整體廚柜的節(jié)能設(shè)計研究

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隨著消費者環(huán)境意識的增強和對生活品質(zhì)追求的提高，對整體廚柜的選擇要求實用性、美觀性和環(huán)保性并存。這其中，綠色環(huán)保作為一個新的增長點被越來越多的消費者和企業(yè)所認(rèn)同，成了支撐整個行業(yè)發(fā)展的重要理念。因此，設(shè)計開發(fā)功能合理、符合中國人飲食習(xí)慣、綠色環(huán)保型的整體廚柜產(chǎn)品已成為當(dāng)務(wù)之急，只有以設(shè)計理念的創(chuàng)新滿足消費者不斷變化的需求，才能引導(dǎo)行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

整體廚柜綠色設(shè)計的方法:

1整體廚柜綠色材料選擇

材料既是實現(xiàn)設(shè)計意圖的重要手段、也是選擇加工方法的重要依據(jù)。同時，原材料處于產(chǎn)品生命周期的源頭，選擇綠色材料是開發(fā)綠色產(chǎn)品的前提。由于廚房是一個烹調(diào)和貯存食品的地方，因此其材料的使用與一般家具材料不同，易清洗、耐熱、防潮、環(huán)保是整體廚柜選材的基本原則。由于整體廚柜是分體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式，用作整體廚柜的材料也相應(yīng)的分為幾大類：柜體材料、門板材料、臺面材料、配件材料等。

廚柜柜體包括地柜及吊柜。一套整體廚柜的柜體材料約占全套產(chǎn)品所耗板材的70%～80%，可以說柜體材料的好壞直接影響廚柜的質(zhì)量。木材是綠色設(shè)計的最佳材料，但對于高溫高濕的廚房環(huán)境而言，實木材料有其無法克服的缺陷，再加上我國木材資源的嚴(yán)重匱乏，人造板作為木材的替代品成為設(shè)計和生產(chǎn)綠色環(huán)保廚柜的主要用材。目前用于整體廚柜柜體的人造板基材主要有刨花板、中密度纖維板、多層膠合板、細(xì)木工板等材料；表面裝飾材料有三聚氰胺浸漬紙、防火板等飾面材料。人造板是森林資源綜合利用的產(chǎn)物，應(yīng)大力提倡使用，但為了使板材更加結(jié)實耐用，人造板中需添加膠粘劑和防潮劑，另外在柜體零部件加工的過程中還要大量使用封邊條、膠粘劑等原料，這些都是游離甲醛的主要來源，再加上廚房使用明火、溫度高，會加速有害物質(zhì)的揮發(fā)，在使用過程中會對人體造成危害、對食品造成污染。因此，在整體廚柜產(chǎn)品設(shè)計過程中所選用的人造板質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB18584-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料木家具中有害物質(zhì)限量》規(guī)定，木家具中的甲醛釋放量必須≤1.5mg/L[6]。為了營造一個健康的廚房環(huán)境，必須有效控制廚柜用人造板的甲醛釋放量。影響甲醛釋放量的因素有：（1）裝載度對游離甲醛釋放量的影響：裝載度是指所用人造板暴露在室內(nèi)空間的總面積與室內(nèi)空間容積之比。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，人造板裝載度與室內(nèi)甲醛濃度的關(guān)系如圖1所示。針對這種情況，可根據(jù)綠色設(shè)計的減量原則，建立廚柜人造板裝載度的數(shù)學(xué)模型：即根據(jù)所用人造板游離甲醛含量情況，通過試驗及計算建立廚柜設(shè)計中人造板用量數(shù)學(xué)模型，給整體廚柜設(shè)計提供參考，以有效控制甲醛釋放量。（2）材料表面裝飾方式對游離甲醛釋放量的影響：廚柜制作時使用的各種人造板表面都要進(jìn)行裝飾處理，根據(jù)實驗結(jié)果可知，在相同條件下，不同的表面處理方式對游離甲醛釋放量的影響是不同的，如表1所示。有鑒于此，進(jìn)行廚柜設(shè)計時，應(yīng)選擇一些遮蓋完整、嚴(yán)密的表面裝飾方式。根據(jù)各種裝飾方法對游離甲醛釋放量的影響程度，其優(yōu)先選擇順序為：PVC真空吸塑、PVC薄膜平面飾面、涂料飾面、三聚氰胺浸漬紙飾面。由于甲醛的散發(fā)通道主要是人造板端面而非平面（端面一般至少是平面甲醛釋放量的兩倍以上），因此用人造板制作廚柜時，所有板件都應(yīng)進(jìn)行封邊處理，封邊材料最好選用PVC封邊條，并盡量采用機械封邊。另外，人造板甲醛釋放量是時間的函數(shù)，隨著陳放時間延長，甲醛釋放量將逐漸降低。通風(fēng)情況也對甲醛釋放有影響。如有可能，廚柜企業(yè)應(yīng)選用出廠時間稍長的板材，同時最好不要在居室現(xiàn)場制作，而是在通風(fēng)條件較好的場所進(jìn)行。

