（设计艺术学专业论文）造物“选”材·“适”之为良——工业设计中“木”之用材适应性研究.pdf

中文摘要 设计看似一个自然而然形成的历史过程，实质上它伴随着人类的需要而产 生，是蕴含了人类“目的”的创造性行为，不管是早期造物活动对人类基本生 存需求的满足，还是基于认识自然的基础之上改造自然的行为，都隐含了人的 主动创造能力。在“造物”的过程中需要物质基础来承载人的创造行为，才能 满足人的需求，而这种物质基础就正是材料，对材料的利用保证了人所创造的 “物化”形态的实现，本文试从木材一隅来探究工业设计与“木”之用材之间 的关系。 所谓“造物选材”，是指在“物”形成的过程中，需要我们发挥创造主体的 主观能动性，选择合适的材料来造物，而对于材料的选择要合乎创造主体即。人” 的主观目的性和客观环境、条件下“物”的可实现性，在不同的“物”之环节 中，对于材料有着不同的要求，所以本文以“物”所呈现的四态“产品、商品、 用品、废品”为经线展开论述，在物之四态中去探究木材与设计的关系。而“适 之为良”既是设计用材的选择标准，也是材用是否合适的评价尺度，因此全文 以设计与选材之间的适应性系统为纬线进行梳理，把设计与“木”之用材的相 适问题具体划分到物之四态的范畴去研究。 在产品的范畴，着眼于“物”的生产体系，着重研究在“物”形成的过程 中，实现物化形态的木质材料本身的性质，以及木材的材性、材型与工艺、设 计的目的协调相适的问题；在商品的范畴，着眼于“物”的价值体系，研究的 范围在于如何让传统的木材发挥其现代价值；在用品的范畴，探究由木材构筑 的“物”的形态与“人”的生理、心理尺度之间的问题，着重探讨在“器用” 的过程中这种“物”与“人”之间的关系；最后在废品的范畴，着眼于木材与 环境之间协调相适的问题的探讨。与每一个“物态”的环节所一一对应的研究 对象为“物”自身、“物”与“社会”、“物”与。人”、“物”与“环境”，综合 来看都是在“物人社会环境”的工业设计系统的维度展开的研究。 工业设计的过程实质上是对材料的理解和认识的过程，是选择与应用的过 程，亦是造物与创新的过程。 关键词：木材，产品，商品，用品，废品 a b s t r a c t i t5 e e l n st h a tt h ef o r m i n go fd e s i g nw a san a t u r a lp r o c e s si nt h eh i s t o r y , a c t u a l l y i td e v e l o p e dw i t ht h eb a s i cn e e do ft h eh u m a n b e i n g s ，i tw a st h eb e h a v i o ro fc r e a t i o n w h i c hw a se m b o d i e dt h ep u r p o s e so fh u m a nb e i n g s n om a t t e rw h e t h e ri tw a st h e f u l f i l l m e n to ft h eb a s i cs u r v i v a ln e e di nt h ee a r l yt i m e ，o rt h ec h a n g eo ft h en a t u r e b a s e do nt h eu n d e r s t a n d i n go fn a t u r ei t s e l f , a l li m p f i e dt h ei n i t i a t i v eo fh u m a n s c r e a t i o n i no r d e rt om e e tt h en e e do fm a n k i n d , i tn e e d e dt h ef o u n d a t i o nt os u s t a i n t h ec r e a t i v i t yo fh u m a nb e i n g si nt h ep r o c e s so fc r e a t i o n t h ef o u n d a t i o nw a st h e m a t e r i a l ，i te n s u r e dt h er e a l i z a t i o no ft h es h a p eo ft h eo b j e c t s t h e r ew e r ec o u n t l e s s m a t e r i a li nt h ew o r l da n dt h ew o o dw a st h ee a r l i e s tm a t e r i a li nu s e t h i sp a p e rt r i e s t oe x p l o r et h er e l a t i o n s h i po fi n d u s t r i a ld e s i g na n du s i n go fw o o df r o mt h ev i e w so f m a t e r i a li t s e l f “s e l e c t i n gf o rc r e a t i o n ”r e