结合多种纤维介质的灯具创作

本创作以“光”作为切入视角以获得全新拓展空间的契机，通过改变既定纤维介质的性能与状态的方式，在光通量一定的条件下改造光的方向路径、相对亮度以及它的空间。通过三种介质所表现不一样的透光性能来完成光在多个层次的构树，“光”作为第一视角下，打造属于它的相对空间。其中为以相对性的辩证思维超越常俗的时间与空间，将人眼到光源的空间加以时间上的顺延性，通过感应与再现透光程度对立间的状态而达到多极间的相互转换，追求一个光线“无待”的自由境界。本文以多个材料实验为基础，先后探究了既定材料的透光性能以及纤维材料作为介质的性能比对，根据实验结果笔者完成了三个吊灯的设计与制作。

一、探究既定材料的透光性能

灯泡技术规格有效地整合除光源外的结构框架、限制光线径传播的性能物（介质）、扩张光线传播的性能物以及控制光线传播路径的性能物能够有效决定可用光照范围、可艺术化表现区域、可调节相对亮度范围。本节通过分析既定纤维材料不同手法下如何调控透光率，继而为创作提供可选方案。本次作为光源的为球形灯泡具体参数请看下表（表 1）：

瓦数 色温 光通量 光效 演色性 商品尺寸15W 3000K 1575lm 105lm/w Ra 80 Ø95x170mm

当光线入射介质时，表现有反射、吸收和透射三种性质。光线在通过任何介质时其透光率(T）、反射率(R）和吸收率(A）之间根据能量守恒定律存在如下关系：

T+R+A=I（反射率+吸收率+透光率=100%）

光线被介质阻挡，按一定角度反射出来，称为“反射”，以反射率（R）表示。

物体反射的辐射能量占总辐射能量的百分比，称为反射率。不同物体的反射率也不同，这主要取决于物体本身的性质(表面状况），以及入射电磁波的波长和入射角度，反射率的大小范围总是小于等于1，利用反射率可以判断物体的性质。

光线通过介质后，一部分光能量被损失，称为“吸收”，以吸收率（A）表示。是指投射到物体上而被吸收的热辐射能与投射到物体上的总热辐射能之比称为该物体的吸收率。这是针对所有波长而言，应称为全吸收率。

根据上述三种性质的阐述，球形灯泡作为入射光强度、入射电磁波的波长和入射角度一定时，介质的厚度变化量（表面起伏量）以及介质本身吸收波长量来反映介质的透光性能。现有介质部分图（ 图 1）。

图1 介质部分图以及既定纤维基础物理性能

厚度（既定稀疏程度下）决定透光性能——是在介质表现的可见波长一定时，光源的性能数值一定时，通过改变区域厚度来达到控制透光率的方法。根据三种纤维都是厚度进行增加时，光线越难穿透从而造成光线的损失。当牦牛绒或者是羊毛稀疏到（薄到）一定程度时，光线通过缝隙得以继续传播。

介质本身吸收波长的多少决定反射与吸收性能——在厚度一定时，吸收更多波长的颜色介质一定反射更少不同波长的颜色，pp棉与牦牛绒对于反射与吸收可见光较为固定，故分别是趋向于白色的棉状pp纤维反射了所有可见光，而棕色的牦牛绒则是吸收了除棕色外所有的可见光，即介质吸收光的强度越大，则透过光的强度越小。

二、探究既定材料的张力性能及造型建构能力

本节围绕柔软纤维通过白乳胶固化反应来实现形态结构支撑以及不同种类纤维相搭配的效果探究。

通过透光性能的说明可以看出这些改变透光性能的因素是创作的可选项，而从平面或不成形中很难把握其立体成型后的透光率变化。故此需要在进一步了解既定纤维的物理性能后（图1）设计纤维的组合方式。

如（图 1）表格中所述，既定的纤维介质状态表明此纤维的紧密程度，如同湿毡方法将纤维以物理的方式搓揉在一起，这是改变原有状态后赋予了毡缩的状态，结构紧密、手感增强。而对于要将透光性能考虑其中的灯具依然使用湿毡手法，将表现为光源下不透光。且以本次主题“打造光的空间”限制因素变大不适合继续采用此成型方法。在考虑到透光率的前提下就需要开始考虑非紧密性的成型方式——白乳胶（聚醋酸乙烯醋乳液）一种固化速度快、初始黏结力强、持续粘接强度高，防霉变、抗老化，适合性能优良，施工实用的胶粘剂。胶粘剂依靠其黏度与适中的PH度可满足多层的覆盖，还不会对纤维造成侵蚀性伤害且其快速的固化效果可以反复叠加介质，如此开始第一次成型实验方案（ 图 2）。

