基于可持续设计的电梯按键消毒灯设计研究
摘要：为了做好常态化疫情防控，本文针对当下的电梯按键消毒方式进行思考与设计研究。文章从产品生命周期的角度对可持续设计的介入方式进行研究，并对现有的常用的可持续设计方法进行案例分析与方法总结，之后根据可持续设计的方法研究。进行模块化、低成本、能满足疫情常态化防控要求的电梯按键消毒灯设计。
关键词：疫情防控常态化;可持续设计;模块化;电梯按键消毒
中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）11-0-02
0 引言
自新冠肺炎疫情暴发以来，我国一直积极应对，目前国内的疫情防控逐步走向平穩，进入疫情常态化防控阶段。本文对电梯按键消毒的合理方式展开探讨并进行创新设计，在保证其具备基础消毒功能的基础上，将可持续设计理论应用其中，旨在降低生产、运输，投入成本，以适用于疫情期间快速普及、快速见效的需求。
对可持续设计的研究不仅是出于疫情防控常态化考虑而出现的。21世纪以来，关心自然、环境保护、人与自然和谐共生等概念逐渐进入人们的视线，与19世纪末激昂、充满激情的设计风格相比，20世纪末的设计风潮更加关注工业革命以来大批量生产和大量工厂带来的负面影响，而不仅仅沉浸于对市场繁荣的满足中，人们开始思考未来的设计发展方向[1]。工业革命之后，工业化、大批量生产让人们的物质生活得到了满足，但环境污染、资源匮乏等危机也随之产生。“能源危机”“全球变暖”“环境污染”“生态破坏”之类的字眼自20世纪末开始不断出现在人们的视线中，这与人类大量的生产制造活动对现代化急功近利的追求有着密不可分的关系。现代化的生产制造消耗了大量资源，不仅会打破地球的生态环境平衡，人作为生存在地球上的生物，同样会被影响。
于是不少设计师开始反思，力图通过设计行为使人和自然能够和谐共生，让人们能够尊重自然、敬畏自然，而不是一味地侵略与破坏。在这样的背景下，可持续设计这一概念被提出并得到广泛的关注与重视，设计师们对旧有的浪费资源的设计理念如有计划的商业废止等进行反思，力图通过新的设计理念与方法，在人与自然之间建立起良好发展的关系。
1 可持续设计概述
可持续设计也称生态设计、环境设计、循环化设计，是指在产品完整的生命周期中，以产品的环保、生态化为设计目标，在满足生态环保的同时让产品本身的功能与形式、耐用性、可用性等属性得到满足，其核心为3R，即减量化、再循环、再利用。可持续设计要求每一位设计师在进行设计时都能对现有设计与环境之间的关系进行反思，努力追求环境性、功能性和经济性的和谐统一，避免不必要的装饰，减少不必要的资源消耗，同时尽可能地使产品中带有可持续理念的语义，让使用者也能潜移默化地受到影响，养成可持续的习惯，进行可持续消费，为环境保护做出贡献。设计理论家维克多·帕帕奈克（VICTOR PAPANEK）在《为真实的世界设计》一书中首次提出“可持续设计”的概念，他认为设计过程中应该认真考虑如何更加合理地利用地球上珍贵的、不可再生的资源，为保护人类共同的生存空间作出贡献[2]。在这之后，可持续设计概念席卷了全球。
2 可持续设计方法
本文从产品生命周期中的各个环节分析可持续设计的具体方法与应用。产品生命周期分为设计、制造、销售、使用与回收，其中设计环节最为重要，在设计环节中不仅应考虑产品本身的可持续环保，作为统筹环节，设计过程中也要时刻考虑到制造、销售、使用、回收环节中各种可持续设计的可能性，综合考虑各环节的系统化、模块化、低碳化等。从设计环节出发的常见的设计方法有功能主义、简约主义与非物质设计等。从制造环节着手应考虑材料与生产方式的可持续，进行减量化设计。针对运输环节，设计师应考虑产品的包装方式与运输过程中的碳排放。用户的使用环节可控性较弱，设计师需要使产品耐用，并具有引导性，让用户自然地参与到可持续行为之中，并愿意再使用以降低生产消耗。回收阶段应考虑产品的再循环，要降低废品生产率，并对废品实现无害化回收处理。
2.1 简约主义
