木塑復(fù)合材料在公共家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

陳梅春蘇艷煒歐 彬

(1.西南林業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院，云南昆明 650224；2.昆明好百年家具有限公司，云南昆明 650000）

木塑復(fù)合材料在公共家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

陳梅春1蘇艷煒1歐 彬2

(1.西南林業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院，云南昆明 650224；2.昆明好百年家具有限公司，云南昆明 650000）

木塑復(fù)合材料是一種新型的環(huán)保材料，通過分析其外觀性能、加工屬性、功能型性能等設(shè)計(jì)屬性，借鑒產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程與方法，將其運(yùn)用于公共家具設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)出三款家具產(chǎn)品，拓寬木塑復(fù)合材料在家具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

木塑復(fù)合材料；公共家具；設(shè)計(jì)；創(chuàng)新

隨著資源短缺加劇和人類環(huán)保意識增強(qiáng)，環(huán)保材料在各個(gè)領(lǐng)域正逐漸盛行。目前，木塑復(fù)合材料（Wood-plastic composites,WPC )作為一種新型的環(huán)保材料，已經(jīng)受到全球廣泛的關(guān)注。它是由聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯與木粉、稻殼、秸稈等植物纖維混合成的新材料，再經(jīng)注射成型、模壓、擠壓等塑料加工工藝，從而生產(chǎn)出的板材或型材[1]。現(xiàn)有的由木塑復(fù)合材料為原料制成的木塑產(chǎn)品包括木塑地板（圖1）、木塑托盤（圖2）、木塑器具（圖3）等。因其同時(shí)具有木材和塑料的特性，越來越廣泛地應(yīng)用在建筑、裝潢、包裝等行業(yè)上，但其在家具領(lǐng)域的應(yīng)用還有待突破。

公共家具在生活中服務(wù)于人們的活動(dòng)，是城市空間的重要組成部分。對長期用于戶外的公共家具，要求其材料具有很好的耐候性和較強(qiáng)的耐老化性。木塑復(fù)合材料同時(shí)具有耐磨、耐腐蝕、防水、尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，欲拓寬木塑復(fù)合材料的市場，現(xiàn)將其試運(yùn)用于公共家具中。

1 家具的設(shè)計(jì)要素分析

家具作為一種必需品存在于人們的生活、學(xué)習(xí)、工作和社會活動(dòng)中，不是純粹是藝術(shù)品，更是工業(yè)產(chǎn)品。因此，家具設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一定的設(shè)計(jì)原則，即全面考慮家具的使用功能、造型藝術(shù)和物質(zhì)技術(shù)條件這三大要素[2]。

1.1 家具的使用功能

所有的家具都有其特定的使用功能[3]。使用功能是家具造型設(shè)計(jì)的前提，沒有使用功能的家具就沒有存在的價(jià)值。家具的使用功能需要全面考慮人體的形態(tài)特征和生理?xiàng)l件等人體機(jī)能?？傊?，圍繞“以人為本”的基本準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，將有助于家具使用功能的提升。

1.2 家具的造型藝術(shù)

家具產(chǎn)品一般都具有一定的造型藝術(shù)，其外觀設(shè)計(jì)要符合形式美的規(guī)律。點(diǎn)、線、面、體、色彩、質(zhì)感是構(gòu)成藝術(shù)形態(tài)的基本造型要素，設(shè)計(jì)者可以巧妙地運(yùn)用這些要素，通過不同的線面組合，設(shè)計(jì)出符合幾何規(guī)律的形體、合理的材料質(zhì)感、與環(huán)境相適宜的色彩，使家具產(chǎn)品的在造型上符合美學(xué)規(guī)律和形式美法則，構(gòu)成完美的家具形象。

1.3 家具的物質(zhì)技術(shù)條件

設(shè)計(jì)不能脫離實(shí)際，家具設(shè)計(jì)應(yīng)在物質(zhì)技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，與材料、結(jié)構(gòu)、工藝密切結(jié)合，盡量做到材料多樣化，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，零部件通用化，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與現(xiàn)有的技術(shù)裝備及工藝水平相適應(yīng)，避免設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)。同時(shí)，物質(zhì)技術(shù)條件是實(shí)現(xiàn)使用功能要求和造型藝術(shù)的重要保證。

2 木塑復(fù)合材料的設(shè)計(jì)屬性

2.1 外觀屬性

材料的外觀屬性通常包括形態(tài)、色彩、肌理等方面。木塑復(fù)合材料大部分是擠出成型的，因此可以制造出凹凸的肌理，使其富有特殊的裝飾效果（圖4），但大多數(shù)情況下只能呈現(xiàn)直線狀態(tài)[4]。木塑型材的通孔設(shè)計(jì)（圖5）一方面可以豐富木塑復(fù)合材料的形態(tài)特征，使其呈現(xiàn)多變的斷面形態(tài)，同時(shí)可以減輕重量，從而節(jié)約成本。在木塑復(fù)合材料中加入著色劑[5]，不僅能使木塑制品顯示出各種各樣的色彩外觀（圖6），而且也可以改善其耐候性。隨著對木塑復(fù)合材料的深入探究以及技術(shù)的突破，木塑產(chǎn)品表面還可以制成類似木材的紋理和色澤，營造溫暖親近的感覺。此外，木塑復(fù)合材料還可以覆蓋塑料表層[6]，增加材料顏色的多樣性和耐潮濕性。

