Tiêu chuẩn TCVN 14460:2025 Hướng dẫn hiệu quả sử dụng vật liệu trong thiết kế môi trường

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14460:2025

IEC TR 62824:2016

HƯỚNG DẪN CÁC XEM XÉT VỀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG THIẾT KẾ CÓ Ý THỨC VỀ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI CÁC SẢN PHẨM ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ

Guidance on material efficiency considerations in environmentally conscious design of electrical and electronic products

Lời nói đầu

TCVN 14460:2025 hoàn toàn tương đương với IEC TR 62824:2016;

TCVN 14460:2025 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E3 Thiết bị điện tử dân dụng biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

HƯỚNG DẪN CÁC XEM XÉT VỀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG THIẾT KẾ CÓ Ý THỨC VỀ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI CÁC SẢN PHẨM ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ

Guidance on material efficiency considerations in environmentally conscious design of electrical and electronic products

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này cung cấp thông tin về việc lựa chọn và sử dụng hiệu quả vật liệu trong các sản phẩm điện và điện tử. Thiết kế có ý thức về môi trường (ECD) có thể tiến hành theo cách mà các khía cạnh đều được tính đến trong giai đoạn thiết kế bao gồm loại vật liệu, lượng vật liệu, khả năng thay thế vật liệu, vật liệu tái tạo, khả năng tái chế vật liệu, khả năng phục hồi vật liệu và độ bền của sản phẩm.

2 Tài liệu viện dẫn

Trong tiêu chuẩn này không có tài liệu nào viện dẫn.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Thiết kế có ý thức về môi trường (environmentally conscious design)

Phương pháp tiếp cận mang tính hệ thống ECD có tính đến các khía cạnh môi trường trong quá trình thiết kế và phát triển với mục đích giảm tác động bất lợi đến môi trường.

[NGUỒN: TCVN 13788:2023 (IEC 62430:2009), 3.6]

3.2

Vật liệu (material)

Chất hoặc hỗn hợp trong một sản phẩm hoặc bộ phận sản phẩm.

[NGUỒN: IEC 62747:2012, 3.4]

3.3

Hiệu quả sử dụng vật liệu (material efficiency)

Chỉ số so sánh của vật liệu được sử dụng cho một sản phẩm để cung cấp một chức năng cụ thể.

Chú thích 1: Hiệu quả của vật liệu có thể được đánh giá bằng cách cân nhắc các khía cạnh như: loại vật liệu, lượng vật liệu, khả năng thay thế vật liệu, sử dụng vật liệu tái tạo, khả năng tái chế của vật liệu, khả năng thu hồi vật liệu và độ bền của sản phẩm.

Chú thích 2: Hiệu quả của vật liệu lả một thành phần của hiệu quả tài nguyên. Hiệu quả tài nguyên bao gồm tất cả các khía cạnh của hiệu quả vật chất và ngoài ra, việc sử dụng năng lượng, nước, không khí, đất đai,v.v.

3.4

Khả năng thu hồi vật liệu (material recoverability)

Đặc tính của thiết kế sản phẩm quyết định mức độ dễ dàng tách một vật liệu cụ thể khỏi các vật liệu khác ở giai đoạn cuối vòng đời.

Chú thích 1: Sự tách rời bao gồm các quá trình cơ học, hóa học hoặc nhiệt.

Chú thích 2: Định nghĩa này dành riêng cho thiết kế sản phẩm.

3.5

Khả năng tái chế vật liệu (material recyclability)

Khả năng của vật liệu phế thải được xử lý cho mục đích ban đầu hoặc cho các mục đích khác, ngoại trừ thu hồi năng lượng

[NGUỒN: IEC 62542:2013, 6.9, đã sửa đổi - từ "vật liệu" đã được thêm vào thuật ngữ]

3.6

Khả năng thay thế của vật liệu (material substitutability)

Khả năng của một vật liệu có thể được thay thế trong một sản phẩm bằng một vật liệu khác.

Chú thích 1: Khả năng có thể thay thế của vật liệu không chỉ phụ thuộc vào vật liệu mà còn phụ thuộc vào sản phẩm. Tùy thuộc vào cách sử dụng vật liệu và khai thác đặc tính nào của nó mà cùng một vật liệu có thể thay thế được hoặc không.

