環保型煙灰缸的設計研究

翟宇楠　姚凌云　馮豫韜

摘要：當今社會，龐大的中國卷煙市場結構體系使人們對香煙文化的附屬品——煙灰缸的需求量越來越大，但現有的煙灰缸人性化、性價比較低。通過對現有產品的深入研究分析，結合產品的需求設計理論以及觀察、訪談、問卷調查研究方法，從產品形態、功能、使用者心理方面入手，對現有產品、使用者以及使用環境進行分析，將人一機一環境作為整體研究，進而達到環保凈化的目的。

關鍵詞：產品設計 使用需求 環保 功能結合 凈化

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2017）02-0112-02

引言

當今世界衛生組織認為，吸煙是引起發病和死亡的第一位可預防的病因，吸煙的危害盡人皆知。然而與一手煙相比二手煙的危害更甚嚴重。研究表明二手煙實際上由兩種煙霧構成，一種是吸煙者呼出的煙霧，稱為主流煙；一種是香煙燃燒時所產生的煙霧，稱為分流煙。不吸煙的人無論吸入哪種煙霧，都算二手煙。可見減少吸煙與“被動”吸煙對人和環境的危害不僅需要吸煙者的自覺性，更需要的是一款可以有效減少二手煙的產品。本文以煙灰缸為設計研究對象，經調研目前市場已有煙灰缸的使用功能過于單一、缺乏創新性等問題較為普遍，未來將很難滿足消費者的需求。針對產品使用中的實際問題，在分析、研究基礎上，注重非單一產品的功能結合意識和環保創新意識，以提高產品實用性和附加值，提升產品的市場競爭力。

一、基本概念原定

（一）香煙煙灰的成分

卷煙紙灰燼和煙灰中的主要礦物是方解石（一種碳酸鈣礦物），煙絲中含有少量的水草酸鈣石和石英。Ⅲ水草酸鈣石、石英等主要是在煙草種植過程中帶入的礦物，方解石和鉀鹽等礦物是作為卷煙紙的填料帶入的，煙灰里的礦物則大部分來自卷煙紙。綜述煙灰的成分較為復雜，但是主要成分為碳酸鹽，屬弱堿性。

（二）香煙煙霧對人和環境的危害

煙霧中至少含有三種危險的化學物質：焦油、尼古丁和一氧化碳以及煙堿、二氧化氮、氫氰酸、砷、鉛、汞等大量有害物質。吸煙可誘發多種癌癥、心腦血管疾病、呼吸道疾病等。

2010年發布的美國衛生總監報告中指出：1.每次暴露于煙草煙霧的致癌化學物質都會損害DNA誘發癌癥。2.暴露于二手煙對心血管系統有直接不利影響，損害血管，使血液更容易凝結，增加心臟病發作和中風的風險。3.吸煙使婦女更難以受孕，并可能導致流產、早產和低出生體質量；對男性的生育能力也有損害。

2004年Tobacco Control期刊有一篇文章做了一個實驗來對比香煙與汽車柴油機對PM（fine particulate matter）的貢獻率。在一個60立方米的車庫中，順序點燃3支煙，使燃燒總時間達到30分鐘；同時TDCi 2000cc柴油機空轉30分鐘（760轉每分鐘）。結果數據顯示香煙燃燒產生的PM是柴油機的十幾倍。

2012年中國卷煙產量大約為26，000億支。一支煙自然燃燒，足以讓100平米左右房間的PM2.5值達到800。pM2.5達到500已經是重污染，對空氣環境均會造成極大污染。一旦排放超過大氣循環能力和承載度，細顆粒物濃度持續積聚，此時如果受靜穩天氣等影響，極易出現大范圍的霧霾。

二、市場調研與分析——問卷調查與現場訪談

針對現有煙灰缸使用情況設計了調查問卷，通過網絡發放問卷和面對面交流的方式，有效回收99份。其中男女數量相當。49.50%的人認為煙灰缸存在難清理的問題，21.21%的人認為放在煙灰缸上未熄滅的煙頭也會制造二手煙影響他人，另外有23.23%的人同意現有煙灰缸的使用功能過于單一的看法。反映出現有設計的兩個關注重點缺失：1.清潔；2.二手煙。其次30.30%的人認為常用的玻璃材質的煙灰缸厚重易碎，17.17%的人認為木制煙灰缸清洗后會吸水變形。說明使用者希望煙灰缸的材質能更加輕便，同時期待形態與材質的在使用過程中易于保存，不變形。而現有的煙灰缸產品中，這些方面是比較缺乏的，需要在未來的設計中有所改進，為用戶提供多功能一體化的便利產品。

