Cách tiếp cận này xem xét toàn bộ vòng đời của sản phẩm, từ khai thác nguyên liệu thô đến xử lý hoặc tái chế và nhằm mục đích giảm mức tiêu thụ tài nguyên, phát sinh chất thải và ô nhiễm. Nguyên tắc thiết kế bền vững bao gồm hiệu quả năng lượng, sử dụng tài nguyên tái tạo, giảm chất thải và thúc đẩy trách nhiệm với môi trường và xã hội. Bằng cách tích hợp các nguyên tắc này vào quá trình thiết kế, các doanh nghiệp và ngành công nghiệp có thể đóng góp vào sự phát triển của một nền kinh tế tuần hoàn và bền vững hơn, cuối cùng mang lại lợi ích cho cả môi trường và xã hội. Nhận thức ngày càng tăng về biến đổi khí hậu và cạn kiệt tài nguyên đã dẫn đến sự tập trung ngày càng tăng vào thiết kế bền vững trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm kiến ​​trúc, thiết kế sản phẩm và quy hoạch đô thị. Kết quả là, thiết kế bền vững đang trở thành một khía cạnh thiết yếu của thực tiễn thiết kế hiện đại và được kỳ vọng sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc định hình tương lai của môi trường xây dựng và các sản phẩm tiêu dùng của chúng ta (Fletcher và Goggin, 2001; Walker, 2006).

Nguyên tắc thiết kế bền vững

Các nguyên tắc thiết kế bền vững bao gồm cách tiếp cận toàn diện để tạo ra các sản phẩm, tòa nhà và hệ thống nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, thúc đẩy công bằng xã hội và nâng cao phúc lợi của con người. Những nguyên tắc này bao gồm hiệu quả sử dụng năng lượng, nhằm mục đích giảm tiêu thụ năng lượng và sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên không thể tái tạo; lựa chọn vật liệu, bao gồm việc lựa chọn vật liệu có thể tái tạo, tái chế và có tác động môi trường thấp; giảm thiểu chất thải nhằm tìm cách giảm thiểu việc tạo ra chất thải và thúc đẩy tái chế và tái sử dụng; bảo tồn nước, trong đó nhấn mạnh đến việc sử dụng và quản lý nước hiệu quả; và bảo vệ đa dạng sinh học, tập trung vào việc bảo tồn hệ sinh thái và thúc đẩy cân bằng sinh thái.

Ngoài ra, các nguyên tắc thiết kế bền vững ưu tiên các yếu tố kinh tế và xã hội, chẳng hạn như sự tham gia của cộng đồng, khả năng tiếp cận tài nguyên một cách công bằng và khả năng tồn tại lâu dài về mặt kinh tế. Việc tích hợp các nguyên tắc này vào quy trình thiết kế đòi hỏi cách tiếp cận tư duy hệ thống, xem xét mối liên kết giữa các yếu tố khác nhau và các bên liên quan. Cách tiếp cận này cho phép các nhà thiết kế tạo ra các giải pháp sáng tạo nhằm giải quyết đồng thời nhiều thách thức bền vững, cuối cùng góp phần phát triển một xã hội kiên cường và bền vững hơn (McLennan, 2004; Birkeland, 2008).

