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摘要:目的 在技术更新背景下,创新的方式改变着社会的传统生活状态,在技术层面将传统弃材的回收利用。其中咖啡渣的多孔结构与特性使得其在家居、建材等领域可作为新型的绿色低碳材料。将低碳可持续的材料融入家居产品的生产中去,在技术更新背景下实现家居产品的可持续发展。
方法 以可持续材料于家居产品设计中的策略与设计路径为研究内容,以咖啡渣这一可持续材料为载体,经过处理的咖啡渣与纤维材料混合可制成纺织品和家居用品。以此为例对可持续材料在家居产品设计领域的应用前景进行展望。
结论 咖啡渣等材料对家居可持续设计的前景非常广阔,技术更新视域下的家居产品设计要求设计师充分理解人类去中心化与共生的理念,灵活运用新材料和新技术,实现设计师思维创新与社会责任感的统一。
关键词:家居产品;可持续材料;咖啡渣材料
引言
随着经济社会的发展,技术更新为人带去了更便捷舒心的生活体验同时,同时引发了环境污染、资源贫乏等系列严重的社会矛盾。在此背景下,绿色可持续设计作为环境问题与缓解资源的主要方法之一,持续地受到社会普遍的关注。人类社会进行生产活动的物质基础是各种材料,因此使用新型可持续材料的意识也在与日俱增。
家居产品作为人类物质生活的重要载体,它们在材料选择上以及资源环境的可持续发展具有密切联系。绿色可持续材料在家居产品的应用中可从材料属性、应用场景等方面充分考虑,最大程度地实现家居产品绿色化的可能性。
一、技术更新背景下家居产品可持续设计的重要性
(一)技术更新背景下家居产品对可持续设计的需求
绿色是大自然的底色,绿色发展是高质量发展的本色。国务院新闻办公室于2023年1月19日发布《新时代的中国绿色发展》白皮书,详细介绍了党的十八大以来我国坚定不移走生态优先、绿色发展之路,在推进生态文明建设等领域开展的一系列探索实践,展示了我国坚定不移走绿色发展道路、共谋全球可持续发展的决心意志和大国担当。而生态文明建设及其应用在学术界始终成为一个备受瞩目的研究领域,涵盖了众多的学科及范畴。绿色科技发展作为生态理念的最新学术成果之一,科研工作者专注于通过绿色创新和技术来推动全球可持续发展。这涵盖了绿色能源技术、清洁生产工艺、循环经济以及资源管理技术等各个方面的研究工作。本课题聚焦于家居产品作为研究对象,同样以提高资源利用效率,降低环境影响为主要目的。
家居产品不仅反映了人们的审美和生活态度,也与社会进步和生活水平提升紧密相关。将绿色理念融入家居设计,既体现了可持续设计方法,也促进了可持续发展的实践,为新时代的生活方式提供了新的参考。
(二) 家居产品可持续设计的必要性
自20世纪70年代起,可持续发展成为全球关注的核心议题。1970年,美国设计师维克多·帕帕纳克(Victor Papanek)在其专著《为真实的世界设计》(Design for the real world)中这样描述:“设计师应合理利用有限的资源,为我们的世界提供理性的、负责任的设计。”[1]这是最早呼吁设计应关注生态和承担社会责任的书籍,并描述了可持续设计的原貌。家居产品设计需要从可持续性出发,考虑生态美学和现代设计要求,适应现代工业化。近年来,可持续化设计已成为行业趋势,许多品牌和设计师开始重视环保和资源再利用,采用可持续材料、节能技术和循环利用。这种设计不仅保护资源和环境,还应对气候变化,促进循环经济,改善室内环境。忽视可持续设计会导致资源浪费、环境破坏等问题,影响社会经济和竞争力。对于家居产品可持续设计的必要性进行具体阐述,如图1。
