王萍真　齊欽欽　林莉　余婧琳

摘 要 隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，人們所居住的環(huán)境與實(shí)用的家具也面臨著更高的要求與挑戰(zhàn)。人們希望能享有更舒適、安全、健康且環(huán)保的居家生活環(huán)境。我們的目的就是在保護(hù)環(huán)境資源和人體健康的基礎(chǔ)上，優(yōu)化各種材料與設(shè)計(jì)要素，進(jìn)行綠色的家居設(shè)計(jì)。本研究課題首先對(duì)家具設(shè)計(jì)生態(tài)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，闡明生態(tài)家具設(shè)計(jì)的重要性和必要性。從材料這一主要要素著手，通過對(duì)家居市場(chǎng)的調(diào)研，了解消費(fèi)者對(duì)家具的需求，淺析當(dāng)下家具設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用方面的利弊。探討生態(tài)家具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，尋求應(yīng)用聚碳酸酯材料的生態(tài)家居設(shè)計(jì)可行性方案。

關(guān)鍵詞 生態(tài)材料 家居設(shè)計(jì) 聚碳酸酯

1 現(xiàn)有現(xiàn)代家具現(xiàn)狀的問題分析

1.1 家具的污染問題

在當(dāng)今生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞的形勢(shì)下， 世界各國紛紛提出可持續(xù)發(fā)展的理念來保護(hù)人們賴以生存的地球。而家具、裝修和建筑污染則并稱是現(xiàn)代室內(nèi)環(huán)境最主要的三大污染。

現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)中的污染往往容易被人們輕視或忽略，殊不知家具污染所帶來的除甲醛超標(biāo)，苯超標(biāo)等空氣污染的問題外，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅人的身體健康，引起白血病、血液病、出血性疾病等，這絕不是駭人聽聞，而是真實(shí)存在的問題。

為了營造健康舒適和綠色的居家環(huán)境，解決家具污染是當(dāng)務(wù)之急。生態(tài)家居設(shè)計(jì)是我們每一個(gè)設(shè)計(jì)師都應(yīng)所著重和努力的方向。

2 生態(tài)家具材料的選擇

2.1 生態(tài)家具設(shè)計(jì)與材料的聯(lián)系

在家具設(shè)計(jì)中，我們除了對(duì)結(jié)構(gòu)的選擇，對(duì)使用功能以及加工工藝的基本要求外， 材料的篩選也是非常重要的，根據(jù)各類材料所特有的屬性來設(shè)計(jì)家具產(chǎn)品，已經(jīng)成為現(xiàn)在家居設(shè)計(jì)的基本方法之一。材料的性能包括外觀、物理力學(xué)、化學(xué)、加工性能等，它們都可以成為設(shè)計(jì)產(chǎn)品靈感來源的有力依據(jù)。在近幾年家具設(shè)計(jì)的環(huán)保性設(shè)計(jì)中， 通過對(duì)“綠色材料”應(yīng)用來達(dá)到“綠色設(shè)計(jì)”效果很多，這對(duì)家具制造及設(shè)計(jì)業(yè)來說尤為重要。

2.2 生態(tài)家具設(shè)計(jì)材料——聚碳酸酯

一百多年前， 美國人發(fā)明了酚醛樹脂， 開啟了塑料的新時(shí)代。 隨著高分子材料的發(fā)展，在今天，又有一種塑料強(qiáng)勢(shì)登上歷史的舞臺(tái)，那就是聚碳酸酯。

在生態(tài)材料應(yīng)用家居設(shè)計(jì)方面， 聚碳酸酯有著其自身的特性和優(yōu)點(diǎn)， 且可重復(fù)利用， 是一種環(huán)保且性能優(yōu)良的家居設(shè)計(jì)新材料。聚碳酸酯（PC）是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂，有著良好的的力學(xué)、光學(xué)、阻燃和耐高溫性等，并且是一種透明材料。聚碳酸酯的透光性接近于玻璃，達(dá)到90%左右，并且在它具有良好的光學(xué)性能的同時(shí)還比玻璃輕，不易碎，更易于加工。其次由于聚碳酸酯是剛性和韌性的有機(jī)結(jié)合體，其力學(xué)性能尤其優(yōu)異。在一般情況下，一種材料如果鋼性較為良好相對(duì)的韌性就會(huì)不足，會(huì)很脆。但聚碳酸酯打破了這一既定規(guī)律，它既有很好的剛性，也有良好的韌性。 然后相對(duì)于其他普通塑料而言，聚碳酸酯又有著優(yōu)異的防火性能，在不添加任何阻燃劑的情況下，純度100%的聚碳酸酯就能夠通過一定級(jí)別的防火測(cè)試。這一優(yōu)異性能使其他塑料產(chǎn)品甘拜下風(fēng)。