Sáng kiến ​​Sản phẩm Bền vững và Chỉ thị Thiết kế Sinh thái của EU

Sáng kiến ​​Sản phẩm Bền vững (SPI) là một cách tiếp cận toàn diện của Ủy ban Châu Âu nhằm thúc đẩy sự phát triển và tiêu thụ các sản phẩm bền vững trong Liên minh Châu Âu. Nó nhằm mục đích sửa đổi Chỉ thị Thiết kế Sinh thái hiện tại của EU, trong đó đặt ra các yêu cầu sinh thái bắt buộc đối với các sản phẩm liên quan đến năng lượng và có khả năng đưa ra các biện pháp bổ sung để bao trùm nhiều loại sản phẩm hơn. SPI tập trung vào việc làm cho các sản phẩm bền hơn, có thể tái sử dụng, sửa chữa, tái chế và tiết kiệm năng lượng hơn, từ đó góp phần chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn. Nó cũng tìm cách tiêu chuẩn hóa các yêu cầu về hiệu suất và thông tin, cũng như phát triển hộ chiếu sản phẩm trên toàn EU để tạo điều kiện thuận lợi cho việc so sánh các sản phẩm về tính bền vững. Bằng cách tuân thủ Chỉ thị Ecodesign, SPI đặt mục tiêu tạo ra một thị trường lớn hơn và hiệu quả hơn cho các sản phẩm bền vững, mang lại động lực mạnh mẽ hơn cho các ngành công nghiệp đổi mới và áp dụng các phương pháp thiết kế bền vững (Ủy ban Châu Âu, 2020).

Chiến lược và kỹ thuật thiết kế bền vững

Các chiến lược và kỹ thuật thiết kế bền vững bao gồm nhiều cách tiếp cận khác nhau nhằm giảm tác động môi trường của các sản phẩm và quy trình. Một chiến lược như vậy là sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường, có nguồn gốc có trách nhiệm và có tác động môi trường tối thiểu trong quá trình sản xuất, sử dụng và thải bỏ. Một kỹ thuật khác là thực hiện các quy trình tiết kiệm năng lượng, giúp giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính trong suốt vòng đời sản phẩm. Thiết kế để tháo rời và mô đun hóa cũng rất quan trọng vì chúng tạo điều kiện cho việc sửa chữa, bảo trì và tái chế sản phẩm dễ dàng, từ đó kéo dài tuổi thọ của chúng và giảm chất thải. Ngoài ra, việc kết hợp các hệ thống khép kín và nguyên tắc kinh tế tuần hoàn vào quá trình thiết kế có thể giúp giảm thiểu mức tiêu thụ tài nguyên và phát sinh chất thải. Cuối cùng, việc thúc đẩy thiết kế mở và phần cứng mở có thể hỗ trợ tính bền vững bằng cách làm cho các sản phẩm dễ tiếp cận hơn, có khả năng thích ứng và tái sử dụng hơn, đồng thời khuyến khích sự hợp tác và đổi mới trong thực hành thiết kế bền vững (Bonvoisin, 2018; Bộ Nghiên cứu Đức, nd).

Vai trò của sở hữu trí tuệ trong thiết kế bền vững

Vai trò của sở hữu trí tuệ (IP) trong thiết kế bền vững rất đa dạng, vì nó vừa có thể thúc đẩy vừa cản trở sự phát triển và phổ biến các công nghệ và thực tiễn bền vững. Một mặt, quyền sở hữu trí tuệ, chẳng hạn như bằng sáng chế và quyền thiết kế, khuyến khích đổi mới bằng cách cấp độc quyền cho các nhà phát minh và nhà thiết kế, cho phép họ bảo vệ và thu lợi nhuận từ những sáng tạo của mình. Điều này có thể khuyến khích đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giải pháp bền vững, thúc đẩy những tiến bộ trong các lĩnh vực như năng lượng tái tạo, giảm chất thải và sử dụng hiệu quả tài nguyên (Bonvoisin, 2018).

Mặt khác, quyền sở hữu trí tuệ cũng có thể tạo ra rào cản đối với việc áp dụng rộng rãi các nguyên tắc thiết kế bền vững, đặc biệt trong bối cảnh thiết kế mở và phần cứng mở. Những cách tiếp cận này nhấn mạnh đến khả năng tiếp cận, cộng tác và chia sẻ kiến ​​thức cũng như tài nguyên, những điều có thể bị hạn chế bởi các biện pháp bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ (Bộ Nghiên cứu Đức, nd). Để đạt được sự cân bằng giữa khuyến khích đổi mới và thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi thiết kế bền vững, các nhà hoạch định chính sách và các bên liên quan trong ngành phải xem xét cẩn thận vai trò của IP trong việc định hình tương lai của thiết kế bền vững.