f e r st h a tw en e e dt op l a yt h ei n i t i a t i v eo fo u r s e l v e s ， s e l e c t i n gt h ep r o p e rm a t e r i a lt oc r e a t et h eo b j e c t si nt h ep r o c e s so fc r e a t i o n a n dt h e p r i n c i p l eo fm a t e r i a ls e l e c t i o nm u s tm e e tt h ep u r p o s eo ft h eh u m a nb e i n g sa n dt h e e n v i r o n m e n t t h e r ea r ed i f f e r e n tr e q u i r e m e n t si nd i f f e r e n tp a r to ft h e “o b j c c t s ”，t h i s p a p e rt r i e st oe x p l o r et h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nw o o da n dd e s i g na c c o r d i n gt ot h e l o n g i t u d eo f “p r o d u c t , c o m m o d i t y , a p p l i a n c e , w a s t e ”“m a t c h i n gc o m e sf i r s t i st h e s t a n d a r do fs e l e c t i o na n dt h ec r i t e d o no ft h ea d a p t a b i l i t y , t h ep a p e rg o e sa l o n gt h e l a t i t u d eo ft h ea d a p t a b i l i t ys y s t e mb e t w e e nt h ed e s i g na n dm a t e r i a l i nt h ep r o d u c t ，i tf o c u s e so nt h ep r o d u c t i o ns y s t e m ，t r i e st oe x p l o r et h en a t u r eo f w o o di t s e l f , a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ew o o d 8 c h a r a c t e r s ，w o o d s s h a p e sa n d t e c h n o l o g y i nt h ec o m m o d i t y , i tf o c u s e so nt h ev a l u es y s t e mo ft h e “o b j e c t s , e s p e c i a l l yf o rt h et r a d i t i o n a lw o o dm a t e r i a l ，i tt r i e st os t u d yh o wt or e v e a lt h ev a l u e o ft h et r a d i t i o n a lm a t e r i a li nt h em o d e r ns o c i e t y i nt h ea p p l i a n c e , i tf o c u s e so nt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e n o b j e c t s ”a n d “u s e r s ”i nt h ep r o c e s so fu s e , t r i e st oe x p l o r et h e p h y s i c a la n d m e n t a la s p e c t so fh u m a nb e i n g sw h i l eu s i n gt h ea p p l i a n c e a tl a s t ，i n t h ew a s t e , i tf o c u s e so nt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a t e r i a la n de n v i r o n m e n t t h e r e l a t i o n s h i p sa r ec o r r e s p o n d i n gt ot h ef o u rd i m e n s i o n so ft h eo b j e c ti t s e l f , o b j e c ta n d s o c i e t y , o b j e c ta n dt h eh u m a nb e i n g s ，o b j e c ta n