Sustainable Design: Awareness Of Materials Recycling Based On Product Design And Production

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013Bu tez çalışmasının amacı, üretici ve endüstri ürünleri tasarımcısının sürdürülebilir tasarıma verdiği önemi araştırırken; sürdürülebilirliği, sürdürülebilir ürün tasarımını, geri dönüşümü ve geri dönüşüm malzemelerini incelemektir. Çevresel sorunların baş göstermesi ile yaklaşık 40 yıl önce ortaya çıkan sürdürülebilirlik terimi zaman içinden gelişmiş ve 1987’de yayınlanan “Bizim Ortak Geleceğimiz” raporu ile dikkatleri toplamıştır. Bu rapor sürdürülebilirliği “günümüzün gereksinimlerini yerine getirirken, gelecek nesillerin kendi gereksinimlerini yerine getirmesinden taviz vermemek” şeklinde tanımlamaktadır. Sürdürülebilir bir kalkınmaya ulaşmada karşımızda dört ana sorun bulunmaktadır. Bu sorunlardan ikisi ana sorunlar olup bunlar aşırı nüfus ve aşırı tüketimdir. Diğer sorunlar ise bu iki soruna bağlı sorunlar olup kaynak kullanımı ve kirliliktir. Sürdürülebilirlik kavramı incelendiğinde kavramın sadece çevresel boyutu olmadığı aynı zamanda sosyal ve ekonomik boyutlarınında olduğu görülmektedir. Çevresel boyut üzerine yapılan araştırmalarda ekolojik ayakizi ve biyokapasite terimleri büyük önem taşımaktadır. WWF’nin iki yılda bir hazırladığı Yaşayan Gezegen Raporları (Living Planet Report) verileri incelenmiş olup, mevcut durumu en iyi anlatan ekolojik ayakizi/biyokapasite oranlarına bakılmıştır. Dünyamızın şu anda ekolojik ayakizi/biyokapasite oranı 1,5 olup, bu değer, tükettiğimiz 1 birimi karşılaması için 1,5 dünyanın gerektiğini belirtmektedir. Dünyadaki bazı ülkelerin ekolojik ayakizi/biyokapasite oranlarına bakıldığında ise yaptıkları tüketimi karşılaması için Amerika’nın 4, İngiltere’nin 3, Türkiye’nin 2 adet dünyaya ihtiyacı olduğu görülmektedir. Yapılan tahminlerle mevcut durumun devam ettiği taktirde ortalama olarak 1,5 olan bu oran 2050 yılında 2,5 olacaktır. Ekolojik ayakizi miktarının birleşenlerine bakıldığında en büyük paydayı %55’lik oranıyla karbon ayakizinin aldığı görülmektedir. Karbon ayakizi yenilenemeyen kaynaklardan olan petrol tabanlı üretim ve petrol yakıtlarının kullanımı sorucu açığa çıkan karbon salınımıyla oluşmakta ve çevresel sorunlara neden olmaktadır. Bu sorunu ortadan kaldırmak içinde kullandığımız kaynakları yenilenemeyen kaynaklardan yenilenebilir kaynaklara çevirmek ve verimli bir atık hiyerarşişi metodu uygulanması gerekmektedir. Sürdürülebilir ürün tasarımı ise sürdürülebilirlik konusunun önemli bir alt başlığıdır. Geçmişte tasarlanılıp üretilen ürünlerde maliyet, form ve performans gibi faktörlere dikkat edilirken ürünün çevresel özellikleri göz ardı ediliyordu. Sürdürülebilir tasarımın doğması ile firmalar ürettikleri ürünlerin çevreye olan etkilerini, yasaların da onları zorlaması ile, önemsemeye başlamışlardır. Bu konuda araştırmalar da yapılmaya başlayıp, çeşitli araştırmacılar sürdürülebilir tasarım prensipleri hazırlamışlardır. Sürdürülebilir ürün tasarımın en önemli başlıklarından biri ise ürün yaşam döngüsüdür. Ürün yaşam döngüsü, ürünü oluşturacak olan malzemenin eldesinden, üretilerek kullanmasına ve bertarafına kadar tanımlamayı amaçlar. Sürdürülebilir bir sistemden bahsedebilmemiz için ürün yaşam döngüsünün kapalı bir döngü olması gerekmektedir. Bunun için de ürünü oluşturan malzemelerin ya aynı ürünün ya da başka bir ürünün malzemesi olarak tekrardan sisteme katılması gerekmektedir. Geri dönüştürülebilir malzemelerin kullanılmaması durumunda kullanılan olan malzemeler, birincil kullanım malzemeleridir. Ancak, bu malzemeleri doğadan tekrar elde etmek icin kullanılan enerji geri dönüştürme sırasındaki harcanan enerjiye göre fazla olduğu gibi aynı zamanda bu malzemelerin oluşturdukları sera gazı salınımları da daha fazladır. Ürünün yaşam döngüsü değerlendirmesi ise, ürünün yaşam döngüsü aşamalarındaki girdi ve çıktıların çevreye verdiği etkiyi ölçmeye yarayan bir tekniktir. ISO bu amaçla, firmalarda ürün yaşam döngüsünü uluslarası bir standarda çevirebilmek için 14000 serisi standartları yayınlamıştır. Bu standartlar sayesinde uluslararası ticaretteki engellerin ve karmaşıkların da ortadan kalkması amaçlanmaktadır. Sürdürülebilir bir sistemin oluşması ve ürünlerin yaşam döngülerinin var olabilmesi için