綜上所述，作為五大工程塑料之一，聚碳酸酯在諸多領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊。

3 聚碳酸酯與常見家具設(shè)計(jì)材料

3.1 木材

木材：傳統(tǒng)家具的主要材料是木材。木柴很便于加工，這導(dǎo)致了能工巧匠對(duì)木材的極盡能事，也創(chuàng)造出了很多不同的傳統(tǒng)家具藝術(shù)風(fēng)格。在現(xiàn)代家具的材料選擇中，木材和木質(zhì)材料仍然是首選。

存在的問題：首先我國是個(gè)森林覆蓋率低的國家， 家具用的硬闊葉材生長周期長， 嚴(yán)重依賴進(jìn)口， 木材資源的稀缺已成為亟待解決的問題。木材的生長周期已經(jīng)無法滿足人們追求實(shí)木的超量使用從而造成對(duì)自然環(huán)境的破環(huán)。其次木制家具雖然經(jīng)過了干燥處理， 但依然難以在根本上解決木材由于含水率變化所可能造成的濕脹干縮以及隨之而來開裂變形問題。

紙板材： 造紙?jiān)弦阅静淖顬槔硐?，很難尋找到合適的替代品。麥子、竹子、蘆葦?shù)染勺鳛樵旒堅(jiān)?，但通過對(duì)造紙的原料供應(yīng)、產(chǎn)品質(zhì)量、三廢處理和經(jīng)濟(jì)效益等多方面的綜合分析。可以看出木材具有難以替代的優(yōu)勢(shì)。 特別是對(duì)于非木材纖維原料制漿廢液—黑液的治理，至今尚沒有一套完善且高效率的好方法， 工業(yè)廢水排放已經(jīng)對(duì)江河造成了嚴(yán)重的污染。因此，循環(huán)利用廢紙資源，是行之有效的重要途徑之一。

3.2 金屬

金屬家具在現(xiàn)在的市場(chǎng)中備受歡迎。并且由于鋼鐵工業(yè)“綠色革命”的興起和“零能耗”生產(chǎn)工藝的持續(xù)推廣，金屬材料從選用到制作過程以及用后淘汰，給環(huán)境帶來的傷害都能降到最小，是一種可重復(fù)利用的，持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品資源。

金屬材料制成的家具能夠防火、防潮、防磁等。防火由于金屬家具有著耐高溫的特點(diǎn)，自然能讓損失降到最小。而在于南方地區(qū)，只要溫度在12℃～14℃之間，相對(duì)濕度在60%以上，霉菌就容易生長，而金屬家具防潮的優(yōu)勢(shì)能夠防止霉菌的生長。其次金屬家具產(chǎn)品大多數(shù)具有折疊功能，不僅使用起來方便，收縮后還可以節(jié)省空間。

但金屬材料也有無法忽視的劣勢(shì)，它的材質(zhì)決定了它的質(zhì)感，金屬的物理特性決定了鋼制家具堅(jiān)硬冰冷的特點(diǎn)，而這種特點(diǎn)，與人們所中意的家庭營造的溫馨的氛圍往往背道而馳。因此，金屬家具往往因?yàn)橘|(zhì)感上的原因被人們拒絕，同時(shí)金屬家具使用時(shí)由于質(zhì)料的天然因素，會(huì)產(chǎn)生較大的聲響，在顏色上，金屬家具最初的色調(diào)也過于單一。

3.3 竹材

原生態(tài)材料具有自然紋理，竹材也是一樣。竹材的生長周期快，其中毛竹、苔竹生長到第六年的時(shí)候力學(xué)性能為最佳。 相對(duì)木材，竹材有著生長周期短、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、韌性好等特點(diǎn)，更加環(huán)保的同時(shí)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。作為同樣的原生態(tài)的材料，竹材也有其特有的性質(zhì)。在高溫高濕度的環(huán)境下， 由于不同部位具有不同的脹縮率， 導(dǎo)致竹材在干燥的過程中極其容易產(chǎn)生殘次品。在表面處理上也要多下功夫在防霉、防蟲、防腐方面。

3.4 傳統(tǒng)塑料高分子材料

常用生態(tài)化高分子材料如聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）在作為廢料處理時(shí)，其化學(xué)性能及物理性能都依然保持良好，可以被回收再次利用。 通過使用再生循環(huán)法或者是化學(xué)再生循環(huán)法，可以提高材料的循環(huán)利用率，使材料更為經(jīng)濟(jì)耐用，達(dá)到循環(huán)利用的效果。這對(duì)于環(huán)境來說非常友好。