de n v i r o n m e n t i ns u m m a r y , t h er e s e a r c hb a s e so nt h ei n d u s t r i a ld e s i g ns y s t e mo f “o b j e c t - t h e h u m a n b e i n g s s o c i e t y - e n v i r o n m e n t ” t h ep r o c e s so fi n d u s t r i a ld e s i g ni sap r o c e s so fu n d e r s t a n d i n ga n dr e a l i z i n gt h e m a t e r i a l ，ap r o c e s so fs e l e c t i n ga n dp r a c t i c i n ga sw e l la sap r o c e s so fc r e a t i o na n d i n n o v a t i o n k e y w o r d s ：w o o d ，p r o d u c t ，c o m m o d i t y ，a p p l i a n c e , w a s t e 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 关于论文使用授权的说明 e t 期；立塑2 ：墨 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权 保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 龇秘雠：半慨出 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 研究的目的与意义 t 论语 设计从其本质特征来看，是人类有“目的”的创造性行为，而这种目的就 是为了满足人类自身的需要，早期先民的造物行为是为了满足自身的生存需求， 当这种需求在马斯洛的“金字塔”1 上不断攀登的时候，设计表现出其自身不同 的形式，而无论设计是为了满足人类最基本的生存需要，还是对更合理、健康 的生活方式的追求，都必须依靠实实在在的物质手段来实现，在设计的范畴中 这种物质手段就是造物的材料，材料是人类从事一切“设计”活动的物质基础， ：人类最早选择的材料是草、木、藤、石、皮毛等这些自然材料，现在人们所能 发掘到的最古老的考古文物都是一些旧石器时期人类使用过的材料物质。到了 新石器时期，人类开始对这些自然材料进行有目的的加工，使得材料承载了人 性的文化特征。 据考古发掘证明，人类出现在地球上大约是在3 0 0 万年前，在此后的2 7 0 万至2 8 0 万年的漫长岁月中，尚处在猿人阶段的人类就发明创造了一些石质的 生产和生活用具。3 这些石器虽然租糙，但是包含了人类造物文化的最初形式和 内容。2 0 万至3 0 万年前人类进入智慧的发展阶段后，原始的石工艺不断发展， 造物的种类越来越多，石刀、石斧等大量出现，直至陶器时代、青铜时代、铁 1 笔者注；马斯洛( a b r a h a m h m a s l o w1 9 0 8 1 9 7 0 ) ，美国社会心理学家、人格理论家和比较心理学家， 人本主义心理学的主要发起者和理论家。马斯洛的人类需求层次理论，把人类的需求分为五个层次，分别 是生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求五类，依次由较低层次到较高层次呈现出金 字塔形状。生理需求是指对食物、水、空气和住房等基本的生活需求，这类需求的级别是最低的，人们在 转向较高层次的需求之前，总是尽力首先去满足这类需求；安全需求是指对人身安全、生活稳定以及免遭 痛苦、威胁或疾病等的需求；社交需求是指对友谊、爱情以及隶属关系的需求；尊重需求是指对成就或自 我价值的个人感觉，也包括他人对自己的认可与尊重；自我实现需求的目标是自我价值的实现或是自身潜 能的发挥 2 笔者注g 设计具有其广泛的外延在人类的衣食住行用等各个方面，人类所从事的生产和生活行为，从 某种程度上来说，都可以理解为。设计” 3 袁维忠材料实验南京：江苏美术出版社，2 0 0 4 年1 2 月第1 版p 7 武汉理工大学硕士学位论文 器时代发展到大工业时代以及今天丰富多彩的信息时代，可以说整个人类 史就是一部材料史，一部材料史就是人类的文明史、设计史，每一次新材料的 出现都会给人类的发展带来质的飞跃。 人类使用木材的历史，可以追溯到未有文字记载的数十万年前，甚至有人 论断，在石器时代以前，人们就开始使用木材了，只是时间久远，原始人类使 用木材所制造的器物经过久远的年代，在自然界中早已分解，而无法保留下来， 所以至今我们也无法考证了。从“茹草饮水”4 的上古时期直至科技高度发达的 今天，木材始终是首选的天然材料，特别是在人们心目中占据着重要地位。在 科技突飞猛进、新材料层出不穷的今天，无数人仍对木质器物情有独钟，甚至 为之痴迷。从设计的情感意义上来看，人们对“木”的偏爱，除了木材本身的 优良特性外，还包含了一种常年累月积淀而成的文化情节。