纸板家具设计及其应用前景研究

■刘 洋乔冰倩盛天宇刘 赫Liu Yang& Qiao Bingqian& Sheng Tianyu& Liu He

(1.同济大学建筑与城市规划学院,上海 200092；2.沈阳航空航天大学设计艺术学院，辽宁沈阳 110136）

纸板家具设计及其应用前景研究

■刘 洋1/2乔冰倩2盛天宇2刘 赫2Liu Yang1/2& Qiao Bingqian2& Sheng Tianyu2& Liu He2

(1.同济大学建筑与城市规划学院,上海 200092；2.沈阳航空航天大学设计艺术学院，辽宁沈阳 110136）

瓦楞纸板是一种低碳环保的材料，通过合理的结构设计，纸板家具能获得人们意想不到的强度，足可以用来制作桌椅、书架一类的家具产品。纸板家具生产工艺简单、价格低廉、便于运输、容易组装、易于回收，具有无可比拟的环保特性。本文主要从分析瓦楞纸板的材料特性出发，分析其在生产、储运、安装使用以及回收等方面的便利性，探讨了纸板家具设计所应注意的设计要点，总结了纸板家具通过结构设计增强结构强度的方法，论述了纸板家具在灾后重建、展览和临时居所等方面的应用前景。

纸板家具；瓦楞纸板；环保家具

纸板家具主要采用瓦楞纸板制作，作为最普遍的包装材料，国内生产企业多，产能巨大，物流时间短。纸板家具易于折叠，其平板形态极大节省了仓储体积和运输成本。瓦楞纸板是由植物纤维制造加工的，其制作原材料来源广泛，农作物秸秆等各种植物纤维，以及各种回收的废纸板和废纸等，均可用于生产，成本低。而且瓦楞纸板能够自然降解，废弃后对环境无污染，并方便回收再利用。1吨废纸可以再生800kg新纸，同时可减少砍伐17颗大树，节省3m3的垃圾填埋场空间，减少35%的制造污染[1]、因此，纸板家具具有较高的经济价值和环保价值。

1 纸板家具的设计要点

1.1 纸板家具在设计中需重点考虑生产、运输、安装使用和回收的便利性

纸板材料价廉质轻，纸板家具的生产、运输、安装使用和回收都较其它家具更简单更便利，因而在设计过程中必须利用纸板材料的特点，充分发挥纸板材料的优势，在具体的家具设计环节中需要着重做如下考量：

（1）考虑生产的便利性：设计时充分利用其板材材料特点，设计时尽可能采用板材部件，并需根据其经纬向力学特性，科学紧凑地排料。

（2）考虑储存及运输的便利性：设计中尽可能采用统一模数，以利打包储存和运输。纸板家具可分解为单元零部件,再将单元零部件展开为平板形状,或是将整个纸板家具展开为平板状,便于堆叠储存和运输,其收缩体积仅为展示状态下的1/10[2]。

（3）考虑安装的便利性：家具结构宜简单直观，避免复杂结构，并最好配有图示型安装使用说明书。使用者购买后，在说明书指导下可自行组装，充分享受DIY乐趣。

（4）考虑回收的便利性：成品不用特别工具便可快速拆解，方便回收。为避免丢弃后对环境造成污染，尽可能采用简单结实的结构，避免使用化学胶水粘接，避免使用对环境不利的表面处理方法。

考虑上述便利性，纸板家具在设计上必须做到，结构简单、便于组装和拆卸、便于收纳和储运。考虑纸板材料质轻、力学性能差等特点，纸板家具在形式上就具有了如下特点：第一、采用直板和硬边形式，以免破坏纸板的力学性能。不宜采用弧形、圆形等造型形式。第二、必须以简单有效的结构作为骨架和支撑，以增强其力学性能。实践中将板材折成L型、U型和三角形结构将大大增强纸板的承重水平。

■图1 弗兰克•盖里设计的纸家具系列(左为Easy Edges，右为海狸扶手椅，制造商：Vitra)

■图2 纸板瓦楞的承力分析

■图3 插接结构的纸板家具 Designer：David Graas

■图4 Chairigami 纸板家具 设计：Zach Rotholz

■图5 坂茂设计的纸屋（成功用于灾后重建）

目前，市场上很多纸板家具为获取所谓的超高强度，采用层叠方法，将无数层纸板粘合成类似木方材的形式，结果用材量巨大，产品的重量已经接近木材的重量，而且不能拆卸，也无法折叠包装，运输成本很高，完全违背了上述纸板家具的便利性原则。图1中是弗兰克・盖里设计的几款大名鼎鼎的纸板椅，每款都是用纸板模拟木材甚至是模拟金属材料设计的，此时的纸板家具除了比普通家具稍轻以外，实质上这样的设计已经丧失了纸板家具的大部分特质。

