环保型烟灰缸的设计研究

    翟宇楠　姚凌云　冯豫韬

    

    

    

    摘要：当今社会，庞大的中国卷烟市场结构体系使人们对香烟文化的附属品——烟灰缸的需求量越来越大，但现有的烟灰缸人性化、性价比较低。通过对现有产品的深入研究分析，结合产品的需求设计理论以及观察、访谈、问卷调查研究方法，从产品形态、功能、使用者心理方面入手，对现有产品、使用者以及使用环境进行分析，将人一机一环境作为整体研究，进而达到环保净化的目的。

    关键词：产品设计 使用需求 环保 功能结合 净化

    中图分类号：TB472 文献标识码：A

    文章编号：1003-0069（2017）02-0112-02

    引言

    当今世界卫生组织认为，吸烟是引起发病和死亡的第一位可预防的病因，吸烟的危害尽人皆知。然而与一手烟相比二手烟的危害更甚严重。研究表明二手烟实际上由两种烟雾构成，一种是吸烟者呼出的烟雾，称为主流烟；一种是香烟燃烧时所产生的烟雾，称为分流烟。不吸烟的人无论吸入哪种烟雾，都算二手烟。可见减少吸烟与“被动”吸烟对人和环境的危害不仅需要吸烟者的自觉性，更需要的是一款可以有效减少二手烟的产品。本文以烟灰缸为设计研究对象，经调研目前市场已有烟灰缸的使用功能过于单一、缺乏创新性等问题较为普遍，未来将很难满足消费者的需求。针对产品使用中的实际问题，在分析、研究基础上，注重非单一产品的功能结合意识和环保创新意识，以提高产品实用性和附加值，提升产品的市场竞争力。

    一、基本概念原定

    （一）香烟烟灰的成分

    卷烟纸灰烬和烟灰中的主要矿物是方解石（一种碳酸钙矿物），烟丝中含有少量的水草酸钙石和石英。Ⅲ水草酸钙石、石英等主要是在烟草种植过程中带入的矿物，方解石和钾盐等矿物是作为卷烟纸的填料带入的，烟灰里的矿物则大部分来自卷烟纸。综述烟灰的成分较为复杂，但是主要成分为碳酸盐，属弱碱性。

    （二）香烟烟雾对人和环境的危害

    烟雾中至少含有三种危险的化学物质：焦油、尼古丁和一氧化碳以及烟碱、二氧化氮、氢氰酸、砷、铅、汞等大量有害物质。吸烟可诱发多种癌症、心脑血管疾病、呼吸道疾病等。

    2010年发布的美国卫生总监报告中指出：1.每次暴露于烟草烟雾的致癌化学物质都会损害DNA诱发癌症。2.暴露于二手烟对心血管系统有直接不利影响，损害血管，使血液更容易凝结，增加心脏病发作和中风的风险。3.吸烟使妇女更难以受孕，并可能导致流产、早产和低出生体质量；对男性的生育能力也有损害。

    2004年Tobacco Control期刊有一篇文章做了一个实验来对比香烟与汽车柴油机对PM（fine particulate matter）的贡献率。在一个60立方米的车库中，顺序点燃3支烟，使燃烧总时间达到30分钟；同时TDCi 2000cc柴油机空转30分钟（760转每分钟）。结果数据显示香烟燃烧产生的PM是柴油机的十几倍。

    2012年中国卷烟产量大约为26，000亿支。一支烟自然燃烧，足以让100平米左右房间的PM2.5值达到800。pM2.5达到500已经是重污染，对空气环境均会造成极大污染。一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。

    二、市场调研与分析——问卷调查与现场访谈

    针对现有烟灰缸使用情况设计了调查问卷，通过网络发放问卷和面对面交流的方式，有效回收99份。其中男女数量相当。49.50%的人认为烟灰缸存在难清理的问题，21.21%的人认为放在烟灰缸上未熄灭的烟头也会制造二手烟影响他人，另外有23.23%的人同意现有烟灰缸的使用功能过于单一的看法。反映出现有设计的两个关注重点缺失：1.清洁；2.二手烟。其次30.30%的人认为常用的玻璃材质的烟灰缸厚重易碎，17.17%的人认为木制烟灰缸清洗后会吸水变形。说明使用者希望烟灰缸的材质能更加轻便，同时期待形态与材质的在使用过程中易于保存，不变形。而现有的烟灰缸产品中，这些方面是比较缺乏的，需要在未来的设计中有所改进，为用户提供多功能一体化的便利产品。