3.5 玻璃

相對(duì)來說，聚碳酸酯的加工成型性能好。若同樣是進(jìn)行壓制或擠出的加工方式，聚碳酸酯加工完成后的板材重量是普通玻璃的一半左右，對(duì)比普通玻璃他在隔熱性能上也有顯著的提升，沖壓強(qiáng)度更高，為普通玻璃的250倍。因此也在玻璃窗，商業(yè)櫥窗等方面運(yùn)用廣泛。

3.6 新型透明塑料PMMA

有機(jī)玻璃透光率達(dá)到92%，是目前最優(yōu)良的高分子透明材料，跟普通玻璃相比透光度更高。有機(jī)玻璃還同時(shí)具有重量輕、易于加工、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)異性能，也決定了它更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

亞克力，PC具有阻燃性，耐磨、抗氧化性等特點(diǎn)，更適合用于辦公家具材料。而亞克力雖然有很好的光學(xué)性，透明度，但表面硬度不高、易擦毛，易開裂，不可重壓，所以并不適用作為家具材料。相較而言PC不但具有高度透明性和很好的光學(xué)性，而且成形收縮率低、尺寸安定性良好，同時(shí)強(qiáng)度高、耐疲勞性好、尺寸穩(wěn)定，所以是家具材料的不二之選。但現(xiàn)在市場(chǎng)上還是以亞克力的應(yīng)用較多，而PC還沒有被正式重視利用起來。

3.7 現(xiàn)有可利用的生態(tài)材料中再利用、再回收類材料

例如將廢棄電纜進(jìn)行編織，網(wǎng)購興起而造就的大量快遞盒再設(shè)計(jì)，紙漿， 自行車鏈，廢棄鋸屑與木材結(jié)合設(shè)計(jì)，水龍頭的再利用……諸如此類，被放錯(cuò)位置的資源被統(tǒng)稱為可再回收利用的材料。再回收的材料的優(yōu)勢(shì)在于其原有的性能只下降了小部分， 它可以加以改良后，重新投入使用。在我國光城市里每年被遺棄的家具就有約6000萬噸，8500萬 m3，并且還沒有成熟完善的回收機(jī)制， 并存在著回收利用率有限， 回收店鋪分布零散，從業(yè)人員的職業(yè)素質(zhì)有限，沒有標(biāo)準(zhǔn)化管理等問題。所以回收改造這一塊商業(yè)化程度相對(duì)低， 造成再利用的幾率相對(duì)低。

3.8 與碳酸酯聚的優(yōu)勢(shì)

聚碳酸酯加工工藝簡單，成型快，可大批量生產(chǎn)，符合當(dāng)代人們的審美需求。大批量生產(chǎn)可以商業(yè)化。聚碳酸酯的可塑性強(qiáng)，相對(duì)于木材、竹材等一些常規(guī)材料來說，可以有更多豐富的造型變化，在形態(tài)的線條流暢性上可以做的更好。由于竹材木材本身的特性，對(duì)于環(huán)境的濕度和溫度有一定的要求。而聚碳酸酯在這一方面就不需要過多的考慮，其對(duì)溫度濕度的要求低，保養(yǎng)的成本也低。例如ABS樹脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯和玻璃鋼都是在制作家具中較常被選中的傳統(tǒng)塑料高分子材料。但是這些材料一般用于制作相對(duì)低廉的戶外家具。 因?yàn)樵诃h(huán)境的影響下，老化相對(duì)快，力學(xué)性能有限。聚碳酸酯在物理機(jī)械性能上，它的透光率、耐熱性、拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度相對(duì)于其它五種材料來說都非常出色，占有很大的優(yōu)勢(shì)。但 聚碳酸酯的問題就在于國內(nèi)目前還未完全掌握其生產(chǎn)奧秘中的一些專利技術(shù)。

4 聚碳酸酯家具的概述及展望

4.1 聚碳酸酯家具的發(fā)展和現(xiàn)狀

雖然早在上個(gè)世紀(jì)50年代聚碳酸酯就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，但在家具上應(yīng)用聚碳酸酯是21世紀(jì)后才逐漸開始發(fā)展起來的。碳酸酯常被用在高檔的透明質(zhì)感的家具設(shè)計(jì)上，這類家具制品較為注重外觀的光潤度，因此常常制作出來的成品都是一體成型，時(shí)尚和通透感同時(shí)具備。近幾年從各大國際家具展上各式塑料家居制品的泛濫就可以強(qiáng)烈感受到塑料家具潮流的回歸。這些展覽顛覆了人們對(duì)塑料家具的傳統(tǒng)的廉價(jià)劣質(zhì)的印象，順應(yīng)這股潮流，塑料家具在材質(zhì)、設(shè)計(jì)、造型、價(jià)格上都開始走高端發(fā)展的道路，這些新透明塑料家具設(shè)計(jì)簡約、制作精良、色彩絢麗，呈現(xiàn)了透明塑料家具的美好前景。

