生态造物思想在家居灯具设计中的应用

2020-10-28刘宇杨梅

设计 2020年18期

刘宇杨梅

摘要：设计师把生态设计定义为一种生活态度，将其融入家居产品设计，赋予家居产品生态蕴意，从而营造绿色、舒适的人居环境。提取《天工开物》传统造物思想中的生态设计元素，总结生态设计原则并结合实际案例分析，将其融入到产品设计的整个生命周期中去。《天工开物》从理论与实践两个层面阐述了造物思想，为现代产品设计的发展提供了丰富的思想理论。使得生态设计在古代造物思想的引導下更具文化内涵与生命力。

关键词：天工开物;生态设计;造物;可持续设计

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2020）09-0107-03

Abstract：designers define ecological design as a kind of living attitude and integrate it into the design of home products，so as to create a green and comfortableliving environment.the ecological design elements in the traditional creation thought were extracted，the principles of ecological design were summarized and combinedwith the analysisof practicalcases，andthe ecologicaldesign elementswere integrated into the whole life cycle of product design.the idea of creation is expounded from two aspects of theory and practice，which provides a rich ideological theory for the developmentof modern productdesign.ecologicaldesign hasmorecultural connotation and vitality under the guidance of ancient creation thought.

Keywords：Heavenly Creations Ecological design Creation Sustainability

引言

《天工开物》作为我国古代工匠精神的巨作，以图文并茂的形式从理论与实践两个层面阐述了造物思想。书中关于顺应自然规律的思想以及节约资源的可持续发展理念与现今的生态设计如出一辙，对今天的设计行业具有很好的借鉴意义。本文通过研究中国传统造物思想，总结生态设计原则将其融入家居灯具设计中，是应对越来越恶劣的生存环境的一种新尝试，同时可以合理解决关于个性化的产品需求与工业化落地生产的矛盾。

一、造物思想与生态设计的关联

仔细品鉴古人智慧的结晶后不难发现，工匠精神影响下的“造物”思想曾创造了大批宝贵的物质财富和精神财富，许多理论都可以指导今天的设计活动。《天工开物》中渗透着道家哲学的“天人关系”，“天工”常常理解为自然力，延伸一点讲就是要尊重自然规律，不以人的意志为转移。“开物”则含有人的手工技能蕴意，是指以人之力去开拓发掘万千事物。这其中包含的生态设计思想，值得设计师去挖掘和提炼。

（一）《天工开物》中隐含的生态设计思想

1. 人与自然，和谐相处。《天工开物》作为我国古代传统造物的经典之作，其中所蕴含的“天人合一”思想表明了一种尊重自然规律，人与自然和谐共生的关系。只有建立在人类与自然界和谐共生的前提下才能保障社会各方面的协调发展。仔细品读会发现，书中所撰写的《乃粒》、《甘嗜》、《乃服》、《杀青》等章节都隐含着生态发展理念。例如《天工开物·乃粒》中“夏种秋收之谷，必山间源水不绝之亩，其谷种亦耐久，其土脉亦寒，不催苗也。湖滨之田待夏潦已过，六月方栽者。[1]”，这里讲述了夏种秋收之稻的宜种田地，古人根据稻苗生长特点，总结了插秧时间，不能催其生长等规律。揭示了古人尊重自然、把握规律，合理运用自然规律以促进农业的发展。又如《天工开物·杀青》中“凡楮树取皮，于春末、夏初剥取。树已老者，就根伐去，以土盖之。来年再长新条，其皮更美。”关于造纸材料来源的论述，伐根掩土，重生新芽，充分说明了古代劳动人民合理利用自然资源，注重人与自然的和谐相处，有节制的取之于自然。

2. 节约高效，持续发展。人类的生存活动与自然环境发展联系紧密，这个过程中往往会引发环境的变化。首先，人的生存与发展需要从自然中不停地汲取能量用来满足自身发展的需求;其次，人们的生存与发展所产生的各种废物又会被抛之于自然环境中，造成环境污染等。[2]因此，人类的发展必须重视生态环境问题。《天工开物》在节约资源，提高效率等方面也有所提及，例如《天工开物·杀青》中“精者极其洁白，供书文、印文、柬、启用;粗者为火纸、包裹纸。[3]”的表述体现了可持续发展的思想，将造纸的原材料根据品质分级、分类使用，尽可能的降低竹木消耗，提高了资源利用效率。生产耗材分级使用的例子就好比我们生活用水多次使用，尽最大可能的节约资源，践行可持续发展理念。《天工开物·陶埏》“缸窑、瓶窑不于平地，必于斜阜山冈之上，延长者或二、三十丈，短者亦十余丈，连接为数十窑，皆一窑高一级。盖依傍山势，所以驱流水湿滋之患，而火气又循级透上。”这段描述讲述了古人把窑顺势设置在坡地上，把几十个窑连在一起烧这种结构的设计既可以借助地理优势避免潮湿的影响，又使得火力顺势而上各窑协同烧制，节省了木柴和人力，大大提高了烧窑的效率。