同时，在环保呼声 高涨、科技日新月异的今天，作为一种生物材料，木材的利用对推动人类文明 的发展起到了积极的促进作用，也对现代环境的保护具有特殊意义。木材外显 的生态属性和它蕴涵的文化象征意义，依然昭示着木材在当代生活空间的巨大 应用价值。 1 1 1 从木材本身来看以“材”的视角来探究“物” 在设计中，材料自身是一个非常活跃的物质因素。材料通过设计获得新生； 而设计师的创意，必须通过组织材料来实现。在认识和使用材料的漫长岁月中， 人类将材料的实用性和感观上的吸引力，经由设计转变为人使用的物品，从而 改变人的社会环境、生活方式和文化价值观念。目前，从设计学科的角度出发， 以“材”一隅来探究设计，尚属设计理论研究中相对空缺的领域。我们以材料 的视角来审视设计，有可能从中挖掘出更丰富深刻的设计文化内涵，也会给我 们带来具有价值的借鉴意义。 木材是一种优良的造型材料，自古以来，它一直是得到广泛使用的传统材 料，原因在于木材作为大自然的天然材料，获取非常方便。此次论文的立题是 工业设计中“木”之用材适应性研究，主要探讨的是在工业设计系统中的“木” 4 笔者注：引自 淮南子修务训：。古者，民茹草饮水，采树木之实，食赢蝗之内，时多疾病毒伤之 害。于是神农乃始教民播种五谷，相土地宜，燥湿肥硗高下，尝百草之滋味，水泉之甘苦，令民知所辟就 当此之时，一日而遇七十毒。”这句话很生动地道出了远古人类的依靠采集和捕捞野生动植物作为食品的 生存方式 2 武汉理工大学硕士学位论文 之用材与设计的相“适”问题。 被称为钢铁和玻璃的诗 、德国建筑家密斯凡德罗在论及材料时认为： “所有的材料，不管是人工的或自然的都有其本身的性格。我们在处理这些材 料之前，必须知道其性格。材料及构造方法不必一定是最上等的。材料的价值 只在于用这些材料能否制造出什么新的东西来。”5 从材料的物质性层面来看， 材料的种类决定了材料的内部结构，而其内部结构的不同又使得材料的物理与 化学性能产生差异。对于木材材性的了解，有助于我们在设计的过程中选择合 适的材料，以及在木质器物的造物过程中选择合适的工艺技术与成型方法，“量 材而用”才能在设计的过程中能起到事半功倍的效果。 从材料的精神性层面来看，木材作为天然材料，具有其自身特殊的材质特 性，例如不同的木材纹理、色泽带来的视觉感受，以及木材的干湿、冷暖带来 的触觉感悟等。材料的质感是人对材料表面质地的心理感受和情感态度，这种 感受主要是通过人的视觉、听觉、触觉等审美感官来获得的。正如日本学者指 出：“质感各有其独自的秩序，这种体验是不能被其他东西代替的，不是用语言 所能表达的，需要直接地用肌肤接触或用眼睛观看，才能有生理的直接的感觉。” 6 如从材料平整、发亮的表面、可以产生光滑、细腻的感觉，而粗糙、暗黑的表 面则会产生艰涩、笨拙的感觉。对于木材这种独特的设计特性，如果我们能把 握好，就能使得设计大放异彩。 木材的美学价值也源自于材料自身的天然属性。例如，木头看上去就非常 朴实、亲切j 富有人性之美，因为它原本就是有生命的，当这样的材料呈现在 眼前时，立刻拉近了“物”与“人”之间的距离。现代设计中由于各种新材料 的不断出现，特别是很多人工材料取代了天然材料，在设计时，对人工材料进 行表面工艺处理，使之具有天然材料的纹理，成为现代设计的一大趋势。 不管从材料的物质性层面还是精神性层面来看待材料本身，对于木材特性 的系统分析与归纳，都有助于我们在设计过程中科学地选材，为设计架构一个 合理的渠道。 5 李砚祖工艺美术概论北京；中国轻工业出版社，1 9 9 9 年6 月第1 版p 6 7 6 李龙生欧阳巨波石巍咫尺方圆设计艺术文化谈黑龙江：黑龙江人民出版社，2 0 0 4 年1 月第1 版 p 7 7 3 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 2 从木材的选择与设计的关系来看促进“设计”与“用材” 的和谐发展 “造物选材”之。物”是经设计后所呈现的最终物化形态，是合乎人的目 的性而存在的，因而对于设计过程中的选材也要以这种目的性为出发点。设计 的物化形态在不同条件下呈现出的性质各异，具体而言是“产品商品 用品废品”这样一个“物之四态”的过程，在不同的物态过程中，材料的 选择要合乎“造物”的目的性。一方面，中国的造物文化早已注意到了科学规 律在生产中的应用，认识到不同地理环境下的材料具有不同的特性，在生产加 工时必须深入分析它们的材料特点，因材施艺。另一方面，在材料的选择上， 人对材料自然规律的遵从并不是被动的，而是主动的，使支配与遵从相结合， 这种积极主动性使人类能突破材料的某些限制并改变材料的某些自然属性为人 所用。 “产品”这一物态形成于生产过程中，因而木材的选择要合乎生产的目的 性，在这一过程中，所要探讨的是“设计用材”与“制造工艺”的相“适”问 题。工艺与材料相辅相成、息息相关，材料是工艺的材料，工艺是处置利用材 料的工艺。在“造物”的初始阶段，“选材”必须考虑到材料与制造的统一性，由 于木材各种材质的异性，其加工的特性也相应的有所不同，此外，人们利用科 技手段对材料的内部结构以及外观进行变化和改造，使天然材料具有更广泛的 适应性，所以在设计开发不同的产品的时候，必须选择合适的材料及其与之相 匹配的工艺。 