門板（含抽屜面板）相當(dāng)于廚柜的“臉面”，其尺寸穩(wěn)定性、防潮性，表面耐磨性及環(huán)保性等指標(biāo)決定了門板的質(zhì)量和使用壽命，門板按其基材和表面裝飾方法的不同可分為多個系列。（1）實木門板：是指直接由實木或表面為實木經(jīng)透明涂飾制成的門板，其天然紋理與質(zhì)感是自然與傳統(tǒng)的良好體現(xiàn)，但制造工藝要求高。（2）油漆門板：整體廚柜中油漆門板特指基材（18mm厚中密度纖維板）機械加工后表面再進(jìn)行色漆涂飾制成的門板。油漆門板表面光潔平整，色彩也可任意選擇，具有很強的裝飾性，缺點是耐刮、耐磨性能差，加工工藝復(fù)雜、技術(shù)要求也較高，油漆工藝污染嚴(yán)重。（3）吸塑門板：是由中密度纖維板（或?qū)嵞荆┙?jīng)銑型、打磨后，采取真空吸塑工藝將聚氯乙烯（PVC）薄膜完全包覆在門板上而成。由于可以多面同時吸塑，完全封閉基材，有效地阻止了水氣侵入及有害物質(zhì)的散發(fā)，而且表面也可以鏤銑出各種立體圖案，因此被認(rèn)為是最完美的門板材料之一，但這種門板表面耐高溫能力較差（一般不超過100℃），加工時需要專門設(shè)備，工藝也比較復(fù)雜。（4）防火板門板：是在細(xì)木工板或刨花板基材表面用防火板飾面，具有耐磨、耐高溫、耐污染、耐腐蝕等特性。（5）三聚氰胺板門板：直接將三聚氰胺飾面板經(jīng)裁切、封邊后制成門板，其造價較低，性能良好。（6）水晶板門板：是利用有機玻璃板（俗稱亞克力）背面噴油墨后壓貼在基材表面制成的。這類門板晶瑩剔透，具有很好的美學(xué)效果，且價格低廉，制造工藝簡單；但缺點是不耐磨、不耐劃，且時間久了容易變色并失去光澤，氣候干燥容易開裂、脫膠。

