防霾口罩科技論文
最近幾年，霧霾橫行肆虐，給人們帶來了巨大的危害，佩戴防霧霾口罩是應對此種情況最經濟實惠且行之有效的方法。這是小編為大家整理的，僅供參考!
篇一
防霧霾口罩造型與裝飾設計研究
摘 要：最近幾年，霧霾橫行肆虐，給人們帶來了巨大的危害，佩戴防霧霾口罩是應對此種情況最經濟實惠且行之有效的方法。然而市面上常見的口罩多數注重功能，外觀的設計比較缺失，對於人們個性的審美需求更是考慮的極少。文章針對此種情況，以大學生創新創業訓練專案為依託，進行了較為深入的調查與分析，並結合自己的專業提出了一系列解決方案，在此過程中也從實踐中得到的一些經驗和體會，希望能為相關方面提供一定的借鑑。
關鍵詞：霧霾;口罩;造型;裝飾設計
檢 索：
中圖分類號：J022 文獻標誌碼：A 文章編號：1008-2832***2015***11-0089-03
Research on the Design of Anti Haze Masks and Decorative Design
FENG Luan，TAO Shuang，DENG Qing-min ，LIU Jia，SHI Wei-fang
***School of Fine Arts， Tianjin University of Technology， Tianjin 300384， China***
Abstract ：In recent years haze ***or smog*** runs rampant， which brings great harm to hum-being. Wearing anti-smog face mask is a affordable and effective methods to deal with this situation. However， in terms of design， most of the masks which are pretty common in everyday life are more focused on functionality without paying attention to the appearance， and rarely taken into consideration of the aesthetic needs of people. In such cases， we conducted a thorough investigation and analysis， combined with our professional， proposed a range of solutions. We also got some experience from the practice of the process， hoping to provide a reference for some relevant aspects.
Key words ：haze; masks; modeling; decoration design
Internet ：
一、引言
環境汙染與我們每個人息息相關，日益嚴重的霧霾天氣是近幾年關注度極高的問題，其影響範圍大，持續時間長，含有大量對人體有害的飄浮顆粒物，通過呼吸系統直接進入人身體內部。對人類的健康造成了極大的損害，不容忽視。據研究顯示，當PM2.5濃度每增加103微克/立方米時，居民全部死因的超額死亡風險會增加2.29%，滯後時間在1-2天。心腦血管疾病增加的超額死亡風險更高，為3.08%。
針對此，人們發明了專業防霧霾口罩來捍衛健康，作為外部防護措施也起到了切實有效的作用。然而專業防霧霾口罩造型單一，裝飾單調，且工業化生產所帶來的機械冷漠，導致人與人之間、人與產品之間產生了距離感和陌生感。因此對其進行造型以及裝飾設計，有著重要的現實意義，既達到防霾口罩個性化、藝術化、多元化的目的，同時力求通過設計，實現有美感的綠色環保生活。
二、現狀分析
防霧霾口罩因其專業特點而受到了人們的青睞。那麼什麼是防霧霾口罩呢?要明白這個問題，我們首先要知道霧霾中的成分有哪些。根據有關實驗及檢測，霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成。顆粒物的英文縮寫為PM，北京監測的是細顆粒物***PM2.5***，也就是空氣動力學當量直徑小於等於2.5微米的汙染物顆粒。說白了，防霧霾就是防止顆粒物進入呼吸系統，那麼具有此項功能的口罩到底應該具有什麼樣的特徵，什麼樣的標準，國內外有什麼區別，到底哪種更加有效，我們對其進行了一個調研。
***一***常見防霧霾口罩型別及效果
目前我國顆粒物防護口罩有不同的過濾效率級別，不同級別由產品所適用的標準所規定。根據中國國家標準GB2626-2006防顆粒物口罩被分為KN 和KP類。KN 類的口罩只能過濾非油性顆粒物，比如：粉塵、酸霧、漆霧、微生物等。KP類口罩則既可過濾非油性顆粒物，又可過濾油性顆粒物。油性顆粒物比如：油煙、油霧等。根據過濾效率的不同，又有90，95，100的差別，分別指在標準規定的測試條件下最低過濾效率為90%，95%，99.97%。PM2.5顆粒大部分屬於非油性顆粒***汽車尾氣除外***。通常90%過濾效率級別可用於各類低毒性粉塵的防護;95%過濾效率級別適用於煙、高毒性粉塵以及病原微生物;99.97%過濾效率級別適用於毒性更高、危害更大的顆粒物，如放射性塵埃、致癌物等。此外，還有國際上還有美國NIOSH ***國家職業安全健康研究所***認證 、歐洲標準***EN***認證 。