    在北京南站吸烟区通过访谈问答形式，了解吸烟者对烟灰缸的使用情况，对烟灰缸现有产品的材质、造型和功能进行深入分析并总结优缺点，再综合现有产品的功能进行开发、创新、重组。

    三、产品设计实践

    （一）设计定位

    在研究中发现，现有烟灰缸已经不能满足大多用户的使用需求，存在材质上欠缺综合多方因素的考虑、造型不够新颖有吸引力、纯功能限定等弊端。该设计通过改变结构使烟灰缸功能多样化，大胆创新尝试应用新型材质，并解决烟灰落垢清洁的问题。

    整个设计贯彻环保意识，将烟灰缸打造成一个健康、环保的家居摆件，努力将“烟灰污染源”这一观点从人们对烟灰缸的传统观念中剔除。吸烟者排放二手烟，烟灰缸便可带走二手烟。集点烟、灭烟一站式服务。更人性化地设计解决清洁的问题，从设计的初衷出发，这是一款注重使用者感受的环保型烟灰缸。

    （二）設计方案

    通过针对烟灰缸的调查研究，分析出产品设计的定位和方向。并遵循基于用户调研所提出的问题和要求，进行进一步构思，并提出相对完整的设计方案。针对烟灰缸造型、功能、清洁问题，进行讨论并逐一解决。功能上实现自动点烟、自动灭烟、净化二手烟及小范围内空气的一体化。

    1.功能设定一：自动点烟

    图1为自动点烟电力工作原理图。

    原理分析：红外发光管VD1的光线直接照射在红外线接收管VD2上，导致VD2内阻减小，LSE的①、②脚串联接通（负载传感器LSE属通用性部件），此时LSE的④脚输出高电平，三极管VT截止，继电器J处于释放状态，电热丝不通电。一旦有香烟插入，导致VD2上的光线受阻消失，相当于LSE的①、②脚间断开，其LSE的④脚则变为低电平，此时三极管VT导通，继电器J吸合，电热丝通电将香烟点燃，抽出香烟后，电热丝即断电停止工作。

    2.功能设定二：自动灭烟

    自动灭烟采用碳酸氢钠粉末遇热生成CO阻隔O的原理使香烟熄灭。经调研泡打粉的主要成分是磷酸二氢钙、碳酸氢钠、玉米淀粉。酸性粉末磷酸二氢钙可以与呈弱碱性的烟灰适当反应从而消耗小部分的烟灰，另外泡打粉可避免烟灰落垢且便于使用者二次取材。

    烟灰收集区底部有一个与粉末集装器相连的弹簧锁扣，底部15°的斜面设计利于粉末呈集聚状态。见图2。清洗完毕待使用前可释放粉末，推动弹簧锁扣使粉末铺散于烟灰收集区底部，集装器内粉末用尽可自行打开添加泡打粉。

    3.功能设定三：净化空气以及二手烟

    利用高活性负离子净化原理有效地吸收二手烟。内置空气灰尘传感器实时监测室内空气质量。整个净化系统的机身置入烟灰缸之中，换气口处可打开更换滤网以及设备维修等。另外净化装置和点烟器的电能储备来源于底部的聚合物锂电池，外接USB充电口。净化器的设计结构草图见下图。亚克力可触摸式控制面板和仿三星s7防水纳米涂层处理机芯两大保障让烟灰缸可以放心接受清洗。

    （三）设计草图及结构图

    （四）设计尺寸以及渲染图

    设计产品总高度60mm，烟灰收集区内径80mm，内径高度50mm，产品外观弧形设计。具体尺寸以及渲染图如图3-7所示。

    四、产品造型材料与细节设计

    整体采用可降解聚氨酯仿木材料，符合环保主题。有密度低、硬度高、吸水率低等优点。造型上“横8的小蛮腰设计”，明确用力范围与着力点，方便使用者拿放。

    泡打粉属于使用过程中的细节化处理。底部4个圆角的防滑垫使其不局限于室内使用，即使是车子驾驶过程中也不必担心会滑落。防水防尘的胶塞来保证外露的USB插口在清洗时不沾水。

    结论

    从烟灰缸使用率的社会现象为出发点，针对现有产品设计盲區进行产品市场研究，并进行创新设计。从产品设计原则、现有产品调研于分析、产品创新设计3个基本方面进行研究。主要创新点如下：增加自动点烟、净化二手烟、粉末灭烟的功能并解决清洗问题。清晰着力点的弧线设计以及新型环保材料的应用。

    在该过程中，注重环保意识，让产品感知环境是设计的具象表现，而产品设计就应该运用远瞻的观点进行设计。优化环境，让产品服务于人的同时达到人-机-环境协调统一。