摘要：文章为解决办公人群在久坐办公过程中易出现亚健康的问题，设计既能满足办公需求又能维护健康的办公家具。通过分析家具参数化设计的缘起、技术平台与特色，挖掘办公家具参数化设计的思路；运用健康设计理念，从办公人群的行为特征入手，显化办公家具健康设计的需求内涵；从触感肌理、身姿变换、动态平衡等方面提出了触面宜人化、形态舒适化、行为平衡化等参数化健康设计策略，为设计师满足办公一族“健康办公”的需求提供了更多设计的可能性。

关键词：办公家具；健康设计理念；参数化；设计策略；健康办公

一、引言

健康设计理念是一个以人为本、全面而又概括的设计理念，不仅指人的身体健康，还包括心理、情感、感官、使用体验等用户与产品交互方面的健康，人们使用健康设计理念下的产品是动态维护和加深改善自身健康的过程。随着时代的进步与科技的发展，越来越多的人从事“久坐办公”，然而这一办公方式易诱发积累性损伤，从而导致了办公人群亚健康现象越来越普遍。“健康办公”成为了人们的共同愿望，由此也对健康型办公家具产生了迫切的需求。基于特定数据结构与算法的参数化设计技术具有独特的生形逻辑与造物思想，伴随着计算机技术的发展开始广泛应用于建筑、汽车、灯具、家居用品、公共艺术等设计领域中，并将成为未来数字化设计的潮流。在家具设计领域，参数化设计在处理动态关联尺寸数据与生成具有拓扑关系的家具形体方面具有显著的优势而开始受到家具设计师们的青睐，并进行了大量的设计实践研究。但是以满足健康功能、建构健康形态为核心目标的家具参数化设计研究鲜有人为，本文以健康设计理念下的办公家具设计为对象，围绕办公人群不同的健康需求层次，探究其参数化设计实现的策略与方法。

二、家具参数化设计概述

（一）家具参数化设计缘起

人类社会已经迈入数字信息化时代，传统家具设计在新技术的驱动下突破了常规思维与手段，向数字化设计创新进行转向。运用参数化设计技术与方法进行家具设计创新正迎合了这一趋势，同时能更好地满足大众日益增长的个性化需求和短周期、低成本的产品市场响应要求。参数化设计（Parametric Design）是以计算机的运算技术为技术支撑，以数据的方式对事物之间的联系进行量化，并将影响设计的诸要素定义成不同的参数，然后借助连接的手段抽象构建生形逻辑，最后通过改变参数取值实现设计结果动态化、迭代化、多样化输出。因此，参数化设计以数据支撑代替主观想象，能赋予家具创新更多的新形态、新功能、新审美，而这些正是家具设计师孜孜不倦所追求的目标。

在家具参数化设计实践中，设计师首先要厘清各种设计影响因素，再建立数据与形态之间的逻辑关系，然后通过在区间内改变参变量的数值来调节与迭代形态，最后确定方案，整个过程高效且开放，设计结果多元且精确。参数化设计先锋扎哈·哈迪德（Zaha Hadide）借助“游牧”（Nomadic）参数化思想定义了一个具有流动几何形态的坐具Belu Bench（图1），仿如一个有机的单细胞体，兼具了靠、坐、躺等功能，并展现出连续性、灵动性、舒适性的造型特色。

（二）家具参数化设计思维

当前，在家具设计领域，参数化运用秉承两类设计思路：一类是参数化实现设计，如Pro-E、UG、Solidworks等设计软件，通过尺寸驱动预设的固定生形命令生成家具设计模型，同时在零件模型、装配图、工艺图等之间建立全相关性，对其一尺寸进行修改，整套设计模型与图纸自动更新，体现出了一定的高效性与智能化，但是在进行设计创意过程时，此类参数化技术自由度较低，基本是预设方案的计算机表达，设计难以突破；另一类是参数化主导设计，根据数据之间的拓扑关系，构建参数化系统，建立完整运算规则体系，从而直接由计算机生成家具设计方案，不仅自由度高，而且灵活多变，为设计带来了无限可能。