atıklarımızın birbirlerinden ayrıştırılması gerekmektedir. Bu atıkların tekrar sisteme girmesi ile yeni malzemeye olan ihtiyaç azalacak ve sonucunda oluşan çevre sorunları aza indirilecek, yeni kaynağa olan ihtiyaç azalacaktir. Atık ayrımının yapılmaması ve atıkların çöpe atılması durumunda, geri dönüşebilir atık kirlenmekte ve geri dönüşebilme kabiliyeti ve verimi azalmaktadır. Diğer bir sorun ise geri dönüştürülebilir atığın çöp alanlarına gitmesi sonucu oradaki diğer çözünülebilir atıkların çözünme kapasitesini ve verimi düşürmesidir. Atıkların ayrıştırması, evlerimizde yani kaynağında ayırma, toplanma sırasında ayırma ve merkezde ayırma şeklinde yapılabilir. Atık olarak nitelendirilen geri dönüşüm malzemeleri temelde cam, kağıt, plastik, metak, tekstildir. Bu malzemeler çeşitli kullanım alanları için geri dönüştürülerek tekrar kullanılabilmektedir. Çalışmanın içinde bu malzemelere tek tek değinilerek bu malzemelerin geri dönüşüm süreçleri verilmektedir. Bu tez çalışmasının önemli bölümlerinden biri de çevreye olan sorumluluklardır. Dünyamızda bir çok ürün üretilmekte ve bu ürünler üretim aşamasında alınan yanlış kararlar sonucu atık olarak çevre kirliliğine ve kaynakların tükenmesine neden olmaktadır. Çalışmanın sorumluluklar kısmında endüstri ürünleri tasarımcısı ve üreticinin sorumlulukları incelenmiştir. Sorumluluklar endüstri ürünleri tasarımcısı tarafından incelendiğinde, tasarımcının çok uzun süredir üstüne düşen sorumluluğu yerine getirmediği sonucu ortaya çıkmaktadır. Tasarımcı kişinin başlangıçtaki görevi ihtiyacı karşılamak olsa da zaman içerisinde bu görevi değişime uğramış ve çevreye olan sorumluluklarından uzaklaşmıştır. Ancak 1990’ların başında sürdürülebilirliğe verilen önemin artması ile tasarımcı kişi dünyaya olan sorumluluğunu tekrar hatırlamaya başlamıştır. Endüstri ürünleri tasarımcıları arasındaki diğer bir düşünce de sürdürülebilir tasarım prensiplerinin olup olmadığıdır. Bazı araştırmacılar bu prensiplerin varlığından söz etse de diğerleri bu prensiplerin zaten iyi bir tasarımın parçası olması gerektiğini belirtmektedirler. Sorumluluklara üretici tarafından bakacak olursak, bu konuda çizgiyi ülkelerin kendi yasaları çizmektedir; “Kirleten öder”. Ülkelerin oluşturdukları yasa tasarıları ya da kanunlarda, üreticinin sonuçta atık olacak olan ürünün, henüz planlama ve üretim aşamasında, bütün yaşam döngüsünü düşünmeleri ve planlamaları gerektiği belirtilmektedir. Bunun yanında Hollanda hükümeti, 1988 yılında, sorumluluğun ürünün hem tasarımcısında, hemde üreticisinde olduğunu belirtmektedir. Bu tez çalışmasında da üretici ve endüstri ürünleri tasarımcısının sürdürülebilir tasarım bilinçlerini irdelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma için iki grup belirlenmiştir, ilki endüstri ürünleri tasarımcısı sıfatı ile çalışan, endüstri ürünleri tasarımı lisans veya yüksek lisans eğitimi almış kişiler, diğeri ise üretim sektöründe çalışan, çalıştığı firmada üretilecek ürün ile ilgili karar verme yetkisi olan kişilerdir. Anketlerde katılımcılara sorulan soruların büyük çoğunluğu aynı olup, farklı sorular anketin birinci bölümünde, katılımcıların demografik bilgilerinin olduğu bölümdeki sorulardır. Anketin ikinci bölümü sürdürülebilir tasarım ile ilgili olup, sorulan sorular her iki katılımcı grup için aynıdır. Anketlerden elde edilen sonuçlara göre, üretici anketi (ÜA) katılımcılarının eğitim seviyeleri ve sürdürülebilir tasarım hakkında ki bilgi seviyeleri, endüstri ürünleri tasarımcısı anketi (EÜTA) katılımcılarından daha düşük olmasına rağmen EÜTA katılımcılarından sürdürülebilir tasarım uygulamalarında daha bilinçli oldukları görülmektedir. EÜTA katılımcılarının her ne kadar sürdürülebilir tasarım hakkindaki bilgi seviyeleri daha yüksek olsa da, yaptıkları ürün tasarımlarında ürünün biçimi ve ergonomisi gibi maddelere sürdürülebilir tasarım maddelerinden daha fazla dikkat etmektedirler. Tez çalışmasında uygulanan diğer bir yöntemde görüşme yöntemidir. Atık toplama ve geri dönüşüm süreçlerini daha iyi anlamak için Kadıköy bölgesinin atık toplanmasında sorumlu olan Altaş Yapı Sanayi yetkilisi çevre mühendisi Fikri Karaman ve geri dönüştürülmüş plastik malzeme üreticilerinden biri olan Hür Plastik firması yetkilisi çevre mühendisi Levent Şahin ile görüşmeler yapılmıştır.The