基于传统榫卯改良的设计研究

时间：2024-05-17

苏越吕九芳张乐平陈渼珊

关键词：传统榫卯;可拆装设计;家具设计;造型设计

中图分类号：TS664 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）21-00-04

和谐悦目的外形、科学的结构与深厚的文化内涵，使榫卯成为实现中国传统家具造型凝练一体、功能取舍有度的结构基础。榫卯作为中国传统家具的结构部件，承担起了保证稳定性、简化造型的功能，是中国传统家具的灵魂所在。但由于现代工业大批量生产的需要，部分传统榫卯结构因其形式的复杂性难以适应机械加工，必须进行手工制作，导致加工耗时长、成本高，在大批量生产的民用家具中渐渐消失[1]。传统技艺在新式家具中的缺席，是一种精神的遗忘，也是一种无奈的遗憾。因此，分析当前市场需要，通过加工形式的改变对传统榫卯形式进行改良，使其适应现代工业化加工，从而实现大批量生产，有利于传承榫卯结构。

1 榫卯结构的优越性

1.1 可便捷拆装

可拆装是榫卯结构最突出的特性。在现代化生产中，基于榫卯可便捷拆装的科学结构，可以对复杂的家具或建筑构件进行拆分，从而达到系统化和规模化生产的目的，节约物料成本，提高生产效率[2]。在运输过程中，可便捷拆装的零部件也可以更好地进行平板化包装，达到合理利用运输空间、降低运输成本的目的，同时能够减少运输过程中的磨损磕碰带来的损耗。当发生损坏时，便捷拆装的榫卯结构也允许更换某单一部件，降低售后成本，响应了低碳环保的理念。

1.2 结构稳定

榫卯凝结了中国古代匠人的智慧。榫卯结构遵循“不用钉、少用胶”的原则，具有柔性连接的特性，这使榫卯结构能够在适当形变的情况下保持结构的稳定性。同时，某些榫和卯在完全匹配之后具有不可逆性，外力很难将其分开。榫卯在具有坚固性和结构稳定性的同时，还拥有优异的承载性能。多种榫卯结构灵活应用，可以将家具或建筑承受的压力均匀地分散，从而提高整体的结构性能。图1展示的是中国古建筑中的斗拱结构。斗拱完全是由拱形和方斗形的木块层层叠加构成的，整体没有使用一根钉子，但其不但可以均匀分担建筑顶部的压力，还具有极好的抗震性能[3]。

榫卯是中国的非物质文化遗产，是中国手工业发明中的璀璨明珠[4]。榫卯结构形式多样，采用明榫的形式可以使榫穿过榫眼暴露在家具表面上，在家具的外侧面直观地看到榫块。榫块可以与主体部分的颜色、纹理、材质以及凹凸变化产生各种巧妙的搭配，在发挥结构性作用的同时，打破家具沉闷和一成不变的感觉，具有独特的结构美感。采用暗榫的形式连接，则可以巧妙地隐藏接口，不破坏外观的完整性，使家具或建筑浑然一体、圆润高贵、简洁大气。另外，榫卯一接一合的结构也暗合中国阴阳结合的哲学，体现了中华民族的先民们对对立统一的唯物辩证法的思考。

2 榫卯结构的市场需求

2.1 消费者对榫卯的认知

由于生活方式、居住条件以及人们的价值观念发生了变化，现代传统家具产品的风格趋向多元化[5]。对于大多数年轻消费群体来说，传统中式家具过于厚重且昂贵，受极简审美倾向的影响，年轻群体更偏爱简洁精练的家具造型，而在其上添加小部分的装饰点缀能够成为选购家具的加分项。

后新冠肺炎疫情时期，随着我国电子商务的蓬勃发展，消费平台中“居家办公”“收纳”“便捷”“懒人”等关键词的搜索量明显上升，足不出户完成消费行为逐渐成为一种流行的生活方式[6]。同时，由于年轻群体经常搬家，能够便捷拆装从而平板化包装的家具更容易获得这类消费者的青睐[7]。而对于榫卯的结构本身，由于外观上无法展现，消费者并未有更多的要求，但在同等價位上，消费者更愿意购买无金属连接件的纯榫卯家具。

2.2 生产对榫卯的要求

为了适应工业化大批量生产的需要，从提高生产效率的角度，榫卯结构应趋向规格统一化，以适应机械化加工的需要[8]。同时，从生产分工的角度来看，对材质要求较低、通用性强的分体榫相较于整体榫更适用于工业化生产，可由专门的企业生产并供应给需要的家具生产企业。

2.3 家具设计中榫卯的创新应用

近年来，榫卯在家具设计领域的创新应用层出不穷，国内以新中式家具的榫卯创新为主要方向。技术水平的提高，使榫卯结构能在保证力学性能之余，在形式和装饰上作出更大的改进。传统榫卯主要为木质，作为天然材料，木材具有纹理优美、密度小、强度高等优点，但同时也存在干缩湿胀、各向异性之类的缺陷。现代榫卯改良，常通过不同材质的混合使用，弥补木质材料的不足[9]。同时，经过设计师的设计，不同材质结合能形成一种混搭的美感[10]。

3 榫卯优化原则

优化传统榫卯结构并不是完全否定传统榫卯样式，而是在分析研究的基础上有选择性地进行改良，是在现代生产设计语境下，在传统榫卯的基础上，突出其优点，并对其缺点加以改进。对传统形式的完全保留，并不是继承发扬传统榫卯结构的良好方法。对其加以扬弃地改进，才是使传统榫卯结构始终保持生命力的正确途径。基于以上缘由，传统榫卯结构的改造，应当在遵循以下原则的基础上进行创造性的分析和重构。

3.1 实用性原则

榫卯结构在家具中具有连接、支撑、固定的作用，这也是榫卯首先要保证的功能。在榫卯结构的优化过程中，无论如何改变榫卯的外形，都应当确保榫卯满足其作为结构部件应当满足的最低强度和刚度要求[11]。

为了确保榫卯结构的实用性，应当按照国家标准对其进行尺寸设计以及力学测试，确保榫卯能够在家具正常的寿命范围内不发生过大的变形甚至完全损坏。

3.2 可持续性原则

由于传统榫卯的主要材料是天然的木材，从保护生态、避免过度消耗天然可再生资源的角度来看，对榫卯的改良应当考虑可持续性，也就是减少珍稀木材的使用。以清式家具中雕饰华丽的牙板构件为例，由于过分追求美观，提高了木材损耗率，使得材料利用率下降，这显然不值得提倡。在榫卯结构的设计过程中，为了减少木材的损耗，应当“小材大用”，在保证结构强度的前提下，通过小料接长拼宽、分体榫等形式节省木材。除了提高木材的利用率外，也可以从使用其他材料方面入手，在这方面，目前已有运用塑料、金属、混凝土的先例，是一种被验证可行的解决方案[12]。

3.3 结构传统化原则

榫卯并非中国独有的产物，但中国榫卯相较于国外榫卯有鲜明的特点，在造型简洁性和木材利用率方面，与追求外形美观但结构复杂的日式榫卯和采用桁架结构大量使用铁钉的欧美榫卯结构相比有极大的优势。这一方面是由于中国榫卯源自建筑大木作的榫卯结构，另一方面也显示了中国古代匠人追求简练和纯粹的工匠态度。

在榫卯优化的过程中，为了保证榫卯具有中国韵味，同样需要保持传统榫卯结构造型简明、木材损耗少的特点，保留榫卯结构中独有的中国味道和东方美感。

3.4 加工简易性原则

为了保证稳固和延长使用寿命，传统榫卯构造较为复杂，须通过木匠精湛的工艺保证其精准度。但是对现代化机械加工，榫卯复杂的空间构造和感性的尺寸并不适用。多数传统榫卯只能通过CNC加工才能实现，在加工过程中，需要对工件进行多次转向和加工角度变化，加工时间长，对于企业而言，一台动辄几十万上百万的CNC数控机床如此低效的产出，实在是得不偿失。

为了使榫卯结构更易于生产，应从简化结构和改进加工方式的角度进行双向考虑。在当前生产实践中，榫卯加工通过专用加工机器如椭圆榫开榫机进行，大大提升了生产效率。同时，新技术的产生，也提升了榫卯加工的可能性，如3D打印技术，可以实现对复杂榫卯的加工。

4 榫卯优化的设计实践

可拆装家具是由各种连接件和插接结构将零部件组装而成，可以反复拆卸和安装的家具[13]。可拆装家具便于运输，符合家具生产和使用需要。而连接件是可拆装家具的重要组成部分，是可拆装功能的实现基础。榫卯结构因不损害家具本身结构，是可拆装连接件的良好选择。

基于对市场需求的分析和榫卯优化的研究，笔者自主设计了一种通过榫卯连接的可拆装家具方案。以宋代黄长睿编著的《燕几图》中的家具为原型，通过对燕尾榫进行改良设计，原本平面组合的燕几实现了立体组合的功能，其使用范围也得到了拓展，能够满足坐具、承具的功能需要。在面板的待连接侧，设置有符合榫块顶面形状的连接孔，同时连接孔形状与榫块横截面相同，可以将榫块90度旋转后插入，实现上下方向上的连接（见图2、图3），同时榫块与面板颜色相异，起着装饰作用。没有螺丝的使用，降低了安装的难度，避免了多次拆装导致凳子稳固性差。榫卯结构的使用，使得组合块间的结构更加稳定，且组合块不局限于平面的组合，也可完成立体的组合。同时，对不同颜色、纹理、材质的榫块进行搭配，提高了主体的观赏性，能给人带来丰富的视觉效果。

5.1 促进家具产业发展

家具产业是中国经济体系的重要组成部分，同时是中国实体经济在国际市场拥有强大影响力的主要产业之一[14]。榫卯结构作为中国家具的灵魂，在各方面都得到了广泛应用，在生产中具有重要地位。提升榫卯结构的便捷性、观赏性等性能，能为家具在结构和造型方面提供新的可能，满足生产实践和消费者的需求，使我国家具产业持续发展，进一步扩大中国家具在国际市场上的话语权。

5.2 继承发扬中华传统文化

榫卯结构是中国非物质文化遗产，颇具中国韵味。优化后的榫卯结构既传承了传统的结构性能，也融入了对现代美学的思考;既传承了工匠精神、辩证思想等传统文化，也赋予了优秀传统文化新的时代内涵;既满足了生产和消费市场对家具产业的要求，也与改革创新的时代精神相呼应。

5.3 符合环保设计理念

随着不可再生资源的消耗日益增加，社会对提高资源利用效率的要求不断提高。同时，人们生活水平的提高也提升了消费者对资源和环境保护的重视程度，人们不仅在乎产品的质量，而且重视产品的环保程度和文化内核。对榫卯进行优化设计，可以有效提高家具生产中的良品率，减少售后过程中的碳排放，符合环保设计、绿色设计的理念[15]，能为节能减排、保护地球环境出一份力。

6 结语

榫卯结构是中国传统家具的精髓，集简单明确、工艺精湛、实用美观等特点于一体。从消费者的角度来看，随着消费水平的提高，人们的审美趋向多元化，榫卯结构的运用显然不应只限于中国传统家具，而应当适应多样化的家具设计。从生产的角度来看，榫卯优化应当降低其在空间上的复杂度，适应机械化生产的需要。在榫卯优化的过程中，要遵循实用性原则、可持续原则、造型传统化原则、生产简易化原则，与现代家具柔性生产、可拆装设计的趋势相符，保证榫卯的使用寿命，坚持传统榫卯应用精神，从而继承和发展榫卯结构的精髓。

参考文献：

[1] 王子寒，徐伟.可拆装实木桌凳榫卯结构的创新[J].家具，2021，42（3）：44-48.

[2] 杨雪，徐伟.拆装式实木桌几的榫卯结构创新设计实践[J].家具与室内装饰，2019（7）：30-31.

[3] 徐婧瑜.斗拱的設计特点及其对当代设计的影响研究[J].陶瓷研究，2021，36（2）：76-78.

[4] 王加鑫.中国传统榫卯结构的工艺美及其在现代家具设计中的运用[J].轻纺工业与技术，2020，49（9）：46-47.

[5] 薛坤.传统家具榫卯结构的性能与设计进化研究[D].南京：南京林业大学，2013.

[6] 沈诗怡，徐伟.折装式榫卯结构实木家具现状与趋势[J].艺术科技，2019，32（11）：68-69.

[7] 周橙旻，朱诣凡，于梦楠，等.基于年轻消费群心理调研的实木家具设计探究[J].包装工程，2018，39（24）：226-231.

[8] 汤琳，关惠元.基于参数化的榫卯尺寸智能确定方法[J].北京林业大学学报，2021，43（3）：145-154.

[9] 张小玉，李晶.基于榫卯结构的立体装饰画设计分析[J].包装与设计，2020（5）：104-105.

[10] 李臻瑜，周橙旻.金箔在家具设计中的创新应用[J].家具，2020，41（6）：78-82，114.

[11] 周雪冰，董世丽.中国传统家具榫卯结构优化设计原则的探讨[J].家具与室内装饰，2019（11）：63-65.