家具功能形态构建与创新途径探讨

2024-01-04唐开军

家具与室内装饰 2023年11期

■唐开军

(深圳大学，广东深圳 518110）

人类造物之初是为了将人的某种目的或需求转换成某一具体的物理形态的过程，以用为核心，即使用功能。随着社会的发展、物质财富的逐渐丰富，才萌发了器物形态美的愿望并赋予实践，逐渐沉淀出了器物使用功能与审美功能并存的双重属性。现代社会分工的细化，生产工具、设备的多样化，也相对固化了产品功能与形态语义之间的对应关系，形成现代产品功能与形态的内在规律。

1 功能概念与类别

人们在日常行为过程中，接触的各种事物几乎都具备这样或那样的功能，如衣服具有遮体保暖功能，电具有照光、驱动工具设备的功能等，并且不同事物都有其独特的功能对象、目的和结果。可见，功能是在一定语境下，结合一定的对象、行为和目的才能准确描述，并因此形成不同的功能类别。

1.1 功能概念

功能是指其能够满足人们某种需求的一种属性，即凡是满足使用者需求的任何一种属性都属于功能的范畴，也是产品存在的根本目的和价值。人们的需求通过产品功能延伸到产品形态，既是产品形态得以构成的内在动因与价值依托，更是产品形态存在的必要基础与先决条件，推动着产品设计的发展[1]。

实质上，家具功能是指其通过各个部件实现的一个限定目标，同时还是一个隐性设计元素，相对于家具的形态、材料、构造、色彩与肌理等，功能则是一个抽象的概念，只能在使用过程中才能体现出来。因此，家具功能既有整体性目标限定，又有局部目标限定，这样才能保证设计时恰当地把握局部，并由此实现设计对象的整体功能，保证基本功能和辅助功能的层次性，满足用户使用需求[2]。可见，功能是实现产品价值的基础，既是用户的基本要求，又是产品所具有的形态、色彩和质地的表象载体。研究家具功能形态的构成，既能为功能评价奠定基础，又可以为形态创新构思创造条件。

1.2 功能类别

根据家具的实际使用场合、功能主题不同，存在较多的功能分类方式。按功能的主次顺序可分为基本功能和辅助功能。基本功能是产品存在的必然条件，辅助功能是为实现基本功能的辅助条件，可在设计过程中添加或删减。如餐桌的基本功能是服务于进餐，功能主体是桌面；但也可以在桌面下设计简易的抽屉或柜体，形成辅助性收纳功能。按功能的复杂程度不同可分为单一功能和多功能，如多功能沙发通过简单操作变换，可实现坐与卧两种功能。按功能的适用性质不同可分为实用功能和审美功能，实用功能包括产品的适用性、可靠性和安全性等；审美功能是指产品形态的形式美及其内涵。按用户实际需求不同可分为必要功能和冗余功能，必要功能为用户所接受，冗余功能既增加产品成本，又不为用户所接受，其多见于设计时对用户需求了解不够，仅凭主观意识或过度追求功能的产品中。按消费需求的满意度不同可分为不足功能与过剩功能等。图1是家具常见功能分类简图。

■图1 家具常见功能分类简图

2 功能形态构成解析

家具通过支撑或承载、凭依、收纳的方式体现其服务于人们日常行为方式的基本功能特性，并由此形成了家具功能形态的构成体系，其中以家具与人、家具的标准化、家具的力学性能、家具的观美性等环节较为关键。

2.1 基于人类工效学的功能形态构成

人类工效学是一门研究人与系统中其他各种元素相互作用，应用各种理论、法则、数据及其他各种方法和手段，揭示如何使人的健康、安全、舒适及系统运行最优化的科学。任何家具均以家具与人或家具与物的关联关系而体现其使用功能，尽管不同类别的家具与人或物之间的关联关系有疏密之分，但却遵循人类工效学的原理。