purpose of this thesis is to analyze sustainability, sustainable product design, recycling and recycling materials while researching the importance producers and industrial designers give to sustainable design. The term “sustainability”, which has emerged like 40 years ago with the environmental problems arising, has evolved in time and has gathered attention with the report “Our Common Future” published in 1987. This report defines sustainable development as “development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs”. We face four main problems in trying to reach a sustainable development. Among these problems, the two major ones are excessive population and extreme consumption. The other two problems are related to the first two and are resource usage and pollution. When analyzing the term sustainability, one observes that the term not only has an environmental extent to it but also has a social and economic dimension. Ecological footprint and biocapacity terms have great importance in the research carried on the environmental extent of it. Analyzing the data from the “Living Planet Report” prepared by WWF every two years, ecological footprint to biocapacity ratios that best explain the current situation have been considered. Our Earth has a current ecological footprint to biocapacity ratio of 1.5; and, this value implies that 1.5 Earth is necessary to meet 1 unit of our consumption. When considering the ecological footprint to biocapacity ratios of some countries on Earth, it is observed that United States of America, England and Turkey need 2, 3 and 4 Earths respectively to meet their consumption levels. If the current situation continues as is, it is estimated that this current ratio that is on average 1.5 will increase to 2.5 by 2050. When looking at the components of the ecological footprint, the biggest share is observed to be of the carbon footprint with 55%. Carbon footprint is produced by the release of carbon as a result of the petroleum –a natural resource that is not renewable– based production and fuel usage and causes environmental problems. To eliminate this problem it is necessary to turn the resources we use from non-renewable into renewable resources and to use an efficient waste hierarchy method. As for sustainable product design, it is an important subheading of sustainability. Factors like cost, form and performance were paid attention to at products designed and produced in the old times while their environmental characteristics were ignored. With the emergence of sustainable product design and also with the law enforcement, firms have begun to give importance to the environmental impacts of their products. This topic has also started to be researched, and several researchers have prepared the principles of sustainable design. One of the most important headings of sustainable product design is product lifecycle. Product lifecycle aims to define the attainment of the material that will form the product, its production, its usage and its disposal. To be able to talk about a sustainable system, it is necessary that product lifecycle is a closed cycle. Towards this end, materials that form the product should be included in the system again as a material of the same or of another product. In case recyclable materials cannot be used, materials primarily used are virgin materials. However, not only the energy used to obtain these virgin materials again from the environment is more than the energy used to recycle them, but also in comparison the greenhouse gas release of these materials are more. The evaluation of a product’s lifecycle is a technique used to assess the effect of the inputs and outputs of lifecycle’s phases on the environment. Towards this end, ISO has published the 14000 standard series in order to ensure an international standard for the product life cycle in the firms. It is also aimed to resolve obstacles and complications in international trade by means of these standards. To form a sustainable system and for the lifecycle of a product to exist, it is necessary to separate our wastes. As these wastes re-enter the system, the need for new material will decrease and consequential environmental problems will be reduced, while demand for new sources will diminish. In