基于防震減災功能的家具設計研究

■羅 珊 關惠元

(1.南京林業大學，江蘇南京 210037；2.武夷學院，福建武夷山 354300)

家具作為室內的主要布置物，在室內所占的面積達到35%-40%，在劇院、餐廳等公共場所遠遠大于這個比例。這樣的特點決定了地震發生時，除了建筑自身倒塌以外，家具的傾翻、破碎、起火等狀態是造成人員傷亡的主要原因。日本在震后的統計報道也表明：地震中因家具原因造成的人身傷害占得比例最高，約46%（圖1）。同時，家具足夠的承重能力以及合理的防震設計對地震中人員的自救和傷亡的減少起到重要的作用。因此，家具在地震中扮演的角色應引起人們足夠的重視。

1 在中國進行家具防震減災功能設計的必要性

眾所周知，烈度達到八度的地震會引起建筑的倒塌而致人員傷亡。但是，當地震的烈度達到六度時，就可導致室內家具等非固定物品傾翻，造成人員傷亡、成為人員逃生的障礙物。而中國地震區劃研究結果表明：中國國土的79%處于6度以上的地震地區，4 1%的國土、一半以上的城市位于地震基本烈度7度或7度以上地區[1]。以上數據表明中國有大部分地區在地震時受到室內家具物品傾倒致人傷亡的威脅。

同時，隨著中國城鎮化進程的加快以及城市的建設，高層建筑不斷拔地而起，發展速度令人震驚。201 2年，中國已占有世界前100最高建筑中的34座。經研究發現，高層建筑對地震加速度有放大作用，也就是樓層越高地震的烈度越大。即使是烈度低于6度的地震，在高層建筑中也有超過6度的可能，而發生家具傷人的危險。這樣的特點無疑擴大了6度以上地震的發生區域。

因此，中國地震區域的特點以及建筑形式不斷走高的趨勢決定了在中國進行家具防震減災功能設計，對于減少地震帶來的傷亡損失有著積極的意義。

2 國內外防震減災功能家具研究現狀

從世界范圍來看，發達國家對此類問題的重視程度遠遠高于我國，而且研究起步早、涉及面廣，早已不再局限于建筑的防震研究。日本是個地震頻發的國家，深受地震災害，日本在防震減災家具方面的研究內容主要有：地震中家具的防傾翻、家具內儲物防飛出、家具活動部件對家具傾翻的影響、放置在榻榻米上家具的傾翻等方面[2]。日本開發出的應用于家具上防震減災的設計均具備簡單實用，不影響家具外觀，成本低廉等特點。

如圖2，這款防震產品名叫“家具安定板”，使用方法是將墊在家具前端，使家具傾斜一個很小的角度，重心向墻體偏移，從而防止柜體地震時向前方傾倒，簡單實用[3]。

如圖3，是一組家裝固定塊，在立式家具或者電器的上方或后下方家裝固定塊或固定折角。地震發生時，保持家具與墻體固定、防止傾翻傷人。兼具了美觀、廉價、易用性、實用性強的特點。

中國面對地震災害所做的研究、設計主要集中在建筑方面。人們對待地震災害沒有日常防范意識，在一般家庭內，裝修、購置家具等方面根本不會考慮防震防災因素，對于地震中室內家具傷人的情況還沒能夠引起足夠的關注，民用防震家具的開發一直得不到應有的重視，在國內市場上也很難找到家用防震減災的相關用品。即便如此，在民間仍有不少非專業人士熱衷此類產品的研究開發，中國專利網上可查詢到防震床設計的國家專利共計55項，防震桌2項，主要以床具設計為主。但是在轉化成產品以及銷售的環節卻一直是個瓶頸。

■圖1 地震中致人傷亡原因分析表

■圖2 家具防震裝置

■圖3 家具防震裝置

■圖4 金屬防震床

國內此類專利的主要是針對大型地震房屋結構倒塌的情況，利用金屬等材質本身良好的機械性能以及三角形等物理結構抵擋建筑倒塌的外力，提供給受難者生存空間。目前針對中小地震的防震家具設計還處于空白。此類家具普遍材料笨重、造型呆板、缺乏美感，這樣的特點并不符合現代人對家具的功能需求、審美需求，因此很難有太大的市場（圖4）。