可持续设计能减少资源消耗和环境损害,保护资源和环境。相比之下,传统家居产品制造常导致资源浪费和环境污染,因为它依赖大量非可再生资源和能源。但随着科学技术的进步和一次原料的日益短缺,今天的废旧物会成为明天的资源;从空间上看,废旧物仅仅相对于某一个过程或某一方面没有使用价值,而非在一切方面都没有使用价值,某一过程的废弃物,可能是另一过程的原料;某一地点被丢弃的东西,也可能在另一地点发挥作用[2]。而可持续性设计则注重使用可再生材料、推广能源节约技术和减少废弃物产生,有助于保护有限的资源和改善环境质量。
不采用可持续设计的家居产品可能会导致资源过度消耗,造成价格上涨和供应短缺,提高制造成本和商品价格,环境破坏还可能减少就业机会,给社会经济带来不稳定。此外,这些产品可能失去市场竞争力,制造商面临消费者抵制和市场竞争压力。综上所述,家居产品采用可持续设计既能保护环境,也促进资源持续利用和应对气候变化,对经济提升和环境保护都有益。不采用可持续设计则可能造成资源浪费和环境破坏,影响社会经济和竞争力。因此,可持续设计对环境和经济的可持续发展非常关键。
图1 家居产品可持续设计的必要性,图片来源:笔者自绘
二、咖啡渣材料
咖啡是人类社会中一种极其重要的农产品,几个世纪以来在人类商品出口中常占据重要地位。而咖啡渣作为咖啡中生产出的副产物,质量约占咖啡豆质量的60%,即一杯咖啡将产生30 g 的咖啡渣。咖啡渣的质地坚硬,口感体验也差,并没有具备为家畜作饲料食物的条件,因此咖啡渣无论是被填埋抑或排入水体,咖啡渣都会对周边环境造成一定的影响,所以,咖啡渣的回收利用已成为亟待解决的问题。
(一)咖啡渣材料的特性
随着新材料技术的不断推陈出新,咖啡渣因其独特的多孔结构(见图2)和特性而展现出多方面的潜力。这种结构赋予了咖啡渣吸附杂物、除臭和抗菌的功能。同时,其导热、保温和吸水的性质,使其在服装、建筑和建材等领域崭露头角,成为引人注目的绿色低碳材料。更为引人注目的是,由于咖啡渣与人们日常饮用的咖啡产生情感上的联结,其色彩和与木头等自然物质的相似性使其成为一种有机材料中不可或缺的色彩之选。
图2 咖啡渣材料结构,
图片来源:https://phys.org/news/2020-04-coffee-grounds-wood-substitute-cellulose.html
同时咖啡渣中会含有有机化合物(即脂肪酸、氨基酸、多酚、矿物质和多糖),其价值不可忽视,具备进一步的开发可能;另外咖啡渣(图3)可降解材料作为原材料的有机材料可以将生物废料制作成柔软但坚固状态的材料,这类材料是一种独立开发、促进可持续发展并100% 零污染的天然材料[3]。
图3 压缩咖啡渣
图片来源:https://www.sohu.com/a/208751745_495134
(二)咖啡渣材料在设计中的应用
咖啡渣作为一种可降解材料,运用于产品制作中能体现出其在可持续性发展方面所独有的优势。可降解材料作为一个综合了设计、产品、生产以及生态圈的融合思维,是从整体概括绿色可持续发展的一个方向。而且在服装设计、产品设计和工业设计等设计各领域中,如图4,可以同时看到应用咖啡渣可降解材料的设计方式。
图4 咖啡渣在设计中的应用,图片来源:笔者自绘
三、家居产品的可持续化设计现状及不足
随着社会城市化的不断推进,人民的生活水平、生活品质的持续提升,绿色可持续发展理念也逐渐成为主导各行业的设计发展趋势。如今,家居产品的可持续化设计已经成为行业的重要趋势,大量家居品牌及设计师日益注重环境保护和资源可持续性,通过分析现状与不足,如图5,积极运用可持续材料、节能技术以及循环利用原则促进家居产品的可持续化设计。
图5 家居产品可持续化设计背景概括,图片来源:笔者自绘
(一)家居产品的可持续化设计现状