第一，形式的简约。从理念角度分析，可持续设计并没有明确的形式美学或特有的设计语言，但大量的装饰一定会造成没有意义的材料消耗。在可持续设计中，“少就是多”具有了新的含义，如著名的德国设计师迪特·拉姆斯曾提出“设计十诫”，其中就有一条为“最好的设计就是尽可能少地去设计”。被称为“新功能主义者”的设计师迪特·拉姆斯在每件产品的设计环节都努力减少设计，只保留属于该产品功能的设计。在迪特·拉姆斯的影响下，一种追求极致简单的设计流派兴起，致力于将产品的造型简化到极致，即“简约主义”。而这样的设计理念恰恰也是可持续设计所强调的，二者都强调在设计中通过极力简化形式的方式减少不必要的资源与能源浪费，主张将设计重心更多地放在研究如何更好地实现产品功能，更加注重用户体验与使用细节。
第二，材料的简约。产品设计不单单通过形式提供功能，在可持续设计这一设计理念的指导下，设计师不仅需要遵循工艺性原则、经济原则等，更为重要的是要遵循环境性原则和创新性原则。材料的开发、采集、使用、废弃的过程是一个在环境中开采使用自然资源，又将废弃物排到环境中去的恶性循环过程[3]，在这一过程中设计师能够考虑的只是在设计过程中选择怎样的材料才能实现从环境中来到环境中去的“从摇篮到摇篮”式生产使用方法。
2.2 非物质设计
传统的设计集中在对物质的设计上，在当下互联网相当发达的信息社会，设计发展趋势也和过去有所不同，设计从对物质进行设计转变为无形的设计，转变了以往占有、购买物质产品的思想，让消费者的观念转变为购买并享用物质产品所提供的功能服务，如共享单车、共享洗衣房等等。部分设计师改变传统思想，站在更高的视点理解产品与服务，开始研究人与非物的关系，通过提供优良的服务而非提供产品，减少在物质产出中的资源消耗，在满足了用户需求的同时，也达到了可持续发展的目的。
2.3 系统化设计
系统化设计可以实现产品全生命周期中各个流程上的可持续。在前期设计阶段，要对设计对象的生命周期进行分析，对每个环节都要进行相应的设计，使产品在生命周期的各个阶段都能得到合理的资源配置。设计时要优化设计过程，制造时则要合理利用资源，运输时要考虑装载与距离，使用阶段则倡导民众可持续消费、可持续生活，回收更换时尽可能地降低废品率，并进行无害化处理，减少对环境的负面影响。
2.4 模块化设计
“模块化设计”最早是贝伦斯在通用电器公司经过大量实践和经验总结后使用的新理念，最初，模块化设计的提出是为了适应机械化批量生产与标准生产的需要，不同于过去设计单独式产品，批量生产需要在设计环节设计一系列标准化的零件，再由各零件组合形成若干种产品。这样的设计生产模式大幅降低了生产、开发成本，减少了制造过程中对材料与资源的消耗，运输过程中的分模块运送也提高了运输效率。同时，若使用过程中产品出现故障，只需找到出现故障的零部件并进行维修或更换即可，延长了产品使用寿命，与之前整个产品的回收或报废相比，不仅避免了因完整产品废弃而造成的资源浪费，也在原材料的开采与供应、成产制造、运输配送与废弃处理等环节减少了资源浪费，减少了设计生产废料对自然环境的破坏。
2.5 低碳设计
低碳设计即在设计过程中考虑产品生命周期各个环节并降低碳排放的一种设计生产方式，任何一种温室气体的减量排放都可以被认为是低碳的。设计师在设计产品时，不仅需要对产品的功能与形式、用户使用、产品寿命、生产制造成本等进行设计，同时也应在各环节进行低碳设计，如在生产环节使用尽量精简的加工工艺，在同等效果的前提下选择碳排放更低的工艺;在材料的选择上也应考虑其运输过程中的碳排放，如相较于塑料，玻璃生产产生的碳排放量更少，但因为重量因素其在运输过程中又会产生更多的碳排放。因此，设计师应统筹考虑各个环节中的碳排放与各环节的相互影响，做到低碳设计。
3 可持续设计在消毒灯设计中的应用研究
本文以疫情常态化防控为背景而设计的模块化电梯按键消毒灯为例，分析产品设计中对可持续设计的应用。