（1）适应人体姿势的功能形态

在悠久的历史长河中，人类进化出坐姿、卧姿和立姿三种最佳的生活起居或工作行为的姿势形式，并演化出与不同姿势相适应的家具雏形，传承至今，已成为了特定的符号化、大众化共识共知的功能形态，如坐姿对应于凳、椅、沙发、书写（办公或工作）桌，卧姿对应于床、躺椅，立姿对应于柜类、架类或部分工作台等，表1简要归纳了不同人体姿势与家具功能形态之间的关系。

表1 人体姿势与家具功能形态之间的关系简表

在进行功能形态构成设计时，应充分利用人类工效学提供的人体各部分的尺寸、体重、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体构造特征参数，以及人体各部分的受力大小、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化、动作习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉、视觉等感受器官的机能特性，分析人在各种行为时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种行为负荷的适应能力，探求人在行为过程中的心理影响因素及其对行为效率的影响等，使得人体姿势与家具功能形态之间的关系达到最优化。

（2）适应人体尺寸的功能形态

根据人体行为姿势构成的只是家具功能形态的雏形，而在设计实践中，需要赋予具体的尺寸值以标定实体的物理形态，其中的尺寸值来源于人类工效学中的人体尺寸测量值。科学合理的功能形态尺寸定位，以适合人体不同行为姿势的尺寸需求为准则。不同类别的家具，仅与其功能范围内的人体尺寸测量值相关联，如坐具的座高、座深、座宽值，主要与人体下肢尺寸相关；床的长度、宽度值主要与人体身高、肩宽尺寸及睡眠过程相关；而书写桌、餐桌的长、宽、高值主要与人体座高、上肢尺寸相关。设计时应结合相应的中华人民共和国国家标准，确定家具的功能尺寸。

当人体坐姿不同时，座高、座面倾角、靠背斜角与桌面高度值之间的关系也随之发生变化，对应的家具形态也不同。当人体处于挺直坐姿状态，座高值增大、座面倾角与靠背斜角减小时，相应的作业桌面的高度也随之增加；此时一般对应的家具有凳子、餐椅、办公椅、课桌椅、书写椅和写字（办公）桌、电脑桌、餐桌等。反之，当人体处于后仰坐姿状态，座高值减小、座面倾角与靠背斜角增大时，相应的作业桌面高度也随之减小；而此时一般对应的家具有休闲椅、沙发、躺椅、脚凳和茶几等。图2是座高、靠背斜角与桌高之间的关联参数值[3]。

■图2 座高、靠背斜角与桌高之间的关联参数值（单位：mm）

（3）适应物体特性与尺寸的功能形态

柜类家具主要以三维的内部空间收纳人们日常行为过程中使用的各类器具或物品，如衣物、电器、饰品、书籍、餐具、食品、家政工具、杂物等，也是人类立姿时使用的家具。由于不同空间环境如办公室、商业空间、居室等的功能属性差异，导致了不同空间环境中所用器具或物品的形态特征与规格等的不同，并因此反映到承载或收纳这些器具或物品的柜类家具的功能形态上，要求柜类家具的功能形态应该适应所承载或收纳物品的特性，并且在空间尺寸上相对于所承载或收纳的物品应具有广泛的包容性。

但是，在实际生活中，很难做到一柜多用，设计时应根据空间环境的不同，按照就近收纳的原则，进行分区处置。这就需要设计师针对不同功能空间中的物品进行分类归纳，形成与物品特性与尺寸规格相适宜的收纳功能形态。对于居室环境而言，若从入室开始分析可能存在的各个收纳系统，依次可分为玄关收纳系统、客厅收纳系统、厨房收纳系统、贮藏室收纳系统、阳台收纳系统、书房收纳系统、次卧室收纳系统、主卧室收纳系统等，图3是居室收纳系统示意图。在现实生活中，根据空间功能的不同，把居室中常用的柜类命名为：玄关（鞋柜）柜、阳台或贮藏间贮藏柜、橱柜、客厅柜、餐具柜、书柜、衣柜等。