料整體廚柜臺面主要用于洗滌、準(zhǔn)備及烹飪操作，是廚柜構(gòu)造中和食物接觸最為密切的部分，臺面材料基本性能要求為防水、耐高溫、不滲漏、抗沖擊、無污染，同時還要兼顧美觀、實用。常用的廚柜臺面材料有天然大理石、花崗巖、防火板、瓷磚、不銹鋼、人造石等，這些臺面材料各有優(yōu)缺點。天然大理石有著各種美麗的紋理，但其毛孔粗，易滲透，容易成為細(xì)菌滋生的溫床?；◢弾r的密度大、硬度高，表面很耐磨，是抗菌性能好的天然材料，但天然石材的長度有限，在整體臺面的接縫處容易隱藏污垢，并且天然石材有放射物質(zhì)存在，會對人體健康產(chǎn)生危害。防火板臺面同樣存在長度的限制，無法實現(xiàn)整體完美的無縫拼接。不銹鋼臺面抗菌性能最好，但一旦被利器劃傷就會留下無法彌補的痕跡，這些劃痕中也容易隱藏臟東西，并且在它上面重力操作時會產(chǎn)生噪音。人造石材是樹脂、各種填充料的聚合體，俗稱高分子人造石板，有石材質(zhì)感但無輻射，而且無毛細(xì)孔，不易滋生細(xì)菌，可以實現(xiàn)無縫拼接，具有易清洗、易修復(fù)、耐熱、防潮、防蛀等優(yōu)點，是整體廚柜臺面的首選材料。

用于生產(chǎn)廚柜中盛放物品的框架、拉籃和連接用的鉸鏈滑道等功能配件的主要材料是鋼和鋁。其優(yōu)點是強度高，易工業(yè)化生產(chǎn)，廢棄物可以回收利用，加工及回收利用時耗能不太大；缺點是冶煉時耗能很大，礦藏資源有限、不能再生，冶煉時會產(chǎn)生大量廢棄物污染環(huán)境，如產(chǎn)生鉻酸、氟化氫等有毒氣體，含重金屬的廢污泥等。因此對廚柜功能配件材料的選擇要注意其環(huán)保性能。

2整體廚柜綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計

整體廚柜綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計可從以下幾方面進(jìn)行。

（1）合理設(shè)計廚柜內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，提高其容積利用率

通過對不同地區(qū)、不同戶型的住戶調(diào)研，根據(jù)廚柜貯物種類、數(shù)量，合理地設(shè)計物品存放空間，提高廚柜的容積利用率，在滿足使用功能的條件下，盡量減少數(shù)量，以節(jié)省材料和空間，并給用戶提供方便。如地柜使用抽屜結(jié)構(gòu)比開門結(jié)構(gòu)更方便儲物及拿放，如圖2所示。抽屜內(nèi)側(cè)可設(shè)計為弧形，沒有死角，易于清潔。搭配分隔組件可實現(xiàn)抽屜儲存空間的優(yōu)化安排，根據(jù)需求來分門別類的放置物品，如圖3所示。為充分合理地利用拐角空間，增大存儲空間，可采用拐角、180度轉(zhuǎn)籃、滾筒轉(zhuǎn)籃等拐角處理方法，如圖4所示。在水槽柜內(nèi)設(shè)計垃圾分類存放區(qū)域，便于資源的循環(huán)利用及對有害物質(zhì)的集中處理，也讓廚房不再有死角，如圖5所示。

（2）采用拆裝化結(jié)構(gòu)，便于回收利用

板式家具32mm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工方法為整體廚柜的綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了很好的設(shè)計思路。將整體廚柜按照功能劃分采取模塊化、拆裝化設(shè)計，并保證一定的互換性。當(dāng)產(chǎn)品的板件和五金連接件實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的生產(chǎn)，就很容易實現(xiàn)產(chǎn)品中部件的更換，即用戶可以根據(jù)要求更換已壞的或不滿意的零部件，提高產(chǎn)品的使用壽命，同時也利于廚柜零部件的回收利用[8]。

