法原木。2022年1月1日,FSC中国新版森林经营标准(FSCSTD-CHN-01.1-2021)正式实施。经营者可向认证机构申请将非木质林产品加入其认证范围。1996至2021年,世界自然基金会(WWF)相继启动中国森林项目、中国森林和贸易网络、中国人工林可持续经营项目,旨在推动中国森林的可持续发展。

3.1.3 可回收利用资源

家具材料中木材和金属占有90%比重。钢、铜、铝、合金等废旧金属的回收再利用不仅能够缓解资源需求,产生巨大的经济效益,同时还可减少空气污染、水污染和固体废弃物,对环境起到保护作用。家具材料的选择要优先考虑回收再利用资源,减少碳足迹和碳排放。

冰岛设计师索尔g 特鲁森(Sölvi Kristjánsson)从14,400盏废弃的茶蜡中回收了铝,再加上回收的废软木,制成了Kollhrif凳子,旨在提高冰岛人民对回收铝的认识(图5)。

图5 回收材料制Kollhrif凳子

英国设计师汤姆g 克迪森(Tom Dixon)与挪威铝业生产商HYDRO合作使用了100%再生铝制成了HYDRO靠背椅。椅子在高温下吹制成形,然后再通过机器人进行激光切割。HYDRO靠背椅几乎没有额外的组件,能够百分百回收,是一种轻便且可堆叠的可持续椅子,适用于室内和室外(图6)。

图6 100%再生铝制HYDRO靠背椅

3.1.4 造型和结构可持续设计

家具造型与结构需重回设计的本质,贯彻可持续设计理念,用最低碳的材料、最简单的形式、最合理的结构达到最舒适的性能。造型和结构可持续设计需要考虑三个方面因素,即基本功能需求、可持续材料特性、智能化和数字化技术。造型设计需要控制材料用量,精炼造型语言,满足家具功能需求和情感需求。结构设计尽量运用可拆卸结构、简约化构造和标准化部件,提高家具结构的适用性及其原材料利用的合理性。

蔡烈超工作室运用不锈钢薄板的柔韧和弹性设计出力学与美学相结合的“压力桌”。由厚钢板桌面和三片柔软的薄钢板挤压形成的底座构成,底座和桌面通过吸盘轻松的连接(图7)。

图7 压力桌

3.1.5 工艺可持续设计

生产工艺是指改变材料形状、尺寸、表面形态和物理化学性质的加工方法与过程[5]。家具生产需要从原辅材料、结构形式、工艺流程等方面进行设计创新和技术优化。家具生产工艺设计应当以集约化低碳生产为依据,在确定新技术条件和造型结构的前提下,制定合理的原材料利用计划,优化工艺路线、加工方法和加工能力,最大化的实现家具生产的控碳、减碳和低碳运行[6]。

3.2 可持续生产

科技创新是国民经济与社会发展的持续动力。家具行业科技创新体现在能源使用创新和生产技术创新两个方面。

3.2.1 生物质能源使用创新

生物质是碳平衡燃料,它在生长中需要的CO2量相当于作为燃料时排放的CO2量,CO2净排放量近似于零。生物质能是重要的可再生资源,而林业生物质能占生物质能源总量的87%[7]。林业生物质主要包括林区剩余物、林区废弃物、林副产品废弃物、林产加工废弃物和薪炭材等。我国生物质能源开发潜力巨大,但开发利用尚处于初级阶段。生物质能源政策法规出台及实施细则完善,林业生物质资源充分利用,生物质专用能源林基地建设及规模化经营,林业生物质原料采收储运科学管理,林业生物质能源产地认证,林业生物质燃料技术研发,林业生物质能源产业规模化建设,生物质能源经济扶持及科研投入都将成为推动我国林业生物质能源快速发展的可行性技术方案。

3.2.2 工业4.0智能化技术革新

工业4.0时代智能化、数字化转型是家具企业可持续发展的必由之路。通过智能化、数字化技术革新,最大限度提高生产效率,大幅降低单位产品的能源消耗量,从而做到绿色生产,低碳发展,将家具制造业向智能化转型。工业4.0三大主题——智能工厂、智能生产、智能物流是现代家具行业的可持续发展方向。家具智能制造实践路径应贯穿顶层企业战略规划、中间层生产逻辑与控制技术、底层数据结构和数据质量,重视智能制造软实力建设[8]。

3.3 可持续包装

产品包装是商业模式的关键组成部分,也是实现可负担性、可持续发展和安全搬运的重要推动因素。为了保护环境和降碳节能,家具行业应倡导包装材料可持续性、包装结构合理性以及“零度包装”概念。

3.3.1 植物纤维和纸质材料

常见的家具包装材料主要包括瓦楞纸板、瓦楞纸箱、蜂窝纸板、蜂窝纸箱、保丽龙EPS、珍珠棉EPE、PE膜等。其中用于包装内部的各种塑料虽有良好的缓冲效果,但仍是使用化石燃料制造而成,难以回收利用,不符合可持续发展的愿景。因此,可回收利用的一系列植物纤维和纸质替代材料被开发和应用在家具包装中。例如宜家(IKEA)开发出蘑菇泡沫、蜂窝芯材、甘蔗薄层、模压纸模等新型家具包装材料。2021财年IKEA销售额创历史新高,但碳排放量较2016财年基线却下降6%,总计2620万吨。碳排放量下降主要源于产品全生命周期中可再生能源和可回收资源的使用。

3.3.2 平板式包装

包装是生产的终点,物流的起点。包装对产品的保护性能恰好适应于产品所经历的物流环境时才是最科学、最合理的包装。平板式包装充分考虑包装内部结构设计的合理性,把所有家具可拆卸部件合理安排在扁平包装形态内部,从而节省空间,减少运输和仓储成本,降低CO2排放量。

