紙板家具設(shè)計及其應(yīng)用前景研究

■劉 洋喬冰倩盛天宇劉 赫Liu Yang& Qiao Bingqian& Sheng Tianyu& Liu He

(1.同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,上海 200092；2.沈陽航空航天大學(xué)設(shè)計藝術(shù)學(xué)院，遼寧沈陽 110136）

紙板家具設(shè)計及其應(yīng)用前景研究

■劉 洋1/2喬冰倩2盛天宇2劉 赫2Liu Yang1/2& Qiao Bingqian2& Sheng Tianyu2& Liu He2

(1.同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,上海 200092；2.沈陽航空航天大學(xué)設(shè)計藝術(shù)學(xué)院，遼寧沈陽 110136）

瓦楞紙板是一種低碳環(huán)保的材料，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，紙板家具能獲得人們意想不到的強(qiáng)度，足可以用來制作桌椅、書架一類的家具產(chǎn)品。紙板家具生產(chǎn)工藝簡單、價格低廉、便于運(yùn)輸、容易組裝、易于回收，具有無可比擬的環(huán)保特性。本文主要從分析瓦楞紙板的材料特性出發(fā)，分析其在生產(chǎn)、儲運(yùn)、安裝使用以及回收等方面的便利性，探討了紙板家具設(shè)計所應(yīng)注意的設(shè)計要點(diǎn)，總結(jié)了紙板家具通過結(jié)構(gòu)設(shè)計增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的方法，論述了紙板家具在災(zāi)后重建、展覽和臨時居所等方面的應(yīng)用前景。

紙板家具；瓦楞紙板；環(huán)保家具

紙板家具主要采用瓦楞紙板制作，作為最普遍的包裝材料，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)多，產(chǎn)能巨大，物流時間短。紙板家具易于折疊，其平板形態(tài)極大節(jié)省了倉儲體積和運(yùn)輸成本。瓦楞紙板是由植物纖維制造加工的，其制作原材料來源廣泛，農(nóng)作物秸稈等各種植物纖維，以及各種回收的廢紙板和廢紙等，均可用于生產(chǎn)，成本低。而且瓦楞紙板能夠自然降解，廢棄后對環(huán)境無污染，并方便回收再利用。1噸廢紙可以再生800kg新紙，同時可減少砍伐17顆大樹，節(jié)省3m3的垃圾填埋場空間，減少35%的制造污染[1]、因此，紙板家具具有較高的經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)保價值。

1 紙板家具的設(shè)計要點(diǎn)

1.1 紙板家具在設(shè)計中需重點(diǎn)考慮生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝使用和回收的便利性

紙板材料價廉質(zhì)輕，紙板家具的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝使用和回收都較其它家具更簡單更便利，因而在設(shè)計過程中必須利用紙板材料的特點(diǎn)，充分發(fā)揮紙板材料的優(yōu)勢，在具體的家具設(shè)計環(huán)節(jié)中需要著重做如下考量：

（1）考慮生產(chǎn)的便利性：設(shè)計時充分利用其板材材料特點(diǎn)，設(shè)計時盡可能采用板材部件，并需根據(jù)其經(jīng)緯向力學(xué)特性，科學(xué)緊湊地排料。

（2）考慮儲存及運(yùn)輸?shù)谋憷裕涸O(shè)計中盡可能采用統(tǒng)一模數(shù)，以利打包儲存和運(yùn)輸。紙板家具可分解為單元零部件,再將單元零部件展開為平板形狀,或是將整個紙板家具展開為平板狀,便于堆疊儲存和運(yùn)輸,其收縮體積僅為展示狀態(tài)下的1/10[2]。

（3）考慮安裝的便利性：家具結(jié)構(gòu)宜簡單直觀，避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并最好配有圖示型安裝使用說明書。使用者購買后，在說明書指導(dǎo)下可自行組裝，充分享受DIY樂趣。

（4）考慮回收的便利性：成品不用特別工具便可快速拆解，方便回收。為避免丟棄后對環(huán)境造成污染，盡可能采用簡單結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu)，避免使用化學(xué)膠水粘接，避免使用對環(huán)境不利的表面處理方法。

考慮上述便利性，紙板家具在設(shè)計上必須做到，結(jié)構(gòu)簡單、便于組裝和拆卸、便于收納和儲運(yùn)。考慮紙板材料質(zhì)輕、力學(xué)性能差等特點(diǎn)，紙板家具在形式上就具有了如下特點(diǎn)：第一、采用直板和硬邊形式，以免破壞紙板的力學(xué)性能。不宜采用弧形、圓形等造型形式。第二、必須以簡單有效的結(jié)構(gòu)作為骨架和支撐，以增強(qiáng)其力學(xué)性能。實(shí)踐中將板材折成L型、U型和三角形結(jié)構(gòu)將大大增強(qiáng)紙板的承重水平。

