基于防震减灾功能的家具设计研究

■罗 珊 关惠元

(1.南京林业大学，江苏南京 210037；2.武夷学院，福建武夷山 354300)

家具作为室内的主要布置物，在室内所占的面积达到35%-40%，在剧院、餐厅等公共场所远远大于这个比例。这样的特点决定了地震发生时，除了建筑自身倒塌以外，家具的倾翻、破碎、起火等状态是造成人员伤亡的主要原因。日本在震后的统计报道也表明：地震中因家具原因造成的人身伤害占得比例最高，约46%（图1）。同时，家具足够的承重能力以及合理的防震设计对地震中人员的自救和伤亡的减少起到重要的作用。因此，家具在地震中扮演的角色应引起人们足够的重视。

1 在中国进行家具防震减灾功能设计的必要性

众所周知，烈度达到八度的地震会引起建筑的倒塌而致人员伤亡。但是，当地震的烈度达到六度时，就可导致室内家具等非固定物品倾翻，造成人员伤亡、成为人员逃生的障碍物。而中国地震区划研究结果表明：中国国土的79%处于6度以上的地震地区，4 1%的国土、一半以上的城市位于地震基本烈度7度或7度以上地区[1]。以上数据表明中国有大部分地区在地震时受到室内家具物品倾倒致人伤亡的威胁。

同时，随着中国城镇化进程的加快以及城市的建设，高层建筑不断拔地而起，发展速度令人震惊。201 2年，中国已占有世界前100最高建筑中的34座。经研究发现，高层建筑对地震加速度有放大作用，也就是楼层越高地震的烈度越大。即使是烈度低于6度的地震，在高层建筑中也有超过6度的可能，而发生家具伤人的危险。这样的特点无疑扩大了6度以上地震的发生区域。

因此，中国地震区域的特点以及建筑形式不断走高的趋势决定了在中国进行家具防震减灾功能设计，对于减少地震带来的伤亡损失有着积极的意义。

2 国内外防震减灾功能家具研究现状

从世界范围来看，发达国家对此类问题的重视程度远远高于我国，而且研究起步早、涉及面广，早已不再局限于建筑的防震研究。日本是个地震频发的国家，深受地震灾害，日本在防震减灾家具方面的研究内容主要有：地震中家具的防倾翻、家具内储物防飞出、家具活动部件对家具倾翻的影响、放置在榻榻米上家具的倾翻等方面[2]。日本开发出的应用于家具上防震减灾的设计均具备简单实用，不影响家具外观，成本低廉等特点。

如图2，这款防震产品名叫“家具安定板”，使用方法是将垫在家具前端，使家具倾斜一个很小的角度，重心向墙体偏移，从而防止柜体地震时向前方倾倒，简单实用[3]。

如图3，是一组家装固定块，在立式家具或者电器的上方或后下方家装固定块或固定折角。地震发生时，保持家具与墙体固定、防止倾翻伤人。兼具了美观、廉价、易用性、实用性强的特点。

中国面对地震灾害所做的研究、设计主要集中在建筑方面。人们对待地震灾害没有日常防范意识，在一般家庭内，装修、购置家具等方面根本不会考虑防震防灾因素，对于地震中室内家具伤人的情况还没能够引起足够的关注，民用防震家具的开发一直得不到应有的重视，在国内市场上也很难找到家用防震减灾的相关用品。即便如此，在民间仍有不少非专业人士热衷此类产品的研究开发，中国专利网上可查询到防震床设计的国家专利共计55项，防震桌2项，主要以床具设计为主。但是在转化成产品以及销售的环节却一直是个瓶颈。

■图1 地震中致人伤亡原因分析表

■图2 家具防震装置

■图3 家具防震装置

■图4 金属防震床

国内此类专利的主要是针对大型地震房屋结构倒塌的情况，利用金属等材质本身良好的机械性能以及三角形等物理结构抵挡建筑倒塌的外力，提供给受难者生存空间。目前针对中小地震的防震家具设计还处于空白。此类家具普遍材料笨重、造型呆板、缺乏美感，这样的特点并不符合现代人对家具的功能需求、审美需求，因此很难有太大的市场（图4）。