Thiết kế mở và phần cứng mở trong thiết kế bền vững

Thiết kế mở và phần cứng mở đóng vai trò quan trọng trong thiết kế bền vững bằng cách thúc đẩy khả năng tiếp cận, cộng tác và đổi mới. Những khái niệm này khuyến khích việc sử dụng các vật liệu và thành phần có sẵn trên toàn cầu, cũng như các thiết kế mô-đun dễ hiểu, dễ sửa chữa và tái chế (Bonvoisin, 2017). Bằng cách làm cho các thiết kế sản phẩm và quy trình sản xuất có thể truy cập một cách mở, thiết kế mở và phần cứng mở thúc đẩy văn hóa chia sẻ và cộng tác kiến ​​thức, điều này có thể dẫn đến các giải pháp hiệu quả và bền vững hơn.

Hơn nữa, thiết kế mở và phần cứng mở có thể giúp vượt qua các rào cản sở hữu trí tuệ có thể cản trở sự đổi mới bền vững (Bộ Nghiên cứu Đức, 2020). Bằng cách cho phép mọi người làm việc với các sản phẩm được thiết kế mở và tài liệu của chúng, thậm chí vì mục đích thương mại, những khái niệm này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các sản phẩm bền vững và các quy trình tuần hoàn trong các ngành công nghiệp khác nhau. Về bản chất, thiết kế mở và phần cứng mở góp phần thúc đẩy thiết kế bền vững bằng cách tạo điều kiện cho cách tiếp cận toàn diện, minh bạch và hợp tác hơn để phát triển sản phẩm và quản lý tài nguyên.

Thiết kế bền vững trong các ngành công nghiệp khác nhau

Thiết kế bền vững được thực hiện trên nhiều ngành công nghiệp khác nhau thông qua việc áp dụng các vật liệu thân thiện với môi trường, quy trình tiết kiệm năng lượng và công nghệ tiên tiến. Trong ngành xây dựng, các biện pháp xây dựng xanh như thiết kế năng lượng mặt trời thụ động, thông gió tự nhiên và sử dụng vật liệu tái chế được áp dụng để giảm thiểu tác động đến môi trường. Trong ngành thời trang, thiết kế bền vững liên quan đến việc sử dụng các vật liệu hữu cơ, tái chế hoặc phân hủy sinh học, cũng như các hoạt động sản xuất có đạo đức và tính minh bạch của chuỗi cung ứng. Ngành công nghiệp ô tô tập trung vào phát triển xe điện, vật liệu nhẹ và công nghệ tiết kiệm nhiên liệu để giảm lượng khí thải và cải thiện tính bền vững tổng thể. Tương tự, ngành công nghiệp điện tử kết hợp các nguyên tắc thiết kế bền vững bằng cách thiết kế các sản phẩm tiết kiệm năng lượng, dễ sửa chữa và tái chế. Trong tất cả các ngành, chiến lược thiết kế bền vững được hỗ trợ bởi nhiều chứng nhận và tiêu chuẩn khác nhau, chẳng hạn như LEED, Cradle to Cradle và Fair Trade, giúp hướng dẫn và xác nhận việc thực hiện các hoạt động bền vững. Nhìn chung, việc tích hợp thiết kế bền vững trong các ngành công nghiệp khác nhau góp phần vào nỗ lực toàn cầu hướng tới một nền kinh tế tuần hoàn và có trách nhiệm với môi trường hơn.

Những thách thức và hạn chế của thiết kế bền vững

Việc thực hiện thiết kế bền vững phải đối mặt với một số thách thức và hạn chế. Một thách thức đáng kể là sự thiếu nhận thức và hiểu biết về các nguyên tắc thiết kế bền vững của các nhà thiết kế, nhà sản xuất và người tiêu dùng. Khoảng cách kiến ​​thức này có thể dẫn đến những quan niệm sai lầm về lợi ích và tính khả thi của thiết kế bền vững, cản trở việc áp dụng rộng rãi thiết kế này. Ngoài ra, chi phí ban đầu để thực hiện các phương pháp thiết kế bền vững có thể cao hơn các phương pháp truyền thống, cản trở các doanh nghiệp đầu tư vào các giải pháp bền vững.