■图3 居室收纳系统示意图

2.2 标准化的功能形态

标准化是指为了在一定范围内获得最佳秩序，对现实问题或潜在问题从技术层面组织起来，形成一个相互适应、密切配合的有机整体。为保证生产过程有条不紊地进行，节约自然资源，提高生产效率，降低生产成本，保证产品质量，就需要根据中国的技术现状和经济水准及自然条件，对各种产品在质量、性能、品种、规格等方面制定出恰当的、相互适应的技术规范。而产品设计标准化则是指在一定时期内，面向通用产品，采用共性条件，制定统一的标准和模式，开展的适用范围比较广泛的设计，适用于技术上成熟，经济上合理，市场容量充裕的产品设计。

一般采用简化、统一化、系列化、通用化、组合化、模块化等方法实现家具设计标准化，形成以产品为中心的下列标准化内容：一是产品形态构成的零部件标准化，充分发挥现代生产技术与设备的优势，形成高效率、低成本、高品质的产品。二是对产品新功能认同的普遍性，即产品的功能创新应该具有积极的前瞻性和导向性，形成引导人们的行为方式、顺应社会主流意识的产品功能形态。三是产品运输与售后服务流程标准化，为消费者提供高质量的售后服务。四是契合时代性的主流审美潮流，不同时代、不同地域的审美潮流具有共识性特征，往往也是消费者追逐的目标方向，如图4所示的目前在中国传统文化价值回归的语境下，市场流行的现代中式家具风格。

■图4 玄关台/现代中式家具

总之，通过标准化的功能形态，便于快速建立以人为中心的设计思想，方便用户理解产品、掌握产品、使用产品；并在生产与管理过程中高效快捷地进行不同产品之间的协调与配套，充分利用材料与资源，为市场提供价廉物美的产品。因此，在家具功能形态的设计过程中，要始终体现标准化的理念与思维，并形成标准化的产品形态。

2.3 基于力学强度的功能形态

力学强度是家具使用过程中安全性方面的一个重要指标，是指家具整体或局部构件抵抗可能引起劈裂、凹陷、扭曲、倾斜等任何外力的性能；还有家具在使用过程中一直保持其固有形态的性能，即稳定性。所以在确定家具的功能尺寸时，还应分析不同家具使用过程中恒载荷和活载荷情况，不能为了追求美的比例关系或使用功能方面的要求而损害其强度，更不能为了节省材料和降低成本而减小各零部件的规格，使产品的安全性没有保证。例如图5所示的金属椅子，其构件没有采用常见的圆钢而采用扁钢，通过巧妙的形态设计构思和构造创新，不仅规避了钢材的沉重感，突出了产品的纤细形态，还保证了足够的力学强度，充分演绎了现代材料与传统文化融合形成时尚与奢华产品的设计思路。

■图5 局椅/设计：自在工坊

因此，在设计中，基于形态的需求，有时会相对于常用尺寸特意放大或缩小产品构件的尺寸规格，以便形成粗壮或纤细的产品形态特征；当设计师采用缩小尺寸规格的方法增强产品设计感时，应当特别注重由此带来的力学强度问题；另外，同一产品若采用不同的材料，会因材料特性的不同而引起力学强度的变化。对于新开发的产品，一般应由专业的质量检测机构进行严格的物理性能、化学性能、力学性能检测，并出具检测报告以确定各项指标合格。

2.4 基于形式美的功能形态

形式美的功能形态不仅能够优化家具的使用功能，而且还能使家具的形态更符合用户的生理和心理的需求，从而产生和谐之美的视觉感受。因此，在进行家具功能形态设计时，要在充分满足产品服务于人的行为需求所要求的尺寸的同时，还要充分重视家具功能形态的美观性，以多样性的设计思维不断地进行产品功能形态创新。

综合分析现代产品形态美构成法则的应用可知，大多数优秀的功能形态多聚焦在“统一”“变化”和“比例”三个法则。因此，在进行相同或相似家具功能设计时，既可以通过材质的对比、形态构成元素的对比、色彩的对比等“变化”因素，形成新的功能形态；或调整产品形态构成中整体与局部、局部与局部之间的比例关系，以改变产品的形态特征，达到创新的目的，这也是形态创新设计的常用手法。