总之，国内对于防震家具的开发和研究还处于刚起步状态，还没有系统、完善的理论研究和实践过程。由于地震以及家具使用的地域性，在我国防震减灾的家具设计中只能部分的借鉴参考国外的做法，为了更好地减少中小地震中家具给人们带来的伤害，充分发挥家具在大地震中保护人们免受伤害的作用，必须加快加强我国家具产业中防震减灾的功能设计。

3 家具防震减灾功能设计的基本原则

日本的防灾减灾家用应急产品设计给我们的启示就是将防灾减灾贯穿到老百姓的日常生活中，做到有备无患，将生活中的小物品，小部件加上防灾减灾的功能，这样才能够很好的在千家万户进行推广。因此，具有防震减灾功能的家具设计应该从实用性、易用性、经济性、美观性这几个方面来多加考虑：

3.1 实用性、易用性

防震减灾家具首先必须是日常生活中使用的家具，必须满足其基本使用功能，防震减灾这样的功能仅仅是附加于家具原有使用功能之上，不影响原有使用功能。家具上防震减灾的功能要求做到发生地震的时候，可以有效防御家具伤人；进行充分设计的家具甚至在房屋坍塌后仍可保证躲避人员的安全。在功能上做到多用途，满足实用性的原则。

易用性是衡量产品功能与形式的根本原则[4]。强调产品易用性的目的就是使人能更正确、迅速、舒适、有效的使用产品。尤其在此类关乎生命安全的功能产品中，需要的是在地震发生的极短时间内，能符合人们在灾难来临时的条件反射，最大程度发挥防灾减灾的功能。家具的使用场所无处不在，而日常的使用人员者几乎都不是专业的救援人员，地震突发时，就要求产品具有比专业防震减灾产品更好的易用性。而且此类产品防震减灾功能使用情况特殊，如过没有良好的易用性，在地震突发的情况下，本来就已产生恐慌的使用者更难将其救生的功能发挥出来。

因此，此类产品的设计不仅要兼顾实用性，易用性也是必不可少的重要原则。

3.2 经济性

我国居民的防震意识普遍薄弱，且中国地震的重灾区多集中在经济不发达地区，人们往往认定只有建筑才是防震减灾的主体，在一般家庭内，装修、购置家具等方面根本不会考虑防震防灾因素。同时，此类产品在我国刚处于起步状态，数量少，大部分人还没有机会认识此类产品的功能。而且地震的发生具有偶然性、不确定性，多数人并不愿意为这灾难的偶然性以及家具此类功能的不确定性在家具上进行额外的消费。如果还需要花费大的成本来增加家具此类的功能，那么此类产品的普及率必定受到影响。只有不增加或者少增加成本，此类产品才能为更多的消费者所接受。产品的经济性也是日本此类产品能够普及畅销的重要原因之一。

3.3 美观性

现代生活，人们追求的是一种生活的品味，功能至上的消费观念已经逐渐淡出人们的视野。家具的双重属性也决定了美是所有设计的追求。家具作为人们生活中必不可少的用品，人们对它已不再仅仅是使用功能的需求，同时还有审美的需求。家具是一件具有使用功能的艺术品。

中国民间设计的防震床，虽然在功能上满足了防震减灾的要求，但是以其外观就足以将消费者拒之千里。对比来看日本的相关设计，虽然是家具的添加的小部件，却丝毫不影响家具的原有外观，不破坏家具原有的整体感，甚至还可以对家具的美感加分。

在此类家具中如果能将防震减灾功能进行巧妙的设计，比如色彩上作出独特的安排，不仅起到特殊的标识作用，在美观上较一般产品有所提升。这样不仅可以促进此类产品的普及，同时也可以在使用中增强人们防震减灾的意识。

4 防震减灾功能设计中可采用的措施

地震中家具会发生移动、晃动、倾翻，致人伤亡的原因具有随机性、多样性，主要有以下几种：①高型家具的倾翻；②家具中物品飞出致人伤亡；③家具中材料的破裂，例如玻璃的破碎、飞溅；④在发生地震次生灾害——火灾时，家具成为助燃的物品。针对以上出现的情况，可以尝试从以下几个方面入手设计家具的防震减灾功能：