（3）采用合理的連接結(jié)構(gòu)，減少板件上的孔槽口

目前，人造板制作的廚柜構(gòu)件，其接合方式大都為板式結(jié)構(gòu)連接，而孔深常常能達(dá)到板厚中心部位，從這些孔眼及槽口中常有大量游離甲醛逸出，因為脲醛樹脂膠合的人造板，中間層比表層具有更高的甲醛釋放能力。廚柜結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造時必須考慮這些孔槽的影響，合理設(shè)計其零部件的連接結(jié)構(gòu)，做到盡量少安排連接孔位，盡量選擇不用開槽口的連接件和連接方式。在必要采用孔槽連接時要進(jìn)行相應(yīng)的處理。如柜體的后背板通常選用3mm厚的三聚氫胺雙飾面板。采用3mm厚的背板一則可以節(jié)省成本；二是可以降低廚柜重量，尤其是吊柜的重量；三是利于現(xiàn)場加工，因為廚房是管道縱橫之處，經(jīng)常要在背板上開孔開洞。雙飾面板不但可以加強整體廚柜的防潮性能，還可以降低甲醛釋放量，更加環(huán)保。但3mm厚背板的安裝方法一般是在廚柜的側(cè)板、底板上開出槽，然后將背板插進(jìn)去。這樣即美觀又不易脫落，離墻面又有一定距離，減少了背板與墻面長期接觸而受潮變形的幾率，如圖6所示。但由于目前技術(shù)的限制，封邊機不能在3mm厚的背板上作業(yè)，所以背板一直是處于不封邊狀態(tài)，再加上側(cè)板、底板上開出的背板插槽，導(dǎo)致甲醛釋放量大幅度增加，如圖7所示。為避免因背板插槽而導(dǎo)致的甲醛釋放，可采用柜體四周開槽全封閉背板，也就是說將背板頂部的裸露面也藏在了槽內(nèi)，使柜體背板無一處斷面露在外面，盡可能減少甲醛釋放量，同時背板的穩(wěn)定性也有所加強?；蛘邔Ρ嘲逅闹苓M(jìn)行蠟封處理，最大程度杜絕甲醛的污染。在使用廚柜過程中還存在噪音的污染，要避免這些問題，就要使用高質(zhì)量的五金件，如安裝防撞條及采用帶阻尼系統(tǒng)的鉸鏈可以消除柜門關(guān)閉時與柜體的沖擊力和噪音。

（4）設(shè)計合理的安裝結(jié)構(gòu)，避免二次污染

整體廚柜作為定制產(chǎn)品，需要現(xiàn)場安裝。由于廚房中錯宗復(fù)雜的管道，在安裝過程中，常需要在現(xiàn)場進(jìn)行裁切組裝，而開孔后的裸露部分如果不進(jìn)行嚴(yán)密的封邊，有害物質(zhì)容易揮發(fā)出來，再加上一些企業(yè)使用的膠粘劑不環(huán)保，從而造成了廚房的“二次污染”。為此廚柜應(yīng)設(shè)計合理的安裝結(jié)構(gòu)，盡量減少現(xiàn)場開孔，無法避免的現(xiàn)場開孔可用專用的U型封邊帶進(jìn)行封邊處理，無論外觀還是封閉程度都遠(yuǎn)比錫箔紙封邊的效果要好得多，如圖8所示。

3整體廚柜綠色工藝設(shè)計

采用綠色工藝是實現(xiàn)綠色產(chǎn)品生產(chǎn)制造的一個重要環(huán)節(jié)。綠色工藝又稱清潔工藝，是一種既能提高經(jīng)濟效益、又能減少環(huán)境影響的工藝技術(shù)。在原材料加工及制作廚柜過程中盡可能采用新工藝、新設(shè)備、新材料，以減少原材料的消耗，盡可能避免和減少粉塵、噪音、有害氣體、工業(yè)廢水以及能源的浪費。如采用無游離甲醛的膠粘劑，進(jìn)行無毒膠合；采用水性涂料等進(jìn)行無毒涂飾的工藝；利用常溫成型的人造石制作臺面以節(jié)省能耗等等。另外在排孔工序上以滿足柜體結(jié)構(gòu)為主，盡可能少排孔，對于部分層板孔不用時可堵孔蓋帽蓋住，如圖9所示。廚柜板件的封邊工藝對于防止甲醛釋放有著直接的影響，通常要求板件的非交接面均應(yīng)進(jìn)行封邊處理，且封邊條密封要嚴(yán)密，不露基材。為此，板件的裁切或銑邊工藝不能出現(xiàn)崩邊及鋸路不直的質(zhì)量缺陷，因為不平整的板材邊部無法使封邊條很好的契合，可見提高開料質(zhì)量是提高封邊質(zhì)量的前提。另外，封邊作業(yè)最好采用精密封邊機，并保證熱熔膠的充分熔解以及涂膠過程的恒溫穩(wěn)定，確保封邊條與板邊形成牢固的膠結(jié)。鋁合金封邊則要求先用封邊條將板材全部封邊后再將鋁合金封邊條插入槽內(nèi)，否則鋁合金封邊壓合不嚴(yán)，容易導(dǎo)致板材內(nèi)部甲醛釋放及水分進(jìn)入導(dǎo)致板材膨脹變形，如圖10所示。成型包邊也應(yīng)嚴(yán)密、平整、不允許鼓泡、開裂、脫膠、壓痕等缺陷。

