基于雾霾背景下的儿童防霾口罩设计

2015-06-28黄思怡HUANGSiyi

设计艺术研究 2015年4期

黄思怡 HUANG Siyi

武汉理工大学，武汉430070（Wuhan University of Technology , Wuhan 430070）

随着我国国民经济的快速增长和城市化建设进程的不断加快，多次大范围爆发的雾霾事件引起了全社会的广泛关注。目前，我国已经成为全球PM2.5污染最严重的地区之一。雾霾对人的健康构成严重威胁，尤其是对儿童的健康和成长非常不利。市场上的儿童口罩琳琅满目，但存在着诸多缺陷，要么防霾效果差，要么佩戴不舒适，要么形式丑陋，让孩子心生抵触。在此背景下探讨一种既符合儿童身体尺度，又具有良好防霾效果及美学效果的儿童防霾口罩的理论与实践。

一、雾霾天气对儿童口罩设计的要求

防霾口罩不同于日常生活中的防尘口罩和医用口罩，它的主要作用是防止雾霾颗粒侵入人体的呼吸系统。因此，防尘的效率是其重要的设计指标，而要达到防尘效率，除了吸附材料的选择与功能设计外，还须着重考虑其密合程度。在现有的一些防霾口罩中，密合性往往成为设计的一大难题。密合性不强导致防霾效果大打折扣；密合太严实或材料选择不当，则可能给佩戴带来麻烦，尤其是儿童防霾口罩，这种矛盾更为严重。因此，儿童防霾口罩首先须克服阻尘效率同密合性之间的矛盾。

1.阻尘效率

防霾口罩设计中阻尘效率的高低取决于其对微细粉尘的阻隔能力，尤其对 2.5微米以下的呼吸性粉尘。雾霾环境下，选择有效地阻挡有害气体并且最大程度上阻挡PM2.5细微颗粒的滤材是口罩设计中最重要的要求。从滤材上分析，普通的纱布口罩是机械式过滤，小于2.5微米的粉尘颗粒会从纱布的网眼中穿透进去，进入呼吸系统。因此，对于防霾口罩的滤材就有更高的要求。阻隔率高的防尘口罩，由具有静电吸引功能的超细纤维组成，那些粉尘在穿过这种滤料的过程中，会被静电吸附在滤料上，真正起到阻尘作用。为了达到更好的防霾效果，活性炭、无纺布材料甚至纳米材料都是很好的选择。

2.密合程度

选择合适的材料，只是保证防霾口罩质量的第一步。如果口罩与人脸的接触面能很好地吻合，那么防护效果就会更加明显。如果口罩的外沿与人脸密合性不好而造成缝隙，那么无论滤料的阻尘效率有多高,有害颗粒还是会进入人的呼吸系统，对人体造成伤害。雾霾天气下，想要更好的防护效果，设计符合人体尺度的口罩显得尤为重要。

口罩的密合性除了要考虑儿童脸型的尺度外，还应该考虑过强的密合性可能带来的不适感。那么有两种解决思路：一是在口罩与人体接触的物理材料选择上，要求其具有一定的可变形性，即它可根据儿童脸型的差异进行一定程度的改变，以达到符合儿童身体尺度的作用。二是采用一种心理补偿机制，以转移或补偿高强密合性所带来的不适感。还可根据儿童的特点，在口罩设计上利用一些流行元素使佩戴口罩成为一种时尚或者文化现象，以补偿密合性问题给儿童带来的困扰。

二、儿童防霾口罩的设计要素

儿童是社会组成中最为脆弱也是最有希望的一个群体，儿童的成长问题关乎国家的兴盛。“据城市的调查，我国的儿童占总人口的30%左右，儿童在家庭消费中约占40%”［1］。由此可见，儿童的健康成长已经成为家庭乃至整个社会最为关注的焦点。尤其在我国国情下，儿童这一群体在家庭和社会上有着特殊的地位。市场上儿童产品多不胜数，但产品质量也是良莠不齐。如许多儿童口罩往往只是将成人产品尺寸改小，并没有从儿童生理和心理上设计真正符合儿童人性化需求的产品。因此，深度发掘以儿童为设计对象的产品是十分必要的。要实现这个目的，人性化设计为人们提供了一种以使用者为研究对象的设计理念，它通过分析用户的需求、能力和行为方式，然后用设计来满足用户。什么样的产品更适合被儿童用户接受，怎样的形态和功能可以最大程度上满足儿童以及监护人对产品的要求，这些问题都是值得研究的。