4.1 稳定的结构设计

稳定的结构是所有家具必备的基本要求，对家具的使用、安全性起着至关重要的作用, 同样利用结构的改进和创新是达到防震减灾目的的重要途径之一。在设计中，利用良好力学结构特性的形状，比如三角形就能更好的承受垂直力的作用，在民间设计抗震床就有利用三角形的几何结构来增强家具的稳定性和家具的抗冲击、抗破坏能力；圆形在承受垂直作用力具有缓冲作用，从而减少重物对人的直接伤害，还提高人们借助家具在地震中的逃生机率；类似梯形的向外倾斜的柜脚可以让柜体更加的稳定，提高在地震中抗倾翻能力。

4.2 合理的功能规划

家具在地震中倾翻以及柜体中物品飞出是造成损伤的主要原因之一，因此在家具设计中可以围绕地震中如何让家具处于最平稳的状态，提高家具防倾翻能力展开。

以柜体设计为例，重心偏上、重心发生改变是发生倾翻的主要原因，在其功能设计中，通过合理的功能规划来降低家具重心，从一定程度上就可以减少柜体倾翻的几率。例如避免在柜体存储物品上重下轻，而是将柜体上端设计为不能放置重物的部分。柜体中活动部件在地震中的活动会使柜体重心偏移引起倾翻，比如抽屉外可加装防滑小扣条防止抽屉的意外滑出，在抽屉数量、尺寸、位置、存储物品种类的有目的的设计可以很好的解决此类问题；地震时，柜门开启后，柜内存储物品的活动也会引起整体重心偏移，在柜门的开启设计中，选择地震中不易开启的方式作为此类家具的主要柜门结构，例如用推拉门替代平开门，同时设计自动锁死装置，既可防止柜内物体活动又可保障柜体中的物品不会在地震时飞出伤人。在尺寸上，合理设计高型家具的长宽高的比例，尽量避免设计瘦高薄形，而是在满足基本使用功能的同时，调整家具的尺寸，降低高度，提高深度，从而提高家具的防倾翻能力。

4.3 合适的材料和工艺

通过选择合适的材料与恰当的加工及表面处理工艺是减少家具在地震中次生灾害（破碎材料伤人、火灾的发生）最直接有效的措施。尽量避免使用易碎的材料，比如,用钢化玻璃、夹丝玻璃、普通玻璃家具贴上安全膜，使玻璃制品更牢固，以防止玻璃家具在地震中因破损而引起碎屑飞溅伤人。在家具材料的表面增加防火的处理工艺，可以防止地震中的次生灾害——火灾对人的伤害。提高材料的抗冲击性能可以有效降低房屋倒塌对人的直接冲击力，方法有以下几种：①使用自身抗冲击性能高的材料，比如，金属材料的使用，钢木材料或者家具表面软包的设置；②材料进行特殊处理，例如：木质家具材料夹聚苯乙烯泡沫材料，木质材料贴不锈钢网、碳纤维布；③木质材料下使用弹性缓冲支承。这些都可以在地震时降低房屋倒塌对人的直接冲击力，对人起到保护的作用。

5 结语

我国是世界上多地震的国家，也是蒙受地震灾害最为深重的国家之一，提高人们对家具在地震中扮演角色的认识，推进此类产品在我国的应用，对减少地震中的伤亡有着积极的意义。同时，我国发生地震区域广、地域性强、经济水平不均衡，设计师还应从地域特点入手，综合多学科，进行有针对性、系统的设计。

[1]严圣禾.日本防震救灾体制面面观[J].理论导报,2008(6):61-62.

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[3]贾英杰．家用地震灾害防御性产品的设计研究[D].西安:西南交通大学,2009.

[4]许江，张凌浩.从5·12汉川地震谈基于应急情况的产品创新新设计思考[J].包装工程，2009,30(2):136-138.

[5]杨雪松,康立志.产品创新设计的若干问题再认识[J].包装工程，2008.11.

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[7]牛雨,干静.柜类家具设计的比例研究[J].家具与室内装饰，2008.11.

[8]林磊硕.论家具设计之三要素[J].家具与室内装饰，1999.03.