case wastes are not separated and are thrown away as trash, recyclable waste gets contaminated and the capacity and efficiency to recycle will be less. Another problem is the decrease in the decomposition capacity and efficiency of decomposable wastes when recyclable waste goes to regular trash areas. Separating wastes can be done at our homes, i.e. at their source, while collecting them or at the waste center. Recyclable materials qualified as wastes are mainly glass, paper, plastic, metal and textile. These materials can be used again by recycling them for various areas of usage. Each of these materials is mentioned one by one in this study while describing their recycling processes. Another important section of this thesis is about the responsibilities to the environment. A lot of different products are produced on Earth and due to some wrong decisions taken during their manufacturing stages; they cause pollution as a waste and depletion of natural resources. Responsibilities of industrial product designers and of producers are analyzed under the responsibilities section of this study. When these responsibilities are looked into from the perspective of product designers, it is concluded that since a very long time they have not been meeting the responsibilities that are on their part. Though at the beginning, the job of a product designer was to address a need, this job definition has changed over time and has moved away from its responsibilities towards environment. However, at the beginning of 90s when sustainability has gained more importance, designers have started to remember their responsibility towards the world. Another idea among industrial product designers is as to whether principles exist for sustainable design or not. Although some researchers mention the existence of such principles, others claim that these principles should already be an inherent part of a good design. If we look at the responsibilities from the producer’s point of view; on this topic, the line is drawn by the laws of the countries; “whoever pollutes pays for it.” In the bills or laws that are passed in these countries, it is stated that already at the planning and manufacturing stage producers should think and plan ahead all the lifecycle of the product that will consequently become a waste. Besides this, in 1988 government of Holland states that responsibility is both on the designer and the producer of the product. This thesis study has aimed to examine sustainability consciousness of producers and industrial product designers. Two groups have been determined for the study. The first group constituted of those who work under the title “industrial product designer” and those who have an undergraduate or graduate degree in industrial product design, whereas the second group constituted of those who work in the production sector and have the authorization to take decisions on the product to be produced in the company they work for. The majority of questions asked to the participants of the surveys were the same. The questions that were different were given in the first part of the survey and were related to the demographic information of the participants. Questions in the second part of the survey regarding sustainability were the same for both groups. According to the results obtained from the surveys, although the knowledge level on sustainability and education of the producer survey (PS) participants were less than those of the participants of industrial product designer survey (IPDS), it was observed that they were more conscious of applications of sustainability. Even though IPDS participants were more knowledgeable on sustainable product design, they pay more attention to the form and ergonomics of the products they design rather than their sustainable design materials. Another methodology used in this study was interviews. To understand waste collection and recycling processes better, interviews were held with Fikri Karaman, an environmental engineer and an official from Altaş Yapı Sanayi – the company responsible of collecting wastes for the Kadıköy district – and Levent Şahin, also an environmental engineer and an official from Hür Plastik – a company that produces recycled plastic materials.Yüksek LisansM.Sc