環(huán)保型煙灰缸的設(shè)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(jié)構(gòu)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(xiàn)有的煙灰缸人性化、性價比較低。通過對現(xiàn)有產(chǎn)品的深入研究分析，結(jié)合產(chǎn)品的需求設(shè)計理論以及觀察、訪談、問卷調(diào)查研究方法，從產(chǎn)品形態(tài)、功能、使用者心理方面入手，對現(xiàn)有產(chǎn)品、使用者以及使用環(huán)境進行分析，將人一機一環(huán)境作為整體研究，進而達到環(huán)保凈化的目的。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計 使用需求 環(huán)保 功能結(jié)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(wèi)生組織認為，吸煙是引起發(fā)病和死亡的第一位可預(yù)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(gòu)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(chǎn)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?？梢姕p少吸煙與“被動”吸煙對人和環(huán)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(chǎn)品。本文以煙灰缸為設(shè)計研究對象，經(jīng)調(diào)研目前市場已有煙灰缸的使用功能過于單一、缺乏創(chuàng)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(chǎn)品使用中的實際問題，在分析、研究基礎(chǔ)上，注重非單一產(chǎn)品的功能結(jié)合意識和環(huán)保創(chuàng)新意識，以提高產(chǎn)品實用性和附加值，提升產(chǎn)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(fù)雜，但是主要成分為碳酸鹽，屬弱堿性。

（二）香煙煙霧對人和環(huán)境的危害

煙霧中至少含有三種危險的化學(xué)物質(zhì)：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(zhì)。吸煙可誘發(fā)多種癌癥、心腦血管疾病、呼吸道疾病等。

2010年發(fā)布的美國衛(wèi)生總監(jiān)報告中指出：1.每次暴露于煙草煙霧的致癌化學(xué)物質(zhì)都會損害DNA誘發(fā)癌癥。2.暴露于二手煙對心血管系統(tǒng)有直接不利影響，損害血管，使血液更容易凝結(jié)，增加心臟病發(fā)作和中風的風險。3.吸煙使婦女更難以受孕，并可能導(dǎo)致流產(chǎn)、早產(chǎn)和低出生體質(zhì)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(zhuǎn)30分鐘（760轉(zhuǎn)每分鐘）。結(jié)果數(shù)據(jù)顯示香煙燃燒產(chǎn)生的PM是柴油機的十幾倍。

2012年中國卷煙產(chǎn)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(jīng)是重污染，對空氣環(huán)境均會造成極大污染。一旦排放超過大氣循環(huán)能力和承載度，細顆粒物濃度持續(xù)積聚，此時如果受靜穩(wěn)天氣等影響，極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。

二、市場調(diào)研與分析——問卷調(diào)查與現(xiàn)場訪談

針對現(xiàn)有煙灰缸使用情況設(shè)計了調(diào)查問卷，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)放問卷和面對面交流的方式，有效回收99份。其中男女數(shù)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(xiàn)有煙灰缸的使用功能過于單一的看法。反映出現(xiàn)有設(shè)計的兩個關(guān)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(zhì)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(zhì)能更加輕便，同時期待形態(tài)與材質(zhì)的在使用過程中易于保存，不變形。而現(xiàn)有的煙灰缸產(chǎn)品中，這些方面是比較缺乏的，需要在未來的設(shè)計中有所改進，為用戶提供多功能一體化的便利產(chǎn)品。

在北京南站吸煙區(qū)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(xiàn)有產(chǎn)品的材質(zhì)、造型和功能進行深入分析并總結(jié)優(yōu)缺點，再綜合現(xiàn)有產(chǎn)品的功能進行開發(fā)、創(chuàng)新、重組。

三、產(chǎn)品設(shè)計實踐

（一）設(shè)計定位

在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有煙灰缸已經(jīng)不能滿足大多用戶的使用需求，存在材質(zhì)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(shè)計通過改變結(jié)構(gòu)使煙灰缸功能多樣化，大膽創(chuàng)新嘗試應(yīng)用新型材質(zhì)，并解決煙灰落垢清潔的問題。

整個設(shè)計貫徹環(huán)保意識，將煙灰缸打造成一個健康、環(huán)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(tǒng)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(wù)。更人性化地設(shè)計解決清潔的問題，從設(shè)計的初衷出發(fā)，這是一款注重使用者感受的環(huán)保型煙灰缸。

（二）設(shè)計方案

通過針對煙灰缸的調(diào)查研究，分析出產(chǎn)品設(shè)計的定位和方向。并遵循基于用戶調(diào)研所提出的問題和要求，進行進一步構(gòu)思，并提出相對完整的設(shè)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(xiàn)自動點煙、自動滅煙、凈化二手煙及小范圍內(nèi)空氣的一體化。

1.功能設(shè)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(fā)光管VD1的光線直接照射在紅外線接收管VD2上，導(dǎo)致VD2內(nèi)阻減小，LSE的①、②腳串聯(lián)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(tài)，電熱絲不通電。一旦有香煙插入，導(dǎo)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?yōu)榈碗娖?，此時三極管VT導(dǎo)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(shè)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(jīng)調(diào)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(yīng)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(qū)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(shè)計利于粉末呈集聚狀態(tài)。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(qū)底部，集裝器內(nèi)粉末用盡可自行打開添加泡打粉。

3.功能設(shè)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(nèi)置空氣灰塵傳感器實時監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量。整個凈化系統(tǒng)的機身置入煙灰缸之中，換氣口處可打開更換濾網(wǎng)以及設(shè)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(shè)計結(jié)構(gòu)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(shè)計草圖及結(jié)構(gòu)圖

（四）設(shè)計尺寸以及渲染圖

設(shè)計產(chǎn)品總高度60mm，煙灰收集區(qū)內(nèi)徑80mm，內(nèi)徑高度50mm，產(chǎn)品外觀弧形設(shè)計。具體尺寸以及渲染圖如圖3-7所示。

四、產(chǎn)品造型材料與細節(jié)設(shè)計

整體采用可降解聚氨酯仿木材料，符合環(huán)保主題。有密度低、硬度高、吸水率低等優(yōu)點。造型上“橫8的小蠻腰設(shè)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(jié)化處理。底部4個圓角的防滑墊使其不局限于室內(nèi)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(jié)論

從煙灰缸使用率的社會現(xiàn)象為出發(fā)點，針對現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計盲區(qū)進行產(chǎn)品市場研究，并進行創(chuàng)新設(shè)計。從產(chǎn)品設(shè)計原則、現(xiàn)有產(chǎn)品調(diào)研于分析、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計3個基本方面進行研究。主要創(chuàng)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(shè)計以及新型環(huán)保材料的應(yīng)用。

在該過程中，注重環(huán)保意識，讓產(chǎn)品感知環(huán)境是設(shè)計的具象表現(xiàn)，而產(chǎn)品設(shè)計就應(yīng)該運用遠瞻的觀點進行設(shè)計。優(yōu)化環(huán)境，讓產(chǎn)品服務(wù)于人的同時達到人-機-環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。endprint