木材的用途非常之广泛，它也是最佳的天然建材之一英国过去依靠橡木 树板材搭建房屋的框架结构，就是因为这种树体积大，强度高，这种材质的特 性是其他木材所不能取代的。在马来西亚也素有“一间房，一棵树”的传统， 即房间的九根主要立柱必须是砍伐的树干，排列在房屋中，这样就能重现与自 然的一体性。7 在中国明清家具中，紫檀木特别受到钟爱，紫檀的木质呈棕红或紫黑色，色 调沉着，色性偏冷，通过各种加工，能迎合好豪华、讲富丽的权贵和富商们的 需求，这也是为了在“器用”的过程中凸显出使用者的身份和地位。此外，在 家具的制造过程中，对于紫檀或黄花黎木等稀有木材的选择标准是。一木一 7 英 艾伦鲍尔斯自然设计( 王立非刘民王艳译) 南京：江苏美术出版社，2 0 0 i 年1 2 月第1 版p 7 2 4 武汉理工大学硕士学位论文 器”，即是“一木”成。一器”，从“用品”的角度来看，是为了使整件家具 在颜色、纹理、材性方面协调一致，在使用的过程中使人享受到这种浑然天成 的美感。刘勰的文心雕龙诠赋中提出“情以物兴”，“物以情观”的观点， 8 我们在设计中，也可以理解为一种对设计师的要求，要设计师们以“物我交感”、 “心物应合”双向生成的设计理念，将自然形态转化为富于生命力和情趣的设 计形式，从而创造出有生命力的作品。 综观古今、东西，人们都已经开始注重在造物的过程中对材料的选择。在 当今社会，对于设计选材的研究对于当代设计更具有指导意义。 在设计中会涉及到材料的选择、材料的本质、材料的美学、材料与环保意 识等诸多方面。如今材料所引申的意义已不只是让我们去直觉地感受和简单地 运用，而是要求我们在此基础上对材料原有属性、材料新的功能和价值加以深 层地认识和把握，结合工业设计中的具体物态范畴，使材料不仅能在感官和功 能的层面改写设计的含义，更在观念上为现代设计的发展提供可能性。 1 1 3 从木材的选择与环境的角度来看促进设计的可持续发 展 人类在进行包括设计文化在内的所有文化创造时，都要充分考虑人类及其 科学技术、经济制度、生产形式、价值体系与自然环境之间各种变量关系，其 中的核心是要充分考虑、正确处理人与自然环境之问的变量关系，求得人与自 然的和谐发展。 一 迄今为止，设计“物生物灭”的过程，可以说是一个将大量有用资源从环 境中提取出来，再将大量废弃物排回到环境中去的恶性循环过程。“我们的社会 习惯于用了即丢，耗费过多的能源，产生太多的碳，造成严重的空气污染、酸 雨、水污染、有毒废物和垃圾问题，对社会产生巨大的冲击。”我国是一个森 林资源贫乏的国家，木材虽然是一种可再生的资源，但是综合诸多因素，考虑 社会、经济乃至设计的可持续发展，必须对木材进行有规划的使用。 一方面，我们在木材的选择过程中，要考虑到绿色设计的基本原则：例如 可持续性设计的概念”，6 r 理念“，材料设计的经济性”等；另一方面，加快发 8 笔者注：。情以物兴，故义必明雅；物以情睹，故辞必巧丽。”引自文心雕龙诠赋南朝粱刘勰。 9 伍斌仿生学在现代家具设计中的运用中国家具，2 0 0 5 年1 2 月p 4 9 l o 笔者注：自工业革命以来，科学技术的巨大进步为人类创造了前所未有的物质文明的同时，也在以空 前的规模和速度破坏着人类赖以生存的地球空间，造成了温室效应、资源枯竭、臭氧层的破坏，噪音污染， 武汉理工大学硕士学位论文 展木材节约的代用也可以缓解国内木材供需的矛盾，也是保护森林、改善环境 的现实选择。目前我国森林资源蓄积不足，仅占世界的约3 2 ，人均森林面积 和人均蓄积量分别为世界人均的1 ，5 和1 8 。”在一些欧洲国家都详细的规定了 资源和材料的利用原则和材料的选择依据、产品长寿命设计原理、再生设计原 理等。这些有利于设计的可持续性发展的原则，我们都可以借为参考，来指导 设计实践。 1 2 研究的认识论与方法论 1 2 1 系统认识论 赫伯特西蒙在关于人为事物的科学一书中谈到，与科学研究事物“是 什么”相比，设计科学的逻辑应该是祈使逻辑，是研究事物“应该是什么样”， 是创造人为事物的科学。设计活动就存在于这样一个界面上：在它的外部是不 断交化的、不同人的目的与环境的。要求”，称为“外部因素”；在它的内部是 。可组织”的元素及关系，称为“内部因素”。“人为事物通过调整自身的内部 因素来适应外部因素的变化，从而实现人的目的性，因此，该人为事物应该是 一个“适应性”的系统。 设计活动也就包含两部分内容：明确外部的限定因素，组织内部的构成因 素，进一步化约为“明确目标构筑手段”不管是手段在先，还是目的在先， 两者的相互适应最重要。当设计师选择一种材料时，他既想到了生产的可行性 与成本、环境资源的限制，又想到了材质带给人的心理感受，内外系统是有机 垃圾污染、水污染、植被锐减等一系列环境问题，给人类的生存及发展造成严重威胁。随着全人类物质文 明的高速发展，人们也逐渐认识到以环境污染为代价而换取经济增长所带来的巨大危害，对环境的保护和 修复成为社会持续发展的根本保证。可持续发展和生态产品的新设计概念的提出，是以环境和环境资源保 护为核心，以保护人类生态环境、维护人类身体健康为目的的设计理念及行为 1 l 笔者注：在地球资源有限，地球净化能力有限这一共识的前提下，指导绿色设计的方针是产品的酿 原则、即研究( r e s e a r c h ) 、保护( r e s e r v e ) 、减量化( r e d u c e ) 、回收( r e c y c l i n g ) 、重复使用( r e u s e ) 和再生( r e g e n e r a t i o n ) 原则。