可持续家居产品的开发已成为设计领域的重要趋势,这一变化得益于公众对环境保护和可持续发展关注度的提升及消费者对环保型住宅产品需求的增加。这些产品的开发成功体现在几个关键领域:首先是材料的选择,强调使用可再生、回收或环保材料,如竹木、再生纤维和无毒涂料等;其次是节能和效率,采用节能家电、LED照明和智能家居系统,以减少能源消耗;进一步,注重循环经济理念,鼓励产品的再利用和回收,设计易于拆卸和回收的家居用品,减少资源消耗和废物产生;此外,可持续家居产品关注人体健康和环境友好性,使用低挥发性有机化合物的材料,确保家居环境的健康和舒适;还有延长产品使用寿命,设计耐用且易于维修和更新的产品,减少了消费者更换产品的频率,降低资源消耗;最后,这类产品的设计还包括对生产过程和供应链管理的优化,以提高能效、减少废物和合理利用资源,确保整个供应链的可持续性。总之,可持续家居产品的开发不仅回应了市场需求,也为环境保护和资源节约做出了贡献。
尽管在家居产品可持续化设计方面已经取得了进展,但仍然有改进的空间。未来,预计将会有更多的创新和技术进步,以推动家居产品可持续化设计的发展,并满足人们对环保和可持续性的需求。
(二)家居产品可持续化设计的不足
在绿色设计逐渐普及的设计趋势下,家居产品的可持续化设计理念持续发展,并已取得不少对应进展,与此同时家居产品的可持续化设计也在遭遇一些挑战以及不足。
首先,问题的核心在于消费者缺乏消费者需求和环保意识,消费者对于可持续化设计的需求和意识仍然相对不足。VanHemel和Cramer研究证明消费者需求特性和政府规章制度能够影响家具产业向环境友好型进行改善,能够提高产品设计友好型30%[4]。如果一些消费者可能更注重价格和外观,而对于环保特性关注较少。在缺乏需求的情况下,制造商可能不会主动推出可持续产品。其次,市场上缺乏环保认证的建材产品。一些建材产品在生产过程中使用的材料可能并不符合环保标准,缺乏相应的认证。这导致了一些家居装修中使用的产品可能含有有害物质,对室内空气质量产生潜在影响,而缺乏相应认证也增加了消费者的选择难度。为了使消费者能够有据可查、有法可依地购买和使用绿色家具,国家和行业应出台相关的标准和法律法规。如北欧1994年出台了《木质家具和家具设置的生态标准》,我国在
2001年12月也颁布了《室内装饰装修材料木家具中有害物质限量》等有关环保家具的标准[5]。
当前,市场供求关系失调已成为不可忽视的问题,原材料匮乏已然暴露无遗。在此背景下,采用可再生家具材料无疑将是缓解这一困境的有效手段之一。现如今可再生材料大致分为天然可再生与材料回收可再生两大类别,在可再生家具的设计领域里,自然界中生长迅速的材料具有明显的优势,其中主要包括藤条、竹子、草本植物秸秆以及各种植物纤维等。这类材料由于具有生长周期短,可再循环利用的特性,能够为现代家具产品提供可持续的材料资源供应,且能够得到快速的补充。废旧回收可再生材料是指人们在生产生活过程中经过使用、消耗、加工、燃烧、废弃等程序后,再由人们经过某种方式回收处理,达到可重新利用的材料,主要包括废弃木材、废弃纸、废弃塑料、废旧家具、金属废料以及报废机电零件设备等20余类,总数超过1000多个品种[6]。然而,鉴于我国现阶段家具设计水平及相关加工工艺技术尚未成熟,我国对于可再生材料的使用形式并未形成大规模的应用格局,且对于此类材料的应用实例尚未达到理想状态,存在严重的资源浪费现象。
家居产品设计中过度使用装饰元素和构件,如图6中所示的餐桌产品设计中,为了支撑原本仅需四条腿部构件便能满足的桌面结构,设计师采用了众多装饰构件进行有序排列组合,虽增强了外观和视觉效果,却导致了材料的过度消耗和成本增加,违背了可持续发展原则。与之对比,有的设计通过最小化装饰和构件使用,减少资源浪费,更符合节约原则。
