新型空气净化器创新设计分析

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摘要：伴随着经济的迅速发展，人类在拥抱高度发达的未来社会的同时，正面临着严峻的环境污染问题，健康受到前所未有的侵害，而家庭空气净化器在这样的背景下应时而生，担负着净化空气的作用，为人们生活环境提供清新自然的空气。文章在对空气净化器的架构及目标研究的基础上提出了新型的交互方式，创新性地探讨其在家居生活当中应有的角色，在满足净化功能的前提下使产品与消费者在使用过程中产生自然互动作用，为消费者提供最佳的空气净化功能和用户体验。

关键词：空气净化器；健康；用户体验

引言

自第一次工业革命以来，生产力超乎人们意料的大发展，工厂制取代手工业的巨变导致人类赖以生存的生态环境遭受到了极大的破坏，人类以牺牲环境的巨大代价来大肆摄取自然和发展经济。当今的社会，形形的环境问题俯拾皆是，尤其体现在日渐下颓的空气质量。室外的河流湖泊污染的臭味，工厂的有毒废气，汽车尾气，还有沙尘，让我们不得不更多地待在室内。而室内的空气质量又怎样呢?房间内活动排泄的气体污染，房间外不断飘浮渗入的工业废气和PM2.5颗粒，以及烹饪厨房间接产生的废气都是危害我们身体健康的紧要问题，而新买的家具和墙体的甲醛气体污染，室内装修材料污染等也成为导致室内空气质量差的重要因素。目前室内污染空气症状有：经常容易感冒，出现白血病征兆；非烟环境引起的咽喉不适和呼吸不顺；心胸憋闷，自身免疫系统失衡；易受环境改变影响的过敏性皮质，往往随着环境质量的改善而消失；新装修房子有异味，让人呼吸不好，种植叶子变黄，枯萎。面对如此严重的室内空气污染现状，提出了家庭空气净化器的创新设计课题，目标是设计出一款既能提供清新自然生活环境，又能够完美融合时尚家居生活的产品，创造一种全新的生活方式。

一、新型空气净化器原理

空气净化器具有均衡房间内温湿度，自动监测、过滤空气中的有害物质的家用电器，是在整个家庭生活系统中专门用来净化空气的设备。空气净化的方法分为被动净化和主动净化两种，本文只介绍被动式吸附过滤的工作系统，通风机将外部受污染的空气抽入机器内部，通过机器内置架构（一般设置为二次滤网）把粉尘颗粒附着于滤网，然后通过负离子发生器电离产生负氧离子，或者通过高温紫外线等技术过滤异味和灭菌，达到吸收甚至消除污染物的目的，使室内不断循环释放干净的空气流[1]。

（一）空气净化器的工作原理

1.空气由一个极安静的风扇吸入到净化区；2.在离子发生器中，在强大的负电场作用下，数以万计的高度电子与氧分子结合形成负氧离子迅速向环境扩散形成离子束，正离子被负电场抵消，从而使源源不绝的外部空气不断涌入空气净化器内部；3.清净健康的空气由出风口排出；

（二）空气净化器的过滤净化原理

1.抗菌前置滤网：该设备能够把较大的颗粒状的悬浮污染物进行过滤，与此同时可以杀灭多种细菌。经相关部门的权威机构检测，对于杀灭大肠埃希氏菌和金黄葡萄球菌，抗菌前置滤网有很大的阻断作用。2.释放达到每秒300万个负离子：大部分医学材料证明，负氧离子对人体的神经系统和血液系统有着特别大的影响。空气中的负氧离子浓度高能够充分地舒缓人的精神和焦躁的情绪，通过都大脑乳酸和血清素浓度的调节减缓疲劳感，同时也可均衡荷尔蒙激素的分泌，动态平衡人体系统使其舒适愉悦。3.HEPA高效过滤网层：我们的日常环境中的有害颗粒的体积在通常情况下都大于0.1微米，然而在最低级的工作状态下，HEPA高效过滤网层具有对99.9%的0.1微米大小的污染物实现过滤。因此，HEPA可以吸附和净化绝大部分的细菌，粉尘污染和植物花粉等空气中的有害物质。滤网的构成材料采用没有环境污染特征的聚丙烯树脂——可受热降解为二氧化碳和水释放于环境中而不产生任何污染，与此同时能够消除细菌和病毒。4.冷触媒：冷触媒又称自然触媒或低温触媒——甲醛的克星，它能够强力扫除干净甲醛和苯等对人体有害的物质。对于新装修的房屋和有孕妇、儿童、老人的家庭格外适用。冷触媒在催化氧化反应中起到了中介物的作用，因而其可以长时间地使用不需替换而组成成分却不会减少，是净化过程中的高效催化剂。高效地阻断人类自身免疫力下降和白血病的产生，保证其身心健康发展。对于哺乳期的孕妇而言，冷触媒的催化过程有效预防孕妇流产、胎儿畸形，保证附中胎儿的正常发育。5.改性活性碳：改性活性碳经过相应处理后与普通活性碳的简单吸附原理完全不同。它是通过化学作用充分净化在日常生活中常见的VOC、苯、氨、异味、香烟味、厨房油烟味、油漆味等危害性气体，如：氮氧化合物、SO2、H2S等[2]。