3.7

Hỗn hợp (mixture)

Hỗn hợp hoặc dung dịch gồm hai hoặc nhiều chất trong đó chúng không phản ứng.

Chú thích 1: Hợp kim được coi là một hỗn hợp.

Chú thích 2: Định nghĩa được lấy từ Hệ thống Hài hòa Toàn cầu về Phân loại và Ghi nhãn Hóa chất (GHS): 2015, Chương 1.2, Định nghĩa và từ viết tắt.

[NGUỒN: IEC 62474:2012, 3.6, được sửa đổi - Thêm Chú thích 2]

3.8

Độ bền (durability)

Khả năng thực hiện theo yêu cầu trong các điều kiện sử dụng và bảo trì đã cho, đến hết thời gian sử dụng hữu ích.

[NGUỒN: IEC 60050-192:2015, 192-01-21]

3.9

Chất (substance)

Nguyên tố hóa học và các hợp chất của nó ở trạng thái tự nhiên hoặc thu được từ bất kỳ quy trình chế tạo nào, bao gồm bất kỳ chất phụ gia nào cần thiết để duy trì tính ổn định của nó và bất kỳ tạp chất nào phát sinh từ quá trình được sử dụng, nhưng không bao gồm bất kỳ dung môi nào có thể được tách ra mà không ảnh hưởng đến độ ổn định của chất đó hoặc thay đổi thành phần của nỏ.

Chú thích 1: Định nghĩa được lấy từ Hệ thống Hài hòa Toàn cầu về Phân loại và Ghi nhãn Hóa chất (CHS): 2015, Chương 1.2, Định nghĩa và từ viết tắt.

[NGUỒN: IEC 62474:2012, 3.13, đã sửa đổi - Đã thêm Chú thích 1]

3.10

Vật liệu tái tạo (renewable material)

Vật liệu có nguồn được bổ sung và sẽ không bị cạn kiệt ở tốc độ sử dụng.

4 Mối quan hệ giữa hiệu quả sử dụng vật liệu và ECD

Các tiêu chuẩn ECD nói chung bao gồm tất cả các khía cạnh môi trường trong vòng đời của sản phẩm.

Có thể tích hợp các cân nhắc về hiệu quả sử dụng vật liệu vào quy trình ECD bằng cách thực hiện các nội dung sau:

• Ở giai đoạn "phân tích các yêu cầu quy định và về môi trường của các bên liên quan", các yêu cầu liên quan đến hiệu quả của vật liệu, nếu có, cần được nhận dạng và phân tích.

• Ở giai đoạn "nhận dạng và đánh giá các khía cạnh môi trường và các tác động tương ứng", các khía cạnh vật liệu liên quan cần được nhận dạng và, nếu có thể, cần được đánh giá;

• Ở giai đoạn "thiết kế và phát triển", cần cân nhắc về thành phần vật liệu như loại vật liệu, lượng vật liệu, khả năng thay thế vật liệu, sử dụng vật liệu tái tạo, khả năng tái chế vật liệu, khả năng thu hồi vật liệu, và độ bền của sản phẩm, nếu có liên quan.

Thay đổi thiết kế của sản phẩm liên quan đến hiệu quả vật liệu có thể tác động đến các khía cạnh môi trường khác và do đó quy trình ECD cần được cân nhắc lại hoàn toàn.

Hình 1 minh họa cách các khía cạnh vật liệu có thể được tích hợp vào quy trình ECD. Phần giữa và phần bên phải trong Hình 1 cung cấp cái nhìn tổng quan về quy trình ECD. Phần bên trái đưa ra các ví dụ về các khía cạnh vật liệu khác nhau được cân nhắc trong quá trình triển khai quy trình ECD.

Hình 1 - Minh họa sự tích hợp các khía cạnh vật liệu vào quá trình ECD

5 Các khía cạnh vật liệu đối với hiệu quả sử dụng vật liệu

5.1 Loại vật liệu và lượng vật liệu

5.1.1 Yêu cầu chung

Công bố vật liệu theo TCVN 13789 (IEC 62474) có thể cung cấp nguồn thông tin về loại và lượng vật liệu sử dụng trong một sản phẩm.

