海洋垃圾再生板材在宠物友好型家具中的应用

[14,15]1.4研究内容与思想方法1.4.1重难点内容及研究思路海洋垃圾再生板材是本设计的核心，需要同时考虑到海洋垃圾的充分利用，并提高对资源的再生利用率，同时还需考虑所设计的宠物友好型家具的宠物行为性、安全、耐磨性、舒适等，以及符合人体使用的审美和习惯性需求的统一，如何使海洋垃圾再生板材的制备和性能优化过程与宠物友好型家具设计同时实现统一是本文要解决的关键问题。宠物友好型家具的设计要素难点：宠物友好型家具须在兼顾宠物使用要求的同时满足人类的使用审美要求。了解宠物的行为习性、喜好，结合人类的使用、审美的要求，制定符合宠物友好型家具的设计要素。再生板材与宠物友好型家具结合难：如何将海洋垃圾再生板材与宠物友好型家具设计结合好，如何实现再生板材的环保价值又能满足宠物使用需求，是研究重点。通过从材料选择、结构设计、功能布置等方面实现再生板材特性与宠物友好型家具设计要素的结合。1.4.2研究方法本课题主要采用以下研究方法：(1)文献检索法搜集国内外海洋垃圾再生板材设计与宠物友好家具设计的文献，对文献分类整理，提取文献信息、数据，对海洋垃圾再生板材环保性、物理性能、加工性能进行分析，对宠物友好家具设计的基本原则及常用方法进行概括。(2)案例分析法搜索并阅读国内外有关利用海洋垃圾再生板材的家具设计的案例；分析案例的家具设计特点、使用效果和用户的使用体验；总结案例的优点和经验、存在问题和教训，为设计实践提供参考。(3)实地调研法实地考察青浜岛海洋垃圾的收集、分类、转运、预处理情况，观察海洋垃圾成分、数量、污染水平等情况，提供再生板材原料选取和预处理的数据支撑。图1-1青浜岛海湾垃圾现场照片（图片源于作者拍）(4)问卷调查法设计面向宠物主人的问卷，对其功能需求、对其环保材料的认知和接受程度、对其用海洋垃圾再生板材制作的宠物家具产品的购买意愿等问题进行调查，线上线下共同发放问卷100份，收回有效问卷90份，收回有效率为90%。搜集大量数据进行统计调查，明确消费者的需要和倾向，为产品定位与设计奠定基础图1-2是否愿意尝试再生板材制作的宠物友好型家具（数据源于作者）图1-3对再生板材制作的了解情况（数据源于作者）图1-4选择宠物友好型家具时看重的因素（数据源于作者）图1-5宠物友好型家具具备特点（数据源于作者）图1-6宠物友好型家具具备功能（数据源于作者）78第2章海洋垃圾与再生板2.1海洋垃圾的来源与分类海上事故：货船在海上遇到风暴，甲板上的集装箱掉到海里，其中的塑料制品就会成为海上“流浪者”。水产养殖业：渔民在生产过程中产生的垃圾，如破损的渔网、浮标、钓钩钓线，网箱等，以及生活类垃圾，都可能被丢弃到海洋中。海洋捕捞：过程中丢失或废弃的渔网渔具，10%的海洋垃圾为废弃物或丢失的渔网。船舶：包括渔船、商船、游船等生活垃圾、生活污水、含油污水等。另外，船舶分解出来的塑料碎片也是海洋垃圾的来源之一。人类活动产生的垃圾：一次性塑料、服装织物、个人护理、医疗用品，如吸管、外卖盒饭等，如果不进行合理控制和处理，就会泄漏到自然环境中，与河流、湖泊一起流入大海。2.2再生板材的性能特点环保性：海洋垃圾再生板材通过回收利用海洋中的塑料等废弃物，将垃圾转化为可用资源，既减少海洋垃圾污染、净化海洋环境，又降低家具制造等行业对新原材料的依赖，减少原料生产过程中的潜在污染。耐久度：海洋垃圾再生板材经热压等特殊加工技术处理后具有高强度、耐久性强等特点。板材能承受一定程度的压力和重量，不易出现变形与断裂情况，可满足家具正常使用的各类使用需求。