本次調(diào)研設(shè)計(jì)的聚碳酸酯家具方案。主要材料君是由聚碳酸酯塑料塑成。良好的透光性材料以及微微彎曲的形狀塑造了流線型外觀觸感柔軟的同時(shí)，也有較好的（下轉(zhuǎn)第158頁）（上接第151頁）堅(jiān)固性。產(chǎn)品獨(dú)特的質(zhì)感，大大增強(qiáng)了視覺感受。在室內(nèi)不論是配其他家具或還是單獨(dú)放置，都可以起到很好的點(diǎn)綴作用。聚碳酸酯有著透明度高、機(jī)械性能優(yōu)越，耐老化性能強(qiáng)、個(gè)適用性強(qiáng)和阻燃等優(yōu)點(diǎn)，所以在塑料家居產(chǎn)品的應(yīng)用中很廣泛。優(yōu)雅的設(shè)計(jì)和優(yōu)良的一體成型制作技術(shù)，使得聚碳酸酯家具能夠成為高端的透明塑料家具。

4.2 我國的聚碳酸酯家具市場(chǎng)

我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)飛速發(fā)展，人們生活水平穩(wěn)步提升，住房用地緊張，群眾住房需求增加的背景下，人們對(duì)家居產(chǎn)品的需求量也穩(wěn)定上漲，家裝市場(chǎng)和家具行業(yè)的發(fā)展也越來越快速。在這一勢(shì)頭中的消費(fèi)人群里，年輕人是主力。而聚碳酸酯家具良好的藝術(shù)裝飾功能，以及時(shí)尚通透的造型都十分符合年輕人對(duì)家居裝修追求新意趣味的審美情趣。所以大多數(shù)人傾向于選購聚碳酸酯家居產(chǎn)品。

雖然我國是最早開始聚碳酸酯的研制和工業(yè)化生產(chǎn)的國家之一， 但是由于存在著種種例如裝置規(guī)模小、技術(shù)水平落后、產(chǎn)品質(zhì)量差的問題，直接或間接地導(dǎo)致了國內(nèi)產(chǎn)品在質(zhì)量，造型的設(shè)計(jì)上很難與國外產(chǎn)品競爭。幸運(yùn)的是2005年以后，很多外資企業(yè)例如拜耳、帝人、等公司紛紛開始在中國投資和生產(chǎn)聚碳酸酯，滿足了我國對(duì)聚碳酸酯的需求，也間接為我國國內(nèi)設(shè)計(jì)師對(duì)聚碳酸酯家居設(shè)計(jì)得進(jìn)一步深入思考提供了技術(shù)支援。

目前我國聚碳酸酯家具在生產(chǎn)上還主要是給外國的一些品牌代工， 但隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的豐富和國內(nèi)設(shè)計(jì)師對(duì)聚碳酸酯家具設(shè)計(jì)的重視與在其產(chǎn)品設(shè)計(jì)的深入， 同時(shí)也為了滿足了國內(nèi)客戶的大量需求，部分代加工聚碳酸酯的企業(yè)也逐漸開始生產(chǎn)自己的聚碳酸酯家具產(chǎn)品，這也導(dǎo)致現(xiàn)在聚碳酸酯家具的市場(chǎng)價(jià)格在逐漸接近亞克力。由此我們也可以看出該行業(yè)還是有巨大的市場(chǎng)潛力，前景十分值得期待。在此形勢(shì)下，我們應(yīng)繼續(xù)加大與國外大型企的合作，建設(shè)大規(guī)模聚碳酸酯的生產(chǎn)裝置，以解決我國目前聚碳酸酯需求市場(chǎng)里的供需矛盾，填補(bǔ)原料需求的缺口， 確保行業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。

總之，隨著聚碳酸酯原料和生產(chǎn)技術(shù)的提高，我國的聚碳酸酯大規(guī)模生產(chǎn)必將迅速發(fā)展，該材料的生產(chǎn)成本會(huì)大幅下降， 聚碳酸酯會(huì)越來越廣泛地運(yùn)用在家具設(shè)計(jì)上。由于聚碳酸酯具有明顯的加工制造和優(yōu)越的物理和化學(xué)性能，并且聚碳酸酯可回收利用， 是環(huán)境友好材料，因此聚碳酸酯是非常有前途的家具材料。

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