（二）生态设计中引入传统造物思想的必要性。当今世界面临共同的生态环境问题，诸如全球气候变暖，资源逐渐枯竭，生态逐步失衡等洗脑式的危机字眼早已深入人心，为了改善这一趋势，设计界需要发掘新的设计理论来支撑设计实践。从上世纪八十年代绿色设计理念的提出到如今生态设计的逐步完善，均在生态环境的优化和改善方面收到一定成效。近年来绿色消费理念为人们所提倡和接受，消费者对產品设计的要求已经不拘泥于基本功能和外观造型这些方面。因而需要产品设计研发人员从整个生命周期上去研究，尽可能的减少对环境的破坏，结合传统造物隐含的生态思想开发可持续发展的创新型的生态化绿色设计方案，成为推动设计产业转型乃至升级的必要方式。[4]

二、生态造物设计原则与方法

作为生态造物设计的思想源泉，《天工开物》与生态设计碰撞产生了三个生态造物原则：（1）同一性原则。典籍中推崇的“天人合一”解释了人与自然界是共同命运的统一体，设计师进行生态造物要尊重规律，遵循统一原则，追求人与自然和谐相处的设计理念;[5]（2）周期性原则。所谓周期，就是产品由设计到落地再到“生命结束”的生命周期，如何将生态理念贯穿于整个产品的生命周期是每个设计师应该去思考的问题;（3）动态性原则。在提倡生态环保的大背景下，产品的回收、二次利用以及循环发展等可持续问题备受关注。因此，产品设计需要避免由生至终的直线性生命设计，从而走动态循环的绿色发展道路。

现阶段对于生态设计方法的研究更多处在材料选择与结构设计阶段。在生态造物设计流程图（如图1所示）中可以看出，材料选择阶段的生态设计方法与结构优化阶段的生态设计方法对最终产品的生态理念起决定性作用，同时设计师还要关注消费者的需求、产品的功能与市场定位，以及新产品设计优化等因素。根据以上两种方法，笔者在生态造物原则指导下对生态造物的现状进行了以下研究分析：

（一）材料选择阶段的生态设计方法。对生态造物材料选择阶段的研究，关键是在考虑材料因素时全面把握人与自然之间的平衡关系。

材料选择阶段的生态设计可从可回收材料、可降解材料、可再生材料等设计研究展开：（1）塑料在生活中是一种非常易见的可回收材料，这种材料的性质决定了它很难在环境中自然分解。英国设计师Alexander Taylor设计的Adidas海洋保护计划跑鞋（如图2），该跑鞋全部利用了海洋回收塑料并结合阿迪达斯制作工艺制作，白色鞋面材料来源于马尔代夫海域收集的废弃塑料，鞋底部分同样采用海洋中收集的废弃塑料并结合3D打印技术实现，绿色波浪纹则是由海洋中回收渔网制作。选用可回收材料进行设计，体现了他的设计责任感，唤醒人们对日益严重的环境问题的认识。（2）可降解材料的开发是近年来

设计界关注的热点，根据降解的外因因素可分为光降解材料、生物降解材料、环境降解材料。竹纤维是一种可降解的新型环保材质，它来源于竹子的纤维素提取，是纯天然的绿色材料，并且拥有抗磨性、较强的吸水性及易染色等特性。美国设计师Karim Rashid设计的可降解的生态餐具——Bamboo Kollection（如图3）就是采用了可降解的竹纤维材料，他强调“取之于自然，回归于自然”的设计理念，主张通过绿色设计推动可持续发展。（3）研究可再生材料要注意区别于可再生资源，可再生材料是指可再生资源中可回收加工成原材料的那部分资源，例如废金属、废纸、废塑料、废橡胶、废建材以及电子废物类等。鳗草类似于陆地上的草类，但其自身具备一些刺鼻的气味，当大量的枯草影响了海滩的环境时，人们只是经过垃圾填埋的方式进行处理。德国设计师Carolin Pertsch将回收的鳗草加工成一种纤维作为原材料，然后做压缩黏合（黏合剂来自于植物油里面提取的生物树脂）处理使椅子的座面更加牢固。鳗草椅（如图4）的天然纹理装饰给人以亲近自然的感觉，极富美感。这种变废为宝的生态选材思路，引导着更多的设计师去关注新型环保材料。

设计师对材料的把控要在满足造物的基本需求之上，兼顾到生态环镜保护、资源的可续发展等问题，在生态造物原则的指导下去进行新材料的开发。[6]