2.3海洋垃圾再生板材的优势成本低：海洋垃圾再生板材的成本低于现有木材和板材的成本，海洋废弃物的数量相当大，收集与处理成本较低，而且随着海洋垃圾再生板材生产技术的日益成熟，实现大规模生产也有助于降低成本。来源广泛：每年全球有大量的塑料等垃圾冲入海洋，包括海洋塑料垃圾、海滩垃圾和沿江垃圾、渔业垃圾等，来源广泛。通过收集、分拣、处理，能成为再生板材，能够保证原材料稳定供应，制造海洋垃圾再生板材符合绿色发展理念，实现资源综合利用，降低原材料需求和对环境的影响。9第3章宠物友好型家具设计3.1宠物猫的生活习性及需求宠物猫的好奇心与活动力强，喜欢玩耍、追逐，喜欢观察和探索、闻味、用爪子轻轻触摸各种物体，喜欢爬上爬下，经常爬上家具、树木等。可提供适宜爬爬的东西满足其攀登特性。3.2人类的使用需求及审美要求功能性需求：人猫共用家具设计时要充分体现人作为使用者的功能需求。以桌椅板凳形式存在的家具可以满足人们休息放松的功能需求，这样为人类提供了使用功能，同时也让宠物猫享受舒适的环境。审美需求：人与猫共享家具的美感，需要美的外观来满足人的审美。人猫共享家具设计需考虑美感，满足人性审美的需求。时尚的造型设计，光滑简洁的线条设计及和谐的配色给人干练舒适的感受。3.3人猫共用家具的设计原则安全性原则：家具要实现猫、人的安全，预防尖利的边角。在制作家具的过程中采用圆滑边缘、圆角，不伤及猫和人。同时家具的牢固、稳定，不在使用过程中出现松动、掉下等情况，不危害猫和人类的安全。舒适性原则：家具的设计应使人与猫都感到舒适，例如有软垫的高度。可以为猫在家具上休息时垫软垫，对于人要求家具的高度在人体工程学上舒适且容易使用。美观原则：家具的设计要具有美观的特点，只有具有审美性，才利于家具与家具装饰风格相融。按照设计风格可以对颜色、风格进行选择，可以将家具与整个环境融合成一个整体。1011第4章案例分析4.1国内案例本设计参考案例一NANOxARCH材料乘以设计。该案例从废料来源到材料及产品的加工都在中国本土完成，而凳子的设计100%使用废弃塑料(HDPE)再造——约等于16800个废弃饮料瓶盖，相当于在原料环节降低碳排65.9kg(基于碳阻迹碳排放因子库的新制HDPE对应数据)。设计采用板式拼装的方式成型，安装结构简易且节省包装，运输成本，这是从材料、设计、生产装配、运输等方面考虑，涵盖整个产品系统的可持续性思考与实践。图4-1NANOxARCH材料乘以设计（图片来源于小红书）本设计参考案例二黑白调和100%废弃瓶盖茶几，该案例利用100%废弃瓶盖制作，为人们呈现出具有现代气息的视觉美，也是环保与设计的完美结合，并且每一个瓶盖经过挑选和重构，赋予该家具独特的故事和价值，使其成为人们家庭中的一件实用家居家具，也是一种环保艺术品，符合追求可持续发展生活的人群。使其成为人们家庭中独特的家居，也能展示人们环保的决心。图4-2黑白调和100%废弃瓶盖茶几（图片来源于小红书）本设计参考案例三GreenNature绿色、环保的艺术家居。该案例主要以回收材料为原料。在家具生产的过程中，该设计主要以回收再利用的HDPE塑料板材进行生产制作。其板材是利用回收后丢弃的塑料经过加工制成，在物理性质方面具有较好的延展性、刚度、防水性及抗腐蚀性，能够满足家具日常使用的各项功能，而且其生产中减少了原生塑料的使用量，节约了能源与碳排放。图4-3eco-friendly环保艺术家居（图片来源于小红书）4.2国外案例本设计参考案例四Minimono家具系列。设计师JulietaBenitoSanz和DirkLachmann用回收HDPE塑料板制造了家具系列。