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全生命周期评估下的 聚酯纤维板家具设计研究
类别:工艺技术 | 录入者:fid | 发布时间:2017-11-27 [1278]

■陈传荣 Chen Chuanrong

(苏州工艺美术职业技术学院,江苏苏州 215104)

摘 要:家具与我们的生活、工作息息相关,种类品种也复杂多样,家具设计,隶属于建筑学、室内设计、家具设计等专业基础课程,覆盖了家具史、材料学、人体工程学、家具工艺与生产组织、家具检测与质量管理等众多知识;在我国经济高速发展的今天,家具设计面对资源的优化利用和节能环保等方面的问题,本文从产品全生命周期的角度阐述了聚酯纤维板作为一种新材料进行家具设计的设计探索与实践,体现了在产品全生命周期评估的视角下聚酯纤维板作为主材进行家具设计的可行性、可循环利用及节能环保性。

关键词:产品生命周期 ;家具设计 ;聚酯纤维板

Abstract: Furniture, one of the most varied and complex types of products, is closely related to our life and work. Furniture design covers the history of furniture, the material science, the ergonomics, the furniture craft and production organization, the furniture inspection and quality management etc, which is affiliated to the professional courses like Architecture, Interior design and Furniture design. With the rapid development of Chinese economy, Furniture design has to face the optimization of resources, energy conservation and environmental protection.This paper describes the design exploration and practice of polyester fiber board as a new material for furniture design from the perspective of product life cycle,and shows the feasibility, recyclability and environmental protection of the polyester fiber board as the main material in the view of product life cycle assessment.

Key words: Production Life Cycle; Furniture Design; Polyester Fiber Board


随着国家经济高速发展,环境问题也随之出现,关注家具的可持续性发展已成为家具设计实践与生产制造的核心,家具作为一种产品,也面临资源的优化利用和节能方面的问题,用产品全生命周期评估原则可以指导我们进行可持续家具的设计与实践。美国环保局对生命评估方法的定义是:对产品全生命周期的资源消耗和环境影响进行评估的环境管理的工具。产品全生命周期的内容包括五个方面,①原材料选择②设计制造③包装运输④使用处理⑤材料回收再利用(图1)。2003年,由德国设计公司studio7.5设计,赫尔曼·弥勒(HermanMiller)制造,推出一个mirra椅,它通体采用33%的再生材料和96%的可回收材料加工制成,有着卓越的人体工程学效果,并且易于组装拆卸,在产品的生命周期结束以后,材料是完全可以回收的,开创了家具领域资源循环使用的可持续发展概念(图2)。


■图1 产品全生命周期图

1 原料的选择

根据产品全生命周期的阶段与内容,在家具产品生命周期中的第一个阶段,即原料的选择阶段,主要体现在所选材料的生态可持续性,绿色、低能值,可再生可循环及减少材料的使用数量四个方面[1]

聚酯纤维板材是由回收的可乐瓶等PET材料为主要材料,从中提取聚酯纤维,然后通过热压压制转化成半刚性的聚酯纤维板,具体生产过程为:前期将回收的可乐瓶等PET材料破碎,然后进行造粒、纺丝阶段,把长丝切割成短纤维之后(图3),经过称重分棉,按照一定的比例配合,用设备把不同熔点、不同颜色的材料混合在一起,再通过设备将纤维梳理成均匀的纤维网,经过针刺,让疏散的纤维紧密地抱合在一起,形成纤维棉状,经高温技术热压并以茧棉形状,实现密度多样性、色彩多样化聚酯纤维板材,其可塑性很强,可以根据需要切割成不同大小、形式多样的板材。此外,聚酯纤维板材用低熔点纤维代替了其他板材生产过程中使用的胶,整个纯物理生产过程中,不会释放废气废水以及甲醛等有毒有害物质,产品使用后可再回收重塑再造,因此,聚酯纤维板是一款集装饰、保温、阻燃、环保、轻体、易加工、稳定、抗冲击、维护简便等特点为一体的优良产品[2-3]