参数化主导设计类中的可视化编程技术因设计过程可视化、精简化而大大降低了家具设计师的应用门槛，即使没有编程基础也能快速掌握，应用较为广泛的有Rhino+Grasshopper（RH&GH）组合。GH是依托RH建模平台的可视化参数设计插件，其将根据不同功能编写而成的复杂算法程序进行打包，并以电池形态呈现，设计创构就是选择与连接电池组，并通过参数调整对形态进行控制，同时在RH模型视窗中实时呈现。本研究所述的家具参数化设计也是围绕RH&GH进行展开，其方法过程如图2所示的蘑菇椅设计（作者自制），首先在RH中创建1个正方形线框与4个点，然后在GH通过获取的方式将其作为初始图元，接着按照构想的生形逻辑拖拽入对应的电池并完成连接，再通过设置参数与调整参数值控制生成数字形态，最后择优定型并烘焙成实体。

（三）家具参数化设计特色

参数化设计在当前数字语境下已经成为家具设计创新的新突破，数字思维、数字生成、数字建造等一系列的数字解已经成为家具设计师的新技能包，掌握参数化设计技术在创新思维、满足需求以及智能制造诸多方面具有突出的优势与特色。

1.创新设计方法

传统家具设计方法是线性的，概念与方案之间一一对应，而参数化设计的数字变量、拓扑变换、生态等思维模式是非线性的，能减少创新中的人为干预，保持过程的开放性，并彰显：力与美可进行描述，生物生长与自然集群可进行表达，数字与艺术可进行映射，人与自然可进行关联。

2.满足个性化需求

家具参数化设计能更好地适应当前这一多变、多元化的社会语境，快速迭代与连续变换为设计筛选提供了更广阔的空间以从容地应对未来发展的不确定性。社会生产力的发展造就了大众个性化消费需求的不断增加，而设计定制已成为参数化设计的标签。与此同时，其设计过程的开放性与交互性允许用户以设计师的身份参与设计，实现了最终的设计成果与用户的心理预期零距离衔接，有效提升了个性化需求的满足度。

3.提升设计效率

家具参数化设计从初始概念到方案生成，再到生产制造，能创建完整、有章可循的全相关链。从高效的实时处理能力所体现出来的用户需求快速响应机制，到设计师与工程师之间流畅化的协同创新，再到后期的模块化编码无缝衔接智能制造（如3D打印、CNC数控加工等），大大缩短了设计开发周期、简化了原型测试过程，降低了成本。

三、办公家具健康设计需求分析

（一）办公家具健康设计需求兴起

以往的办公家具设计注重家具的使用功能，以高效办公为设计目标导向。快节奏、高强度的现代办公迫使人们选择持久静态的坐姿开展工作，而这一工作模式直接导致骨骼颈椎长时间屈位、肌肉长时间收缩、神经长时间受压迫等，严重破坏了人的生理平衡，是造成亚健康的根本原因。据中国科协的调查结果显示，目前办公室人群的亚健康比例高达76%，处于过度疲劳状态。防止出现亚健康，预防是关键。国务院在《“健康中国2030”规划纲要》中就突出了健康中国建设中坚持预防为主的重要性。这进一步要求传统办公家具设计进行转型升级，具有“康养”功能的健康型办公家具应运而生。

健康型办公家具不仅有助于办公人群的健康保护和健康治愈，而且有助于提升工作积极性与团队协调力。在设计实践中，要不断更新思维，创新形式，注重行为、情感方面与用户深层次的互动，引导健康的工作方式，营造舒适、高效、便捷的现代办公氛围，从而激发员工的信赖感和归属感。在寻找更好的“人—物”关系中，健康作为关键词已融入于绿色设计、可持续设计、情感化设计（或个性化和关怀设计）等设计探索中，并体现出了人性趣味、生态环保、动态可变、人工智能等主流设计趋向。大数据技术的发展与应用让每个人都能更全面地进行自我认知，促使设计服务用户从群体向个体转变，个人的生理、心理、生活行为等健康要素成为了设计的切入点。细分到办公家具设计领域，针对群体性特征与行为的健康设计满足向独特个体的健康需求满足转变，正好能发挥出参数化设计的技术优势。