CHÚ THÍCH: Công bố vật liệu có thể chỉ sẵn có đối với các vật liệu có chứa các chất có nghĩa vụ phải báo cáo.

5.1.2 Loại vật liệu

Loại vật liệu được mô tả bởi các tính chất vật lý và hóa học của vật liệu.

Loại vật liệu ảnh hưởng đến tác động môi trường vì:

• các tính chất vật lý hoặc hóa học của vật liệu;

• các quá trình bao gồm khai thác, chế tạo, tích trữ, vận chuyển, tái chế và thải bỏ.

5.1.3 Lượng vật liệu

Nói chung, bằng cách giảm lượng vật liệu nhất định, tác động môi trường của sản phẩm liên quan đến vật liệu đó sẽ giảm đi. Tuy nhiên, các khía cạnh khác ví dụ như cách kết hợp vật liệu vào sản phẩm có thể ảnh hưởng đến khả năng tái chế và thu hồi của các vật liệu tương ứng.

CHÚ THÍCH: Giảm lượng vật liệu có thể ảnh hưởng đến an toàn, chất lượng, tính năng, ...v.v. của sản phẩm.

VÍ DỤ: Vì lý do tương thích điện từ (EMC), lớp phủ dẫn điện có thể được cung cấp như một phần của vỏ bọc sản phẩm. Điều này có thể đạt được bằng cách phủ một lớp phủ kim loại lên vỏ nhựa hoặc bằng cách sử dụng các bộ phận nhựa và kim loại riêng biệt. Nếu sử dụng lớp phủ kim loại thì cần ít kim loại hơn nhiều, nhưng sẽ rất khó tách nhựa và lớp phủ kim loại. Trong trường, hợp này, sử dụng, hai bộ phận sẽ dẫn đến sử dụng nhiều vật liệu hơn và điều đó có thể cải thiện khả năng thu hồi vật liệu.

Khi cân nhắc lượng vật liệu, có thể tính đến những điều sau:

• Lượng vật liệu sử dụng trong sản phẩm đó;

CHÚ THÍCH: Giảm lượng vật liệu trong một sản phẩm cũng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tỷ lệ tái chế của nó.

• Lượng vật liệu tiêu thụ để chế tẹo sản phẩm phụ thuộc vào quá trình chế tạo, ví dụ như đúc, tiện, tạo hình, ép đùn. Lựa chọn quy trình phụ thuộc vào các thuộc tính vật lý của vật liệu và thiết kế sản phẩm. Một lượng vật liệu nhất định bị lãng phí trong mỗi quy trình chế tạo (ví dụ như hình thành phôi trong quá trình cắt gọt vật liệu bằng phương tiện cơ khí, sử dụng các công cụ như cưa, máy tiện và phay).

5.2 Khả năng thay thế vật liệu

Các nhà chế tạo thường hay tìm kiếm các nhà cung cấp thay thế như một phần trong kế hoạch dự phòng của họ. Người ta kỳ vọng rằng các quy trình dành cho một thiết kế chắc chắn sẽ đảm bảo rằng các vật liệu thay thế và các nhà cung cấp thay thế cũng được xem xét. Các hoạt động này sẽ dẫn đến việc lựa chọn các vật liệu khác nhau và dẫn đến những thay đổi về tác động môi trường.

CHÚ THÍCH: Thay thế vật liệu có thể ảnh hưởng đến chất lượng, an toàn, tính năng, khả năng tiếp thị, v.v.

Sau đây là các ví dụ về các yếu tố có thể kích hoạt nhu cầu thay thế một vật liệu được sử dụng trong một sản phẩm đã cho:

• Những thay đổi về quy định ở các khu vực/quốc gia khác nhau có thể ảnh hưởng đến sự sẵn có hoặc việc sử dụng vật liệu cụ thể đó;

• Các quy trình chế tạo mới có thể xuất hiện, khiến cho việc sử dụng một vật liệu thay thế trở nên khả thi hoặc khiến cho việc sử dụng vật liệu ban đầu trở nên không thực tế;

• Tổ chức tìm cách chế tạo ở một khu vực/quốc gia mới nơi không có nguyên liệu ban đầu,

• Cách sáng tạo trong việc sử dụng vật liệu trong sản phẩm.