（二）结构优化阶段的生态设计方法。产品的结构设计决定了产品主要零部件结构及装配关系，通过优化设计可以把各部分拼成一个有机整体。

不同的结构优化方案会影响产品整个生命周期的耗材数量、装配形式、回收方式等，如一体化设计、轻量化设计、模块化设计、便拆装设计等方法在结构优化设计中发挥着重要的作用：（1）一体化设计具有节约成本，减少资源浪费等优势，它要求设计者更多的去了解产品材料与加工工艺之间的关系，还要从软件与硬件等方面着手提高对产品的整体把控。一体化键鼠的设计（如图5），使办公不再局限于使用环境和方式，设计师将日常办公的键鼠设计融合为一体，分体式键盘和各种功能键为使用者提供触手可及操作方式，在画图、文档编辑、游戏等多种场合操控自如。（2）产品的轻量化设计是针对市场上现有产品结构臃肿、功能堆叠等问题提出的新的设计优化方案，在结构设计中要从形状、尺寸、材料等方面进行优化和设计。随着汽车产业的发展，尾气排放量大幅增长，一定程度上加重了大气环境的污染[7]。有关研究数据表明，汽车车身重量占整车重量的30%～40%，行车空载时车身质量占汽车油耗的70%。因此，许多汽车设计越来越偏向于从结构优化与创新，采用先进制造技术、轻质高强度材料等方面去实现车体构架和零部件的轻量化，从而最大限度减轻车体重量，减少能耗。

（3）产品的可拆卸设计与模块化设计是相辅相成的关系，在结构优化过程中，要尽可能减少连接结构，使拆装更加方便灵活。通过拆卸零部件以满足用户多种需求和资源重复利用以及方便维修。模块化的处理有利于减小产品运输体积以节省运输成本，同时方便回收和各部分的新功能定义。设计师George Sawyer设计的模块化无土栽培种植设备（如图6），使植物种植、内部清理和部件维护等操作更加便捷。可拆卸的结构决定了该装置不仅能根据空间大小自行拼装叠加来种植培育不同种类、不同大小的植株，而且当某个模块内植物枯萎时，只需相应的处理对应问题模块即可。该装置采用无土栽培技术和自动化浇水系统，绿色植物靠营养液和水分生长，简化了操作的流程。

三、生态造物设计实践——以生态家居灯具设计为例

从《天工开物》中汲取生态造物思想来滋养产品设计的研究，可以推动生态设计的发展，丰富生态设计理论。笔者以家居生活为场景，研究灯具在日常生活中的需求以及人机交互行为，在生态造物原则的指导下完成生态家居灯具设计。

在造型演变阶段以和谐性原则为指导，用一体化的设计方法提取天然蚕茧的轮廓线条进行形态演变（如图7）。基于一体化设计的考虑，结构上尝试将圆润弧面剖开形成免拆卸的半封闭设计，运用数字化模型打印技术一次成型，省去了拼拆的流程，减轻了分模衔接的难度，节约了制作成本和谐性原则要求设计师注重人与自然和谐相处，拉近人与自然的距离，因而在纹理贴图试验阶段提取树枝纹路设计出不规则的网状镂空，光透过树枝纹路映射到墙体上营造和谐、生态的艺术氛围。

如表1在材料选择阶段，以周期性、动态性原则为依托，寻找可降解、可回收的材料作为主体材料的研究对象，选取生态材料作为灯罩设计的材料并借助电镀漆的镜面效果跟可降解树脂材料形成强烈的对比，使外观更具现代感。考虑到产品生命周期的绿色性，进而给居家生活提供交互式生态体验，增添绿色生命力[8]，笔者设计选择了小型藤类或多肉植物植入产品内部，绿植通过自然生长伸出灯罩，既美观又生动，给人以“破茧成蝶”的生命之势。同时植物的生长活动会产生氧气，为居家生活每一天增加新活力。

在造型结构设计和材料选择研究阶段后，最终经过建模试制、人机分析等过程得到生态家居灯具设计方案——“茧·影”（如图8）。

结语

人类社会的进步离不开经济的快速发展，但逐步恶化的生态环境同时威胁着人类的生存。党的十九大公布了“坚持人与自然和谐共生”的基本方略，要求在实现中国梦的道路上协同进行生态文明建设，建设美丽新中国。

本文对《天工开物》生态造物思想进行发掘与研究，总结了生态造物设计原则，为生态设计的发展提供了理论支撑。新时代的设计师要弘扬传统设计文化，以生态可持续设计理念为中心引导人们向着绿色发展、健康的生活方式和消费理念转变，为营造和谐共生的生态环境而努力。

基金项目：山东科技大学优秀教学团队建设计划资助（JXTD20170509）;2018年山东省社科规划项目，编号18CWYJ21;山东省2018年研究生导师指导能力提升项目：“新旧动能转换重大工程背景下艺术硕士文化创意人才培养研究”。

参考文献

[1]（明）宋应星.天工开物[M].兰州：兰州大学出版社，2004：10-12

[2] 韩亚成，于哲凡，邱松.返樸自然——隐性智慧在造物设计中的研究与应用[J].设计，2018（8）：105-107.

[3] 胡艳敏，彭献军，沈世华.从古代科技史角度审视构树的多重文化内涵及应用价值[J].北京林业大学学报（社会科学版），2018（2）：38-43.

[4] 唐辉亮，张春玲.江西省产业转型升级水平测度及优化对策分析[J].对外经贸，2018（07）：103-105.

[5] 王玉萍."天人合一"思想的哲学价值及其借鉴意义[J].中小企业管理与科技，2018（8）：81-82.

[6] 孙艺萌，李晶.家居灯具选材影响因素及设计分析[J].设计，2018（19）：104-106.