基于仿生造型理论的座椅设计研究

袁媚　曾小波

【摘 要】随着时代的变化，科技的进步，生活水平的提高，消费者的需求变得更加多样化。座椅一直在人类文明的发展中扮演着举足轻重的地位，在中国，从席地而坐到如今的各种姿态，消费者对座椅的需求发生了翻天覆地的变化，由最初的单一的功能发展到如今的工作，休闲，娱乐，收藏等各种各样的需求。工业革命后，随着新材料的出现，越来越多的生厂商开始注重产品的个性化，消费者的需求也变得日新月异。在现代工业设计领域，产品造型仿生设计是一种重要的设计方法。论文从产品造型、人机工程、产品语义学等方面收集了大量信息，对座椅的现状进行分析，通过研究消费者的需求和兴趣，并基于现代设计理论研究，从坐具所具有的功能，形态和结构进行分析，考虑现代生活中人们的实际需求，设计出符合我们生活方式和审美的座椅。

【关键词】座椅；仿生设计；造型设计

随着社会经济和科技文化的发展，工业设计由以机械化大批量生产为特征走向以信息化为特色的“后工业社会”。其范畴由主要为第二产业服务扩大到第三产业和其他新兴产业。当代设计出现多种发展趋势，而不是一味追求大批量的生产，其中就有一种趋势，以小批量多品种满足不同消费者的设计需求，不仅具有批量生产低成本的优点，还满足了由于生活水平的提高人们对于产品个性化的渴望。

论文从仿生设计、人机工程、产品语义学等方面收集了大量信息，对座椅的现状进行分析研究。通过研究消费者的需求和兴趣的变化，并基于现代设计理论研究，从坐具所具有的功能，形态和结构进行分析，考虑现代生活中人们的实际需求，设计总结出符合现代人类生活方式和审美的座椅。

1 仿生设计学与座椅设计

1.1 仿生设计学的内容

仿生设计学（Design Bionics），它是在设计学和仿生学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，涉及到多种相关学科。其研究范围广泛，研究内容丰富多彩，由于涉及到设计学、仿生学、自然科学和社会科学等多种学科，因此很难对其进行准确的分类。

1.2 仿生设计学的法则

（1）仿生物形态的设计

仿生物形态的设计是在对自然生物体进行外部造型的认知和创新，重点在于生物外型的美感特征与人类审美需求回归自然，是仿生设计最重要的法则。

（2）仿生物表面肌理与质感的设计

主要通过对生物表面机理和质感的观察与研究，寻找或提炼出一种具有内在功能需求，具有生命意义的表面肌理或质感。它不仅仅是一种触觉或视觉的表象，更具有更深层次的自然属性和生命意义。

（3）仿生物结构的设计

在大自然的选择与进化，决定了生命的形式与结构。仿生物结构的设计主要通过对生物结构的认知，然后进行设计和创新，使人工产品具有更好性能或功能，并且使其具有自然生命的意义与美感特征。

（4）仿生物功能的设计

功能仿生主要通过研究自然生物客观存在的功能原理与特性，从中得到启发以促进现有产品功能的改进或新产品出现。

（5）仿生物色彩的设计

大自然就像一个打翻了的调色盘，五彩斑斓，仿生物色彩的设计主要通过对大自然生物色彩的研究，了解色彩之间的关系与特征，促进产品的色彩设计具的应用。

（6）仿生物意象的设计

人类对生物的意象是在人类对于大自然长期实践过程中积累产生的，因此仿生物意象的设计体现了产品语义和文化特征。

1.3 仿生设计学的意义

产品仿生设计为产品设计提供了新的思路、新的方法、新的途径和新的途径。造物欲是设计创新和科技进步的根本动力。大自然的生命法则是产品形态设计创新不可替代、取之不竭的知识宝库和学习泉源。目前仿生形态设计已经成为产品形态设计创新的突破口，它作为人类社会生产活动与自然界的契合点，使人类社会与自然达到了高度的统一。随着科技的进步，逆向工程技术和3D打印技术的应用和发展，产品形态仿生设计技术正逐渐成为新产品开发的闪光点和突破口，它必将获得巨大的发展。

2 人机工程与座椅设计

1948年，瑞典医生阿克布罗姆（Bent Akerblom）出版的《站与坐的姿势》是第一部分析坐姿解剖特性专著。由此奠定了解剖学理论指导座椅功能设计的基础。几年之后，他发表了关于座椅靠背曲线设计的阿克布罗姆靠背曲线，如图1所示。

1968年，国际人机工程学学会（IEA）在瑞士举办了主题为座椅的第一次国际研讨会，在国际掀起了座椅研究的新高潮。

20世纪70年代，各国纷纷制定或修改座椅技术标准，我国也发布了一批关于家具的技术标准，如GB/T 3976—2002《学校课桌椅功能尺寸》，GB/T 14774—1993《工作座椅一般人类工效学要求》等

根据用户目的的不同，可以将座椅分成：工作座椅，休息座椅和办公室用椅。根据不同的功能需求，我们选择座面（前缘的）高度，坐面倾角，靠背形式和倾角，座深，座宽，扶手等的尺寸。表2是GB/T 14744—1993《工作座椅一般人类工效学要求》。

3 产品语义学与座椅设计

产品语义学，研究人造物的符号表现在使用环境中得象征特性，并将其中知识应用于工业设计上。就座椅设计而言，不仅要考虑产品自身，还有关注产品在使用语境中的联系。产品在“人—产品—环境—社会—文化”各个环境之中的联系。不要只把目光集中于产品的使用功能，还有重视产品与人，其他产品，环境，文化等的关系。而且产品的造型还具有符号语言的属性，是一种传达社会文化的媒介。在设计的同时，我们应该思考这种符号语言在语境中传达的意义和其他产品的联系。

4 座椅设计的审美要求

意匠美，在满足功能需求的基础上，形式满足人体结构，如靠背曲线与人脊柱的贴合度，座面与臀部的接触是否合理，并且造型线条流畅，简练，给人亲切感，美感或人情味。

材料美，材质是产品设计三大要素之一，材质塑造了产品最基本的气质。如硬质木材的本色和纹理给人深沉，稳定，高贵的感觉；有机材质给人现代感；金属材质给人机械，冰冷和坚硬感……

结构美，我国自古以来就在家具制作有很深的造诣。如榫卯结构——在连接部位运用榫，可以不用钉，胶就不同的部件固定。反映了木制家具特有的风格和设计者的用心。在国外，如马歇·布鲁尔设计的钢管悬臂椅，运用一根钢管弯曲成椅子的主要结构。

工艺美，线条的运用、起落、转折等部位的变化，产生美好的造型语言。面的处理，比例与尺寸的精心设计，体量的调和与块的联结，给人产生舒服或挑衅的情感体验。

5 结论

在工业设计领域，仿生设计是一个很好的创新突破口。在运用仿生思维进行创新时，不仅可以创造功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的产品，而且还能赋予产品以生命的象征，让设计回归自然，增进人类与自然统一。在仿生造型设计中，被仿生生物易被符号化的特征是造型设计最关键的部分。在抓住那些让一看就有种恍然大悟感觉的造型因素，我们一定设计出更多让我们生活的世界更加和谐、美好的物品。

【参考文献】

[1]盖尔·格里特·汉娜.设计元素[M].李乐山，韩琦，陈仲华译.北京：知识产权出版社，中国水利水电出版社，2003.

[2]于芳，陈嬿.仿生造型设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.

[3]Jonathan Cagan， Craig M.Vogel.创造突破性产品[M].辛向阳.潘龙译.北京：机械工业出版社，2004.

[责任编辑：邓丽丽]