Một hạn chế khác là sự phức tạp của việc đánh giá và đo lường tác động môi trường của các sản phẩm và quy trình. Điều này có thể gây khó khăn cho các nhà thiết kế và nhà sản xuất trong việc xác định các lựa chọn bền vững nhất và gây khó khăn cho người tiêu dùng trong việc đưa ra những lựa chọn sáng suốt. Hơn nữa, tính chất toàn cầu của chuỗi cung ứng và các quy định môi trường khác nhau giữa các quốc gia có thể làm phức tạp thêm việc thực hiện các biện pháp thiết kế bền vững.

Cuối cùng, quyền sở hữu trí tuệ đôi khi có thể cản trở việc chia sẻ những đổi mới thiết kế bền vững, vì các công ty có thể miễn cưỡng chia sẻ kiến ​​thức độc quyền của mình vì sợ mất lợi thế cạnh tranh. Điều này có thể làm chậm tiến độ chung hướng tới thực hành thiết kế bền vững hơn trong các ngành.

Nền kinh tế tuần hoàn và thiết kế bền vững

Nền kinh tế tuần hoàn và thiết kế bền vững là những khái niệm gắn bó chặt chẽ với nhau, có chung mục tiêu là giảm tác động môi trường và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên. Nền kinh tế tuần hoàn là một mô hình kinh tế nhằm mục đích loại bỏ chất thải và thúc đẩy việc sử dụng liên tục các nguồn tài nguyên thông qua tái chế, tái sản xuất và tái sử dụng. Mặt khác, thiết kế bền vững tập trung vào việc tạo ra các sản phẩm, hệ thống và dịch vụ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và tối đa hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên trong suốt vòng đời của chúng.

Cả hai cách tiếp cận đều nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét toàn bộ vòng đời của sản phẩm, từ khai thác nguyên liệu thô đến thải bỏ cuối vòng đời. Bằng cách tích hợp các nguyên tắc thiết kế bền vững vào quá trình phát triển, các sản phẩm có thể được tạo ra dễ dàng kết hợp hơn với nền kinh tế tuần hoàn. Điều này bao gồm việc thiết kế để đảm bảo độ bền, tính mô-đun và dễ sửa chữa cũng như sử dụng các vật liệu có thể dễ dàng tái chế hoặc tái sử dụng. Đổi lại, nền kinh tế tuần hoàn cung cấp một khuôn khổ cho thiết kế bền vững bằng cách khuyến khích phát triển các sản phẩm có thể luân chuyển liên tục trong nền kinh tế, giảm nhu cầu về nguyên liệu thô và giảm thiểu phát sinh chất thải.

Tóm lại, nền kinh tế tuần hoàn và thiết kế bền vững là các chiến lược bổ sung cho nhau nhằm thúc đẩy một xã hội có trách nhiệm với môi trường và sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn (Bonvoisin, 2017; Bộ Nghiên cứu Đức, 2020).

Tiêu chuẩn và chứng nhận thiết kế bền vững

Các tiêu chuẩn và chứng nhận thiết kế bền vững đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy các hoạt động thân thiện với môi trường và đảm bảo rằng các sản phẩm và dịch vụ tuân thủ các tiêu chí bền vững cụ thể. Một số chứng chỉ đáng chú ý bao gồm Lãnh đạo trong Thiết kế Năng lượng và Môi trường (LEED), hệ thống xếp hạng công trình xanh được công nhận rộng rãi do Hội đồng Công trình Xanh Hoa Kỳ (USGBC) phát triển. Một chứng nhận nổi bật khác là Phương pháp đánh giá môi trường của cơ sở nghiên cứu xây dựng (BREEAM), đánh giá tính bền vững của các tòa nhà ở nhiều hạng mục khác nhau như quản lý năng lượng, nước và chất thải. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) cũng đưa ra một số tiêu chuẩn liên quan đến thiết kế bền vững, chẳng hạn như ISO 14001 cho hệ thống quản lý môi trường và ISO 50001 cho quản lý năng lượng. Ngoài ra, Tiêu chuẩn sản phẩm được chứng nhận Cradle to Cradle đánh giá các sản phẩm dựa trên tình trạng vật chất, khả năng tái sử dụng vật liệu, sử dụng năng lượng tái tạo, quản lý nước và sự công bằng xã hội. Những chứng nhận và tiêu chuẩn này không chỉ giúp các tổ chức thể hiện cam kết của họ đối với tính bền vững mà còn cung cấp khuôn khổ để cải tiến liên tục các phương pháp thiết kế bền vững (USGBC, nd; BREEAM, nd; ISO, nd; Cradle to Cradle Products Innovation Institute, nd).