图6 国内过度装饰设计案例
图片来源:百度图库检索
图7 国外极简装饰设计案例
图片来源:百度图库检索
为了解决这些不足,需要各方共同努力。政府可以制定支持可持续化设计的政策和标准,鼓励企业采用环保技术和模式。制造商需要加大研发力度,推动技术创新,并与供应链合作伙伴紧密合作,建立可持续供应链。消费者也需要提高对可持续性的认知,选择并支持环保友好的家居产品。
四、可持续材料在现代家居产品设计中的应用
可持续材料在现代家居产品设计中的应用越来越受到重视。这些材料不仅具有环保和可再生的特点,还能为家居产品带来独特的外观和质感。设计现代家居产品时,运用可持续材料除了满足环保要求,也可以与创新设计相结合,创造出美观、实用和环保的产品。同时,消费者也应该了解并支持那些采用可持续材料的 家居产品,共同促进可持续发展。
(一)现代家居产品设计中的材料技术更新
现代家居产品设计中,材料技术更新主要集中在可持续性和环保性,强调使用可再生、循环利用和低碳排放材料。这些更新趋势包括开发生物基、循环利用和可降解材料,旨在减少环境影响、资源消耗和废物产生,满足可持续发展需求。预计未来将出现更多创新材料和技术,以应对对可持续性、智能性、舒适性和耐久性的增长需求,推动家居设计领域的可持续发展。
(二)可持续设计的产品材料选择与常见应用
设计可持续产品时,生产该项产品必须对原材料先进行分析,Villalba等人提出材料选择的评价指标工具应具有材料的可回收性[7]。因而从环境和成本双方面考虑,综合选出可持续设计产品的组成材料。首先,必须从生产实际出发对产品进行可持续设计,原材料的选择符合市场价值。其次,在顾及企业经济成本的前提下,尽可能拓宽对产品材料的选择范围,还需分析产品原材料与环境之间的关系,尽量降低产品生产过程中对环境的影响,使产品能源消耗最终降至最低,该产品才算是符合可持续设计原则[8]。以下是一些可持续材料在现代家居产品设计中的常见应用,如图6:
图6 家居产品可持续化设计背景概括,图片来源:笔者自绘
以上常见的可持续材料技术的更新不仅提供了更多的选择和创新性,而且还可以改善产品的功能性、品质和可持续性。无论是在家具、装饰品还是家居装修领域,材料技术的更新都为设计师和消费者提供了更多的可能性。
(三)可持续材料在家居产品中的应用趋势
可持续材料在家居产品中的应用趋势是朝着回收再利用、可生物降解、无毒环保、可持续纤维和省能高效方向发展,并由前文的相关阐述可得出现代家居产品对于可持续材料与设计的趋势,如图7,这些趋势不仅有助于减少资源消耗和环境污染,还能提供更健康、环保和可持续的居住环境。
图7 现代家居产品可持续材料趋势,图片来源:笔者自绘
随着绿色环保理念深入人心,近年来越来越多的用户将低碳家居理念作为自己的生活核心理念。旨在产品使用生命周期中都不会对环境产生污染或损害健康,力求对生态环境产生最小影响的产品[9]。近期市面上出现的“瓦楞轻质板”家具,说明了可持续材料家居用品的兴起。瓦楞纸材料是一种质量轻、强度大的可持续材料,且无一般板材的可能具有的有毒物质,可以替代木材成为家具制作的原材料。瓦楞轻质板由可再生材料制成,产品本身可实现循环再利用。如图7所示的“纸匠”系列家具,
“纸匠”是我国知名的专注于纸质家具领域的品牌之一,该系列产品以其卓越的承载能力著称,同时具备了木材所带来的耐用程度与强度优势;如图8所示的北欧丹麦设计品牌Mater采用可持续原料设计的一款工业风可堆叠椅Eternity Chair,由70%的工业废塑料和30%的咖啡豆废料制成,所采用的家具组件均可回收重复使用。