原料是无毒、100%可回收的高密度聚乙烯(HDPE)由当地供应商提供原材料。因每件产品取决于回收批次和当前的HDPE废料，每件作品各不同。回收废料被碾磨成塑料颗粒后熔化，并制成块状。这个系列是一款多代适用的多功能系列，它既有儿童椅的功能，也可作为边桌、电脑支撑装置或展示装置。图4-4Minimono（图片来源于小红书）本设计参考案例五荷兰工作室MOMANTAi的设计师UlrikeJurklies创作了一个别具一格的边桌系列。该案例边桌的设计源于将塑料染色机中换新颜色所产生的余料再加工成家具。原本被浪费的塑料余料经过设计师的巧妙利用，以崭新的面目出现在了消费者眼中，这款边桌也被赋予了一个新奇而富有创意的名字——TINGE。其最大优势在于此款桌子可以拼装，并不需要螺丝钉等工具以及额外的五金件来固定，每一块面板都被加工出凹槽可以很容易拼接在一起，用户还可以根据自己的喜好随意变化不同边桌的结构形式。图4-5TINGE（图片来源于小红书）本设计参考案例六墨西哥MX的建筑公司设计的可持续家具。此案例的塑料板只需要把部分插在一起便可成为零件。再生塑料家具耐太阳、耐水和耐用，因此够结实用于室内外场所使用。图4-6PaolaCalzadaArquitectos推出的可持续家具（图片来源于小红书）4.3总结综上所述，以上六例案例，通过回收塑料在家具上的创新型应用展示了片型家具的拼装组合，以及达到再利用垃圾和利用家具设计改善产品功能实现产品的可续性。证明了垃圾不仅可以改善环境还可以成为具有美感及实用性的产品。10第5章实地考察调研5.1青浜岛调研5.1.1青浜岛海洋垃圾分类1.塑料类垃圾:旅游旺季及岛上居民生活产生，随海面飘来等，是岛上塑料垃圾的主要来源。2.船只废油:动员出海作业的渔民将其带回，减少海上废油污染。3.海漂垃圾:如塑料水瓶、塑料浮漂、门框等，当地志愿者也会定期组织清理海漂垃圾的净滩活动，并把海漂垃圾送往指定处理点，进行分类处理。4.渔业垃圾:动员出海作业的渔民将生产中产生的各类垃圾带回港口集中分类后处置。图5-1青浜岛垃圾现场照片（图片源于作者拍摄）5.1.2青浜岛海洋垃圾分布情况1.海滩区域:海滩上是垃圾较为集中的区域之一，有大量随海浪漂浮而来的海漂垃圾，如塑料制品、废弃泡沫箱体、破旧渔网等。2.近岸海域:在近岸的海里也有大量垃圾，这些垃圾大多不是本岛产生的，而是从别的地方随着洋流和潮汐漂流过来的，有塑料瓶、浮漂、渔网等。图5-2青浜岛垃圾现场照片（图片源于作者拍摄）5.1.3岛上垃圾主要来源通过在岛上的实地考察，以及周围环保公益组织沟通中，设计者了解到，岛上的垃圾主要来源于旺季，游客登岛游玩，以及入住民宿产生的垃圾;淡季则来源于一些渔业。但大部分垃圾产生于旺季期间，许多民宿产生许多泡沫垃圾，纸板垃圾和厨余垃圾。淡季的季风和洋流影响，许多被抛弃在海洋的垃圾，跟随洋流来到岛屿周围，形成一种“垃圾围岛’的景象，并且岛屿附近大风的影响，船只有时候并不能每周及时来岛上清理出垃圾，交通不便也是一个主要问题所以设计者了解到，岛上有部分在政府不允许的情况下私自烧掉一些垃圾，这些情况是非常影响整个海洋生态环境的。总的来说，岛上垃圾来源主要是分为本地垃圾与外地垃圾，并且又能分为淡季和旺季两个期间，是由渔业和旅游业产生的，重点是旅游业。3129第6章方案设计6.1草图由于是再生板材材料所以采用片状拼接法的方式连接每一片的零件。采用片状拼接法连接每一片零件使家具具有模块化、可拆装的特点。有利于家具运输、安装和之后的拆卸维修。采用隐藏式的拼接方式，使家具拼接完成后没有明显的折痕和接口，更加美观。整体借鉴大树的造型，桌面和猫咪的踏板部分借鉴叶子形状，增加了视觉的层次感和趣味性。