直榫與穿插結(jié)構(gòu)結(jié)合的多功能組裝家具設(shè)計

李娜，張乘風

南京林業(yè)大學，南京210037

家具與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。家具行業(yè)朝著定制化設(shè)計、用戶自助式裝配的方向發(fā)展，遵循可持續(xù)發(fā)展生產(chǎn)原則的組裝拼接類家具將成為未來家具行業(yè)發(fā)展的主流。組裝家具不僅可以將家具形態(tài)作為一個整體進行設(shè)計，而且可以將各個零部件展開，進行獨立設(shè)計，從整體和細節(jié)雙向出發(fā)，從大到小、從內(nèi)到外、從結(jié)構(gòu)到形態(tài)地設(shè)計，以符合現(xiàn)代人對生活用品高品質(zhì)的要求。同時，組裝家具在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的當下，可以滿足參數(shù)化定制、批量化生產(chǎn)等要求，降低了運輸要求；材料滿足環(huán)保與可回收的要求，包容性強，且客戶自己可以組裝拼接，減少人工上門安裝與修護成本，符合未來家具行業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展趨勢[1]。然而，目前家具市場上的組裝家具形式基本是將整體家居分解成零部件的形式，主要以五金件作為連接工具。有時一些粗糙的家具會出現(xiàn)零件拼接不上或使用一段時間五金件生銹掉落的現(xiàn)象；有些組裝家具，用戶甚至不能獨立完成組裝，還需要借助工人師傅的上門服務(wù)，一定程度上喪失了組裝家具的優(yōu)勢。因此，本文嘗試在設(shè)計家具結(jié)構(gòu)時，設(shè)法使家具支撐、連接、轉(zhuǎn)折、形態(tài)等方面均借助結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，擺脫傳統(tǒng)組裝家具對五金件的依賴。

一、穿插式組裝沙發(fā)設(shè)計

（一）穿插結(jié)構(gòu)

穿插指相互交叉交錯，本文所運用到的穿插結(jié)構(gòu)指依據(jù)槽口之間的互相穿插，最終形成井字狀的結(jié)構(gòu)形式，拼合完成后想要拆除需要從兩個方向用力，使槽口分離[2]。穿插結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代拼裝組合家具中最為常見的一種結(jié)構(gòu)方式，其橫向與豎向的穿插方式類似于經(jīng)緯線的交織原理。

（二）設(shè)計案例

沙發(fā)是一種常見的家具，市場上的沙發(fā)大多是由鋼質(zhì)、實木的支撐架，海綿和羽絨等填充物構(gòu)成，因此，現(xiàn)有的沙發(fā)存在一些不足之處，如需要耗費大量鋼材、木材、填充物等，產(chǎn)品成本較高，且形體較重，不易搬動。采用穿插式組裝家具的方式可以將沙發(fā)的重量分散至家具各個結(jié)構(gòu)中，同時為了滿足材料可持續(xù)回收利用這一基本要求，設(shè)計之初將材料設(shè)定為瓦楞紙板材質(zhì)。作為一種新型材料，瓦楞紙板的靈活性和環(huán)保性使其成為一種制作簡易沙發(fā)的可替代材料，但單塊瓦楞紙板的承重力是有限的，長時間承重會出現(xiàn)變形、損壞等問題。目前市場大多數(shù)瓦楞紙沙發(fā)主要通過折疊的方式將瓦楞紙板折成沙發(fā)形狀，但其結(jié)構(gòu)復雜，組裝困難，所需瓦楞紙面積大，成型家具承重能力較差，且不利于工廠模塊化的生產(chǎn)。針對上述技術(shù)問題，設(shè)計了一種集沙發(fā)和書架為一體的穿插組合式瓦楞紙板多功能沙發(fā)，穿插式組裝沙發(fā)結(jié)構(gòu)分解見圖1，以穿插結(jié)構(gòu)的方式增加功能，并且以瓦楞紙為原材料，易于回收和再利用，節(jié)約資源，在運輸?shù)倪^程中，可以把瓦楞紙沙發(fā)拆卸為各個部件，疊放平整，減少占用空間，節(jié)省運輸成本，同時方便模塊化生產(chǎn)[3]。