奥地利设计师迈克尔g 索耐特(Michael Thonet)设计的14号椅由六根弯曲木条、十个螺丝以及两个螺帽组成,可以自行组装。一个立方体积的包装箱可以装进36把Thonet 14号椅(图8)。瑞典设计师艾克g 塞尔森(Ake Axelsson)设计的“Wood Chair”结构部件简洁轻巧,可以拆卸并包装在一个很小的纸盒当中(图9)。

图8 Thonet 14号椅平板式包装

图9 “Wood Chair”平板式包装

3.3.3 零度包装

“零度包装”需要考虑包装功能、材料、结构和视觉信息的“零度”优化,具体体现在包装保护功能得当、使用材料可循环、体积及容量适量、运输成本合理和基本信息完整。鉴于包装与产品的紧密关联性,在家具设计阶段就要开始思考家具材料、结构、造型如何设计才能使包装最优化,生产、储运成本降到最低。

3.4 可持续销售

“互联网+制造业”孕育出大量的新型商业模式。新零售即企业运用智能化、社交化、移动化的多元媒介和技术,重塑全业态结构与生态圈,深度融合线上服务、线下体验以及智慧物流的零售新模式[9]。家具行业也在加快新零售体系建设,构建低碳循环发展经济体系。

3.4.1 家具智能销售系统

开发家具智能销售系统,进行智能化、自动化、科学化和可视化的销售管理。家具行业ERP销售管理系统能够达成采购管理数据化、生产管理可视化、市场营销数据化、仓库管理科学化、财务管理自动化,从而实现管理效益最大化。

3.4.2 B2C和O2O多元化销售渠道

采用B2C和O2O模式统筹线上线下销售渠道。天猫、京东、小红书商城、微信小程序、品牌官网等不同的电商销售渠道给家具品牌增加了多个线上流量入口,降低线下实体销售规模和比例,减少碳足迹和碳排放。

3.4.3 互联网新型品牌社交群体

构建家居品牌新型社交群,开展精准营销。微信群、微博群、小红书群等社交群拉近了品牌与目标用户的距离,扩展了产品服务的“最后一公里”。社群维护了稳定的顾客群体,实现了内容驱动社交,社交引导消费的可持续营销理念。

3.4.4 智慧物流为主体的新物流系统

以物联网、云计算、人工智能等先进技术建设智慧运输、智慧仓储系统,不断创新物流运作模式,实现资源和效率的优化配置,从而有效降低碳排放[10]。

3.5 可持续服务

在消费升级的大背景下,家具以旧换新、家具回收、家具租赁等服务形式促进资源循环利用,构建可持续生活方式,推动家具行业向低碳和可循环发展方式转变[11]。家具行业正逐步建立起可持续发展的产品服务体系。

3.5.1 家具以旧换新与回收再利用

加快废旧家具循环利用体系建设是响应国家“双碳”号召,发展循环经济的具体实践。由于消费者旧家具拆卸、搬运和处理的困难,商家高回收成本、低处理能力现状以及国家相关保障政策法规缺失,国内市场至今仍未形成家具回收处理和可循环利用的完整产业链条。从政策法规、专属补贴、集中处理、旧物利用和数字化管理等多个方面化解消费者和企业面临的难题,建立完善的旧家具回收快速响应体系,将旧家具回收再利用逐渐作为一项服务产业进行推广,成为家具产业可循环发展的重要举措。

3.5.2 健全家具租赁市场

通过家具租赁的方式,不仅可以提升家具使用效能,节约能源,还能降低环境污染。家具租赁正在成为家居品牌寻求增长点的方式之一。国内家具租赁行业刚起步,大多数家具租赁企业都会选择从公寓、酒店、公租房等用户更为集中的B端市场切入。但随着“互联网+共享经济”模式趋向成熟,家具租赁将逐渐从B端业务向C端业务发展。家具来源一类是自营家具品牌租赁原创设计和生产的家具产品,另一类较为常见的是家具租赁平台与第三方家具品牌和供应链合作,提供第三方家具租赁方案。租赁方式打破单品租赁模式,多以家具组合方式场景化租赁,还可以包括软装设计方案,提供配送、安装、定期清理等服务[12-13]。

3.6 零碳与碳汇交易

家具行业除了在产品生命周期内控碳和减碳以外,还要完成从低碳到零碳的产品升级,积极践行碳中和之路(图10)。“零碳”并不是不排放二氧化碳,而是通过计算温室气体排放,设计方案抵减碳足迹和碳排放,达到“零碳”即碳的零排放。家具企业可以通过植树造林、生态修复、购买林业碳汇等方式,抵消产品生命周期内直接或间接产生的温室气体排放量,从而达到温室气体净排放量为零的目的。林业碳汇交易不仅是国际碳交易体系的重要组成部分,也是运用市场机制控制碳排放的先行探索模式[14]。林业碳汇是家具行业控碳和减碳措施的有益补充。

图10 中国家具行业可持续发展体系碳中和路径

4 结语

家具制造业作为高耗能、高排放产业,碳达峰和碳中和目标任重而道远,绿色低碳产业转型升级势在必行。本文将可持续发展理念融入家具生命全周期,构建可持续设计、可持续生产、可持续包装、可持续销售、可持续服务和零碳行动六大可持续发展体系,提出每一体系达成“双碳”目标的理论方法和实践路径,从而加快家具行业自下而上、全方位的低碳转型和绿色升级。“双碳”目标的实现需要政府积极引导,企业稳步执行,更需每一个人积极主动践行低碳生活。将低碳理念融入日常生活之中,享受低碳生活的美好,使人类社会与自然生态和谐共荣。

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