图6-1草图（图片源于作者）6.2零件图纸图6-2零件图纸（图片源于作者）6.3拼接方式图6-3拼接说明图（图片源于作者）设计者使用榫卯结构的原理，对零件的结合处进行巧妙的设计，零件之间结合精准，并通过凹凸的设计使各零件相互结合，组成以后严密紧凑。6.4功能分区6.4.1遮阳顶图6-4遮阳顶（图片源于作者）遮阳顶采用拼图式拼接形式，由4块遮阳板组成。4块遮阳板当中有2块为一组，每组当中的两个遮阳板在尺寸大小、形状上都一致。6.4.2猫咪攀爬区域图6-5猫咪攀爬区域（图片源于作者）猫咪攀爬区采用6个树干组合设计。6个树干错落安装，形成猫咪攀爬路线。6.4.3人用休闲区域图6-6人用休闲区域（图片源于作者）底部的两个树干，设计者做了供人使用的桌子。尺寸的设计按照人体工程学标准来设定，在坐姿使用中能舒展手臂在桌子上。椅子的高度和桌子相契合，带来舒适的坐感。6.5人猫互动图6-7人用休闲区域（图片源于作者）当人们坐在小板凳上，置身于猫咪攀爬区域之下，既能享受自身休闲放松的时光，又能近距离观察猫咪在上方树干间欢快跳跃、攀爬的可爱模样，随时伸出手抚摸猫咪，轻松实现一边放松一边撸猫的温馨场景，让家居生活充满人与宠物和谐共处的乐趣。6.6效果图展示图6-8效果图（图片源于作者）在功能设计上考虑多场景应用与个性化需求，产品整体可拆卸性高，可依自身需求自由配座，可根据空间大小以及使用人数自主选择配置座位的数量和摆放位置。6.7颜色展示图6-8颜色展示效果图（图片源于作者）在家具制作过程中，可自行选择再生板材颜色。所使用的再生板材，均源自回收的海洋垃圾等废弃材料，在保障环保属性的同时，具有多种颜色选择。6.8材料选择此次设计选用再生HDPE（高密度聚乙烯）板材材料。再生HDPE(高密度聚乙烯)它是通过回收加工奶瓶、牛奶罐、塑料管材或是保鲜膜、手提袋等制作而成的可持续设计领域的一种回收价值很高的再生塑料，目前已经可以被制成各种产品。图6-10板材图片（图片源于工厂拍摄）6.8.1再生塑料板材制作过程：原料分拣图6-11原料分拣（图片源于网络）粉碎机将清洁后的塑料物品切成小薄片，作为原材料。切碎的塑料可以分类成各种尺寸和颜色。图6-12粉碎后的塑料薄片（图片源于网络）压缩塑料机器热压塑料颗粒，一般制作大尺寸的塑料板材，可用切割机再加工。常用于家具或装饰面。图6-13热压后的板材（图片源于网络）6.8.2物理性能：(1)密度与重量HDPE再生活板的密度一般介于0.941～0.960g/cm3，比较轻便，可降低家具制作后的运输难度。(2)强度与钢性强度，刚度较高，承压与抗冲击能力较大。通过加工工艺，其拉伸屈服强度达到20-26MPa，可满足家具使用过程中对结构稳定性需求，如制成桌椅类家具，能平稳托举出人体重量而不易产生变形。(3)耐磨损性具有一定的耐磨性，在长时间使用过程中，不易因摩擦而造成明显地磨损痕迹，从而保证家具使用性能的稳定，有效提高使用寿命。6.8.3化学性能：(1)耐腐性性再生HDPE板材能耐大多数酸碱的腐蚀，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小。(2)无毒无害再生HDPE板材无臭、无毒，符合环保要求，可用于食品接触场合。6.8.4加工性能：(1)易于加工再生HDPE板材可以通过挤出、注塑、吹塑等多种工艺进行加工，制成各种形状和尺寸的制品。(2)可回收利用再生HDPE板材具有良好的回收再利用性能，符合可持续发展的理念。