圖1 穿插式組裝沙發(fā)結(jié)構(gòu)分解

該沙發(fā)主要以L 型式展現(xiàn)，主體結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、豎插板、橫插板、后蓋板、靠墊、坐墊，通過穿插組合的方式將沙發(fā)組裝或拆除。其中，豎插板設(shè)于內(nèi)外側(cè)板的前側(cè)，橫插板設(shè)于內(nèi)外側(cè)板的后側(cè)，后蓋板設(shè)于后側(cè)與兩側(cè)，坐墊設(shè)于內(nèi)外側(cè)板與豎插板的上方，靠墊設(shè)于內(nèi)外側(cè)板與橫插板的正前方。內(nèi)外側(cè)板與橫插板的穿插結(jié)構(gòu)形成了一個兩層的書架，后蓋板可防止在沙發(fā)移動時書籍的掉落，前方的靠墊兩側(cè)穿插進書架最邊上的兩格，抽出靠墊可以在沙發(fā)前拿出書籍，坐墊直接放在沙發(fā)上可以增加舒適度。內(nèi)側(cè)板、豎插板、橫插板均為三片一組，外側(cè)板為兩片一組，后蓋板為一片一組。兩側(cè)側(cè)板的目的是與內(nèi)側(cè)板結(jié)合，實現(xiàn)整體統(tǒng)一。坐墊是柔軟性材料構(gòu)成，與沙發(fā)的“井”字形穿插結(jié)構(gòu)的座面長寬尺寸一致，可直接放置在沙發(fā)座面上。

家具結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，完全無毒無害，材料的包容性強，易于回收及再利用。瓦楞紙沙發(fā)不僅節(jié)約資源，而且在運輸?shù)倪^程中，可被拆卸為各個部件，疊放平整，減少占用空間，節(jié)省運輸成本，還可以便于工廠模塊化的生產(chǎn)。另外，由于家具整體使用穿插結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)組合中留下了足夠的空間，并且在前期結(jié)構(gòu)設(shè)計時計算尺寸，在沙發(fā)靠面加入書架的置物功能，增加了家具的使用功能。同時，給沙發(fā)的坐面和靠面加入軟性材質(zhì)，增加用戶體驗舒適度。然而，家具設(shè)計的弊端在于整個結(jié)構(gòu)全部使用穿插式組合方式，為了達到理想的承重能力，對家具豎插板和橫插板的數(shù)量要求增加，組合安裝好的家具有一定的重量不便移動，并且穿插結(jié)構(gòu)若是經(jīng)過多次的拆除和插入，槽口與槽口之間長時間的摩擦會導致尺寸出現(xiàn)變寬拉長的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)之間會有一定的穩(wěn)定性隱患，基本建議是組合完后不要多次拆除。設(shè)計結(jié)果表明，在組合式家具中使用單一的穿插結(jié)構(gòu)并不能實現(xiàn)家具多次的拆除與安裝，無法保證家具長時間使用后的穩(wěn)定性與承重性。

二、直榫結(jié)構(gòu)組合式茶幾設(shè)計

（一）直榫結(jié)構(gòu)

榫結(jié)構(gòu)是中國傳統(tǒng)建筑與家具的基本結(jié)構(gòu)方式，直榫結(jié)構(gòu)是其中出現(xiàn)最早、運用最廣泛的結(jié)構(gòu)之一，是在兩個木結(jié)構(gòu)上采用凹凸狀的咬合連接方式構(gòu)造，將兩個單體結(jié)構(gòu)連接起來，凸出部分為榫頭，凹進部分稱為榫眼。直榫結(jié)構(gòu)不在于個體的連接，主要功能在于單個結(jié)構(gòu)之間互相結(jié)合、相互支撐。隨著中國傳統(tǒng)家具的不斷傳承與發(fā)展，榫卯結(jié)構(gòu)也被繼承與改良，并在當下的家具領(lǐng)域中被廣泛運用[4-5]。

（二）設(shè)計案例

茶幾一般都是放在客廳沙發(fā)的前方位置，主要起到放置茶杯、泡茶用具、水果、煙灰缸、裝飾花、雜志、零食等物品的作用。現(xiàn)代大部分在大城市打工的人群選擇租房居多，房屋面積狹小且家具配置不齊全。在搬家時，家具大多數(shù)都會因體積太大而被遺棄，造成經(jīng)濟和產(chǎn)品的浪費。市場上現(xiàn)有的家具大多數(shù)體積大、笨重、功能單一，不能拆卸，不符合都市租房人群的需求，使用不方便。直榫結(jié)構(gòu)組合式茶幾設(shè)計提出了一種組合運用穿插結(jié)構(gòu)與直榫結(jié)構(gòu)的家用茶幾設(shè)計，它方便拆卸、安裝、攜帶和搬運，可選擇材料的范圍廣，只要是具有一定硬度的材料均可以采用。當然，為了符合科學發(fā)展觀，建議選擇綠色無污染材料，遵循可持續(xù)發(fā)展原則[6]。