■圖1 弗蘭克?蓋里設(shè)計的紙家具系列(左為Easy Edges，右為海貍扶手椅，制造商：Vitra)

■圖2 紙板瓦楞的承力分析

■圖3 插接結(jié)構(gòu)的紙板家具 Designer：David Graas

■圖4 Chairigami 紙板家具 設(shè)計：Zach Rotholz

■圖5 坂茂設(shè)計的紙屋（成功用于災(zāi)后重建）

目前，市場上很多紙板家具為獲取所謂的超高強(qiáng)度，采用層疊方法，將無數(shù)層紙板粘合成類似木方材的形式，結(jié)果用材量巨大，產(chǎn)品的重量已經(jīng)接近木材的重量，而且不能拆卸，也無法折疊包裝，運(yùn)輸成本很高，完全違背了上述紙板家具的便利性原則。圖1中是弗蘭克?蓋里設(shè)計的幾款大名鼎鼎的紙板椅，每款都是用紙板模擬木材甚至是模擬金屬材料設(shè)計的，此時的紙板家具除了比普通家具稍輕以外，實(shí)質(zhì)上這樣的設(shè)計已經(jīng)喪失了紙板家具的大部分特質(zhì)。

1.2 紙板家具結(jié)構(gòu)設(shè)計

紙板家具最讓人擔(dān)心的是其結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)固，強(qiáng)度是否足夠撐得起人的體重。實(shí)際上，紙板家具設(shè)計中通常采用的五層瓦楞紙板若配以合理的結(jié)構(gòu)方案，完全可以承受更大的重量。

要做到用材少，強(qiáng)度高，具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則可概括為“立板、順茬、U型、短橋”八個字?！傲濉?，即承受重力的部分采用立板式支撐，紙板盡可能垂直于地面，盡可能避免斜向和橫向支撐；“順茬”，紙板平行于瓦楞方向（經(jīng)向，俗稱“順茬”）的抗彎能力更強(qiáng)，因此在設(shè)計結(jié)構(gòu)的時候，無論是縱向支撐，還是橫向承重，均宜采用順茬才能獲得較強(qiáng)的承重能力（如圖2中的箭頭所示）；“U型”，是要求承力的紙板盡可能采用U字型、三角型或類似斷面，以增強(qiáng)紙板的抗彎能力，橫向使用則推薦采用倒U字型或倒三角型（如圖2）；“短橋”則是要求紙板橫向承重距離盡可能短。在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下，宜采用最簡結(jié)構(gòu)，使用最少的材料，應(yīng)避免使用堆積的方式來滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求。

瓦楞紙板家具結(jié)構(gòu)設(shè)計盡可能利用折疊、插接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)承重和收納等目的，基本結(jié)構(gòu)類型大致有如下三種：

（1）插接結(jié)構(gòu)（如圖3）。即斷面插接，也叫卡接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)充分利用了瓦楞紙的縱向承載力和多維度瓦楞紙板組合后整體強(qiáng)度提高的特點(diǎn)[3]。瓦楞紙板經(jīng)預(yù)先切割的插口，將面材裁出縫隙，然后相互插接在一起，通過相互鉗制構(gòu)成立體形態(tài)[4]。各單元相互穿插、互鎖構(gòu)成了蜂巢似的結(jié)構(gòu)形式，在實(shí)踐中多采用多重結(jié)構(gòu)以獲得更好的穩(wěn)定性，由于承重部分表面呈現(xiàn)線織網(wǎng)狀，因而并不適用于承載很大的重量；由于紙板上有切口其抗側(cè)向力較差。插接結(jié)構(gòu)便于拆卸、安裝；拆卸后采用平板包裝，節(jié)省空間，方便運(yùn)輸和儲存。

(2)穿插結(jié)構(gòu)。此類結(jié)構(gòu)主要用于實(shí)現(xiàn)家具橫向支撐，單層紙板以“門”字型或倒三角形斷面形態(tài)，橫向垂直穿入立板可以獲得良好的水平承重能力，此外還可以采用穿插結(jié)構(gòu)連接家具各個部分。如圖2中的椅子就恰當(dāng)?shù)夭捎昧说谷切螖嗝娴牟褰咏Y(jié)構(gòu)，承重效果出色。