图6-14板材加工（图片源于工厂拍摄）图6-15力学性能测试结果（数据表格由作者整理）图6-16耐化学腐蚀性测试结果（数据表格由作者整理）图6-17耐候性测试结果（数据表格由作者整理）图6-18板材特性分析汇总（数据表格由作者整理）7章展板与实体展示7.1展板展板介绍了设计者信息以及设计说明，材料选择，效果图展示。图7-1展板意向图（图片源于网络）7.2实体展示本次设计材料选用再生HDPE板材，根据零件图以1：1的比例制作组装零部件，包括测量、切割、拼接、注重细节，每个尺寸每个角度，经反复核对后组装成产品，以达到设计的最终效果。图7-2实物展示图（图片源于作者）第8章结论采用问卷调查的方式收集人们对海洋垃圾再生板材的了解程度、环保意识、功能和设计上的需求，为今后产品的开发与商业运作提供参考。同时对青浜岛的实地调研，了解青浜岛周边海域与海滩的海洋垃圾分布，以作为开展海洋垃圾的回收利用工作和以后海洋垃圾再生板材生产的合理规划的依据。其次在设计过程中以人猫和谐共处为核心，将环保理念贯穿始终的设计理念。深入观察人与猫在日常生活中的行为习惯与需求。猫具有喜欢攀爬、抓挠、晒太阳以及寻找温暖舒适休息空间的天性；而人则希望宠物家具能与环境相融合，不影响整体美观，同时具备方便清洁、休息等功能。本设计对新型材料进行了研究，结合海洋垃圾再生板材这种再生绿色材料的在家具设计中的运用，同时结合模块设计、功能化设计等时下新材料的应用设计理念，为宠物家具领域的绿色低碳循环发展提出新的材料解决方案和设计方法。综上所述，材料创新和功能上的设计优化，解决了传统宠物家具环保性和坚固性的冲突。同时，为海洋塑料污染提供了解决办法，也引入了宠物家具领域绿色设计的产品设计理念。3233参考文献唐祖才,王路平,盛爱通,曲妙岩,房雨鑫.基于深度学习的水下垃圾检测机器人研究[J].机械设计,2024,41(S2):14-19.TommasoC,AndreaG,AndrewB.Theadoptionofcirculareconomypracticesinsupplychains–AnassessmentofEuropeanMulti-NationalEnterprises[J].JournalofCleanerProduction,2021,312李京梅,郝阳.基于新经济社会学视角的海洋垃圾公众治理意愿研究[J].海洋开发与管理,2023,40(12):87-96.陈丽,江慧杰,张秀莹,等.我国宠物经济发展现状及对策研究[J].当代畜牧,2023,(09):117-120.王楚萱.宠物动物福利保护制度探析[D].浙江农林大学,2024.古小东,陈敏康,洪素丽,唐丹玲.我国海洋垃圾治理制度的优化——基于美国的经验与借鉴[J].环境保护,2022,50(22):69-75.林婷婷,李柳军.浅析人与宠物和谐相处背景下家具设计的设计方法——以“共生”作品为例[J].西部皮革,2021,43(04):25-26.王峡.低碳环保新材料在家具设计中的应用探索[J].居舍,2025,(08):12-14.易菲.基于QFD/TRIZ理论的人宠共用生态家具设计[J].装饰,2023,(06):136-138.李若辉,陆雪亿.基于Kano模型分析的宠物猫家具设计方法研究[J].包装工程,2024,45(02):297-305.LengJ,TanB.Sustainableoperationalstrategyformarineplasticwasterecyclingandremanufacturingsystemsutilizingblockchaintechnology:Adifferentialgameapproach