竹材在绿色产品设计中的应用研究

■曾 慧 赵 博 Zeng Hui & Zhao Bo

(1.2.青岛大学机电工程学院，山东青岛 11065）

在能源急剧消耗的现阶段，人们已经感受到了由于环境破坏所带来的巨大压力，绿色发展已经得到了全球人民的共识，低碳环保的绿色生活方式受到了人们的青睐。绿色环保材料的开发已成为设计界关注的焦点。

1 绿色设计理念

在科学迅速发展的今天，地球资源的极大消耗和人类的过度勒索导致资源匮乏，会严重影响着人们的生存，这些问题使人们开始积极的思考如何充分利用大自然提供给我们的有限资源，使得社会更和谐持续的发展。以保护环境与保护资源为核心的绿色设计应运而生，已然成为设计的发展潮流。

绿色设计的诞生到现在，一直在向各个领域蔓延，越来越多的设计以自然材料的新型设计丰富我们的生活，进入我们的视线。绿色设计的核心观点是3R原则，即减少（reduce）；再循环（recycle）；再利用（reuse）。浪费最小化，提高资源的利用率；对废弃资源的再回收再利用；发挥现有产品的创新应用。绿色设计不仅是一种技术上的改良，更是一种观念上的改革，后来又提出了新的概念对3R原则做了补充，出现了Resource，意思是可更新的自然材料，可以长期提供等。绿色设计不仅仅是原来的三个原则，设计师正以一种大众接受的手法推动它，在保护社会环境社会资源的同时更好的为人类更舒适的生活服务。

2 绿色设计与材料的关系

绿色设计的涉及领域非常广，所包含的内容也是很宽泛，是个很大的概念，总的来说可以理解为一种设计思维和一种设计理念。但是把它运用到产品设计上就变得很具体，包含了很丰富的设计原则。与材料、工艺、造型、概念、使用、回收都有很密切的联系。从开始的设计想法到最后的产品回收都要考虑的绿色环保的因素。而材料的使用是考虑到整个绿色设计过程中一个最重要的环节，它是绿色化产品的最终体现。

在选择绿色环保材料时，有两个最主要的方面，第一个方面是与材料密切相关的新技术可以降低对环境所造成的压力，第二个方面是所选材料自身的绿色程度，同时也要关注生产这类材料所消耗的自然资源，和加工、生产这类材料过程中所带来的环境问题以及材料的性能优化。如果只是单纯的材料使用的性能得到优化，在生产和回收时没有达到对环境有利因素的材料不能算作是绿色材料。总之，材料不仅要具有较高的科学技术性能，而且要在生产、运输、使用、循环利用和退化的整个生命周期中与生态环境相协调[1]。新型绿色材料和传统材料最大的区别在于：新型绿色材料在其生产制造过程中对自然生态环境也是无害的。除了它的无公害和环境的协调性外，还要求材料的经济性，如果绿色材料的价格和制造成本过高，也不能用于大规模的生产使用，过高的价格在市场中就失去了竞争力，也不是一种成功的材料。当然，优越的性能是必不可少的，没有使用性能就难谈其他。而过去我们选择材料的时候很少考虑这些因素，在很多环节上对生态环境造成了损害。随着我们环保意识的增强，在设计和生产时对于选材要求也有很大的提高[2]。

3 竹材的属性及应用优势

3.1 竹材的人文属性及应用优势

东亚文明又称为“竹子”文明，中国也被成为“竹子文明国度”，中国人对竹子的使用有着悠久的历史，从庶民到官吏，从小孩的竹蜻蜓、竹马、竹雪橇到大人用的竹席、竹箩框、竹簸箕等，无不用之。在我国传统文化理念中，竹又被赋予了很多文化内涵，高贵清雅，有骨节骨气，适应能力强“任尔东西南北风”，清高等等，一大堆一大堆的词语都可以表达人们对竹子的喜爱（如图1）。随着时代的变迁，人类的进步，竹子是与人交流时间最长的功能性最强的植物。这种蕴含了中国文化背景的天然竹类产品必然更贴近人们的生活，更能唤醒人们对大自然的美好向往，更加注重绿色环保的消费理念，促进生态环境的可持续发展。

3.2 竹材的环保属性及应用优势

①竹资源丰富。作为全球最多的竹资源生产国家，全球的竹类植物共70多属1200多种，而我国就有40属，500余种，竹面积占全球25%。在世界所有的竹子品种中，工业化利用价值最高，性能最强的毛竹有90%都生长在中国，为中国竹材利用提供了得天独厚的资源优势。竹林在我国有着“第二森林资源”的美称，所以说无论是从竹林面积还是从竹材种类，我国都是世界之最[3]。

②环保性能强。竹子的环保性可以通过1945年美国在广岛和长崎投下的两颗原子弹看出，在爆炸中心的周围，所有动物植物将近绝迹，只有竹子活了下来。竹子相比于其他植物能多释放34%的氧气，对净化空气起到了很大的作用。竹材本身就是环保材料，加工工艺简单，成本低廉，可以自然降解，真正做到来于自然又回归自然。

■图1 竹文化

■图2 竹资源

■图3 竹产品

■图4 竹材料

■图5 系列餐具TM Series

■图6“竹光”灯具

③可持续性强。竹是大自然赋予我们人类的一份特殊的礼物，它是一种可再生性很强的植物,而且生长周期很短,一次造林成功，就可年年出笋，年年成竹[4]。竹材也是地球上生长最快的植物之一，它的成材周期只需要3～5年，树木则要几十年，甚至上百年，竹材在在砍伐后自然再生，无须补种，以竹为材料可以保护环境,做到青山常在，循环不息（如图2）。