二、空气净化器的设计理念及目标

通过调查研究，初步总结出空气净化器市场的目标群体特点：

（一）目标消费群体

在目前的产业化环境中，空气净化器的用户人群基本上为家庭和团体使用。按照销售目标群体分别为：批发、传统零售、现代零售、团购等。目前大多数的购买者基于是中、高层消费群体，其中包括第一批试用群体。在终端消费人群中多数以女性为中心——功能性、美观性、档次性影响和决定着其购买的欲望。她们是国内的新贵族，一般具有强烈的保护环境的观念以及乐观向上的生活态度，他们喜欢崇尚优雅的格调和国际化的审美需求。总体上，消费者对中国空气净化产品的满意度不高。

（二）购买偏好

在中国东部的一些省份，相对于中国中西部省份而言，消费者经常选购稳定性较高的商品品牌。形成对比的是中西部省份对价格的高低比较敏感。东部省份的消费者在首次选择、比较以后，一般都会按照以往的习惯购买，而中西部省份的消费者一般会根据价格的关系重新选择所要购买的商品品牌。可以说，中西部省份的消费者对产品包装重视程度要远远低于东部省份的消费者。

（三）设计理念及目标

通过设计前的一系列准备工作，充分考虑消费者的需求，提出新型空气净化器的设计理念及目标，（如图3、4）所示：1.避免产品功能杂乱和操作冗杂；2.要考虑产品的个人适用性，使设计能针对于不同的用户的需求，满足呼吸道病人，老年人，儿童，青年，对空气质量的需求不一致的需求[3]；3.充分考虑产品在不同的国家、城市、地区不同使用环境的差异性；4.产品对空气质量的监控与显示要明显，避免消费者抱怨他们不了解当前的空气质量，容易忘记空气净化器的作用；5.造型上的美感达到预期效果。从上述的理论框架上来找寻人能够感受到的自然清新的理念，而这种东西必须是发自本能深处，潜意识下的感受[4]。自然清新包括的主要因素，（如图5）所示。对上述问题进行综合分析，空气处理器的物理功能是净化室内空气，而这种作用从人类诞生时候开始就是由大自然来承担的，从顾客对于室内空气净化的常识也能够看出来，他们钟爱自然，为此确定了空气净化器设计的自然清新的主题。

三、新型空气净化器的创新设计

产品造型采用球形以及几何美学分割，简洁美观，进风口布置在LCD与机体的凹槽处，不影响整体美观，出风口置于上面，就像盆景植物把新鲜空气传输出来一样，圆形上的凹陷与突起处理把空气的流通直观地传达给用户，检测当前空气质量。效果（如图6）所示。植物与花的感受给人是很自然的，用户能够本能地想到产品自然清新的作用，这就有利于提醒用户关注自然环境，时刻保持室内清新空气，维护自身健康。表面模仿自然，喷绘上花草的图案。从而能够在心理上与用户达到一种沟通。开机自检当前空气质量，依据不同的环境质量通过植物生长状态（植物从挺拔到枯萎状态来直观显示室内环境空气的质量由好到坏）和色彩（空气质量的优劣通过植物的色彩表示，从绿色到黄色在到红色，依次反映空气质量有好到坏）直观显示当前室内环境空气质量，（如图7）所示。人们都愿意并且知道在家中放置盆景来净化空气，盆景美就是从用户的这一直觉出发来构想的[5]。采用球形造型，加上几何美学的构成分割。采用智能检测，大面积LCD显示，不同的空气质量会显示出不同的植物生长状态，提示用户。产品便于操作跟移动，捧着的感觉真的很像盆景。最终效果和场景展示图，（如图8、9）所示。结论通过研究空气处理器的工作原理，把科技与自然良好相融合。提出新型空气净化器设计定位为自然﹑清新的理念。在这种理念的指导下，把人们可感知的自然清新理念元素，以及空气处理器在家庭中的存在形式，提出时尚创新的设计要求。从而设计出这样一款本能而直观地满足用户需求，又能完美融入现代家居生活的新型空气净化器。

作者：史耀军 姚佳 吴乃群 单位：哈尔滨理工大学