Khi xem xét khả năng thay thế vật liệu, những điều sau đây có thể được tính đến:

• Thiết kế sản phẩm hoặc quy trình để cho phép sử dụng một vật liệu thay thế, ví dụ như bằng cách thay thế một vật liệu không tái tạo bằng một vật liệu tái tạo,

• Tìm cách quy định một vật liệu thay thế cho vật liệu không tái tạo có tác động môi trường thấp hơn;

• Bằng cách sử dụng một vật liệu trong ứng dụng có độ bền tốt hơn hoặc bằng vật liệu ban đầu;

• Ấn định một mức độ quan trọng cao hơn đối với tác động môi trường của vật liệu, so với các yếu tố ưu tiên khác;

• Tránh quy định quá mức các yêu cầu về vật liệu như loại vật liệu và/hoặc thành phần vật liệu;

• Sử dụng một công nghệ mới có lợi cho môi trường để sản xuất bộ phận thiết bị (ví dụ như công nghệ đó sử dụng ít năng lượng hơn).

5.3 Vật liệu tái tạo

Vật liệu tái tạo có thể được xem xét như một vật liệu thay thế nhưng do chúng có những thuộc tính khác nên có thể cần có những thay đổi về thiết kế (ví dụ như thay đổi kích thước của một bộ phận).

CHÚ THÍCH: Sử dụng các vật liệu tái tạo có thể tác động tích cực hoặc tiêu cực tới môi trường. Ví dụ như sản xuất một vật liệu tái tạo có thể dẫn đến tiêu thụ nước tăng cao, hiện tượng phủ dưỡng và/hoặc sử dụng đất.

5.4 Khả năng tái chế vật liệu và khả năng thu hồi vật liệu

5.4.1 Khái quát

Một số quy định khu vực đã đưa vào áp dụng các yêu cầu tái chế sản phẩm hoặc vật liệu.

Từ quan điểm tái chế, việc giảm thiểu lượng các vật liệu khác nhau trong sản phẩm thường là có lợi.

5.4.2 Khả năng tái chế vật liệu

Khả năng tái chế của vật liệu phụ thuộc vào bản thân vật liệu đó và các quy trình xử lý biến đổi các dòng chất thải thành các vật liệu tái chế.

Việc tính toán tỉ lệ tái chế sản phẩm được mô tả trong IEC TR 62635.

Khi cân nhắc khả năng tái chế của vật liệu, những điều sau đây có thể được tính đến:

• Một bộ phận làm từ một vật liệu duy nhất có thể tái chế thường thích hợp cho việc xử lý cuối vòng đời. Tuy nhiên, điều này có thể không đúng cho mọi trường hợp, ví dụ như, có nhiều loại nhựa thuộc cùng một loại chung (ví dụ như ABS), nhưng có nhiều công thức của loại chung đó có thể giảm thiểu hoặc ngăn ngừa việc tái chế loại nhựa đó.

CHÚ THÍCH: Sử dụng một vật liệu duy nhất không phải lúc nào cũng là tối ưu nếu như vật liệu duy nhất đó tác động lớn tới môi trường.

• Khả năng tối chế của vật liệu có thể thay đổi giữa các khu vực địa lý khác nhau ví dụ như tùy thuộc vào các công nghệ tái chế sẵn có.

• Các quy định tại địa phương có thể yêu cầu một số vật liệu nhất định phải được tái chế.

• Đảm bảo rằng các sản phẩm được thiết kế để đạt được việc tích hợp các vật liệu (nhựa) (để sử dụng tính chất vật lý tương tự) và tránh việc bổ sung một chất có thể làm giảm khả năng tái chế.

