水晶智能加濕器的設(shè)計研究

呂麗英，楊海生，徐千晶，涂淑清，李若涵

（江蘇海洋大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，江蘇 連云港 222000）

加濕器是近代新興的智能科技產(chǎn)品，經(jīng)過多年的空氣質(zhì)量概念普及、產(chǎn)品研發(fā)、市場培育，逐漸被人們熟悉并使用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，人們對加濕器這一產(chǎn)品的需求也越來越高，現(xiàn)已成為干燥地區(qū)家庭必不可少的一種小型家電產(chǎn)品。但在當前市場中，加濕器的功能單一、智能類型較少，缺乏人性化考慮，甚至可能存在嚴重的安全隱患。

加大對空氣加濕器的研究與開發(fā)力度，有利于國內(nèi)空氣加濕器行業(yè)的發(fā)展，有利于國民生活品質(zhì)的提高和國民健康水平的提升。為了滿足人們對其使用功能和審美功能的需要，在探索健康科技團隊的努力下，空氣加濕器產(chǎn)品類型更加細化、造型更加豐富、材質(zhì)更為細膩、顏色更為奪目，加濕器的市場前景不可限量[1]。本項目對智能水晶加濕器功能和外觀進行深入研究，設(shè)計方向和整體研究流程從空氣、濕度、溫度3個方面提升智能產(chǎn)品功能，探索水晶材料性能的創(chuàng)新運用，將兩者結(jié)合，創(chuàng)造新型多功能化加濕器產(chǎn)品。

1 智能加濕器在調(diào)節(jié)空氣方面的作用

如今，空調(diào)的廣泛使用導(dǎo)致人們出現(xiàn)皮膚緊繃、口舌干燥、咳嗽感冒等癥狀。通過超聲波方式對水進行霧化，能有效增加室內(nèi)濕度，滋潤干燥空氣，并與空氣中飄浮的煙霧、粉塵結(jié)合，使其沉淀，能夠有效去除油漆味、煙味及臭味，使空氣更加清新。隨著工業(yè)的發(fā)展，空氣質(zhì)量飛速下降?？諝赓|(zhì)量直接影響人們的工作和生活，空氣質(zhì)量差會使人注意力分散、工作效率下降，嚴重時還會使人產(chǎn)生頭痛、惡心、疲勞、皮膚紅腫等癥狀。人們急切盼望改善日益惡劣的居室、辦公環(huán)境，提高生活質(zhì)量。

本產(chǎn)品雖是加濕器，但同時具備空氣凈化的功能。隨著空氣中PM2.5含量的不斷增加，人們迫切需要一款產(chǎn)品幫助改善空氣質(zhì)量，如果只是普通的空氣加濕器，不但對預(yù)防PM2.5沒有幫助，甚至還會直接讓PM2.5爆表。因此，在研究產(chǎn)品的過程中，加入了空氣凈化器的部分功能，設(shè)計了一款空氣凈化與加濕器結(jié)合的產(chǎn)品。

空氣凈化器主要用來凈化空氣中的粉塵、細菌等，而加濕器主要用來增加空氣濕潤度?？諝鈨艋髦饕没钚蕴课镔|(zhì)的特性，吸附和過濾空氣中的微生物和污染物，沉降空氣中的粒子，對空氣進行循環(huán)凈化，同時還能有效消除異味，而且配有臭氧離子對空氣進行殺菌，使空氣中的有害漂浮物和細菌被凈化。尤其是帶有負離子的空氣凈化器，在凈化空氣的同時，會釋放出大量負離子，可以提升人體的免疫力。加濕器能有效提高室內(nèi)濕潤度，滋潤干燥空氣。特別是北方的空氣比較干燥，會引發(fā)皮膚緊繃、口舌干燥等“空調(diào)病”。向加濕器加水，釋放出來的就是水霧；向加濕器加香薰，散發(fā)出來的就是另外一種氣味。本研究設(shè)計的加濕器還可以作為時尚擺件，美觀實用。PM2.5（細顆粒物）指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當量直徑小于等于2.5 μm的顆粒物，能長時間懸浮于空氣中，其在空氣中的含量越高，代表空氣污染越嚴重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小、面積大、活性強，易附帶有毒、有害物質(zhì)，例如重金屬、微生物等，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因此對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

普通空氣加濕器的危害：第一，如果加濕器本身不干凈，沒有定期清理，讓霉菌等微生物進入空氣中，進而被人體吸入，會危害人體健康。第二，如果不能正確使用空氣加濕器，會讓散落的灰塵、物品上的各種微生物在溫度適宜時快速繁殖，老人與兒童等弱勢群體吸入后容易感染。

本產(chǎn)品的凈化功能是在釋放霧氣的媒介中添加消毒凈化器，對產(chǎn)品內(nèi)部的環(huán)境進行實時消毒，確保產(chǎn)品內(nèi)外的健康和環(huán)保，避免了上述危害。

在智能科技化的生活中，在基礎(chǔ)的功能上添加空氣凈化與內(nèi)部環(huán)境消毒凈化處理功能，能使加濕器的功能更加全面、更具科技感，使人們的生活更加便利、健康。

2 智能加濕器在調(diào)節(jié)濕度方面的作用

使用加濕器的最終目的是提高空氣濕度，而空氣的濕度會影響人們的舒適度。濕度是指空氣中的水汽量。空氣中含有一定量的水蒸氣，其含量取決于空氣的溫度?？諝鉁囟仍礁?，水蒸氣的含量越大。較低的相對濕度意味著空氣比較干燥，在該溫度下本可以含更多的水分。

例如在25 ℃時，每立方米空氣中可以承載22 g水，這時的相對濕度是100%。如果只含有11 g水，相對濕度就是50%；如果空氣中不含水，相對濕度則是0%。

相對濕度在很大程度上影響人們體感的舒適程度。如果相對濕度是100%，水就不會蒸發(fā)，這是因為空氣中的水分已經(jīng)飽和。人體需要水分蒸發(fā)來降溫，這樣人們感受到的溫度就會比實際溫度高，因為汗液不會蒸發(fā)。相對濕度越低，皮膚上的液體越容易蒸發(fā)，人們感覺越?jīng)鏊?。在低相對濕度下，相同的溫度給人的感覺要比高相對濕度下涼爽，因為汗液很容易蒸發(fā)。低相對濕度的缺點是讓人感覺十分干燥。

低相對濕度對人類至少有3種影響：（1）使皮膚和黏膜干燥。如果房間濕度很低，人的嘴唇會干裂、皮膚也會皸裂，早上起床后嗓子干疼。（2）植物和家具表面干燥，增加靜電，大多數(shù)人都不喜歡觸摸金屬物品產(chǎn)生火花的感覺。（3）讓人感覺比實際氣溫低，加濕空氣比加熱空氣花費更少，一個加濕器可以節(jié)省很多成本。

為了讓室內(nèi)舒適度達到最佳，并且保持人們的身體健康，45%的相對濕度是最理想的。在這種濕度條件下，人體感覺到的溫度和實際氣溫是一致的，并且皮膚和肺部也不會干燥。

雖然傳統(tǒng)加濕器已經(jīng)能夠起到調(diào)節(jié)濕度的作用，但環(huán)境中的濕度會有不均勻的現(xiàn)象，當這一現(xiàn)象出現(xiàn)時，傳統(tǒng)的加濕器無法很好地滿足人們的需要，而智能加濕器可以聯(lián)動外置溫濕度傳感器，使空氣中的濕度更均勻。另外，智能加濕器擁有檢測空氣濕度的傳感器，可自動測濕并加濕，原理是：與濕度傳感器連接，根據(jù)濕度傳感器的空氣濕度信號和預(yù)設(shè)的加濕條件，控制加濕器運行的服務(wù)器。通過濕度傳感器對空氣濕度進行檢測，然后將空氣濕度信號發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)接收到的空氣濕度信號和預(yù)設(shè)的加濕條件控制加濕器對空氣進行加濕工作，其中，加濕條件可以為預(yù)設(shè)在服務(wù)器內(nèi)的濕度閾值，當檢測到的濕度低于濕度閾值的最小值時，服務(wù)器控制加濕器對空氣進行加濕；當濕度高于濕度閾值的最大值時，服務(wù)器控制加濕器停止運行。因此，本智能加濕系統(tǒng)可以根據(jù)空氣濕度的情況，將空氣濕度控制在人體適宜的范圍內(nèi)。

智能加濕器具有紫外線殺菌功能，加上涉水部件選用了具有廣譜抗菌成分的ABS材質(zhì)，確保了水霧的潔凈，非常適合老人、小孩以及過敏體質(zhì)的人，能夠?qū)κ覂?nèi)濕度進行精確控制，完全不需要人工干預(yù)，自動化程度很高。

加濕器通過加速水分的自然蒸發(fā)，達到高效提升室內(nèi)空氣濕度的目的。官方資料顯示，這樣的加濕器可以讓房間濕度提升得特別均勻，而且不會產(chǎn)生霧氣，辦公、寫作業(yè)時也不用擔(dān)心會打濕紙張、桌子與地板。在水量不足時，用戶可以直接通過機身頂部的出風(fēng)口注水，并觀察水位指示燈了解實時水量，十分人性化。在使用傳統(tǒng)的加濕器時，水箱中都會滋生細菌，隨水霧一起擴散，吸入人體有引發(fā)疾病的可能。因此，為了保證人體的舒適和健康，智能加濕器是不二選擇。

3 智能加濕器在調(diào)節(jié)溫度方面的作用

空氣加濕器的工作原理：接通蒸汽源，飽和蒸汽在噴管外套中做橫向運動，環(huán)向流入彎管，進入蒸發(fā)室；由于蒸發(fā)室斷面突然增大，蒸汽減速，加之慣性作用及折流板的阻擋，蒸汽中所含的凝結(jié)水被分離出來，經(jīng)蒸發(fā)室底部的冷凝水出口排出分離出水分的蒸汽，由分離室頂部進入已被預(yù)熱的干燥室，干燥室內(nèi)充滿不銹鋼過濾材料，對蒸汽中殘留的水分進行過濾、分離；打開調(diào)節(jié)閥，干燥室內(nèi)壓力下降，汽化溫度降低，殘留于蒸汽中的水分被加熱汽化，完成對飽和蒸汽的干燥處理；干燥的蒸汽經(jīng)調(diào)節(jié)閥進入噴管，從帶有消聲金屬網(wǎng)的噴孔中噴出，實現(xiàn)了對空氣的加濕。