總之，國內對于防震家具的開發和研究還處于剛起步狀態，還沒有系統、完善的理論研究和實踐過程。由于地震以及家具使用的地域性，在我國防震減災的家具設計中只能部分的借鑒參考國外的做法，為了更好地減少中小地震中家具給人們帶來的傷害，充分發揮家具在大地震中保護人們免受傷害的作用，必須加快加強我國家具產業中防震減災的功能設計。

3 家具防震減災功能設計的基本原則

日本的防災減災家用應急產品設計給我們的啟示就是將防災減災貫穿到老百姓的日常生活中，做到有備無患，將生活中的小物品，小部件加上防災減災的功能，這樣才能夠很好的在千家萬戶進行推廣。因此，具有防震減災功能的家具設計應該從實用性、易用性、經濟性、美觀性這幾個方面來多加考慮：

3.1 實用性、易用性

防震減災家具首先必須是日常生活中使用的家具，必須滿足其基本使用功能，防震減災這樣的功能僅僅是附加于家具原有使用功能之上，不影響原有使用功能。家具上防震減災的功能要求做到發生地震的時候，可以有效防御家具傷人；進行充分設計的家具甚至在房屋坍塌后仍可保證躲避人員的安全。在功能上做到多用途，滿足實用性的原則。

易用性是衡量產品功能與形式的根本原則[4]。強調產品易用性的目的就是使人能更正確、迅速、舒適、有效的使用產品。尤其在此類關乎生命安全的功能產品中，需要的是在地震發生的極短時間內，能符合人們在災難來臨時的條件反射，最大程度發揮防災減災的功能。家具的使用場所無處不在，而日常的使用人員者幾乎都不是專業的救援人員，地震突發時，就要求產品具有比專業防震減災產品更好的易用性。而且此類產品防震減災功能使用情況特殊，如過沒有良好的易用性，在地震突發的情況下，本來就已產生恐慌的使用者更難將其救生的功能發揮出來。

因此，此類產品的設計不僅要兼顧實用性，易用性也是必不可少的重要原則。

3.2 經濟性

我國居民的防震意識普遍薄弱，且中國地震的重災區多集中在經濟不發達地區，人們往往認定只有建筑才是防震減災的主體，在一般家庭內，裝修、購置家具等方面根本不會考慮防震防災因素。同時，此類產品在我國剛處于起步狀態，數量少，大部分人還沒有機會認識此類產品的功能。而且地震的發生具有偶然性、不確定性，多數人并不愿意為這災難的偶然性以及家具此類功能的不確定性在家具上進行額外的消費。如果還需要花費大的成本來增加家具此類的功能，那么此類產品的普及率必定受到影響。只有不增加或者少增加成本，此類產品才能為更多的消費者所接受。產品的經濟性也是日本此類產品能夠普及暢銷的重要原因之一。

3.3 美觀性

現代生活，人們追求的是一種生活的品味，功能至上的消費觀念已經逐漸淡出人們的視野。家具的雙重屬性也決定了美是所有設計的追求。家具作為人們生活中必不可少的用品，人們對它已不再僅僅是使用功能的需求，同時還有審美的需求。家具是一件具有使用功能的藝術品。

中國民間設計的防震床，雖然在功能上滿足了防震減災的要求，但是以其外觀就足以將消費者拒之千里。對比來看日本的相關設計，雖然是家具的添加的小部件，卻絲毫不影響家具的原有外觀，不破壞家具原有的整體感，甚至還可以對家具的美感加分。

在此類家具中如果能將防震減災功能進行巧妙的設計，比如色彩上作出獨特的安排，不僅起到特殊的標識作用，在美觀上較一般產品有所提升。這樣不僅可以促進此類產品的普及，同時也可以在使用中增強人們防震減災的意識。

4 防震減災功能設計中可采用的措施

地震中家具會發生移動、晃動、傾翻，致人傷亡的原因具有隨機性、多樣性，主要有以下幾種：①高型家具的傾翻；②家具中物品飛出致人傷亡；③家具中材料的破裂，例如玻璃的破碎、飛濺；④在發生地震次生災害——火災時，家具成為助燃的物品。針對以上出現的情況，可以嘗試從以下幾個方面入手設計家具的防震減災功能：