在目前国内市场,它主要作为一种集吸音性、无毒性、安全性、环保性、阻燃性、装饰性为一体的新型室内装修材料,来满足不同的吸音(125~4000HZ噪声范围内最高吸音系数达到0.9以上)与装饰效果的要求,在国内装饰材料和声学工程领域应用广泛,多应用于影院、KTV、包房、儿童游戏空间等,深受室内设计师、声学设计师的推崇,已成为国内大部分城市建筑声学工程的首选材料。但是,在国外,聚酯纤维板已突破现有的功能,在家具设计领域作为一种全新的材料崭露头角,如在近年的科隆家具展及国内影响力较大的新型材料展览中,用聚酯纤维板作为主材进行家具生产的产品丰富多样。另外,聚用酯纤维板作为家具主材也符合产品全生命周期的第一阶段的所有特征,即生态可持续性,绿色、低能值,可再生可循环利用[4]。


■图2 mirra椅及其设计团队

2 设计制造

在设计制造阶段,以产品全生命周期的典型特征进行评估,主要体现在产品的以下几个方面:①健康,即设计的家具本身应无毒无污染,在满足功能的同时还充分满足消费者的审美要求,创造一个和谐的环境;②环境友好型,即家具在设计制造的过程中最大限度的减少环境污染,与所处的环境、以及使用者直接的和谐统一。③标准化,是指产品在设计过程中充分考虑生产,能在生产制造的过程达到工厂生产线的要求,减少能耗。④提高安装、拆卸效率,方便安装,提高产家具拆卸效率。⑤污染小与能耗少。用聚酯纤维板材作为主要材料制成的桌椅重量仅为木质桌椅的一半,环保性能达到EO级,以产品全生命周期进行评估,符合设计与制造阶段的特征,用聚酯纤维板作为家具主材,按照结构可设计成单独构件,用五金配件连接,方便工厂标准流水线生产,便于维修及拆装更换,也便于包装与运输,可在包装和运输时节省50%的空间,单次的运输量更大[5-6]

3 包装运输

在产品生命周期的第三个生命阶段,即包装运输阶段,主要包含三个原则:绿色包装、精简、能源最佳利用原则。

3.1 绿色包装原则

即使用绿色、可循环重复利用的包装材料,近年来,中国大力倡导绿色包装,使用环保材料进行产品包装,在家具行业,国外一般使用纸箱包装,国内一般使用软包装,纸包装和大多数的软包装一般都是可重复利用、再生利用包、可降解的材料,符合绿色包装原则;少用或禁用金属包材、塑胶类包材、玻璃类包材、木质包材等等,因为这些材料在生产或后续加工在利用过程中能耗高,污染重,从而破坏环境[7]

3.2 精简原则

也就是尽量减少包装的数量和体积,避免过度包装。近年来,中国大力倡导包装要精简,勿要过度包装,体现在各种产品上,如月饼、茶叶、各种礼盒等,在家具行业也是如此,在运输过程中以保护家具不受损坏为原则,精简包装设计[8]。

3.3 能源最佳利用原则

主要是提高运输工具的能源效率,短距离运输可以使用新能源交通工具,也尽可能使用生物柴油交通工具,以此实现在交通工具运输过程中能源最佳利用。将这些原则纳入设计工作的层次结构和文化中,节省成本,并且在实践中开创更多的商业机会。如IKEA,所使用的包装材料几乎都是纸板材料,完全可以回收再利用,而且模块式的设计不仅方便用户拆装组合;另外,IKEA的每件家具几乎都是设计成可组装的平板式,不但节省空间,还大大节省包装和运输成本[9]。使用PET聚酯纤维材料作为主材进行家具设计,如:Pod椅(本杰明休伯特设计),pod在英语中的意思原本指豆荚,也可以延伸为飞机吊舱,顾名思义,这pod椅子会给人一种被包裹的感觉,它是一把适用于各种公共空间内的大“隐私”椅,因为有着相当大的一个“壳”,这壳由回收的PET塑料压制而成,不仅有良好的隔音性能,而且压制的形状能够让其相互堆叠,便于运输。


■图3 废弃塑料加工成聚酯纤维


4 使用处理

在产品生命周期的第四个生命阶段,即使用处理阶段,第四个阶段主要是家具和用户进行交互,包括三个原则。

4.1 用户为中心原则

用户作为家具使用者和操作者,是该要素的主体,一方面要深入研究家具的功能,发挥家具的功效最大化,另一方面家具设计师要向用户传达所设计的家具产品在使用过程中如何节能环保、能效发挥最大化等方面的信息,引导用户以环境友好的方式执行及使用家具,使用户在使用过程中有一定的环境意识和责任感[10]。