Tương lai của thiết kế bền vững

Tương lai của thiết kế bền vững dự kiến ​​sẽ được thúc đẩy bởi những tiến bộ trong công nghệ, nâng cao nhận thức về các vấn đề môi trường và áp dụng các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn. Những đổi mới trong khoa học vật liệu, chẳng hạn như phát triển các vật liệu có thể phân hủy sinh học và tái chế, sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các sản phẩm bền vững. Ngoài ra, các công nghệ kỹ thuật số như trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn và Internet vạn vật sẽ cho phép các nhà thiết kế tối ưu hóa hiệu quả tài nguyên và giảm thiểu lãng phí trong suốt vòng đời sản phẩm.

Sự hợp tác giữa các bên liên quan khác nhau, bao gồm chính phủ, các ngành công nghiệp và người tiêu dùng, sẽ rất cần thiết trong việc thúc đẩy các hoạt động thiết kế bền vững. Việc thực hiện các quy định nghiêm ngặt, chẳng hạn như Chỉ thị về thiết kế sinh thái của EU, sẽ khuyến khích các nhà sản xuất áp dụng các chiến lược thiết kế thân thiện với môi trường. Hơn nữa, việc thiết lập các tiêu chuẩn và chứng nhận thiết kế bền vững sẽ giúp người tiêu dùng đưa ra những lựa chọn sáng suốt, thúc đẩy nhu cầu thị trường đối với các sản phẩm bền vững.

Tóm lại, tương lai của thiết kế bền vững sẽ được đặc trưng bởi cách tiếp cận toàn diện có tính đến các yếu tố môi trường, xã hội và kinh tế. Điều này sẽ dẫn đến việc phát triển các giải pháp đổi mới không chỉ giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường mà còn góp phần mang lại phúc lợi chung cho xã hội và nền kinh tế toàn cầu (Bonvoisin, 2018; Ủy ban Châu Âu, 2019).

Nghiên cứu trường hợp và ví dụ về thiết kế bền vững

Nhiều nghiên cứu điển hình minh họa cho thiết kế bền vững trong các ngành công nghiệp khác nhau. Một ví dụ như vậy là Trung tâm Bullitt ở Seattle, một tòa nhà thương mại sáu tầng được thiết kế để không gây tác động đến môi trường. Tòa nhà kết hợp các tính năng như thu nước mưa, tấm pin mặt trời và nhà vệ sinh bằng phân trộn, thiết lập chuẩn mực cho kiến ​​trúc bền vững (McDonough & Braungart, 2013). Một ví dụ khác là Fairphone, một điện thoại thông minh mô-đun được thiết kế để dễ dàng sửa chữa và nâng cấp, giảm rác thải điện tử và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn (Fairphone, 2021). Trong ngành thời trang, chương trình Worn Wear của Patagonia khuyến khích khách hàng sửa chữa, tái sử dụng và tái chế quần áo của họ, kéo dài vòng đời sản phẩm và giảm lãng phí (Patagonia, 2021). Những ví dụ này chứng minh cách áp dụng các nguyên tắc thiết kế bền vững trên nhiều lĩnh vực khác nhau, góp phần mang lại một tương lai có trách nhiệm hơn với môi trường và sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn.