家具设计不仅是外观！这3个因素你考虑到了吗？

今天人们说家具设计，好像只谈外观的美学设计，许多设计专业都设在美术学院，家具设计与美学外观画上了等号。

对应这一状态，我们的设计师在外表上也和画家看齐，不是光头就是留长发、蓄胡子，然后穿唐装，比外国的设计师还有“范儿”。

其实，家具设计应该包括三个部分：

一、美学外观

二、应用功能

三、结构力学

美学外观就不说了，已经有太多人说了，并且还有了“行为艺术”。

功能设计，也有不少人涉猎了，功能设计应包含：应用、尺寸、安全

今天人们说应用功能，不单单说桌子、椅子、床，更多的是说智能化什么的。比如床可以收起来，更可以变成三座位的沙发;厅柜、电视柜里安装电器;可以用遥控器来开门关门、开灯关灯……

行业也规定了许多标准尺寸，比如桌子的高度，椅子的高度，床的内径：(queen size:1500mm×2000mm, king size:1800mm×2000mm)等等。但少有人讨论人体工程学之外的尺寸是不是应该使用，比如衣柜的高度超过2200mm，一直到天花板，这些所谓的定制衣柜。

超过2200mm的柜子，必须研究：

——2200mm以上的上柜的使用率，应该进行一项市场调查，假如使用率低过20%，那就没有多大的使用功能了。

——假如使用率超过20%，那就相当危险了，功能设计要顾及安全，在使用上柜时，必须站在椅子上，甚至用梯子，可能会造成“家庭伤害”，更可怕的是，老人和小孩居家的时间比较多，因此受伤害的机会比较大，对老年人造成的伤害，可能是“无可挽回”的。

因此功能设计中，安全方面也相当重要，除了与尺寸有关系，和结构也有关系。宜家的五斗柜，因为小孩子顽皮，踩在抽屉上往上爬，结果倾覆，造成6个小孩死亡，宜家因此赔偿5000万美元，庭外和解。

结构设计

结构设计除了必须顾及安全之外，主要是研究家具的载荷，就是家具的零件，应该用多大的材料才能安全使用。

结构设计必须知道一件家具将如何被人使用，还必须知道它将如何被“不合理”的使用。

比如沙发，我们必须知道人们坐下，向后靠时所承受的力，也必须知道移动沙发、搬运、运输时所产生的力，甚至在地板上推动、抬起……等等对沙发可能造成的损害。

家具的结构设计，和其他历史悠久的构造物(比如房子、桥梁)的设计一样，都是通过不断的尝试，从中不断吸取经验和教训(比如房子倒了、桥塌了)而进化发展的。但问题是，家具之外的其它结构科学，分析程序已经相当完善了，我们可以安心地住进房子、放心地过桥梁，但科学的家具结构，却未能引起注意，甚至不知道有这么一回事。

美国的卡尔·艾克曼(Carl A·Eckelman)是第一个将家具的量化结构科学介绍到家具设计上来，他认为设计师必须知道，当一个人坐在椅子上，向后倚靠、转动等情况下，椅子上的载荷是多少?以及这些载荷发生的频率是多少?

这就关系到椅子上的每一个零件的尺寸大小，该如何计算，当然除了应付载荷，也必须顾及成本，要在这之间取得平衡。

结构设计当然还包含榫卯的设计，这方面有许多专文，我就不再这里多说了。

在设计结构时，还必须顾及功能及美学外观，不能一意孤行。

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我们就以一把椅子的结构设计为例：

假设：125斤的体重

椅子的深度是44厘米

另一端承受的内力为5500斤·厘米

鹅掌楸：我们所使用的构件材料为鹅掌楸，

当其含水率为12%时，许用设计应力如下：

椅子边档与后柱的计算方法如下：

一、边档的设计：

由图可知：边档末端所受的弯曲力为：

代入式中整理得：

由于进口美国的鹅掌楸厚度加工后为2.2cm，因此我们选用2.2cm*4.5cm作为边档尺寸。

我们的设计，约为木材许用剪切应力的1/21倍，如果体重为300斤：

同样，这样的设计所承受的应力也小于许用应力很多。

二、后柱的设计：

我们分上下段，各为40.5cm

上段：假设后靠力为70斤

木材厚度w=2.2cm

则作用于该构件底部的弯曲力为：

而许用剪切应力为木材极限剪切应力的1/3，即397psi，

剪切应力远小于许用值，符合要求。

通常设计椅子的后腿，下部都会有点向后倾斜，为的是重心后移，椅子更稳固，轴向力也因此会更大，假设体重为125斤，那轴向力要大于125斤。

70斤—假设后靠力

2.2×4.0—椅子后柱所用材料尺寸

木材顺纹的许用压缩强度为：

根据计算结果，22.14psi远小于3695psi，表明我们设定的构件尺寸有足够的纵向强度。

如果坐在椅子上的人的体重是300斤，后靠力是150斤：

轴向应力51.10psi还是远远小于设计所用的尺寸，木材顺纹的许用压缩强度3695psi，证明我们的结构设计和材料尺寸的选择达标，保障了家具在使用时的安全性、耐用性和稳定性。

家具的结构设计可以应用其它学科已有的分析程序，而不必靠经验与教训，使人们可以安心地使用。至少，通过这个简单的案例分析，设计师们应该认识到，家具设计不单单是外观美学，它包含了科学。