5.4.3 Khả năng thu hồi vật liệu

Khả năng thu hồi vật liệu phụ thuộc vào cách các vật liệu được sử dụng trong một sản phẩm và các quá trình tách rời tạo ra các luồng rời rạc trong các quá trình xử lý chất thải hoặc cho phép các vật liệu có thể thu hồi được sao cho vật liệu có thể sử dụng lại được.

Khi cân nhắc khả năng thu hồi của vật liệu, có thể tính tới các vấn đề sau:

• Đảm bảo rằng các sản phẩm được thiết kế sao cho các phần cụ thể (ví dụ như cụm lắp ráp bản mạch in, và các pin thứ cấp nhỏ gọn) có thể dễ dàng tháo rời bằng cách sử dụng các công cụ thông thường sẵn có;

• Đảm bảo rằng các vật liệu khác nhau được sử dụng với nhau có thể dễ dàng tách rời bằng cách sử dụng các dụng cụ và kỹ thuật sẵn có tại các cơ sở tái chế địa phương;

• Luật pháp địa phương có thể yêu cầu thu hồi một số vật liệu nhất định, có thể do giá trị của chúng (ví dụ như các vật liệu đất hiếm) hoặc có thể do tính chất nguy hiểm của chúng (ví dụ như thủy ngân);

• Nói chung, khả năng thu hồi của một vật liệu có thể tăng, lên nếu bộ phận sử dụng vật liệu đó có thể được tách ra bằng các quy trình cơ học.

5.5 Độ bền của sản phẩm

Độ bền của một sản phẩm sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm các vật liệu được chọn và cách chúng được kết hợp vào sản phẩm (ví dụ như lực tác dụng lên vật liệu, nhiệt độ làm việc của chúng), Do đó, cần thận trọng khi lựa chọn vật liệu để đảm bảo rằng chúng tương thích với tuổi thọ dự kiến của sản phẩm khi sử dụng trong ứng dụng.

Khi cân nhắc độ bền lâu của sản phẩm, những điều sau đây có thể được tính đến:

• Việc căn chỉnh tuổi thọ dự kiến của từng bộ phận và từng thành phần với tuổi thọ dự kiến của sản phẩm có thể giúp sản phẩm không bị loại bỏ sớm do những lỗi nhỏ;

CHÚ THÍCH: Nếu như không thể cân bằng tuổi thọ dự kiến của từng bộ phận và từng thành phần nêu trên thì có thể cân nhắc việc dễ dàng sửa chữa sản phẩm hoặc tái sử dụng bộ phận đó.

• Các bề mặt bên ngoài của các bộ phận cần có khả năng chịu mài mòn, chống bám bẩn và chống ăn mòn có thể xảy ra trong ứng dụng dự kiến, vì điều đó sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của vật liệu.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] IEC 60050-192, International electrotechnical vocabulary - Part 192: Dependability (available at http://www.electropedia.org) Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế - Phần 192: Độ tin cậy (có tại http://www.electropedia.org).

[2] IEC 62430:2009, Environmentally conscious design for electrical and electronic products (Thiết kế có ý thức về môi trường cho các sản phẩm điện và điện tử).

[3} IEC 62474:2012, Material declaration for products of and for the electrotechnical industry (Công bố vật liệu cho các sản phẩm của ngành kỹ thuật điện).

[4] IEC 62542:2013, Environmental standardization for electrical and electronic products and systems - Glossary of terms (Tiêu chuẩn hóa môi trường cho các sản phẩm và hệ thống điện và điện tử - Bảng chú giải thuật ngữ)

[5] TCVN XXXX (IEC TR 62635:2012), Hướng dẫn về thông tin cuối vòng đời do nhà sản xuất và nhà tái chế cung: cấp cũng như cách tính tỷ lệ tái chế của thiết bị điện và điện tử.

[6] Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS): 2015, Chapter 1.2, Definitions and Abbreviations, (Hệ thống hài hòa toàn cầu về phân loại và ghi nhãn hóa chất (GHS): 2015, Chương 1.2, Định nghĩa và từ viết tắt).

Mục lục

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Mối quan hệ giữa hiệu quả sử dụng vật liệu và ECD

5 Các khía cạnh vật liệu để đạt được hiệu quả sử dụng vật liệu

Thư mục tài liệu tham khảo