文中的6 r 理念，是基于3 r 原则的基础发展而来，是对3 r 原则的细化和 充实。在可持续发展的新经济观念中，所有生产模式都应该遵循“3 r 原则气即减量化( r e d u c e ) 、再使 用( r e u s e ) 、再循环( r e c y c l e ) 减量化原则要求产品在生产过程中将原料与能耗降至晟低；再使用原则 要求产品的成品形式可以重复使用；再循环原则要求产品完成使用功能后可以重新成为原料而非不可降解 的垃圾引自江湘云设计材料及加工工艺北京：北京理工大学出版社，2 0 0 3 年8 月第1 版p 4 5 1 2 笔者注：在设计的过程对材料的选用中必须考虑到节省资源，回收再生等问题。这是经济性的首要原 则 其次，还包括材料原料和材料成型加工等经济性问题；此外还有对环境造成的经济方面的影响等。 1 3 刘玉强喻适秋陶以明代木材料及其应用北京：化学工业出版社，2 0 0 5 年5 月第1 版p 7 1 4 唐林涛工业设计方法北京：中国建筑工业出版社2 0 0 6 年5 月第l 舨p 4 9 6 武汉理工大学硕士学位论文 联系着的。因此，在内、外之间找到一个契合点，人为事物就诞生在那个点上。 设计就是内外互动的介质，是彼此沟通的桥梁，是相互联系的纽带，是人的系 统与物的系统的融合。“ 工业设计本身也是存在于一个系统的维度，从。产品商品用品一 废品”这一“物生物灭”的过程中寻找到一个平衡的支点，因而对于用材的 适应性研究应该以一个系统的眼光来看待。 1 2 2 研究方法 1 产品市场调研法：对于现代制造加工中材料的选用和产品用户对于材料选择 的要求进行市场调研，是得到跟课题研究相关资料的最直接的途径。 2 设计评价法：对于此课题研究的目的、手段以及设计中的选材进行系统的评 价，有助于我们建立相应的理论体系。 3 比较论：中国古今选材的比较，国内外材料在设计中应用的比较，用户调研 中对于用户选材要求的比较，以及材料在设计中所体现的社会经济价值的比较 等，能使我们在比较中得到相应的结论 4 多学科综合：设计学科本身就是- - n 交叉性的学科，因此对于此课题的研究， 我们可以以设计学与材料学的理论体系为基础，结合事理学、社会学、经济学、 心理学等学科领域的研究成果与方法，系统的对该课题进行研究。 1 3 对于“木”之用材适应性研究范畴的界定 对于工业设计中的“木”之用材的适应性研究以“物之四态”系统为经线， 以设计的“适应性”系统为纬线展开。 所谓“造物选材”，即是指在不同的物态的阶段选择合适的材料，要合乎不 同阶段造物的目的性。在产品的范畴，要着眼于“物”的生产阶段，着重研究 在“物”形成的过程中，实现物化形态的材料本身的性质，以及材性、材型与 1 5 唐林涛工业设计方法北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 6 年5 月第1 版p 5 1 7 武汉理工大学硕士学位论文 工艺、设计的目的协调相适的问题；在商品的范畴，要着眼于“物”的价值体 系，特别是对于木材这种传统材料而言，研究的范围应在于如何让传统的材料 发挥其现代价值；在用品的范畴，我们需要深入研究由木材构筑的“物”的形 态与“人”的生理、心理尺度之间的问题，着重探讨在“器用”的过程中这种 “物”与“人”之间的关系；最后在废品的范畴，着眼于材料与环境协调相适 的问题的探讨。 而“适之为良”既是设计用材的选择标准，也是材用是否合适的评价尺度。 工业设计所呈现出的物态过程是从“产品商品用品废品”的一个 物生物灭的一个过程，同时工业设计也是以包括。物人社会环境” 的设计系统为对象，材料作为实现设计的物质基础，我们也要将材料的性能、 使用、选择、制造、开发以及废弃处理看成一个整体，着重研究工业设计中材 料的特性与物、人、社会、环境的协调相“适”的关系，对材料的工学性、社 会性、经济性、历史性、生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积 极评价材料在设计中的使用和审美价值。使材料特性与工业设计的物质功能和 精神功能达到高度的和谐统一，使材料具有开发新产品和新功能的可行性，一 件设计作品不在乎材料如何贵重，而在乎材料与设计理念的结合是否贴切，作 为设计师，要去掌握和体会材料本身的特性，这样才能对材料的应用有准确的 把握。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章“木 之本体分析 t 两托考i 记国有六职六职之锄 2 。1 “木”之材用的历史概述 设计的产生看似一个自然而然形成的过程，它实际上伴随着人类的需要而 产生而不论这种需要是天然的还是人为的。当人们需要喝水时，他们发明 了陶罐；当他们感到寒冷时，便用兽皮蔽体；当他们需要狩猎时，便发明了长 矛和弓箭 一方面，设计是人类生活方式物质化沉淀的结果。无论是人类早期为了维 持生存对工具的需要还是工业社会被人为刺激的消费需求，以及当代非物质社 会对可持续发展的呼唤，都是在不断演变的生活方式中所客观形成的设计要求 和设计形态。生活方式构成了造物活动的基本行为背景，构成了造物活动的基 本行为结果。