图7 “纸匠”系列家居
图片来源:https://www.gtn9.com/work_show.aspx?ID=B1D16FF94176A612
图8 北欧丹麦设计品牌Mater可堆叠椅Eternity Chair
图片来源:http://www.360doc.com/content/22/0909/13/68467079_1047247790.shtml
在家居产品中,可持续材料的个性化趋势正在逐渐受到重视。产品的个性化趋势和近年以人为本的设计理念密切相关,可持续材料在家居产品中的个性化趋势体现了消费者对环保与个性化的追求。家居品牌和设计者们正在探索创新的材料和设计方法,通过个性化的可持续材料应用,为消费者提供更丰富、独特且环保的家居产品选择。定制化家居用品是大势所趋,而在绿色环保理念深入人心的环境下,个性化的定制要求也会更加倾向环保材料的选择。
可持续材料的开发往往会以自然材料为出发点,而自然材料的肌理和质感也是健康审美所青睐的家居产品表达形式。家居产品使用天然的、无毒的材料,如有机棉、天然木材等,为家居环境营造出健康、自然的审美感。可持续材料在家居产品中的健康审美趋势体现了人们对环保和健康生活方式的追求。消费者越来越注重家居产品的外观与材料的健康性,希望通过使用可持续材料来创造出舒适、自然、温暖且个性化的家居环境。
如图9,2010年德国科隆家具博览会展出了由意大利设计师Matteo Thun设计的Briccole Venezia桌子系列作品。作品中的木材表面完全未经过任何处理,全部保留了原木的颜色和纹理,结疤和磨损的部分也任其留存,只是在组装的过程中进行了最简单最基础的加工。作品整体自然清新,使人仿佛置身在大森林里,怡然自得,心情舒畅,用最原始的方式给人以震撼的力量。所以健康的审美趋势也给可持续材料在家居用品中的运用带来市场价值[10]。
图9 Briccole Venezia桌子系列
图片来源:https://www.mdstudio.tw/product.php?act=view&id=276
家居产品使用可持续材料的应用趋势是注重自然元素、简约实用、可拆卸组装、废物再利用、新材料应用和能源节约功能。例如可生物降解的塑料、纤维和纸张等,被广泛应用于家具、装饰品、包装材料等领域。这些设计理念和趋势不仅有助于环境保护和资源节约,还能为用户提供舒适、健康和可持续的生活方式。
五、咖啡渣材料应用于家居产品的设计策略
咖啡渣材料属于自然材料的一种形式,本身自带了很多美而复杂的视觉体验,其对于产品设计的表达有其独特的功能和性质。根据前文对可持续材料的家具产品以及咖啡渣的研究探讨,得出相应的咖啡渣家居产品设计策略,如图10。而对于咖啡渣材料的家居产品的设计策略在具体应⽤时,选取咖啡渣与环保纤维融合的形式,并以猫砂垫为产品设计实践案例展示,见图11。
图10 咖啡渣家居产品设计策略,图片来源:笔者自绘
图11 咖啡渣材料于家居产品的应用设计(猫砂垫),图片来源:笔者自绘
(一)咖啡渣材料猫砂垫材质
咖啡渣材质猫砂垫在材料选择上主要以咖啡渣与聚酯纤维为主。对于咖啡渣材料,需要进行适当的处理和净化。这包括去除杂质、异味和湿气等。处理后的咖啡渣材料应具备足够的干燥性和稳定性,以确保产品的质量和持久性。咖啡渣材料处理后与聚酯纤维进行融合,以增强产品的性能,实现更好的强度、耐久性和外观效果。
该混合材料结合了两种材料的特性,具有许多潜在的优点和应用,作为一种具有可持续性的材料,咖啡渣是一种常见的有机废弃物,通过将其与聚酯纤维混合利用,可以实现废弃物的再利用和资源回收利用,减少咖啡渣的处理和填埋。这符合可持续发展的理念,降低了对自然资源的依赖。