（二）办公家具健康设计需求层次

对于办公一族来说，健康型办公家具不仅要有满足办公行为的基础功能，而且要有益于健康的人性关怀功能。进一步讲，现代健康设计理念下的办公家具设计要以人的全面健康为出发点，以人机健康优化和情感化满足为目标，能从人的生物学角度优化处理人与家具的相互间关系，造型符合视觉与感觉需要；在使用上体现出良好的交互性，突出便捷性、流畅性；在情感处理上能给人以温度。这一健康内涵贯穿于马斯洛需求理论中的生理层至自我实现层，体现出丰富的内涵。（表1）

办公家具的健康需求可分为显性、隐性与潜在三类：

1.显性健康需求

显性健康需求以人的生理尺度与特征为依据，赋予办公家具功能完备、使用便捷、尺度适宜等产品属性，并且能够主导或辅助用户多种姿态的自主迁移，达到生物学范畴的“动态平衡”健康状态。以办公座椅为例，构成显性健康要素包括舒适的形态、可调节的结构以及亲生物的材料，为了达到自我健康状态，不同的用户将会要求不同尺寸的坐高、坐宽、坐深，不同的靠背曲线与仰角，不同的表面材料与肌理等，从人机工学的角度深度迎合生理需求。

2.隐性健康需求

人们使用产品是一种互动行为，会产生一定的感受，如果用得顺利且舒心，则会产生积极的情感体验。隐性健康需求则以情感化要素为设计内容，符合办公人群的心理预期，轻松的元素、有趣的细节、诙谐的形态等均有助于用户获得愉悦感、归属感，感受到被关爱、被尊重。如触感体验是评价办公家具优良的重要指标，不同的人对触觉的感受受到自身的记忆与联想功能的影响，如一个喜欢与大自然亲近的人，对于触摸到木质材料的办公家具更有亲切感，因为木质材料的触觉感受更容易让他联想到与大自然中花草树木接触时的感受。

3.潜在健康需求

潜在健康需求以个性化设计表达为手段，内含个体的文化认同与精神语意，产生特有的艺术满足感与用户体验感。人们在初次接触产品时会产生第一印象，然后会在使用经验的基础上升级成为高层次文化认同的审阅。当一款办公家具符合用户个性化需求预期时，用户会强化身心与产品意义的共鸣，从某种程度上达到马斯洛需求理论中自我实现层的需求满足。从这一角度来看，著名的红黄蓝椅以最简洁的造型与色彩阐释了诗意的境界，亦能成为高阶的健康型办公椅，深受特定用户群体的喜爱。

四、办公家具参数化健康设计策略

办公家具参数化健康设计的核心是把办公家具的设计因素转化为数字变量，通过数据转化与逻辑连接生成模型，并以调节参变量的数值大小来改变模型，以健康评价指标来筛选与优化模型，最后确定符合设计目标预期的设计成果。设计实践中可从触面、形态、行为等三个维度来寻求解决方案。（图3）

（一）“触面—宜人”策略

“触面—宜人”策略是运用参数化表皮生成方法对办公家具的接触面进行创新设计，通过提升用户使用时的触感与视感实现健康维持与促进。办公家具是办公人群的直接媒介，其与人体接触的界面是否有益健康成为了设计师设计的切入点，构造出良好的表面肌理与选择应用生态功能材料是行之有效的方法。好的触面肌理具有良好的温感与压感，反之，如处理不好，易产生发闷、发黏等负性体验，直接影响皮肤的健康。

参数化设计中强大的表皮生成功能为办公家具的触面肌理创新提供了无限可能，其生成过程包括整体网格的划分、表皮单元形态的控制以及表皮单元形态的组织。具体为：设计师首先进行概念构思，包括整体网格的形状与数量大小、表皮单元形态的凹凸关系与样貌，确定想要表达的整体形态与表皮意向；然后将确定的基本概念进行抽象化处理，在GH中通过选择功能电池并实施连接来制定表皮实现的规则与算法；接着将规则算法进行分解与细化为相关参数，并通过转译生成计算机能够识别的数字代码；最后通过调整优化与输入不同参数值驱动生成镂空透气、软硬适中的健康型表面肌理。采用上述方法设计生成的方案往往会有较强的形式感与韵律感，有助于用户的情绪调节。Vornior办公椅（图4，作者自制），座面与靠背一体化参数Vornior多边形表皮建构，镂透造型，与生物纤维材料有机配合，为用户提供物质性健康支持与独特的视觉观感。