如今无论是小区、写字楼还是商场，电梯都是人们必不可少的工具。疫情期间，如何安全地乘用电梯是防疫难题之一，电梯按键作为人与人接触的交叉点，需要借助合理的消毒方式保证每位乘坐使用电梯的人的健康与安全。疫情期间，一些小区为了防止电梯按键使用过程中的交叉感染，采用了牙签按键、脚踢木板等方式避免人与人的接触，但一则这些方式并不美观，且无论是牙签还是木板都有伤害到用户的可能;二则电梯数量多、种类多，这给消毒产品的设计增加了难度，然而若是针对不同电梯分别设计生产，则需要不同的模组，但多次开模大大增加了成本。模块化电梯按键消毒灯设计旨在通过在疫情期间尽可能少地对电梯进行改造，使之快速普及各个所需的场所，解决电梯按键消毒的问题。
3.1 消毒原理
依据国家卫健委发布的《新型冠状病毒肺炎防控方案（第四版）》，新型冠状病毒属于β属的冠状病毒，紫外线、56℃30分钟、乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒。模块化电梯按键消毒灯即通过紫外线杀菌消毒，利用适当波长的紫外线破坏微生物机体细胞分子结构，以达到杀菌消毒的效果[4]。
3.2 外观造型设计
依据可持续设计的原则，在设计消毒灯外形时应减少不必要的装饰，去除不相关元素，只保留紫外线照射消毒这一功能及这一功能必要的外观造型，并依据安全感语义选用圆角设计（如图），让搭乘电梯的用户在看到消毒灯时从灯具外形就可以体会到消毒后带来的安全、健康的内心感受，将消毒这一功能外显于形，增强用户使用感受。
3.3 材料与加工工艺选择
从加工成本、质量、可回收率、化学稳定性等因素综合考虑，消毒灯采用ABS树脂作为外壳材料。ABS树脂相较于不锈钢或铝合金等金属类材料，质量轻、运输成本低、材料生产加工成本低。PVC塑料等材料虽然加工成本低廉，但回收再利用时工艺复杂，再利用率低。而采用连续本体聚合法生产的ABS产品更纯净，回收率高，无废水排放，产生废气少。
3.4 结构分析
模块化电梯按键消毒灯采用模块化设计的方法，只需要生产标准化灯管子模块即可自由进行装配，可以适应各种尺寸与型号的电梯按键面板，与直接生产不同型号的消毒灯（如图）以配合不同的电梯使用的设计生产方法相比节约了大量生产制造的材料与能源，在出现局部灯管故障时只需更换零部件后即可继续使用，为人们消毒以保障安全提供了支撑。
此外，模块化电梯按键消毒灯灯带的安放位置与最外边缘有一定的厚度落差，使人在使用期间眼睛不会直接受到紫外线照射，降低了使用时的不适感。紫外线本身为不可见光，但設计时在灯管内加入了淡紫色灯光，以告诉用户消毒灯正在工作，避免直视;通过消毒灯光也可以增加用户防疫意识，使之在电梯中自觉与人保持安全距离，在人过多时有序排队搭乘。
4 结语
随着自然环境恶化、自然资源短缺等现象频现，可持续设计、可持续发展的理念得到了更加广泛的共识，使得设计师们积极寻求新的设计方法与模式以适应可持续发展趋势。本文通过可持续设计方法的应用，进行模块化、低成本、适用于疫情防控常态化阶段的电梯按键消毒灯设计。模块化的设计适用于多种场景，既可以实现快速生产投放，也节约了大量生产、运输、更换成本。可持续设计、可持续发展的理念是以人与自然环境和谐相处为前提的设计理念，强调尊重自然，合理改造自然，既不忽视人的需求，又不以牺牲自然的代价满足人类的贪念，旨在实现人与自然的和谐统一。
参考文献：
[1] 王峰，祝捷.设计的新时代主流——绿色设计[J].新西部（理论版），2007（12）：76-78.
[2] 曹阳，董晓日.现代产品设计中科技感的表现性研究[J].科协论坛（下），2011（08）：109-110.
[3] 张华丽.环保材料的产品设计再思考[J].中国包装工业，2015（20）：145.
[4] 贾北宁.紫外线灯杀菌效果检查[J].中国畜禽种业，2018，14（03）：40-41.
作者简介：刘洋（1995—），女，河南郑州人，硕士在读，研究方向：工业设计。
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