2.2 加工性能

目前，木塑復(fù)合材料的成型工藝主要有三種：擠出、熱壓和模壓。擠出成型憑著工藝簡單，而且加工周期短、效率高，與其他加工方法相比，更廣泛地應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。

木塑復(fù)合材料采用的主要連接方式有以下三種：膠接、焊接和機(jī)械連接。機(jī)械連接有連接件連接、鋼釘連接和復(fù)合材料專用螺釘連接，相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，螺釘連接的木塑構(gòu)件可以進(jìn)行多達(dá)十次的拆裝[7]。

2.3 其它性能

木塑復(fù)合材料同時(shí)具有耐磨、耐腐蝕、防水和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。在制造過程中加入阻燃劑，可使木塑復(fù)合材料具有一定的阻燃性，因此，可將其應(yīng)用在具防火要求的公共家具設(shè)計(jì)中。此外，木塑制品本身同時(shí)具有可回收性、良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。比如在北京奧運(yùn)會的工程建設(shè)中[8]，就大量利用了這種環(huán)保的木塑復(fù)合材料（圖7）。

3 木塑公共家具設(shè)計(jì)實(shí)踐

通過對家具設(shè)計(jì)要素的了解以及對木塑復(fù)合材料設(shè)計(jì)屬性的分析，現(xiàn)嘗試將木塑復(fù)合材料運(yùn)用于公共家具設(shè)計(jì)中，進(jìn)行創(chuàng)新運(yùn)用的探究。

3.1 木塑露天桌椅

在加工過程中添加了阻燃劑的木塑復(fù)合材料具有優(yōu)良的阻燃性能，適用于公共場所。這里把木塑復(fù)合材料設(shè)計(jì)成長短不一的條狀板，以點(diǎn)、線、面的概念，構(gòu)成木塑露天桌椅（圖8）。整套桌椅統(tǒng)一采用金屬作為底架，條狀木塑板作為面板材料，營造出空間環(huán)境的整體感。在材料上，木塑復(fù)合材料的凹凸肌理與金屬的精致肌理形成對比，木塑復(fù)合材料的溫暖感與金屬的冷峻感形成視覺感受上的對比。同時(shí)，不同色彩的金屬與木塑復(fù)合材料的組合也可呈現(xiàn)出不同的視覺效果（圖9），為人們的公共場所營造出溫暖、清新、自然的現(xiàn)代感。在結(jié)構(gòu)上，零件之間采用可拆裝的螺釘連接，既方便安裝，又可以降低運(yùn)輸成本。另外，玻璃下層可置菜單或廣告單（圖10），便于現(xiàn)代商業(yè)化宣傳。

圖1 木塑地板

圖2 木塑托盤

圖3 木塑運(yùn)動(dòng)器具

圖4 具凹凸肌理的木塑復(fù)合材料

圖5 具豐富斷面形態(tài)的木塑型材

圖6 具多種色彩的木塑復(fù)合材料

圖7 北京奧運(yùn)會戶外木塑棧道

圖8 木塑露天桌椅

圖9 與不同色彩的金屬搭配

圖10 玻璃廣告層

圖11 六層雙柱雙面木塑書架

圖12 書架搭接局部圖

圖13 木塑休息椅

圖14 休息椅的加長

圖15 木塑花壇

圖16 休息椅、花壇組合

3.2 木塑書架

這款供圖書館使用的六層雙柱雙面木塑書架（圖1 1），在外觀造型上，立柱部分處理成深色，旁板和層板處理成淺色，進(jìn)行深淺色彩搭配，以塑造書架的平衡感。立柱設(shè)計(jì)成四面均帶凹槽的結(jié)構(gòu)，用于旁板的嵌入，既方便使用時(shí)的安裝，同時(shí)使凹凸肌理成為一種裝飾。立柱頂部的裝飾件采用模壓技術(shù)制成，可標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)。在加工工藝上，書架的立柱、旁板和層板均采用擠出成型工藝進(jìn)行生產(chǎn)，利用木塑復(fù)合材料的凹凸肌理完成立柱與旁板、旁板與擱板的搭接（圖12），減少了五金連接件的使用。在功能上，結(jié)合人體工效學(xué)原理，考慮到旁板橫向凹凸肌理的需要和擠出成型工藝中幅面的限制，將旁板設(shè)計(jì)成多段拼搭結(jié)構(gòu)，根據(jù)書籍的尺寸大小，其凹凸肌理按照比例進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，利于層板的高度調(diào)節(jié)，方便圖書館中不同尺寸大小的圖書擺放。此外，旁板的雙面凹凸肌理設(shè)計(jì)，使相鄰兩書柜柜體共用同一塊旁板，一方面可根據(jù)室內(nèi)空間的大小對書架數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，滿足其在功能上的延伸，同時(shí)可充分利用空間資源，有效降低生產(chǎn)成本。