1.2 纸板家具结构设计

纸板家具最让人担心的是其结构是否稳固，强度是否足够撑得起人的体重。实际上，纸板家具设计中通常采用的五层瓦楞纸板若配以合理的结构方案，完全可以承受更大的重量。

要做到用材少，强度高，具体的结构设计原则可概括为“立板、顺茬、U型、短桥”八个字。“立板”，即承受重力的部分采用立板式支撑，纸板尽可能垂直于地面，尽可能避免斜向和横向支撑；“顺茬”，纸板平行于瓦楞方向（经向，俗称“顺茬”）的抗弯能力更强，因此在设计结构的时候，无论是纵向支撑，还是横向承重，均宜采用顺茬才能获得较强的承重能力（如图2中的箭头所示）；“U型”，是要求承力的纸板尽可能采用U字型、三角型或类似断面，以增强纸板的抗弯能力，横向使用则推荐采用倒U字型或倒三角型（如图2）；“短桥”则是要求纸板横向承重距离尽可能短。在保证结构强度的情况下，宜采用最简结构，使用最少的材料，应避免使用堆积的方式来满足结构强度需求。

瓦楞纸板家具结构设计尽可能利用折叠、插接结构实现承重和收纳等目的，基本结构类型大致有如下三种：

（1）插接结构（如图3）。即断面插接，也叫卡接结构，该结构充分利用了瓦楞纸的纵向承载力和多维度瓦楞纸板组合后整体强度提高的特点[3]。瓦楞纸板经预先切割的插口，将面材裁出缝隙，然后相互插接在一起，通过相互钳制构成立体形态[4]。各单元相互穿插、互锁构成了蜂巢似的结构形式，在实践中多采用多重结构以获得更好的稳定性，由于承重部分表面呈现线织网状，因而并不适用于承载很大的重量；由于纸板上有切口其抗侧向力较差。插接结构便于拆卸、安装；拆卸后采用平板包装，节省空间，方便运输和储存。

(2)穿插结构。此类结构主要用于实现家具横向支撑，单层纸板以“门”字型或倒三角形断面形态，横向垂直穿入立板可以获得良好的水平承重能力，此外还可以采用穿插结构连接家具各个部分。如图2中的椅子就恰当地采用了倒三角形断面的插接结构，承重效果出色。

（3）弯折结构。优质的瓦楞纸板具有很好的耐折性，设计得当弯折后基本没有裂痕和裂纹。弯折结构是纸板家具应用较多的一个结构，也是实现家具形态的做主要的结构。巧妙使用弯折结构可避免纸板断面外漏，让结构更加美观、紧凑，而连续的弯折结构形成的重复形态富有韵律，体量感强，对称使用还能获得强烈的对称感，可设计出多种造型，丰富纸板家具形态。通过弯折形成短桥结构可有效增加纸板强度及承载能力。如图4。

■图6 可用于灾后生活的纸板家具

■图7 Leafbed纸板床

■图8 北京奥运会用的纸质垃圾桶

■图9 深圳青少年画展的纸板展台

■图10 纸质临时家具

2 纸板家具的适用领域

2.1 用于灾后快速重建

在地震等突发的灾难破坏之后，短期内需要调拨大量的包括家具在内的生活必需品，用于灾民的灾后生活安置。传统的木质和金属家具由于生产周期长、价格高昂、储运不便等劣势，难以在这一领域发挥作用，而纸板家具则在这方面具有得天独厚的优势。它工艺简单、便于生产、便于运输、便于组装，且价格低廉，可在较短的时间内大量生产，投入使用。另外由于纸板材料质轻安全，在各种次生灾害发生时，即便发生倒伏和磕碰，一般也不会因此造成人身伤害。当灾区重建工作完成，人们生活开始步入正规之后，这些临时家具既可以回收或废弃，不会造成环境污染。

纸质产品用于救灾已经有非常成功的先例，1995年，日本阪神大地震后，日本著名建筑师坂茂利用纸筒做为主要建筑材料，只在短短的时间内就迅速建设了一大批临时住宅（图5）。1999年，坂茂再次利用纸管材料成功地为卢旺达难民们设计制作了避难帐篷。两次成功案例，充分显示出了纸材建筑在救灾安置领域的巨大潜力。2008年，中国汶川大地震，坂茂团队和志愿者一起，在用纸质材料建起了一座临时小学，成为灾区第一个重建复学的小学。自此，纸板产品用于灾后重建得到了世界各国的关注。图6中的纸板家具，组装简单，功能多样，使用方便，特别适用于灾后生活重建。Leafbed纸板床（图7）是由法国设计师Julie Sylvain和NOCC工作室设计的，由四个折叠纸板箱组成一张大床，投放非洲后，已成功改善了尼日利亚贫困家庭的日常生活状况。