（3）彎折結(jié)構(gòu)。優(yōu)質(zhì)的瓦楞紙板具有很好的耐折性，設(shè)計得當(dāng)彎折后基本沒有裂痕和裂紋。彎折結(jié)構(gòu)是紙板家具應(yīng)用較多的一個結(jié)構(gòu)，也是實(shí)現(xiàn)家具形態(tài)的做主要的結(jié)構(gòu)。巧妙使用彎折結(jié)構(gòu)可避免紙板斷面外漏，讓結(jié)構(gòu)更加美觀、緊湊，而連續(xù)的彎折結(jié)構(gòu)形成的重復(fù)形態(tài)富有韻律，體量感強(qiáng)，對稱使用還能獲得強(qiáng)烈的對稱感，可設(shè)計出多種造型，豐富紙板家具形態(tài)。通過彎折形成短橋結(jié)構(gòu)可有效增加紙板強(qiáng)度及承載能力。如圖4。

■圖6 可用于災(zāi)后生活的紙板家具

■圖7 Leafbed紙板床

■圖8 北京奧運(yùn)會用的紙質(zhì)垃圾桶

■圖9 深圳青少年畫展的紙板展臺

■圖10 紙質(zhì)臨時家具

2 紙板家具的適用領(lǐng)域

2.1 用于災(zāi)后快速重建

在地震等突發(fā)的災(zāi)難破壞之后，短期內(nèi)需要調(diào)撥大量的包括家具在內(nèi)的生活必需品，用于災(zāi)民的災(zāi)后生活安置。傳統(tǒng)的木質(zhì)和金屬家具由于生產(chǎn)周期長、價格高昂、儲運(yùn)不便等劣勢，難以在這一領(lǐng)域發(fā)揮作用，而紙板家具則在這方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。它工藝簡單、便于生產(chǎn)、便于運(yùn)輸、便于組裝，且價格低廉，可在較短的時間內(nèi)大量生產(chǎn)，投入使用。另外由于紙板材料質(zhì)輕安全，在各種次生災(zāi)害發(fā)生時，即便發(fā)生倒伏和磕碰，一般也不會因此造成人身傷害。當(dāng)災(zāi)區(qū)重建工作完成，人們生活開始步入正規(guī)之后，這些臨時家具既可以回收或廢棄，不會造成環(huán)境污染。

紙質(zhì)產(chǎn)品用于救災(zāi)已經(jīng)有非常成功的先例，1995年，日本阪神大地震后，日本著名建筑師坂茂利用紙筒做為主要建筑材料，只在短短的時間內(nèi)就迅速建設(shè)了一大批臨時住宅（圖5）。1999年，坂茂再次利用紙管材料成功地為盧旺達(dá)難民們設(shè)計制作了避難帳篷。兩次成功案例，充分顯示出了紙材建筑在救災(zāi)安置領(lǐng)域的巨大潛力。2008年，中國汶川大地震，坂茂團(tuán)隊(duì)和志愿者一起，在用紙質(zhì)材料建起了一座臨時小學(xué)，成為災(zāi)區(qū)第一個重建復(fù)學(xué)的小學(xué)。自此，紙板產(chǎn)品用于災(zāi)后重建得到了世界各國的關(guān)注。圖6中的紙板家具，組裝簡單，功能多樣，使用方便，特別適用于災(zāi)后生活重建。Leafbed紙板床（圖7）是由法國設(shè)計師Julie Sylvain和NOCC工作室設(shè)計的，由四個折疊紙板箱組成一張大床，投放非洲后，已成功改善了尼日利亞貧困家庭的日常生活狀況。

2.2 用于展會等各種臨時性活動

隨著經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展，各種展示展覽活動日益頻繁，這樣的會展活動都有一個共同特點(diǎn)，即，時間短、臨時性強(qiáng)，短期內(nèi)會場及周邊匯聚大量客流。這樣的臨時集會活動短時間內(nèi)需要集中調(diào)撥展臺、座椅等數(shù)量龐大的家具設(shè)施，并要求用后便于回收。此時紙板家具可以大派用場，在大型展會和活動中紙板家具已經(jīng)有了不俗的表現(xiàn)。

2000年悉尼奧運(yùn)會上，RAMLER公司為奧運(yùn)會提供了一批紙板的家具，包括椅子、桌子、書架等。在北京奧運(yùn)會測試賽期間，場館里就使用了用再生紙?jiān)O(shè)計制作的服務(wù)臺和媒體工作桌，很好地詮釋了北京“綠色奧運(yùn)”的主題。奧運(yùn)會期間場館和奧運(yùn)村共使用了兩萬多個紙質(zhì)的垃圾桶（圖8），這些垃圾桶可由工作人員在現(xiàn)場根據(jù)設(shè)計的提示組裝成型，過程簡單易操作，100%可回收。該產(chǎn)品因良好的性能和突出的環(huán)保品質(zhì)曾榮獲2007年中國“包裝之星”銅獎。圖9是深圳青少年畫展的展臺，其特別使用的紙板材料強(qiáng)烈地突出了畫展的環(huán)保主題。