3 功能设定

功能设定即常说的功能设计和构建，是家具形态设计定位的重要组成部分。功能设定是指通过对消费者、生产者、售后反馈的调研整理，抽取其中的基本需求和关键需求予以描述和界定，从而形成的产品功能系统。设定后的功能系统可以分别折射到产品相应的部件、材料、工艺、使用方法上，并由此定位每个部件在产品整体功能系统中的位置和关系[4-6]。通过功能设定，有助于明确设计目标，准确定位产品设计方向，协调产品功能架构，保证设计方案的完整性与先进性。

3.1 功能设定的一般流程

在产品开发、设计活动中，功能设定环节并没有统一的模式，多由设计团队或设计师根据具体项目、具体情况灵活掌握，图6列出了功能设定的一般流程。

■图6 功能设定的一般流程

3.2 需求信息收集与整理阶段

功能需求是其家具形态设计的本质和核心要素，因此，在进行功能设定时，首先要了解用户的需求，并以需求作为家具功能形态设计的触发点、立足点，主导设计过程。需求信息收集的方法很多，常用的有调查问卷法、访谈法、现场调研法等，实际应用可根据设计项目的具体情况选取相应的方法。

如何从大量的需求信息中提取与功能形态设计相关的信息，直接考验设计师发现问题与解决问题的智慧与能力，需要设计师面对繁杂调查统计数据具有去伪存真，辨别各种需求的合理性与客观性，正确设定方向的能力；应用科学的分析方法或模型筛选用户需求、设定功能优先等级、建立需求与功能特征之间关系的能力。

3.3 功能分析阶段

当完成需求信息收集与整理阶段的工作后，即可进入功能分析阶段，对功能进行定义、分解及可行性分析，设计相应的功能形态方案来实现用户的需求。

（1）定义功能。即采用文字或图文的形式描述如何解决问题和满足需求，并形成产品功能概念。主要包括决定整个产品存在意义和目的的整体功能定义和决定产品各个子功能存在意义与目的的子功能定义两个方面的内容，多以层次性的抽象词汇概括产品整体或部件的行为，并对其效用加以区分和限定，以便关联到产品的行为和功能。

（2）功能分解。把功能从家具及其部件中抽象出来，形成与部件相关联的功能明细；亦即把家具的总功能分解为不同的层次与目的、具体且明确的各个分功能模块，便于细化家具的构造体系或形成新的功能需求解决方案，让设计师系统地、完整地进行设计。功能分解可采用树状的功能架构图表示，也称为功能树或功能系统图，形成图7所示的功能系统原理模型图，图中顶层的F0是家具的整体功能，符合用户的直接要求和家具最终实现目标，其他的均为设计功能，由设计者构思、规划、设计，是实现整体功能的直接或间接子功能；其中家具的整体功能是必须保证的功能，而设计功能是可以改变的功能。然后再根据家具构成的逻辑关系，模拟组成多个家具功能形态方案，并从中选取最佳可行的方案。

■图7 功能系统原理模型图

在进行家具功能分解时，一般依据美学法则或构造原理将整体功能分解为各个子功能，当家具不涉及到复杂构造时，可直接依据美学法则进行分解；如果家具构造和原理较复杂，尽量以各功能机构或构件为单元进行合理分解。图8是大衣柜功能分解示意图，共分解出挂式收纳、叠式收纳、分类收纳、换季收纳、消毒除菌五个子功能模块，如果把这五个子功能模块按上下、左右不同位置关系在大衣柜空间内排列组合，可得出多种组合方案，除去不合理的方案后，即可保留几种比较合适的功能方案。

■图8 大衣柜功能分解示意图

（3）可行性分析。家具功能实施的可行与否，受到技术、材料、市场、成本等多方面因素的制约。其中，技术因素是家具功能可行性的重要指标，在功能设定中，应该摒弃现有技术不能实现的功能，把构思的重点放在成本与价格因素适合现有技术设备能够胜任生产需求的功能上。

