綠色設(shè)計(jì)在家具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

王碩　陳璐

摘要：本文以探究現(xiàn)代家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新思路和新方法為目的，將綠色設(shè)計(jì)理念引入家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，以現(xiàn)代家具為研究基礎(chǔ)，對(duì)家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)化分析，結(jié)合家具設(shè)計(jì)中材料多樣化設(shè)計(jì)、可拆卸性設(shè)計(jì)、可回收性設(shè)計(jì)等方面，總結(jié)現(xiàn)代家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)。在此研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步論證分析，研究探索家具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的可行性方案。

關(guān)鍵詞：綠色設(shè)計(jì);家具結(jié)構(gòu);創(chuàng)新設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)應(yīng)用

中國分類號(hào)：TS664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2019）11-0101-02

家具設(shè)計(jì)是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等多個(gè)方面構(gòu)成的，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為家具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)中有著十分重要的地位。目前，家具結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化已成為現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)新的突破點(diǎn)，如何打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維模式，尋求更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，有效地利用資源、減少污染，是設(shè)計(jì)界研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

1家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1文化傳承設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)實(shí)木家具結(jié)構(gòu)以榫卯為主，輔以膠或釘。所謂榫即器物或構(gòu)件上凸出的部分，而卯即安裝榫頭的孔眼，是凹的部分，“凹”與“凸”相互咬合，連接緊密[1]。隨著工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備的不斷發(fā)展，現(xiàn)代實(shí)木家具結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)榫卯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良設(shè)計(jì)，總體可歸納為整體榫和插入榫兩種形式。整體榫是在方材零件上直接加工而成，如直角榫、橢圓榫、燕尾榫和指榫;而插入榫和零件不是一個(gè)整體，單獨(dú)加工后再裝入零件預(yù)制的孔或槽中，如圓榫、片榫等[2]。榫卯結(jié)構(gòu)起源于建筑，后來被廣泛應(yīng)用到傳統(tǒng)家具之中。這種巧妙的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精密牢固，科學(xué)合理，凝聚了古代匠人智慧的結(jié)晶，傳承了中國傳統(tǒng)造物的精華;但其構(gòu)造復(fù)雜繁瑣，需要依托匠人的精湛制作技藝和大量的時(shí)間精力，加工成本太高，由此推動(dòng)了榫卯結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化設(shè)計(jì)的不斷轉(zhuǎn)變。

1.2工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

板式家具的結(jié)構(gòu)不同于實(shí)木家具，基于部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、互換性的考慮，板式家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于“32mm系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)，接口則大多采用圓棒榫定位，五金件連接的接合方式[3]。板式家具五金件種類繁多，其中結(jié)構(gòu)五金件是板式家具中最為關(guān)鍵的五金件，包括緊固連接五金件、位置調(diào)節(jié)五金件、活動(dòng)連接五金件和吊掛支托五金件，主要起到連接板式家具骨架結(jié)構(gòu)板件和功能部件的作用[4]。板式家具的結(jié)構(gòu)五金件多為金屬制品，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)件可標(biāo)準(zhǔn)化批量化生產(chǎn)，主部件之間可以多次拆裝，從而降低家具的生產(chǎn)成本以及運(yùn)輸成本;但也正是由于板式家具可拆裝的特點(diǎn)，金屬結(jié)構(gòu)件在承受長(zhǎng)時(shí)間載荷后容易產(chǎn)生形變，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，從而影響到家具整體的穩(wěn)固性。

1.3現(xiàn)代化創(chuàng)新設(shè)計(jì)

隨著生產(chǎn)技術(shù)和認(rèn)知程度的不斷提高，新材料、新構(gòu)造的現(xiàn)代家具越來越受到人們的青睞，新的家具結(jié)構(gòu)也應(yīng)運(yùn)而生，如軟體家具的顆粒填充結(jié)構(gòu)、塑料家具的一體成型結(jié)構(gòu)、竹藤家具的編織結(jié)構(gòu)以及紙質(zhì)家具的蜂窩結(jié)構(gòu)等等。它們往往遵循傳統(tǒng)而又超越傳統(tǒng)，遵循常規(guī)而又打破常規(guī)。也正因如此，在現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)中，家具的形式特征已經(jīng)由整體式向模塊化方向轉(zhuǎn)變，結(jié)構(gòu)特征由固定式向拆裝式方向轉(zhuǎn)變，功能特性由單一功能性向功能與裝飾共存方向轉(zhuǎn)變。因此，家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足功能結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，也需要考慮到產(chǎn)品的模塊化、拆裝化和裝飾化等設(shè)計(jì)要素。

2綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到報(bào)廢的整個(gè)生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性，如可拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用性、可維護(hù)性等，并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，再滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、質(zhì)量、使用壽命等要求[5]。

3綠色設(shè)計(jì)在家具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

3.1以綠色環(huán)保為導(dǎo)向的材料多樣化設(shè)計(jì)

材料多樣化一直是家具設(shè)計(jì)創(chuàng)新途徑之一。目前，天然木材是家具生產(chǎn)的主要原材料，但由于木材各向異性等缺陷，導(dǎo)致其無法滿足現(xiàn)代家具的多樣化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，為此人們逐漸將可降解塑料、橡膠和紙等工業(yè)材料應(yīng)用到家具生產(chǎn)中。就目前生產(chǎn)技術(shù)而言，工業(yè)材料沒有絕對(duì)的綠色環(huán)保，但只要其各項(xiàng)指標(biāo)都控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，將其生命周期對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的破壞降到最低，就應(yīng)該把之歸為綠色環(huán)保材料，這樣才有利于綠色材料的研究與開發(fā)。 相較于其他工業(yè)材料而言，紙質(zhì)材料更加能讓人接受。紙質(zhì)家具制造的工藝要考慮到原料紙板的加工特性，通常要考慮紙制家具的結(jié)構(gòu)。一般層壓紙家具的生產(chǎn)過程中，通常用到拼插結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和折紙結(jié)構(gòu)[6]。以蜂窩結(jié)構(gòu)為例，其既可以作為原料紙板內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又可作為成品家具接合結(jié)構(gòu)。中國臺(tái)灣的設(shè)計(jì)師邱啟審利用回收紙及碎木屑?jí)撼傻哪景鍨椴牧?，設(shè)計(jì)出一系列可伸縮的手風(fēng)琴家具（圖1），這種家具的支撐結(jié)構(gòu)由大量蜂窩孔接合而成，這種高強(qiáng)度環(huán)保再生紙具有很強(qiáng)的伸展性和收納性，可以根據(jù)場(chǎng)所的不同變化出多種曲度和長(zhǎng)度加以適應(yīng)。

3.2以模塊化為導(dǎo)向的可拆卸性設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)（Modular design）是綠色設(shè)計(jì)方法之一，它已經(jīng)從理念轉(zhuǎn)變?yōu)檩^成熟的設(shè)計(jì)方法。家具模塊化拆卸設(shè)計(jì)是家具工業(yè)進(jìn)步的表現(xiàn)，也是順應(yīng)“綠色家具”發(fā)展的產(chǎn)物[7]。以模塊化為導(dǎo)向的可拆卸性設(shè)計(jì)，就是將家具的某些部件通過標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件組合在一起.構(gòu)成具有特定功能的子系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)既可以作為通用模塊與其他構(gòu)件組合成新的系統(tǒng)，也可作為特定模塊單獨(dú)使用，而連接各部件的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件要具相對(duì)的可拆卸性、通用性和互換性。

目前，板式家具的可拆卸結(jié)構(gòu)需要遵循“32mm系統(tǒng)”設(shè)計(jì)要求得以實(shí)現(xiàn)，其可拆卸次數(shù)主要是由板材和五金件的質(zhì)量所決定。實(shí)木家具拆卸結(jié)構(gòu)可歸納為六大類，即搭接式、插接式、自鎖式、擠壓式、拼接式和栓鎖式[8]。以自鎖式結(jié)構(gòu)為例，中國設(shè)計(jì)師沈文蛟在借鑒魯班鎖結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，巧妙地設(shè)計(jì)出一款由三長(zhǎng)三短的六根木棒組成的衣帽架，且無需任何固定連接，無需任何工具安裝。此款衣帽架是由相同的3個(gè)模塊組合而成，即一長(zhǎng)一短兩根木棒穿插構(gòu)成一個(gè)通用模塊，再通過兩兩相交形成巧妙的三角支撐結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)不僅牢固，而且方便拆卸（圖2）。