其次,在特性上具有强度和耐久性,因为聚酯纤维是一种强度高、耐久性好的合成纤维材料,与咖啡渣混合后,可以增加材料的强度和耐用性,使其更适用于一些需要承受一定力量或使用寿命较长的应用场景,满足拥有需要长期使用需求的家居产品,同时其具备一定的声音吸收性能,可以在一些需要声音控制的环境中发挥作用,运用于猫砂垫的设计中,可在猫咪踩踏磨爪的环节吸收其发出的噪音。
(二)咖啡渣材料猫砂垫造型
咖啡渣猫砂垫颜色为深棕咖啡色,采用双层口袋设计,上层为交叉网格结构,使猫咪在猫厕所上完厕所后经过该咖啡渣猫砂垫起到防滑增大摩擦的作用,下层平整可收集掉落外散猫砂,定期将收集的外散猫砂倒入猫厕所回收使用,见图12,确保猫厕所附近的卫生整洁,同时保证小猫如厕结束后的安全防滑,另外还可回收外散猫砂摒弃浪费。
图12 产品使用图,图片来源:笔者自绘
咖啡渣与聚酯纤维混合后的材料用于猫砂垫的主体材质制作,保留咖啡渣带来的肌理感及聚酯纤维的强度和韧性,肌理和质感是咖啡渣材料区别于其他材料的特征之一,应用过程减少人为干预,让其自己展现自身特色,使用者能更容易感受到自然材料的美好回馈。包括保留咖啡渣材料的一些瑕疵部分,使其更加能凸显天然材料的独一无二,形成一定的视觉冲击。
(三)咖啡渣材料猫砂垫设计意义
宠物产品作为家居产品的一个分支,近年来呈现了快速增长的趋势,并且具有广阔的前景,这也造成宠物用品过多使用不环保材料对于环境的污染以及其不可回收的特点造成铺张浪费,这也令人们对宠物产品的个性化、健康、环保设计的需求也在快速增长。
可持续材料通常具有较好的质量和性能,可以提升宠物的舒适度和使用体验。同时,使用可持续材料的宠物家居用品能够减少对自然资源的消耗和环境的负荷。可持续材料通常是在生产过程中采用更环保的方法,减少污染物的排放,并且在产品的寿命周期结束后可以进行回收或者自然降解,对环境造成较小的影响。其中,咖啡渣材料作为一种环保可持续材料,其与聚酯纤维的混合材料用作猫砂垫的主原材料设计对于家居宠物产品可持续化设计对于促进环境保护和可持续发展具有资源再利用、环境友好、自然香气和抗菌性、减少碳排放的重要意义。
技术更新背景下,运用咖啡渣可持续材料的意义包括资源再利用、环境友好、减少碳排放、自然香气和抗菌性以及创新设计。这种设计选择不仅符合可持续发展的理念,还为宠物提供了绿色、健康、舒适的生活环境。同时,运用咖啡渣可持续材料还有助于推动宠物行业向更可持续的方向发展,减少对自然资源的压力,促进环境保护和可持续发展。
六、结语
在全方位技术更新的大背景下,对各领域的可持续材料设计应用予以重视至关重要,因此设计师在产品设计中需在满足使用需求的同时,也需积极契合可持续发展的政策和理念。家居材料技术的不断创新为提高性能、降低成本、提升生产效率提供了有力支持,尽管材料技术更新存在一些挑战,如高成本和可用性限制,但同时也带来了提升室内环境质量、增强耐久性和环境友好性等多方面的优势,这些好处共同助力创造更加健康、舒适、节能的家居环境,提高了居住质量,促进了可持续发展。因此,在产品设计中,设计师应当始终秉持“可持续设计”的理念,以更好地满足当代社会对可持续发展的需求。
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作者简介:姓名:钟科锐,出生年月:(2000.01.-- ),籍贯:广东东莞,学历:研一,专业:艺术设计、工业设计。
第二作者:姓名:吴苑僮,出生年月:(1998.12.--),籍贯:广东湛江,学历:研一,专业:设计学、视觉传达。
导师:毕伟
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