因此，从某种意义上而言，研究设计就是研究人类的生活方式。” 在人的生活方式中酝酿了人的意识形态，一种是客观意识形态，即按照事 物本身客观存在的样子去反映事物，这种反应所获得的是一种事实的经验即知 识。另一种是主观意识形态，即在生活方式中按照主体的需要来反映事物，与 前者所不同的是，这种反映所得到的结果中包含了主体的选择和取舍，在反映 的过程中渗透了主体的评价机制，并通过评价，把自身的需求渗透在反映的成 果之中。 设计最终呈现的物化形态从更大程度上来说并不是对自然的单纯模仿，而 是融入了“人”的目的性的。非模拟”创造。蕴含了主体的选择、取舍和评价， 它是人们在认识自然的基础上，适应自然，乃至改造自然的结果。而对材料的 利用则保证了这种创造的“物化”形态的实现。考古资料表明，距今2 5 0 万年 前，四川“巫山人”就已经使用骨器。”而山西芮城县西侯度遗址出土的距今 1 6 黄厚石孙海燕设计原理南京：东南大学出版社，2 0 0 5 年8 月第1 版p 1 5 1 7 宋荣章人类黎明的曙光一“巫山人”发现记中国文物报，1 9 9 1 年9 月 9 武汉理工大学硕士学位论文 1 8 0 万年前的打制刮削器、砍斫器”、三棱大尖状器等石器，是迄今为止我国发 现年代最早的石器”。由于木器易腐烂并且难以保存，因此考古上至今尚未发现 距今i 万年以前的木器，但是我国古代文献中很早就有使用木器的记载，如“昔 者，昊英之世，以伐木杀兽”，“未者，尤之时，民用剥林木以战矣”1 等。此 外，考古资料已证实，中国早在河姆渡文化时期就有使用木胎来制作漆器的， 中国古代漆器的胎体尽管有木胎、夹芝胎 8 、陶胎、竹胎、皮胎等，但木胎是最普遍 的、数量最多的。在木胎上髹涂生漆，这 是中国古代漆器最早、也是最基本的构造。 ( 图2 - i ) 中国古代文献中最早记载漆器的是韩 非子十过，虽然记录的只是一则古史传 说，却也给我们透露出早期漆器的一些使 用情况：。尧禅天下，虞舜受之，作为食器， 斩山木而财之，削锯修之迹，流漆墨其上， 输之于宫，以为食器，诸侯以为益侈，国 之不服者十三舜禅天下，而传之于禹， 图2 一l 中国古代以木为胎的漆器 禹作为祭器，黑漆其外，而朱画其内，缦 锦为茵，荐席颇缘，觞酌有采，而樽俎有饰，此弥侈矣，而国之不服者三十三。” 从这段描述中可以看出，在大约四五千年前的舜、禹时代，以木为胎，漆色为 黑色的漆器，最早是作为食器使用的，后来出现了黑、红两色的漆器，“觞酌有 采”、“樽俎有饰”，这些多彩多饰的珍贵器物，最后是作为祭器使用的。 关于漆器制胎的要求，髹饰录坤集4 “质法第十七”中记载：“椿榛， 一名胚胎，一名器骨。方器有旋题者，合题者。圆器有屈木者，车旋者。皆要 平正，轻薄，否则布灰不厚。布灰不厚，则其器易败，且有露脉之病。”栳橡 1 8 笔者注：“斫”音同“琢”，砍削之意 1 9 贾兰坡西侯度北京：文物出版杜，1 9 7 8 年版 2 0 引自商君书书策第十八 2 1 引自吕氏春秋盂秋记荡兵 2 2 笔者注：。芝”同。苎”，指苎麻或者苎麻织成的布苎麻是多年生的草本植物，茎皮含纤维质较多， 劈成细丝，可以做绳子，也可以织布。 2 3 笔者注：髹饰录是中国现存唯一的一部古代漆工专著。作者黄成，号大成，安徽新安人，是明隆庆 ( 1 5 6 7 1 5 7 2 ) 前后的名漆工。书中总结了前人和他自己的经验，较全面地叙述了有关髹饰工艺的各个方面。 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 就是漆器的胎骨，黄成此条专讲木胎，因为这是漆器中出现最早、使用最广的 胎骨。从民族学资料来看，使用木器的习俗比比皆是。因此，人类在使用石器 的同时，甚至在使用石器之前就已经使用木器，是完全可能的。 木材真正意义上获得较广的应用，则始于原始社会经济结构的变化与生活 方式的转变。到了新石器时代，人口的增多需要比采集渔猎更为稳定的生活资 料来源，在实践中，古人开始了原始农业和畜牧业。从摄取经济过渡到生产经 济意味着古人有余裕来创造文明。“周易系辞下载：“神农氏作，斫木为 耜8 ，揉木为耒”，耒耨之利”，以教天下”。农业经济自此对华夏民族文化产生 了深远的影响。在母系社会极其繁荣的时期，农业生产的盛行使得人们渐渐摆 脱了游牧生活而定居下来，在人们日常生活的住、用、行等社会生活方面，木 材已经被广为使用。 随着定居生活的开始，先民们选择土地丰饶的地区挖掘巢穴，用林木构筑 简单的居住空间。由于北方气候干旱、寒冷，人们多是挖穴而居，再在洞口搭 建草木构架的顶棚，而在温暖、潮湿的南方，林木相对繁茂，人们则依林木的 优势，筑巢而居。最初的巢居就是以树为。家”，一根或多根树干为基础，上 面搭建架木。以后，随着生产、生活需要，树上的“家”就迁至地面，到新石 器时代晚期，南方普遍出现了干栏式房屋”。中国木结构建筑历史非常悠久，3 5 0 0 年前就基本上形成了用榫卯连接梁柱的框架体系，许多木结构已沿用百年甚至 千年。 随着人们生活方式的改变，人们的起居方式也由席地而坐发展到垂足而坐， 相应的产生了古代的家具。原始木构建筑的营造技术和木器制作、髹饰工艺， 为原始漆木家具的产生、发展奠定了基础。新石器中晚期，人们开始以木为材 制造家具。漆木和彩绘家具首先为满足少数部落贵族和祖神崇拜的需要而发展 起来的。