2.2 用于展会等各种临时性活动

随着经济与社会的发展，各种展示展览活动日益频繁，这样的会展活动都有一个共同特点，即，时间短、临时性强，短期内会场及周边汇聚大量客流。这样的临时集会活动短时间内需要集中调拨展台、座椅等数量庞大的家具设施，并要求用后便于回收。此时纸板家具可以大派用场，在大型展会和活动中纸板家具已经有了不俗的表现。

2000年悉尼奥运会上，RAMLER公司为奥运会提供了一批纸板的家具，包括椅子、桌子、书架等。在北京奥运会测试赛期间，场馆里就使用了用再生纸设计制作的服务台和媒体工作桌，很好地诠释了北京“绿色奥运”的主题。奥运会期间场馆和奥运村共使用了两万多个纸质的垃圾桶（图8），这些垃圾桶可由工作人员在现场根据设计的提示组装成型，过程简单易操作，100%可回收。该产品因良好的性能和突出的环保品质曾荣获2007年中国“包装之星”铜奖。图9是深圳青少年画展的展台，其特别使用的纸板材料强烈地突出了画展的环保主题。

2.3 用于临时住所

如图10所示的折叠式纸板家具，则非常适用于各种临时居所使用，尤其是短期租住。因为需要不定期搬迁，一般短租租户都不会为租来的房间购置永久性家具，租户对家具的临时性要求很强，经济适用、功能多样、容易搬迁成为需要考虑的重要指标。纸板家具则因为它形式简单、容易组装、方便拆卸、价格便宜、方便携带、易于回收等特点完美契合了临时居所对家具的各项要求。另外纸板家具也非常适用于如建筑工地等为施工人搭建的短期临时居所使用。

■图11 纸板材质的儿童家具

■图12 时尚的纸板家具（KARTON设计 澳大利亚）

2.4 用作趣味和时尚家具

纸板家具组装简单，安全环保,可涂装，再创作余地大。可根据儿童心理需要可设计成她们最心仪的形象（图11），并可让孩子们自行涂鸦，调整表面装饰，因此纸板家具适合作为儿童家具使用。纸板家具拆卸方便、组装简单安全，在家长的指导下，孩子们完全可以通过自己动手，完成家具装配，既可以从中体验完成作品的喜悦，在此过程中也锻炼了孩子的动手能力和分析解决问题的能力。

纸板家具造型新颖，富有趣味。在同样满足功能的前提下，纸板家具材料环保，价格便宜，款式又时尚多变，如果过时了或是不喜欢可以毫无负担地扔掉，这既迎合了追求时髦的年轻人的心理，又符合大多初入社会年轻人的经济承受能力，因此受到热衷于环保、追求新潮的年轻人欢迎（图12）。

3 结语

纸板家具加工方便迅速、质轻结实、便于折叠储运、便于回收和再利用，且成本低廉，正好满足了人们对临时性家具的需求。我国目前正处于高速城市化建设时期，城市流动人口多，临时性的纸板家具需求潜力巨大。并且我国商业活动活跃，各种展会繁多，也需要大量适用于短期会展需要的环保的一次性纸板家具。

随着人们环保意识增强，人们对纸质家具的不良看法也正在悄然改变。轻巧、美观、适用、环保、便捷、经济的纸板家具早已让广大消费者刮目相看，从陌生到熟知，从不屑到喜爱，甚至痴迷。这些观念上的改变，正为广大设计师和家具企业研发生产纸板家具提供了良好的机会。

（责任编辑：北 方）

[1]刘爱平,于伸,江尔德.异军突起的瓦楞纸板家具[J].家具与室内装饰,2010,(1)：102-104.

[2]刘爱平.纸板家具的研究与设计[D].哈尔滨：东北林业大学,2011.

[3]李忠文,熊涛涛,孟海.瓦楞纸在生活中的设计应用研究[J].家具与室内装饰,2010,(9)：56-57.

[4]毕留举.瓦楞纸板家具设计中的结构形式分析[J].包装工程,2010,(2)：14-17.

Cardboard Furniture Design and the Use of Cardboard Furniture Prospects

Corrugated board is a low-carbon green material, using reasonable structure, cardboard furniture will strong enough to be used to make tables, chairs and bookshelves etc. Cardboard furniture, due to simple process, inexpensive, easy to transport, easy to assemble, easy to recycle, it has unparalleled environmentally friendly features. This paper analyzes the material properties of cardboard for its convenience in terms of production, transportation, installation and recycling, and pointed out that the main points of cardboard furniture design should pay attention to summarize the method of cardboard furniture through rational design of reinforced structural strength, discusses the cardboard furniture applications in post-disaster reconstruction, exhibitions and temporary residence areas.

Cardboard furniture; Corrugated board; Green furniture

TS664.01

A

1006-8260(2015)010-0020-04

辽宁省教育厅高等院校内涵发展专项（UPRP20140048）

刘洋,乔冰倩,盛天宇等.纸板家具设计及其应用前景研究[J].家具与室内装饰,2015,(10)：20-23.