儿童作为自我保护意识较差的一类群体，身体发育正处于生理功能不断成长完善的阶段，在各个方面都有别于成人。生理上，儿童身体和器官的生长还不成熟，自我保护能力相对较弱；幼嫩的皮肤容易被划破和刮伤，身体里缺乏自然抗体容易受到环境中有害物质的侵害；呼吸道细且短，粘膜容易受损从而引发呼吸道疾病等。心理上，儿童时期的心理、脑部结构和机能都还未发育成熟，对周围事物的陌生感会让儿童产生强烈的好奇心。这会促使他们对新鲜的事物产生浓厚的兴趣，对身边的事物主动观察、研究、动手拆卸。唐纳德·A·诺曼说过：“我曾经是个工程师，专注于实现技术要求，根本忽略了人的要求”［2］，从唐纳德·A·诺曼的话我们不难发现产品设计本质上就是为人服务的。人是设计的主体，不同的主体需要不同的关怀。儿童产品不能只是缩小成人产品的尺寸，只有将儿童视为具有一定审美能力和鉴赏能力的个体，才可能从根本上做好儿童防霾口罩设计。

1.造型要素

在产品设计中，造型是吸引消费者注意力的重要因素之一。好的造型对于一个成功的产品来说十分重要。不同形态之间存在大小、高低、厚薄等因素的区别，细微的区别都会给用户生理和心理感受带来微妙的变化。儿童用品的设计亦然。

儿童防霾口罩的造型建立在防霾功能以及人体工程学的基础之上，形式必须同其功能保持一致，但对于儿童防霾口罩而言，应该适当考虑造型的艺术性，以此补偿口罩给儿童生活所带来的不便。

2.色彩要素

色彩依附于造型存在，在产品设计中具有强大的精神影响。色彩是最能表现情感的手段之一，儿童对色彩的感觉尤其敏锐。婴儿在出生2～3个月后就有了识别色彩的能力，他们最喜欢的颜色是黄色，其次是白色、粉色、红色和橙色等［3］。温暖的颜色、柔和的造型都是儿童产品设计中应当关注的重点。因此，在设计防霾口罩时，要考虑儿童所偏爱的色彩，要设计多种色彩方案供儿童选择。

尤其重要的是，防霾口罩作为一种防霾手段，亦可以通过设计的创意使其成为一种时尚元素或者文化符号，化被动防霾为主动防霾。因此，在色彩的设计上可考虑一些儿童时尚元素，比如利用流行卡通形象或者流行色彩塑造儿童防霾口罩的色彩体系，打造一定的防霾口罩经典形象。

3.材料要素

材料是产品设计的物质基础。任何产品的设计，只有选用的材料性能和产品功能相吻合，才真正实现了产品设计的目的与价值。在儿童产品设计中，质地柔软、不易碎、轻便、环保安全的材料成为大多数设计者的选择。儿童成长周期长，为了减少资源浪费的问题，环保材料一定是设计者的首选。

三、儿童防霾口罩的设计实践

近两年来，雾霾侵扰不断。儿童身体发育不完全，灰尘、颗粒会通过呼吸道直接侵害其健康，容易引起呼吸道疾病，如感冒、咳嗽、鼻炎、支气管炎、哮喘等。市场上很难寻觅儿童专用口罩，儿童出行使用成人口罩无法阻挡PM2.5的危害。填补儿童专用口罩市场的空白具有深刻的现实意义。儿童作为弱势群体，身体正处于发育阶段，自身缺乏保护意识，还不够完善的身体机能难以抵抗雾霾中有害物质的严重危害。因此，儿童口罩的人性化设计对保障儿童身体健康免受伤害起到了至关重要的作用。

1.缺陷研究

目前，专门针对儿童设计的口罩还非常少。根据中国现有的产品标准，符合普遍性用户的口罩标准还没有完全统一。比如市面上很多口罩成人和儿童可以通用，可事实上，儿童与成人的口罩设计在尺寸还有材质等方面存在较大差异。儿童使用尺寸不合理的口罩，对抵御恶劣环境毫无作用。要针对这一问题进行儿童专用防霾口罩的设计与研究。在产品设计之前，通过对儿童（用户群体）的调研和观察，了解这一特殊群体的真实需求，从而对用户群体进行最细致地分析，寻求满足儿童生理和心理的人性化设计方案，使口罩发挥儿童启蒙教育、行为指导、个性塑造、精神伴随等重要的作用。

（1）要仔细观察和分析作为使用者的儿童的行为及其需求。从儿童心理上来看，佩戴口罩时的呼吸不畅容易导致儿童抗拒，口罩也容易让儿童联想到医院、医生等惧怕因素，如何让儿童主动佩戴口罩显得尤为困难。设计心理学表明视觉对心理现象起到最基本、最直接的作用。色彩鲜艳的产品更吸引儿童的注意，能够自己动手拆卸拼装的产品更能激发儿童的主观能动性。从儿童脸部的人机工程学来看，容易遭到设计者忽视的儿童需求处于被动状态，造成了许多产品满意度低的尴尬局面。符合儿童人体尺寸的口罩更能确保儿童佩戴时的安全性和舒适感（见表1）。