3.3 等候椅與花壇

據(jù)調(diào)查，生活中等候場所（如火車站候車廳）的候車椅大部分為金屬材質(zhì)，這種材質(zhì)雖強(qiáng)度較高，但因候車場所一般人流量比較大，對家具的耐久性自然要求比較高，金屬表面掉漆以及生銹等后期維護(hù)工作并不易進(jìn)行。并且金屬制等候椅常給人冰冷的視覺感受，其舒適性也有待提高。相比較而言，木塑復(fù)合材料繼承了木材和塑料的雙重性質(zhì)，具有溫和自然的視覺和觸覺感受，且它的強(qiáng)度并不遜于金屬。因此可將其運(yùn)用于人流量比較大的公共場所，進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。

這款木塑休息椅（圖13）刪繁就簡，沒有多余的裝飾，造型簡潔。等候椅底部為金屬支架，椅面為木塑材料組成的等腰梯形。等腰梯形的座面設(shè)計(jì)是為了便于使用者根據(jù)空間大小來調(diào)節(jié)休息椅的長度（圖14），利用等腰梯形的特性，休息椅的長度延伸可以更顯自然。在色彩上，木塑復(fù)合材料在生產(chǎn)過程中通過增加著色劑可以造出各種色彩的產(chǎn)品，這款公共場所的休息椅正是運(yùn)用這一特性，設(shè)計(jì)出彩虹般色彩的椅子，為等候場所增添幾分色彩和樂趣。結(jié)構(gòu)上采用螺釘連接。此外，設(shè)計(jì)的配套花壇（圖15），既可以給等候場所帶來幾分自然的氣息，還保護(hù)了座椅的端面?；▔臄?shù)量可根據(jù)場所需要自由調(diào)整（圖16）。

4 結(jié)語

通過對木塑復(fù)合材料的形態(tài)、色彩、肌理等屬性的設(shè)計(jì)與處理，將其與金屬等材質(zhì)搭配，運(yùn)用于公共家具設(shè)計(jì)，打破以往木塑家具設(shè)計(jì)的單一性，擴(kuò)大木塑家具設(shè)計(jì)內(nèi)容，為設(shè)計(jì)師提供一定的設(shè)計(jì)思路。隨著木塑復(fù)合材料的巨大市場需求和技術(shù)突破，其市場必將不斷拓寬。木塑復(fù)合材料在家具領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，還需我們繼續(xù)探究。

（責(zé)任編輯：北 方）

[1]劉毅,陳紹禹,郭洪武,高建民.木塑復(fù)合材料在現(xiàn)代斗拱中的應(yīng)用初探[J].家具與室內(nèi)裝飾,2014,2：18-19.

[2]張仲鳳,張繼娟.家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[3]金晶,關(guān)惠元.整體衣柜設(shè)計(jì)的要素研究[J].家具與室內(nèi)裝飾,2013,5：70-71.

[4]王一工.木塑材料在家具行業(yè)的應(yīng)用前景分析[J].家具與室內(nèi)裝飾,2005,11：12.

[5]雷彩紅,雷芳,陳福林.戶外木塑復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J].塑料.2007,1：25.

[6]胡艷玲.基于木塑復(fù)合材料特性的抗震住宅設(shè)計(jì)研究[D].武漢理工大學(xué),2013.

[7]郭勇,李大綱,陳玉霞等.拆裝次數(shù)對螺釘連接的木塑構(gòu)件機(jī)械性能的影響[J].林產(chǎn)工業(yè),2009,36(2)：37.

[8]龍海風(fēng).木塑產(chǎn)品進(jìn)入北京“奧運(yùn)”場館[J].環(huán)境.2007,4：23.

Wood Plastic Composite Application in Public Furniture Design Analysis

Chen Meichun1& Su Yanwei1& Ou Bin2

Wood plastic composite is a new type of environmentally friendly materials, through the analysis of its design properties such as appearance of performance, processing properties, functional properties, referring to the product design’s process and methods, applied it in public furniture design, fi nally design out three new furniture products, broaden the wood plastic composite application in the fi eld of furniture design.

Wood Plastic Composite; Public Furniture; Design; Innovation

TS664.01

A

1006-8260(2015)04-0054-02

西南林業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金“新型環(huán)保材料在公共家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用”（編號：C1422）