在北京南站吸煙區通過訪談問答形式，了解吸煙者對煙灰缸的使用情況，對煙灰缸現有產品的材質、造型和功能進行深入分析并總結優缺點，再綜合現有產品的功能進行開發、創新、重組。

三、產品設計實踐

（一）設計定位

在研究中發現，現有煙灰缸已經不能滿足大多用戶的使用需求，存在材質上欠缺綜合多方因素的考慮、造型不夠新穎有吸引力、純功能限定等弊端。該設計通過改變結構使煙灰缸功能多樣化，大膽創新嘗試應用新型材質，并解決煙灰落垢清潔的問題。

整個設計貫徹環保意識，將煙灰缸打造成一個健康、環保的家居擺件，努力將“煙灰污染源”這一觀點從人們對煙灰缸的傳統觀念中剔除。吸煙者排放二手煙，煙灰缸便可帶走二手煙。集點煙、滅煙一站式服務。更人性化地設計解決清潔的問題，從設計的初衷出發，這是一款注重使用者感受的環保型煙灰缸。

（二）設計方案

通過針對煙灰缸的調查研究，分析出產品設計的定位和方向。并遵循基于用戶調研所提出的問題和要求，進行進一步構思，并提出相對完整的設計方案。針對煙灰缸造型、功能、清潔問題，進行討論并逐一解決。功能上實現自動點煙、自動滅煙、凈化二手煙及小范圍內空氣的一體化。

1.功能設定一：自動點煙

圖1為自動點煙電力工作原理圖。

原理分析：紅外發光管VD1的光線直接照射在紅外線接收管VD2上，導致VD2內阻減小，LSE的①、②腳串聯接通（負載傳感器LSE屬通用性部件），此時LSE的④腳輸出高電平，三極管VT截止，繼電器J處于釋放狀態，電熱絲不通電。一旦有香煙插入，導致VD2上的光線受阻消失，相當于LSE的①、②腳間斷開，其LSE的④腳則變為低電平，此時三極管VT導通，繼電器J吸合，電熱絲通電將香煙點燃，抽出香煙后，電熱絲即斷電停止工作。endprint

2.功能設定二：自動滅煙

自動滅煙采用碳酸氫鈉粉末遇熱生成CO阻隔O的原理使香煙熄滅。經調研泡打粉的主要成分是磷酸二氫鈣、碳酸氫鈉、玉米淀粉。酸性粉末磷酸二氫鈣可以與呈弱堿性的煙灰適當反應從而消耗小部分的煙灰，另外泡打粉可避免煙灰落垢且便于使用者二次取材。

煙灰收集區底部有一個與粉末集裝器相連的彈簧鎖扣，底部15°的斜面設計利于粉末呈集聚狀態。見圖2。清洗完畢待使用前可釋放粉末，推動彈簧鎖扣使粉末鋪散于煙灰收集區底部，集裝器內粉末用盡可自行打開添加泡打粉。

3.功能設定三：凈化空氣以及二手煙

利用高活性負離子凈化原理有效地吸收二手煙。內置空氣灰塵傳感器實時監測室內空氣質量。整個凈化系統的機身置入煙灰缸之中，換氣口處可打開更換濾網以及設備維修等。另外凈化裝置和點煙器的電能儲備來源于底部的聚合物鋰電池，外接USB充電口。凈化器的設計結構草圖見下圖。亞克力可觸摸式控制面板和仿三星s7防水納米涂層處理機芯兩大保障讓煙灰缸可以放心接受清洗。

（三）設計草圖及結構圖

（四）設計尺寸以及渲染圖

設計產品總高度60mm，煙灰收集區內徑80mm，內徑高度50mm，產品外觀弧形設計。具體尺寸以及渲染圖如圖3-7所示。

四、產品造型材料與細節設計

整體采用可降解聚氨酯仿木材料，符合環保主題。有密度低、硬度高、吸水率低等優點。造型上“橫8的小蠻腰設計”，明確用力范圍與著力點，方便使用者拿放。

泡打粉屬于使用過程中的細節化處理。底部4個圓角的防滑墊使其不局限于室內使用，即使是車子駕駛過程中也不必擔心會滑落。防水防塵的膠塞來保證外露的USB插口在清洗時不沾水。

結論

從煙灰缸使用率的社會現象為出發點，針對現有產品設計盲區進行產品市場研究，并進行創新設計。從產品設計原則、現有產品調研于分析、產品創新設計3個基本方面進行研究。主要創新點如下：增加自動點煙、凈化二手煙、粉末滅煙的功能并解決清洗問題。清晰著力點的弧線設計以及新型環保材料的應用。

在該過程中，注重環保意識，讓產品感知環境是設計的具象表現，而產品設計就應該運用遠瞻的觀點進行設計。優化環境，讓產品服務于人的同時達到人-機-環境協調統一。endprint