龙山文化遗址中，发现有类似箱、案类的漆木家具，大型的边箱等采 用了多样的榫结合，并加箍固定，而其它木家具多不用榫结构，仅是对圆木挖 2 4 扬瑞天声人语一中国传统木设计文化研究( 博士学位论文) 北京：清华大学，2 0 0 4 年p 1 4 2 5 笔者注；。耜”音同“寺0 一指古代的一种农具，二指古代跟犁上的铧相似的东西 2 6 笔者注；“耒”音同。磊”，古代犁上的木把。耒耜，古代耕地用的农具 2 7 笔者注：“耨”指古代锄草的器具。 2 8 笔者注：干栏亦称高栏，葛栏或麻栏中国南方许多民族的一种传统住房。东北一些民族也有类似建 筑。一般分两层，用木、竹料做桩柱、楼板和上层的墙壁，想曾多无遮拦：墙壁也有用石块、砖、泥土从 地面砌筑的。顶盖衫皮或草、瓦等上层住人，下层嘲养牲畜和放置农具等物。形式多样，如壮族全楼居、 苗族半边楼( 俗称“吊脚楼”) ，布依族吊脚楼、傣族竹楼、黎族船形屋僳僳族千脚落地房等。 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 削或纵横堆叠而成。中国古代家具中成就最高的当推明式家具，其设计与制作 中充分利用木材的色调和纹理的自然美，连接方式多采用榫卯结构，既美观， 又牢固，极富科学与艺术价值。 木材作为人类使用最早的一种天然造物材料，是人们生活不可或缺的可再 生绿色资源。木材资源相对其它材料资源而言，蓄积量大、分布广、取材方便、 易于加工成型，人类对木材似乎有着与生俱来的感情，这可以从中国传统“崇 尚自然”的文化观念中去寻找答案。如今，木材的应用领域很广，包括：建筑 用材，工业用材，交通建设用材、民用材、农用材以及其他用材等，木材的身 影在人们的生活中随处可见。 2 2 木材的基本特性 2 2 1木材的分类及其结构 1 按树木成长状况分类 木材按树木成长的状况分为外长树与内长树。外长树是指树干的成长是向 外发展的，由细小的木材逐渐长粗成材，而且成长情况因季节不同而形成年轮； 内长树的成长则是内部木质的逐渐充实，热带的木材几乎都是内长材。 2 按材质分类 木材按材质分为软木材和硬木材。木材的端面硬度最大，弦切面次之，径 切面最小。根据木材端面耐压能力4 大小，木材的软硬程度可分六级：耐压小于 1 9 6 2 m p a ”为甚软；耐压在1 9 7 2 3 4 3 4 m p a 为软材；耐压在3 4 4 3 4 9 0 5 m p a 为略软；耐压在4 9 1 5 6 3 7 7 m p a 为略硬；耐压在6 3 8 6 9 8 i o m p a 为硬材； 耐压大于9 8 1 0 m p a 为甚硬。一般来说，木材的加工性能取决于材性的软硬程度。 硬度大的木材耐磨损，但不易刨切加工；硬度小的木材易加工，但是耐磨损程 度小。 3 按树叶外观形状分类 2 9 笔者注：一般而言，木材的耐压能力就是木材的硬度。 3 0 笔者注；h p a 为兆帕，压强单位，l l i p a = l o p a 武汉理工大学硕士学位论文 木材按树叶的外观形状分为针叶树和阔叶树。针叶树的树干直而高大，易 得大材，纹理平顺，材质均匀而且较软，易加工，属于软木材。其材质强度较 高，容量和胀缩变形较小，耐腐蚀性强、广泛用于制作承重构件。常用的树种 有：红松、马尾松、杉木、红豆杉、白松、银杏、臭冷杉、铁杉、云南松等， 它们在国内的主要产地在东北、长江流域以及云南、贵州、四川等地。 阔叶树的树干通直部分一般较短，材质较硬，较难加工，属于硬木材。阔 叶树一般较重，强度高、胀缩、翘曲变形大、易开裂。有的阔叶树具有美丽的 纹理，适用于作内部装饰、家具及胶合板等。常用的树种有：毛白杨、枫杨、 白样、紫锻，水曲柳、东北情、柞木、麻栎、黄柏、樟木、楝树、枫树、楠木、 榉木、柚木、紫檀、乌木等，它们在国内的主要产地在东北、内蒙、长江流域 以南等省分。 2 2 2 木材的基本构造 树木由树根、树干和树冠组成。树根占 树木材积的5 2 5 ，主要用于制作工艺 品，如根雕；树干占树木材积的5 0 9 0 ，是木材的主要部分；树冠占树木材积 的5 2 5 。 树干主要分为下列几部分：树皮、形成 层、边材和心材。( 图2 - 2 ) 2 2 3 木材的三切面 图2 - 2 木材的基本构造 从不同的方向锯解木材，可以得到无数 的切面。从横切面、弦切面和径切面三个典型的切面来观察分析，可以看出木 材的构造，从而在设计的过程中对木材加以认识和合理利用。 1 横切面 由垂直于树木生长方向锯开的切面称为横切面( 或横断面) 。木材在横切面 上硬度大、耐磨损，但易折断、难刨削，加工后不易获得光洁的表面。 武汉理工大学硕士学位论文 2 径切面 沿树木生长方向，通过髓心并与年轮垂直锯开的切面称为径切面。在径切 面上木材纹理呈条状且相互平行。径切后得到的板材收缩小、不易翘曲、木材 挺直、牢固度较好。 3 弦切面 沿树木生长方向，但不通过髓心锯开的切 面称为弦切面。在弦切面上形成山峰状或“v ” 字形木纹纹理，花纹美观但易翘曲变形。 4 不同切面的强度 试用一捆吸管来模拟表现木材横切面、径 切面以及弦切面的机械性能，可以让我们得到 更直观的对比。沿木材纵向生长方向，木材的 拉伸强度和抗压强度都较好。在重量相等的情 况下，有些木材的抗拉强度大于低碳钢。但是 在木材横纹理方