（二）“形态—舒适”策略

“形态—舒适”策略是以办公人群的生理尺寸为参数，结合人体结构特征与健康姿势，借助参数化手段实现办公家具的造型塑造，突出家具形式的舒适性与办公姿势的变换性。办公家具的形态决定办公姿势，健康姿势则可以保持人体各部分机能处于自然状态，维持系统的健康循环。舒适的倚靠，合理的支撑，再提供多姿势的平行选择，这样的办公家具能建立办公与休息之间的自主缓冲，实现生理与心理应力的天性释放，潜移默化中达到健康预防的效果。

以创建健康形态为目标的办公家具参数化设计过程包括确定设计目标、设置形状和位置参数、衍生产品几何模型。其中设计目标是从功能、结构、制造的角度来确定，形状和位置参数主要通过程序参数、图形参数、在线交互参数来设置。借助参数化手段设计而成的产品模型能较好地体现设计意图，在后续的组织生产过程中也体现出了工艺准备简单、加工检验智能化等优势。“旋涡”椅（图5，作者自制），具有办公休闲一体的功能特色，形态上模拟水流中的旋涡造型，动态弯曲的线条造就多形态的座位布局，提供使用者多元化办公姿势选择，具有十足的情感张力，满足主动式健康的判断与舒适使用。这种以自然规律构建设计逻辑，以数字化形式再现自然的办公家具形态带着人们心理上的舒适感，体现出造型与功能生态化的特色。

（三）“行为—平衡”策略

“行为—平衡”策略主要是运用参数化技术处理协调各种要素交织而成的复杂的健康功能系统，生成具有动态平衡功能的策略性与艺术性方案。现代办公主要是阅读书写与操控电脑，这决定了具有端坐、倚靠、支撑辅助的近体办公家具能向使用者反馈位置感、方向感、状态感、力感、动感等信息。现代健康设计理念认为动态平衡是维系健康的最根本的行为方式。再舒适的坐姿，长时间的压力积累，导致局部肌肉感觉僵化，不利于健康。而使用动态平衡功能的办公家具会无意识引导办公姿势的微调节，使人处于温和运动中，从而预防疾病，促进健康。

动态平衡的办公家具参数化设计以弹性支撑为功能表达，将身姿的位置、方向、力度等作为参变量，以身姿不同状态的满足考量对方案进行拓扑，以区间值的形式输入对方案进行迭代，为办公姿势的动态调节提供了多重可能性。身姿不同状态的自主迁移能塑造动静互补的行为方式，还有助于高效办公、快乐办公。自主调节式的变形虫办公椅（图6），设计师钟龙昌根据座椅使用的情境需求和使用者的形体特征定义了座椅的使用面积、使用姿态、支撑重量、接触点数量等参数，经过特有的路径设计，结合GH中的Ameba拓扑优化软件求解出传力合理并且可弹性调节的座椅造型，凸显个性化、健康化。

五、总结

办公人群的亚健康问题越来越普遍，如何对办公家具进行健康化设计成为了家具设计师的新关切。本文将健康型办公家具的设计作为研究目标，结合参数化设计方法，从触面、形态、行为等三个维度提出健康办公家具参数化设计策略，拓宽设计理念，提升设计品质，为促进办公行为向健康办公转变进行了新的阐述与探索。科学技术高速发展，信息化、智能制造、大数据等技术的广泛应用改变了传统办公家具的设计模式，提供了更开放、更多元的设计思想与手段，为亚健康问题的改善或解决提供了多样化的路径。

浙江省教育厅科研项目（Y202146827）《基于健康促进理论的办公家具设计研究》阶段性成果之一

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