茶幾設(shè)計主要由底座、茶幾桌、支撐條和置物架構(gòu)成。直榫結(jié)構(gòu)組合式茶幾見圖2。底座包括底座木板、兩根相對的底座高木條和兩根相對的底座低木條。底座高木條的兩端下方有槽口，每根底座低木條的兩端分別位于兩根底座高木條的槽口內(nèi)。兩根相對的底座高木條內(nèi)側(cè)有具有凹槽，底座木板的兩個對邊設(shè)有凸棱，底座木板凸棱伸入上述底座高木條凹槽內(nèi)。底座高木條、底座低木條的兩端均開有位于同軸線上的插孔。茶幾桌包括茶幾桌木板、兩根相對的茶幾桌高木條、兩根相對的茶幾桌低木條。茶幾桌高木條兩端下方具有槽口。茶幾桌低木條為長方形，每根茶幾桌低木條的兩端分別位于兩根茶幾桌高木條的槽口內(nèi)。兩根相對的茶幾桌高木條內(nèi)側(cè)有具有凹槽，所述茶幾桌木板的兩個對邊設(shè)有凸棱，茶幾桌木板凸棱伸入所述茶幾桌高木條凹槽內(nèi)。茶幾桌高木條、茶幾桌低木條的兩端均開有位于同軸線上的插孔。支撐條在設(shè)計中有四條，均為方形，位于茶幾桌與底座之間，支撐條的兩端面上分別伸出插桿。四條豎向方形支撐條與四條豎向方形插桿采用傳統(tǒng)直榫結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固安全。四條豎向方形插桿與底座、茶幾桌的高低兩組木條的左右兩個的插孔完全對接，將底座與茶幾桌連接。

圖2 直榫結(jié)構(gòu)組合式茶幾

圖3 直榫結(jié)構(gòu)組合式茶幾結(jié)構(gòu)分解

直榫結(jié)構(gòu)組合式茶幾結(jié)構(gòu)分解見圖3，上部的插桿插入底座低木條和底座高木條上的插孔，下部的插桿插入茶幾桌低木條和茶幾桌高木條上的插孔。前面所述插孔為方形插孔，插桿為方形插桿，支撐條成中空狀，插桿從中空的支撐條內(nèi)部穿過。茶幾的多功能主要由置物架上方木板、置物架下方木板、U形木板組成的置物架實現(xiàn)。置物架安裝在底座與茶幾桌之間，上方木板下部設(shè)有卡槽，其上方左右兩側(cè)設(shè)有卡角，置物架下方木板上部設(shè)有卡槽，其上方左右兩側(cè)設(shè)有卡角。置物架上方木板上的兩個卡角和置物架下方木板上的兩個卡角分別支撐相對的茶幾桌低木條和相對的茶幾桌高木條的內(nèi)側(cè)角部。下方木板上部設(shè)有卡槽，其上方左右兩側(cè)設(shè)有卡角。上方木板下部的卡槽與置物架下方木板上部的卡槽穿插，形成十字穿插形。在置物架上方木板或置物架下方木板的側(cè)部至少開有與U形木板上所開的卡槽相穿插的卡槽。

通過設(shè)置置物架增加了茶幾的儲物功能，將直榫結(jié)構(gòu)作為茶幾結(jié)構(gòu)支撐與組合的主要方式，同時利用穿插結(jié)構(gòu)增加茶幾的置物功能，兩種結(jié)構(gòu)的組合使茶幾完全實現(xiàn)快速拆除與拼接，達到方便攜帶的目的。茶幾功能多樣、儲存能力增強，使用方便，便于推廣。

三、結(jié)語

上述兩個設(shè)計案例是一種以純結(jié)構(gòu)形式對組裝家具所進行的探索。實際證明，脫離金屬件的連接增加了家具結(jié)構(gòu)設(shè)計與結(jié)構(gòu)節(jié)點之間咬合設(shè)計的難度，沙發(fā)的設(shè)計全部使用穿插式結(jié)構(gòu)組成，雖然在使用方面沒有問題且基本實現(xiàn)了全部結(jié)構(gòu)組裝的目的，但是還是會出現(xiàn)諸如超重、不能多次重復組裝的現(xiàn)象。基于第一個設(shè)計基礎(chǔ)，在對多功能茶幾進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，嘗試將中國傳統(tǒng)直榫結(jié)構(gòu)與穿插結(jié)構(gòu)結(jié)合，不僅使整個結(jié)構(gòu)更加簡單明了，而且解決了沙發(fā)結(jié)構(gòu)設(shè)計上的缺陷，還使傳統(tǒng)榫卯結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代家具設(shè)計中得以傳承。結(jié)構(gòu)組裝設(shè)計具備創(chuàng)新性、綠色環(huán)保性、多功能性、娛樂性等綜合的特點，在未來家具行業(yè)勢必會引領(lǐng)風潮，循序發(fā)展。