3.4 功能设定阶段

家具的功能设定阶段即利用信息收集与整理阶段和功能分析阶段的结果，实施整个功能设计的过程。

（1）功能设定依据。尽管需求分析、功能分析的结果是功能设定重要的依据，但设计师利用创新思维方法激发设计灵感，或参考现有产品和同类产品的功能，进行设计构思设定整体功能或各项子功能，也是功能设定依据的另一个重要方面。

（2）功能设定原则。主要有以下几个方面：一是功能设定应与产品定位和用户需求一致；二是各子功能应与整体功能的设定协调一致；三是功能设定应能够量化，且功能设定完整、明确。

（3）功能内容。即指产品能够完成的具体工作，是产品存在的必要因素。如果说功能分析阶段是明确产品功能的属性，那么功能内容则是进一步明确功能的品质与容量、适用范围、容错程度等，既是前述工作的目的和结果，又是形态设计的基础。

（4）表现形式。即指对包括信息收集与整理阶段、功能分析阶段在内的功能设定全过程的视觉呈现形式。一般采用文字描述、图形形式、图文并用的形式等，没有固定的格式；但应以条理清晰，表达准确简练，通俗易懂，符合设计类的专业表述方式为基本要求。

4 功能创新的目标与特征

在进行家具设计时，一般将功能创新置于先导地位，并通过功能的新颖性、差异化使设计方案从同类产品中脱颖而出，对标目标用户。这就需要设计师从本质上理解功能创新的目标与功能创新的特征，在进行家具功能创新设计过程中突破产品旧有功能的束缚，形成功能主导形态、形态依附功能的良性思维方式。

4.1 功能创新目标

功能创新目标亦即功能创新定位，如果把满足市场需求作为功能的总体目标，则产品功能应该具备新颖性、实用性、技术性等方面的创新目标定位。

（1）新颖性。功能的新颖性包括两个方面的含义：一是全新的功能。即通过调查分析发现用户的潜在需求点，形成从无到有的产品功能，解决一直存在的问题，或者科学地引导某种新的行为方式；如图9是人类工效学矫姿跪坐椅，提供了阅读或书写过程中防驼背、防近视、减缓疲劳、防颈椎脊椎病变等新功能。二是旧有功能的优化。家具在人们的传统认知中，很多功能看似一成不变，而实际上随着时代的发展，在材料、构造、功能原理与适用性等方面均在悄然变化着。如现代的沙发比早期更加舒适宜人，现代的床比早期更加有助于睡眠等，这些都是旧有功能优化的结果。

■图9 矫姿跪坐/功能新颖椅/设计：彼得·奥普斯维克(Peter Opsvik)

（2）实用性。功能是家具的价值核心，功能的存在就是为了解决需求，应实用而生。功能的实用性体现在以宜用性为中心的高性价比、高附加值等方面。现代家具功能至上的设计原则，决定了产品外观形式简洁、明快，摒除表面虚饰，既适应于工业化大批量生产，又符合功能的实用性需求。

（3）技术性。实现家具功能的集成需要一定的技术支撑与保障，即体现在家具生产过程中工艺技术的先进性以及家具使用过程中功能呈现的时代性与时尚性，在实现当前功能的制造过程中，其技术能支持产品的批量生产。如图10是以时尚智能技术核心的衣柜。

■图10 智能衣柜/功能时尚

4.2 功能创新特征

功能创新是对现有不合理事物的扬弃，革除过时的内容，确立新事物。相对于旧有的功能而言，功能创新具有突破性、超前性、动态性、价值性、适度性等特征。其中：突破性旨在用新的思维或思路、新的方法去解决问题，从而获得新的设计方案、新的产品功能；超前性即与人们现有认知相比，将未来的某种可能性变成现实产品；动态性是指在由新变旧的过程中，需要有不断的创新行为进行继承和发展，形成良性的动态循环；价值性是指功能符合人们的实际需求，有效地解决人们实际的问题，提高人们的行为效率或行为的便利性、条理性、审美性等；适度性是指家具的功能设定恰当，不多又不少，既能适度地满足用户的需求，又有助于控制产品成本，降低功能的操作难度，形成简洁明快的产品形式。