图2 第一次pp纤维与牦牛绒介质截面固化反应示意图以及实际图

聚丙烯纤维在原始棉絮状态下与牦牛绒混合下，因其棉絮状回潮率低导致快速脱水恢复到棉絮状，容易出现局部间异常蓬松最终导致与模具及牦牛绒脱离（ 图 2）。据此继续下面一项补足性实验，改变原有棉絮状特征，尽可能地在延展方向上打乱其中三维中空结构，成为缝隙更大更为平整的絮状（ 图 3），在乳胶水的作用下可以与牦牛绒更好地融合。

图3 第二次pp纤维与牦牛绒介质截面固化反应示意图以及实际图

通过实验初步形成围绕牦牛绒与pp纤维的结合，因两者有较多的物理特性如细度与单根长度，pp材料与牦牛绒接近两者也是本次实验的最先进行的2.5维的尝试。相较于扁平的纤维，pp纤维让二维的平面在已有模具的基础上增加了光线可发散的路径，以下的实验将加入固定光源进行亮灯效果的尝试（ 图 4）。

图4 牦牛绒与羊毛混合固化效果开灯前后对比图

正如图表所描述，单纯地使用羊毛与牦牛绒在较薄的范围内进行模具塑形可以进行二维化的创作，羊毛与牦牛绒在物理参数上有极大不同，除上表中所列出的状态、细度、长度及回潮率外，羊毛纤维的强度与弹性也是与牦牛绒成型的关键；也正因为羊毛纤维具有优良的弹性和灵活性。在标准条件下，羊毛纤维能延伸20%至40%。潮湿环境下，它可以延伸到70%以上。恢复率超强。施加2%伸长之后，纤维能够立即恢复，恢复率达到99%。甚至在10%的延伸后，它也有50%以上的恢复率，除了尼龙，它比其他任何纤维都要高。 羊毛的回弹性非常好，它可以在碾压褶皱之后恢复原形。然而，通过加热、加湿和施力，持久的折痕或皱纹会在羊毛织物上形成。这种折痕的持久是分子的变动和聚合物中新的交叉链的形成结果。正因为其线性的表现形式可以单独进行一组实验以展现其低厚度下的较高塑形能力（ 图 5），而羊毛纤维与pp纤维的混合固化则是将线性的元素语言带入到大尺寸的空间建构中。

图5 羊毛固化效果开灯前后对比图以及羊毛与pp棉固化效果开灯前后对比图

图7 成品展示系列

三、以细节说明设计意图与构思

本节将具体的设计以及制作过程囊括在一起，将三个成品灯具的详细制作步骤、手法进行了纪要。系列灯具的设计草图（ 图 6）。第一款以层次分明的透光程度从上至下逐一透光，这种节律在把握层次跨越的同时，为光线以空间膨胀的方式间接地将时间纳入其中，在顺延性上表现了光线创造空间丈量空间的那一刻。系列灯具之二，对立分明，在透光程度上采用一侧透光的表现方式表现矛盾中，光线的肆意而动在相对亮暗之间，光所达到的空间在视野里充满了对立而动的契机。系列灯具之三，在看似混沌的空间中，处处都是光留下的痕迹，介质向外的膨胀就如同空间真的是无垠的，光线来去自由仿佛出没在自己的二重天里，乘天地之正以游无穷。

图6 系列灯具设计草图

四、结语

整个系列的灯具设计抛弃以往传统灯罩的硬质骨架，取而代之的是纸质且附着力、强透光均匀的宣纸。第二是不同织物纤维有机融合，牦牛绒和其他有机纤维的结合，不仅使得材质语意更加丰富，也让产品更加贴近自然，并与使用者产生共鸣。第三，湿毡与乳胶的巧妙搭配，其最大的优点在于能对牦牛绒以及羊毛蓬松程度进行控制。第四，pp材料纤维自然透光效果，牦牛绒、羊毛纤维在透光之后达到自然而然的效果。在此基础上，通过分析介质材料透光性能以及介质纤维的张力，从厚度起伏、吸收波长量来做到透光到不透光的变化。