4.1 穩定的結構設計

穩定的結構是所有家具必備的基本要求，對家具的使用、安全性起著至關重要的作用, 同樣利用結構的改進和創新是達到防震減災目的的重要途徑之一。在設計中，利用良好力學結構特性的形狀，比如三角形就能更好的承受垂直力的作用，在民間設計抗震床就有利用三角形的幾何結構來增強家具的穩定性和家具的抗沖擊、抗破壞能力；圓形在承受垂直作用力具有緩沖作用，從而減少重物對人的直接傷害，還提高人們借助家具在地震中的逃生機率；類似梯形的向外傾斜的柜腳可以讓柜體更加的穩定，提高在地震中抗傾翻能力。

4.2 合理的功能規劃

家具在地震中傾翻以及柜體中物品飛出是造成損傷的主要原因之一，因此在家具設計中可以圍繞地震中如何讓家具處于最平穩的狀態，提高家具防傾翻能力展開。

以柜體設計為例，重心偏上、重心發生改變是發生傾翻的主要原因，在其功能設計中，通過合理的功能規劃來降低家具重心，從一定程度上就可以減少柜體傾翻的幾率。例如避免在柜體存儲物品上重下輕，而是將柜體上端設計為不能放置重物的部分。柜體中活動部件在地震中的活動會使柜體重心偏移引起傾翻，比如抽屜外可加裝防滑小扣條防止抽屜的意外滑出，在抽屜數量、尺寸、位置、存儲物品種類的有目的的設計可以很好的解決此類問題；地震時，柜門開啟后，柜內存儲物品的活動也會引起整體重心偏移，在柜門的開啟設計中，選擇地震中不易開啟的方式作為此類家具的主要柜門結構，例如用推拉門替代平開門，同時設計自動鎖死裝置，既可防止柜內物體活動又可保障柜體中的物品不會在地震時飛出傷人。在尺寸上，合理設計高型家具的長寬高的比例，盡量避免設計瘦高薄形，而是在滿足基本使用功能的同時，調整家具的尺寸，降低高度，提高深度，從而提高家具的防傾翻能力。

4.3 合適的材料和工藝

通過選擇合適的材料與恰當的加工及表面處理工藝是減少家具在地震中次生災害（破碎材料傷人、火災的發生）最直接有效的措施。盡量避免使用易碎的材料，比如,用鋼化玻璃、夾絲玻璃、普通玻璃家具貼上安全膜，使玻璃制品更牢固，以防止玻璃家具在地震中因破損而引起碎屑飛濺傷人。在家具材料的表面增加防火的處理工藝，可以防止地震中的次生災害——火災對人的傷害。提高材料的抗沖擊性能可以有效降低房屋倒塌對人的直接沖擊力，方法有以下幾種：①使用自身抗沖擊性能高的材料，比如，金屬材料的使用，鋼木材料或者家具表面軟包的設置；②材料進行特殊處理，例如：木質家具材料夾聚苯乙烯泡沫材料，木質材料貼不銹鋼網、碳纖維布；③木質材料下使用彈性緩沖支承。這些都可以在地震時降低房屋倒塌對人的直接沖擊力，對人起到保護的作用。

5 結語

我國是世界上多地震的國家，也是蒙受地震災害最為深重的國家之一，提高人們對家具在地震中扮演角色的認識，推進此類產品在我國的應用，對減少地震中的傷亡有著積極的意義。同時，我國發生地震區域廣、地域性強、經濟水平不均衡，設計師還應從地域特點入手，綜合多學科，進行有針對性、系統的設計。

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[3]賈英杰．家用地震災害防御性產品的設計研究[D].西安:西南交通大學,2009.

[4]許江，張凌浩.從5·12漢川地震談基于應急情況的產品創新新設計思考[J].包裝工程，2009,30(2):136-138.

[5]楊雪松,康立志.產品創新設計的若干問題再認識[J].包裝工程，2008.11.

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[7]牛雨,干靜.柜類家具設計的比例研究[J].家具與室內裝飾，2008.11.

[8]林磊碩.論家具設計之三要素[J].家具與室內裝飾，1999.03.