4整體廚柜綠色回收設(shè)計

要實現(xiàn)整體廚柜的綠色回收，首先要合理設(shè)計廚柜的生命周期，當(dāng)廚柜需更新時，應(yīng)將廢棄的廚柜回收，本著“物盡其用”的原則進(jìn)行再利用，可以進(jìn)行零部件翻新，完好的板式部件、玻璃、金屬件等經(jīng)翻新整理后仍可重新圖10鋁合金封邊的雙層結(jié)構(gòu)利用；對于沒有利用價值的構(gòu)件可以回收做原材料，像金屬構(gòu)件、木質(zhì)板材和人造石等均可再生利用，或冶煉鑄鍛，或粉碎成木片、纖維做人造板原料，或碾碎做人造石原料。當(dāng)然，廚柜能夠拆卸是其回收再生的前提，要想使廢棄廚柜的零部件被重新利用，就必須使其能夠被方便地拆卸；否則，不僅會造成大量可重復(fù)利用材料的浪費，而且因廢棄物不好處置，還會嚴(yán)重污染環(huán)境。

5整體廚柜節(jié)能設(shè)計

整體廚柜的綠色設(shè)計還應(yīng)該體現(xiàn)節(jié)能性，以有效控制廚房的能源消耗。整體廚柜的節(jié)能設(shè)計主要體現(xiàn)在以人的操作行為為依據(jù)設(shè)計廚柜的空間布局，提高廚房設(shè)備功能一體化程度。融合以人為本理念的一體化的流暢型廚柜和感應(yīng)式的廚具用品的設(shè)計使得廚房更加節(jié)能便捷。比如選用雙水槽比單個大水槽更能節(jié)約用水；感應(yīng)式水龍頭開關(guān)系統(tǒng)，使人在忙碌的烹飪過程中不會因忘記關(guān)水龍頭而浪費水；感應(yīng)式燈具開關(guān)系統(tǒng)，可在人們進(jìn)出廚房時自動開關(guān)，省電省時；裝有節(jié)能變頻壓縮機的冰箱，能比普通冰箱節(jié)能70%；用鋁鋅合金內(nèi)膽增加熱效率的烤箱則可以節(jié)電40%。

在廚柜產(chǎn)品開發(fā)過程中，不能一味地關(guān)心它們的造型是否具有創(chuàng)意，成本是否低廉，而應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品本身是否對環(huán)境造成污染和對人體帶來危害，應(yīng)把可持續(xù)發(fā)展思想融入進(jìn)來，創(chuàng)造更高品質(zhì)的整體廚柜，提高人們的生活質(zhì)量。綠色設(shè)計反映了人們對于現(xiàn)代科技文化所引起的環(huán)境問題的反思，同時也體現(xiàn)了設(shè)計師道德和社會責(zé)任心的回歸，它應(yīng)成為現(xiàn)實文明和未來發(fā)展的方向。（本文作者：張繼娟、張仲鳳 單位：中南林業(yè)科技大學(xué)家具與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院）