2.3 用于臨時住所

如圖10所示的折疊式紙板家具，則非常適用于各種臨時居所使用，尤其是短期租住。因?yàn)樾枰欢ㄆ诎徇w，一般短租租戶都不會為租來的房間購置永久性家具，租戶對家具的臨時性要求很強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)適用、功能多樣、容易搬遷成為需要考慮的重要指標(biāo)。紙板家具則因?yàn)樗问胶唵?、容易組裝、方便拆卸、價格便宜、方便攜帶、易于回收等特點(diǎn)完美契合了臨時居所對家具的各項(xiàng)要求。另外紙板家具也非常適用于如建筑工地等為施工人搭建的短期臨時居所使用。

■圖11 紙板材質(zhì)的兒童家具

■圖12 時尚的紙板家具（KARTON設(shè)計 澳大利亞）

2.4 用作趣味和時尚家具

紙板家具組裝簡單，安全環(huán)保,可涂裝，再創(chuàng)作余地大?？筛鶕?jù)兒童心理需要可設(shè)計成她們最心儀的形象（圖11），并可讓孩子們自行涂鴉，調(diào)整表面裝飾，因此紙板家具適合作為兒童家具使用。紙板家具拆卸方便、組裝簡單安全，在家長的指導(dǎo)下，孩子們完全可以通過自己動手，完成家具裝配，既可以從中體驗(yàn)完成作品的喜悅，在此過程中也鍛煉了孩子的動手能力和分析解決問題的能力。

紙板家具造型新穎，富有趣味。在同樣滿足功能的前提下，紙板家具材料環(huán)保，價格便宜，款式又時尚多變，如果過時了或是不喜歡可以毫無負(fù)擔(dān)地扔掉，這既迎合了追求時髦的年輕人的心理，又符合大多初入社會年輕人的經(jīng)濟(jì)承受能力，因此受到熱衷于環(huán)保、追求新潮的年輕人歡迎（圖12）。

3 結(jié)語

紙板家具加工方便迅速、質(zhì)輕結(jié)實(shí)、便于折疊儲運(yùn)、便于回收和再利用，且成本低廉，正好滿足了人們對臨時性家具的需求。我國目前正處于高速城市化建設(shè)時期，城市流動人口多，臨時性的紙板家具需求潛力巨大。并且我國商業(yè)活動活躍，各種展會繁多，也需要大量適用于短期會展需要的環(huán)保的一次性紙板家具。

隨著人們環(huán)保意識增強(qiáng)，人們對紙質(zhì)家具的不良看法也正在悄然改變。輕巧、美觀、適用、環(huán)保、便捷、經(jīng)濟(jì)的紙板家具早已讓廣大消費(fèi)者刮目相看，從陌生到熟知，從不屑到喜愛，甚至癡迷。這些觀念上的改變，正為廣大設(shè)計師和家具企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)紙板家具提供了良好的機(jī)會。

（責(zé)任編輯：北 方）

[1]劉愛平,于伸,江爾德.異軍突起的瓦楞紙板家具[J].家具與室內(nèi)裝飾,2010,(1)：102-104.

[2]劉愛平.紙板家具的研究與設(shè)計[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué),2011.

[3]李忠文,熊濤濤,孟海.瓦楞紙?jiān)谏钪械脑O(shè)計應(yīng)用研究[J].家具與室內(nèi)裝飾,2010,(9)：56-57.

[4]畢留舉.瓦楞紙板家具設(shè)計中的結(jié)構(gòu)形式分析[J].包裝工程,2010,(2)：14-17.

Cardboard Furniture Design and the Use of Cardboard Furniture Prospects

Corrugated board is a low-carbon green material, using reasonable structure, cardboard furniture will strong enough to be used to make tables, chairs and bookshelves etc. Cardboard furniture, due to simple process, inexpensive, easy to transport, easy to assemble, easy to recycle, it has unparalleled environmentally friendly features. This paper analyzes the material properties of cardboard for its convenience in terms of production, transportation, installation and recycling, and pointed out that the main points of cardboard furniture design should pay attention to summarize the method of cardboard furniture through rational design of reinforced structural strength, discusses the cardboard furniture applications in post-disaster reconstruction, exhibitions and temporary residence areas.

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