4.2 操作简便及用户参与原则

是指家具产品要容易装配和操作,方便使用。如IKEA家具,用户完全可以根据装配步骤自己组装。用户参与原则是指用户自身要树立可持续性的消费观,用实际行动为社会的可持续发展贡献自己的力量。

PET聚酯纤维材料作为主材进行家具设计,在用户使用处理的过程中,由于材料易切割、易组装、易加工等优良属性,用户完全可以根据自己的需要进行加工组装,也可根据自己的需要进行加工定制,体现了以用户为中心的原则、操作简便原则及用户参与原则[11]。

5 材料回收再利用

在产品生命周期最后一个生命阶段,即回收再利用阶段,包括以下几个内容:

5.1 再制造与再使用原则

再制造是指对报废产品进行再加工制造,再使用原则是对零配件进行回收再使用。

5.2 损害最小与污染最小原则

报废产品在回收处理中很少产生废弃物,尽可能实现材料和能量全部的回收等。污染最小原则是指无法进行回收的材料要尽量降低对环境的污染。

PET聚酯纤维材料作为主材进行家具设计,报废的家具材料完全可以再回收利用,把聚酯纤维板材用机器绞碎,低熔点进行纤维化,然后通过热压压制转化成半刚性的聚酯纤维板,过程为纯物理,不会使用粘合剂,不会释放废气废水以及甲醛等有毒有害物质,符合产品全生命周期的材料回收再利用原则中再制造、再使用、损害最小及污染最小原则,是一种非常优良的家具材料[12-13]。

6 结语

相对其它材料,聚酯纤维在生产过程、使用过程、资源重复利用以及回归自然界等各阶段具有所谓“环境友好”的特点。在产品生命周期的最后一个阶段,废旧的聚酯纤维板完全可以回收再利用,材料在回收再生产的过程中,Greenhouse Gas Emissions(温室气体排放)、VOC Emissions(挥发性有机化合物的排放)较低,对环境的污染很小。

(责任编辑:肖 佳)

参考文献:

[1]刘光复.绿色设计与绿色制造[M].北京:机械工业出版社.2001.

[2]曹冠峰.聚酯装饰板的研制[J].林业科技开发,1989,(01):10-12.

[3]王维信.聚酯装饰板的试制[J].木材工业,1995,(04):24-26.

[4]钟祥璋.聚酯纤维装饰板吸声性能的实验研究[J].电声技术,2005,(10):10-14.

[5]许柏鸣.当代中国家具设计路在何方[J].家具与室内装饰,2017,(03):11-13.

[6]晏安然,庞瑶,刘毅,等.基于模块化理念的LOFT住宅家具设计研究[J].家具与室内装饰,2017,(03):26-28.

[7]陈淑芳,叶翠仙.基于低碳理念下的家具设计探析——天然纤维织品在现代家具中的应用[J].家具与室内装饰,2016,(12):78-79.

[8]唐蕾,林作新,张亚池.现代家具产品设计中的互动特征研究[J].家具与室内装饰,2016,(11):12-15.

[9]黄圣游,林立平,李俊长.木质家具的碳减排措施[J].家具与室内装饰,2016,(10):84-85.

[10]李世葵.论当代中国家具的创新设计思路[J].家具与室内装饰,2016,(09):12-13.

[11]张昱宏,辛一杰.多功能家具万变的本源-折叠[J].家具与室内装饰,2017,(07):18-21.

[12]辛乐,王明月,王帅.针对青年人群的家具设计调查与分析[J].家具与室内装饰,2016,(07):9-10.

[13]田泽强,郁舒兰.基于设计形态语义学的按摩椅语义分析[J].家具与室内装饰,2016,(07):58-59.


基金项目:江苏高校哲学社会科学基金指导项目(2016SJD760084)

作者简介:陈传荣(1980-),女,讲师,研究方向:环境艺术设计,E-mail:635074356 @qq.com

引文格式:陈传荣.全生命周期评估下的聚酯纤维板家具设计研究[J].家具与室内装饰,2017,(11):26-27.

Chen Chuan rong . Study on Polyester Fibre Board Furniture Design under Life Cycle Assessment[J]. Furniture & Interior Design , 2017,(11):26-27.


注:本文来源于《家具与室内装饰》

 
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