5 功能创新的途径

社会发展和科技进步既丰富了人们的物质财富与精神内容，又改变了人们旧有的思维方式与行为习惯，现代、时尚、便捷、舒适、雅致的生活方式已成为当前社会的主流趋势，人们对未来充满想象和希望，对超前性概念产品充满期待和向往，这些均为产品功能创新提供了优越的条件和充分的市场前景。一般而言，家具的功能创新主要有以下几个途径。

5.1 功能原理创新

功能原理创新一般从产品的功能需求出发，通过家具结构与工艺技术分析，寻找全新原理的功能突破，引导一种全新的工作或生活方式的家具功能创新过程。功能原理创新难度大，且具有一定的偶然性。首先要把复杂的整体功能关系进行科学合理地分析、分解、抽象，并形成相应的功能模块，然后再寻求能满足各功能模块原理的解决方案。表现形式上，常用简图、示意图或流程图的形式来表达各功能模块内部以及相互之间的整体逻辑关系，并逐级分解为各功能模块的分项逻辑关系，而后根据分项逻辑关系进入常规的构造、形态、材料、功能等方面的设计构思过程。图11是智慧型茶室设计方案功能系统示意图[7]。

■图11 智慧型茶室设计方案功能系统示意图/功能原理创新

5.2 功能改进创新

在产品现有功能的基础上，对功能进行改进或增加原来没有的功能，以便更好地满足用户需求，也是延续产品生命力、增加产品销量、开拓产品市场及促进产品迭代升级的有效方法。功能改进创新属于家具设计的常规工作之一，一般从产品的构造、尺度、材料等方面进行功能改进创新设计。

功能改进创新作为家具功能创新设计中的常见形式，特别适合于可变构造类产品，便于实现产品功能的转换或便携，如折叠凳椅或沙发床等。图12是设计师Mike Mak和家居品牌Plateaus合作推出的Bookniture折叠凳，巧妙利用纸质材料的特征，采用折叠构造，形成可折叠携带、像书一样厚、像纸一样轻的折叠凳，使用时像普通书一样打开后，在上面放一个圆形垫子即可，最高承重可高达1100公斤，是家庭小憩、外出旅行或野炊的便捷用具。

■图12 Bookniture折叠凳/功能改进创新/设计：Mike Mak

5.3 功能组合创新

功能组合创新是对已有的多种成熟技术或者已经存在的家具，将其功能通过适当组合而形成新的产品，以便实现家具功能的多样化，可以满足用户更多的需求或不同的使用场景。功能组合创新主要有同类功能组合创新、相关功能组合创新、异类功能组合创新三种类型。

（1）同类功能组合创新。其基本原理是在保持产品原有基本功能的前提下，通过增加不同数量的辅助功能来弥补功能上的不足，也是一种常见的功能组合创新方式。如图13所示的可伸缩茶几，通过两组功能相近的茶几，形成可以伸长或缩短的组合方式，既能满足大小不同场地的需求，又可增加物品分类收纳等功能。

■图13 可伸缩组合茶几/同类功能组合创新

（2）相关功能组合创新。是指组合在一起的几种功能不尽相同，但它们之间有一定的相关性。如图14所示的书写椅，集坐与简易的书写功能于一体，类似家具还有带简易架类的组合电脑桌，带简易书写功能的组合书架等。

■图14 书写椅/相关功能组合创新

（3）异类功能组合创新。指二种或者二种以上不同领域的技术或功能的产品组合。如图15所示的带照明灯的衣柜，把光电技术和衣柜组合，方便存取衣物时照明。

■图15 带照明灯衣柜/异类功能组合创新

（4）技术整合创新

将不同领域或行业中先进的、时尚的技术进行整合，应用于家具功能创新中，既可实现家具功能的便利性，形成具有前卫性的商业化产品，又能体现产品的时代性特征。目前，人类社会已进入智能化、智慧型时代，智慧城市、智慧出行、智慧产品等已经进入人们日常生活与工作中。这也是当前或今后一段时期内家具进行技术整合应用，形成功能创新的主流方向。