表1 未成年男子和未成年女子头面部尺寸①（单位：mm）

（2）从现有市场上来看，口罩无法真正有效地阻挡PM2.5颗粒以及其它有害气体。价格最低廉的纱布口罩为植物或化学纤维口罩，它的工作原理就是通过这一层层的机械阻挡，过滤大的粉尘颗粒，可是直径小于5微米的颗粒物就无法阻挡了，对于防护PM2.5颗粒的作用更是微乎其微。目前，防护作用最好的当属进口的3M公司生产的几款口罩，每一款都有着超强防霾作用。这种口罩为棉布，内有夹层，可以将PM2.5滤芯塞进去。可是透气性差，不适合老人儿童长时间佩戴，25～35元之间不亲民的价格也导致产品不受欢迎。

（3）现有的口罩都不能反复使用。市场常见的防尘口罩，其过滤材料都为熔喷无纺布、材质多为聚丙烯，是一种超细静电纤维布，可捕捉粉尘。但粉尘被这种材料捕捉住后极不易因清洗而脱离，而且水洗亦会破坏静电的吸尘能力。如何让口罩可以循环利用值得设计者深入思考。实际上，各大药店都能买到的一次性医用口罩在理想状态下，对大颗粒物的拦截效率的确较高。但是鼻翼漏气，一部分的颗粒物还是会穿透口罩进入鼻腔，实际效率则变得很低。有的由于佩戴不正确，阻隔污染颗粒的作用更是微乎其微。现有的口罩无一例外地没有专为儿童脸部尺寸设计款式，儿童在佩戴时，无法很好地贴合鼻梁，导致口罩保护效果不明显，形同虚设。

（4）表面上儿童是产品的消费者，但实际上家长才是决定产品发展的关键因素。针对毫无购买能力的儿童群体，满足家长对儿童产品的期望显得尤为重要。一个好的儿童产品的诞生不仅要获得儿童的认同，同时也需要满足家长的心理需求。因此，儿童防霾口罩要尽力简化其设计结构和步骤，做到结构简洁、耐用实用，对其关键部件如过滤材料，在设计时要尽量考虑其使用寿命及其可拆卸性，以便更换滤芯，以降低购买及使用成本。要注意的是，儿童防霾口罩的设计本身可以使其成为一个时尚符号，但不能使其成为区分孩子家庭贫富及社会地位的符号。总之，设计应该考虑到一般家庭的购买能力。

2.设计实例

通过人性化设计的观察、调研的研究方法，了解到消费者以及潜在消费者的心理需求，他们希望儿童口罩在满足功能的情况下更关注儿童这个群体的特殊要求。安全性、简洁性、益智性、情感关怀等都是儿童和家长的需求。基于此，儿童专用防霾口罩设计如下（图1-图4）。

口罩包括宽162mm的主体以及环状系扣于主体两侧的两根橡皮绳，包括立面层、上遮面层以及下遮面层。立面层的两侧分别设置有贯穿橡皮绳的上下两个连接孔，并且两根橡皮绳在连接孔外侧系扣打结，上遮面层与下遮面层呈115mm等腰三角状且等腰锥度边分别呈90度缝制于立面层内侧上下对称部位，两面可绕缝合处转动折叠。在使用时，打开上遮面层以及下遮面层使其与立面层呈90度夹角时，整个口罩呈一面开口的腔室状（见图5）。

图5 儿童专用口罩展开状态效果图

作为一种改进，儿童口罩采用四层复合布料。竹炭纤维层跟活性炭层可以有效的吸收空气中的PM2.5颗粒以及其他有害成分。弱酸性无纺布层在贴合儿童面部时可以吸湿，不刺激皮肤，更有效地保护儿童面部肌肤。与空气接触的立面层使用PET材料，其优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性使得口罩表面具备绘画写字的功能，在益智性和趣味性上更大地满足儿童心理需求。另外的三层材料起到过滤吸附污染颗粒的作用，从本质功能上满足消费者对产品的需求。佩戴时采用系扣式的橡胶绳，可以根据不同头径的儿童适时调节橡胶绳系扣的位置直到适合位置。上遮面层设置有鼻梁缺口可以很好地架在儿童鼻梁处，同时可以将长条状锌铝片折成贴合于儿童面部的形状，可以更好地将上遮面层贴合于儿童面部，以达到上遮面层与儿童鼻梁处无缝衔接，防止粉尘进入呼吸道。不使用时，可将上下两遮面沿缝合线处折叠与立面层重叠、对折（见图3、图4），便于收纳保存。