3.3 竹材的物理属性及应用优势

①竹材通常都是青黄色的，自然柔和，典雅淳朴，视觉感亲切，与现代设计色彩搭配，更显得时尚与温馨。同时，竹材纹理秩序规整又富有规律，打破人工纹理的死板又不显得唐突，给产品带来活力。竹材光滑的表面带给有人一种亲和力，适合做与人体交互类产品，所以竹材在座椅设计行业中应用及其广泛。

②竹材质量轻，韧性大，抗压能力强，可以直接应用到产品设计中，比如编制竹席、箩筐，利用它的中空特性，市场上出现了很多中空水杯，竹材还可以加工成竹粉应用到电子用品、家用电器、灯具等行业，这些特性保证了竹材产品的功能，决定了竹材具有广泛的应用范围。

4 竹材在绿色产品设计中的应用分析

4.1 传统的加工工艺和创新性改良

竹制产品在亚洲有着悠久的历史，在漫长的岁月沉淀过程中，有很多精湛的技艺传承了下来，然而这些优秀的技艺在工业化时代被沦为边缘，甚至失传与而竹器作为东方传统文化的载体，是对含蓄、高贵清雅的东方传统文化的最佳体现[5]。因此，用现代设计理念对经典竹制技艺的改良创作完全可以开辟一个新的艺术世界。一方面可以让优秀的传统文化得到传承，另一方面可以让这些质朴的传统文化丰富现代人的生活，拉近人与自然的距离，让生活变得更加有品质感，带来不一样的精神享受，生态有时比比人造感觉更加浪漫[6]。设计师石大宇先生就是这样一位把传统工艺与现代设计结合到极致的大家，他设计的椅子让现代人对于传统工艺产生焕然一新为之颠倒的澎湃感，让世界人看到了中国竹产品的魅力，天然的竹材质感让人赏心悦目，仿佛置身于自然之中，在喧闹的世界感受一丝丝宁静与舒适。在现代设计风格的结合下又不失设计感（如图3）。和石大宇先生一样为竹的传统工艺传承和发展的设计师还有很多。

4.2 现代工业产品中的竹材应用

在过去很长的一段时间内，竹材作为一种不适合标准化批量生产的天然材料长期游离于现代工业制造的材料体系之外，更多时候都是以一种工业原料的形式出现，例如，造纸。在科学与工业技术的进步下，竹材料有了更广阔的发展空间，出现了更多的应用形式，比如竹集成材、竹粉、竹纤维等（如图4）[7]。竹集成材保持了竹的物理性能与力学性能，在很多特性上和木材相似，是推动家具产业转型的途径之一[8]。其独特的纹理特征和物理性能引起了现代企业的高度重视。世界前茅企业如星巴克、宝马、戴尔等前瞻性的对其加以研究，国内企业如联想、华硕等企业也在这方面做出了高度努力，为笔记本的外壳尝试使用竹材来降低成本，带给用户天然的触摸体验和营造更环保的使用环境。竹集成材关注的是竹的“刚”，竹纤维被关注的特性在于它的“柔”，主要体现在新兴的服装面料方面。

在现在工业化设计中，有很多材料可以被竹粉所替代，如用竹粉制成的环保餐具（如图5），由日本工作室ideaco带来的系列餐具TM Series，选用竹粉作为原材料，，在保留一次性餐具轻便好携带、耐摔不易坏的优点的同时，更拥有可多次清洗、坚固耐热的优点，而竹子相对于木本植物来说，生长速度非常快，只需约6个月就能拿来利用。日后餐具使用寿命终结时，也可直接埋入土壤中，即使燃烧，对环境也不会造成太大的破坏。整个过程中，从产品的生产到使用到分解，对大自然没有造成一点污染，真正的做到了绿色设计，把竹材料的创新做到了最佳。

在灯具的设计上，设计师利用竹子打磨成的竹粉为原料跟一些类似于黏贴剂的媒介混合起来，然后利用模具脱模，做成竹粉灯（如图6），这是一款名为“竹光”的灯具，此款灯具的原材料来自于竹制品加工工厂里的废旧竹粉，设计师把这些竹粉收集起来进行旧物利用，所有的添加材料也都是天然的，从原始的材料产生到使用再到灯具的废旧处理整个生命周期都做到了环保，是真正的绿色设计。由于竹粉的粗细不同，肌理不同，颜色不同，在不进行人工处理的情况下就有了更多的可能性，每一盏灯都有了它的个性。在我国传统文化理念中，竹又被赋予了很多文化内涵，使得现在人们提起竹制品，就有种清新脱俗的感觉，竹粉作为由天然竹子制成的新型材料也备受认可[9-10]。

5 结语

充分利用大自然提供给我们的有限资源，使得社会更和谐持续的发展。以保护环境、保护资源为核心的绿色设计应运而生，已然成为设计的发展潮流。竹材作为一种加工工艺简单，成本低廉，真正做到来于自然又回归自然的天然绿色材料，在现代产品设计与制造行业领域逐渐引起了重视，随着绿色环保观念的越发认同和普及，科学技术的不断进步，竹制材料一定会在现代产品设计领域大有作为。