簡單來說，空氣加濕器就是將水分霧化，然后吹出來，使其飄散在空氣中，增加空氣濕度。使用空氣加濕器可以霧化水分，并且可以在空氣中增加負氧離子，有效增加室內(nèi)濕度，滋潤干燥空氣，并與空氣中飄浮的煙霧、粉塵結(jié)合，使其沉淀，能有效除去油漆味、霉味、煙味及臭味，使空氣更加清新，保障用戶的健康。在水中添加植物精油或藥液等，隨水霧散發(fā)，滿室生香，使人體更易吸收，尤其對皮膚過敏、失眠、感冒、咳嗽、哮喘具有很好的緩解輔助效果，是傳統(tǒng)香薰產(chǎn)品良好的換代選擇。這款智能加濕器外觀采用可愛時尚的卡通造型，飄浮的云霧如夢如幻，缺水還可開啟自動保護，霧量可任意調(diào)節(jié)，濕度也能自動平衡。

4 水晶材料在智能水晶加濕器上的運用

正如中國海洋大學(xué)曲金良[2]教授在其著作《海洋文化與社會》一書中所述：“海洋文化就是有關(guān)海洋的文化，就是人類源于海洋而生成的精神的、行為的、社會的和物質(zhì)的文明生活內(nèi)涵?！焙Ｑ笪幕谋举|(zhì)，就是人類與海洋的互動關(guān)系及其產(chǎn)物。海洋文化不是獨立存在的，總是與一個國家的整體文化水平緊密聯(lián)系在一起，并且總是某一具體的國家、民族、階級意志的鮮明體現(xiàn)。海洋文化在不同的方面都有鮮明的特征，就其內(nèi)置結(jié)構(gòu)而言，具有涉海性；就其運作機制而言，具有外向的輻射性與交流性；就其價值取向而言，具有商業(yè)性和幕利性。新生產(chǎn)力理論認為，文化作為一種特定的力量，具有激發(fā)力、導(dǎo)向力、感通力3個作用。激發(fā)力賦予經(jīng)濟活力，導(dǎo)向力賦予其經(jīng)濟價值，感通力則賦予其經(jīng)濟組織效能。良好的文化建設(shè)為經(jīng)濟發(fā)展提供強大的動力支持，文化發(fā)展或遺產(chǎn)保護做得好，能對經(jīng)濟產(chǎn)生持續(xù)帶動作用[3]。

東海水晶作為連云港最具特色的海洋文化之一，深受人們的喜愛。水晶作為一種材料，硬度高、耐磨，擁有細膩、平滑、柔和的肌理感和通透質(zhì)感，具有多彩的光澤效果，與玻璃有許多相似之處，但是由于水晶具有特殊的雙折光性，當光線照射到水晶表面上時，出現(xiàn)的并不只是反射或折射現(xiàn)象。即使同一光源照射在水晶材料上，所產(chǎn)生的視覺效果也是非常豐富的[4]。只要在其外形上稍下功夫，光線通過雕刻的刻面就可以折射出好看的光芒。

因此，在造型外觀上，設(shè)計者可以根據(jù)水晶材料的特性進行創(chuàng)新，進一步提升加濕器的視覺美感。富有線條感的水晶裝飾品能使靜態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)生流動感，改善人們對產(chǎn)品的視覺和使用感受。水晶裝飾賦予原本空洞、冰冷的室內(nèi)空間豐富的內(nèi)涵，使原本單調(diào)的室內(nèi)空間變得活潑有趣。

5 結(jié)語

在科技快速進步的大環(huán)境下，加濕器的創(chuàng)新要加強科技創(chuàng)新理論研究，改良產(chǎn)品功能不足的問題。產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新并不是設(shè)計之后投放市場就結(jié)束，而是需要持續(xù)循環(huán)改進。產(chǎn)品設(shè)計理論中強調(diào)的不是最好，而是更好。隨著技術(shù)的改進、需求的增多、行為的改變等，產(chǎn)品設(shè)計的可持續(xù)創(chuàng)新成為保障產(chǎn)品競爭力的前提。海洋文化產(chǎn)品智能加濕器的開發(fā)設(shè)計需要融入創(chuàng)新創(chuàng)意科技文化內(nèi)涵，以人為中心，結(jié)合新科技、新工藝、新造型，使智能加濕器產(chǎn)品不僅具有現(xiàn)代產(chǎn)品功能全、科技高、人性化、造型美等優(yōu)勢，還具有深厚的地域性海洋文脈內(nèi)涵。只有結(jié)合科技智能的功能化和海洋生物、水晶的文化創(chuàng)意對加濕器產(chǎn)品進行開發(fā)，才能使海洋文化和科技得到創(chuàng)新和發(fā)展。