將可拆卸設(shè)計(jì)思想與綠色設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來，可以同時(shí)滿足家具產(chǎn)品的功能屬性和環(huán)境屬性，一方面，家具的可拆卸性有利于增加使用上的便利，滿足功能上多樣化;另一方面，可以減少或消除對(duì)環(huán)境的不利影響，減少包裝材料的廢棄污染，方便廢棄家具零部件、家具模塊的維修更新和回收再利用。

3.3以低廢棄為導(dǎo)向的可回收性設(shè)計(jì)

“低廢棄”是低碳理念的重要內(nèi)涵，也是進(jìn)行綠色可回收設(shè)計(jì)的重要評(píng)估指標(biāo)之一。家具的可回收設(shè)計(jì)是從設(shè)計(jì)之初到報(bào)廢為止，貫穿整個(gè)產(chǎn)品生命周期的一種設(shè)計(jì)理念。它包含產(chǎn)品包裝材料回收、產(chǎn)品原材料回收和產(chǎn)品零部件回收等多個(gè)方面，因此在設(shè)計(jì)之初就要充分考慮產(chǎn)品回收的可能性、處理方法以及對(duì)環(huán)境的污染程度等諸多因素。目前，在家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，以低廢棄為導(dǎo)向的可回收性設(shè)計(jì)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

3.3.1包裝節(jié)約型

此類型以非固定式結(jié)構(gòu)為主，包括折疊式結(jié)構(gòu)、拆卸式結(jié)構(gòu)等。這類結(jié)構(gòu)的家具相較于固定式家具能夠極大地減少包裝空間，從而直接減少對(duì)包裝材料的使用，大幅度降低運(yùn)輸成本，充分提高對(duì)資源和能源的有效利用。

3.3.2壽命延長(zhǎng)型

此類型主要指以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為原則的可拆卸結(jié)構(gòu)。根據(jù)材料屬性與使用質(zhì)量的不同，我們既可以通過更換產(chǎn)品部件，又可以通過更換連接件來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可持續(xù)使用，從而提高產(chǎn)品的回收利用價(jià)值。

3.3.3減污低耗型

此類型涉及到結(jié)構(gòu)的綠色化。如何減少廢棄零部件處理過程中對(duì)環(huán)境造成的污染，如何降低能源的消耗，這就涉及到產(chǎn)品后期回收的處理方法。而利用天然材料作為結(jié)構(gòu)件能夠極大程度解決這一問題，以木質(zhì)家具片榫為例（圖3），這種插入榫不僅成本低廉，而且在產(chǎn)品回收后不需要與主體材料進(jìn)行分類處理，直接破碎再加工即可，對(duì)環(huán)境的污染程度顯著降低。

4結(jié)語

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已成為現(xiàn)代家具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要途徑之一，而目前人們常常忽略家具結(jié)構(gòu)與綠色設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性。本文通過總結(jié)現(xiàn)代家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，并在此研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步論證分析，將綠色設(shè)計(jì)理念引入家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，以期能夠?yàn)楝F(xiàn)代家具設(shè)計(jì)提供了一種新的設(shè)計(jì)思維，為未來家具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)意義;同時(shí)，也希望為人們創(chuàng)造健康、便捷、可持續(xù)的家居生活環(huán)境，推動(dòng)綠色家居的進(jìn)一步發(fā)展。本文系江蘇省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究基金項(xiàng)目《基于綠色設(shè)計(jì)理念下的可拆裝式榫卯家具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究》（項(xiàng)目編號(hào)：2018SJA0390）。

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作者簡(jiǎn)介

王碩/1991年生/男/江蘇南京人/碩士/實(shí)驗(yàn)員/研究方向?yàn)榧揖咴O(shè)計(jì)與工程（江蘇南京211167）

吳智慧（通訊作者）/1963年生/男/江蘇南京人/教授/研究方向?yàn)榧揖咴O(shè)計(jì)與工程（江蘇南京210037）