而能達到此類標準的已經是專業級別的防塵口罩，通過原理是在風機的作用下，氣體從入風口進入測量腔中，檢測儀可以檢測測量腔中的PM2.5值的實驗發現，3M口罩N95級別的產品過濾效率可以達到98%。微銀帶氣閥的口罩過濾效率達到99%。此類產品從防霧霾效果來看真是當仁不讓。帶夾層濾芯的口罩，由於空氣不但從濾芯中穿過，而且從周圍的布料上穿過，過濾效率達到47%。 醫用一次性口罩因其價格低廉、佩戴方便、質地輕盈、無需清洗等優點而受到很多人的選擇，濾性是43%。
棉口罩，幾乎沒有過濾PM2.5的效果，過濾效率僅為4%。
***二***常見防霧霾口罩材料
常見防霧霾口罩根據其型別可以簡單以是否更換濾芯分為兩類，不需要更換濾芯的口罩，通常以無紡布作為基本材料，更換濾芯或者濾盒的口罩除了母體是由一種抗菌面料形成的保護層，材質為碳纖維氈墊、高分子織物、多層超細纖維、無紡布等之外，中間為保暖夾層，最後是加入了無粉塵顆粒活性炭、經過奈米銀殺菌劑技術處理的濾片。每個濾片都經過微靜電處理細微顆粒主動吸附在過濾片上，可起到防氣味、防低毒、防油煙、防灰塵、防霧霾、防PM2.5的作用。
***三***常見防霧霾口罩結構及工作原理
防霧霾口罩的結構可以分為罩杯式、縱向摺疊式和橫向摺疊式三種形狀。
罩杯式：口鼻距離口罩主體有部分間距，使呼吸空間變大，佩戴更為舒適。***圖1***
縱向摺疊式：在口罩主體中間沿縱向摺疊，摺疊後不佔空間便於攜帶。***圖2***
橫向摺疊式：既有罩杯式的空間，又有縱向式的方便。***圖3***
而經過觀察以及在調查一定量的人群之後，我們發現多數人尤其是年輕人更偏向於縱向摺疊式的布口罩，我們對其進行了剖解和分析。
發現以下幾點，第一，此型別口罩佩戴相對舒適，比起其他防顆粒物口罩，這類口罩，材料為棉布類，比較柔軟，同時耳掛也相對寬鬆。第二，此類口罩可以通過濾芯過濾PM2.5、PM10等顆粒物實現一定的防霧霾功能，而配置濾芯的母體可以長期使用。第三，相比較工業感十足的專業防塵口罩，此類口罩外觀、顏色、花紋等可選擇空間更大。換句話說，儘管防霧霾做不到最專業，但是綜合性較強。
***四***常見防霧霾口罩問題
通過調研，我們也發現了專業防塵口罩在現今霧霾肆虐的環境下所處的窘境，與其自身的短板是密不可分的。儘管那些符合國家標準或者國際標準的防塵口罩有很好的防霧霾功能，但是工業化的生產使產品更注重其功能的實用性以及大批量的生產所帶來的經濟效益，而出現許多“殭屍產品”。這類產品功能強大但是缺乏設計美感，忽略了使用者內心訴求。造型單一，裝飾單調，無法滿足人們彰顯個性的需求，更進一步導致人與人之間、人與產品之間產生了強烈的疏離感與陌生感，並且存在長時間佩戴不舒適的問題。包括耳部的不適，面部貼合度不夠，口罩和麵部的摩擦容易產生面部疲勞感等等。
三、造型及裝飾設計方案探求
針對於設計美感的缺失和佩戴不適的問題設計者針對性地進行裡兩個方面的研究。分別如下：
***一***造型設計
1.造型設計思路
產品造型是產品外在形態的確立和構成。產品造型不能理解為外在形式上的美化和裝飾，而是隻產品內部結構和外在形式和諧統一、有機結合的美。產品結構設計的是工程技術的問題，而產品的造型設計則涉及審美、形式、認知三種功能的綜合性設計課題，與多種學科相關聯。在口罩的設計過程中造型設計至關重要，在不影響口罩本身的功能性前提下，設計者對其造型進行更加人性化、自然化、情感化的設計。
根據市面上現有口罩存在的問題，本著以人為本的設計理念協調人機關係在人體頭部進行肢體活動的空間範圍內找到最貼合人臉面部及耳脖的佩戴方式。使得口罩能滿足不同佩戴者的功能需求，從而實現以人為本的設計理念。
2.造型設計方案
在現有防霧霾口罩的結構基礎上，結合實際可替換濾芯口罩在功能和造型特點進行改良。為了使口罩與面部更加貼合，將原有用來固定口罩與鼻樑間貼合度的可摺疊性鋁條進行延伸至眼角下方，同時擴大口罩覆蓋範圍，這不僅提高了口罩的過濾效率，也使口罩的佩戴更加舒適。
***1***按季節可劃分為薄、中、厚三種款式，分別適用於春、夏、秋、冬四個季節。
薄款適用於夏季等炎熱天氣。薄款的設計去掉了口罩中間的保暖夾層，同時母體的外層採用高分子織物、多層超細纖維等材質，在保證其功能性的前提下使得口罩更為透氣輕便，更適用於夏季的佩戴。
中款適用於春秋等極易產生大風沙塵天氣。所以在設計上更注重防護性。加固了外層的防護功能，使其更好的過濾空氣中的毒害物質。
厚款適用於冬季等寒冷季節。利用無紡布外層和保暖夾層使口罩更加保暖透氣，抵擋冬季的寒冷給使用者帶來更多的健康與溫暖。
***2***按照佩戴方式同時可實現耳帶式、頭帶式、頸帶式三種佩戴方式。利用可調節的活塞可根據使用者面部及頭頸部隨意調節大小，使口罩更加貼合用戶面部，使使用者佩戴更為舒適。
耳帶式是最為常見的佩戴方式，利用富有彈性的帶子掛在耳背從而起到固定效果。這種佩戴方式方便快捷，適合經常穿脫。
頭戴式在佩戴之前首先將固定在口罩上的頭帶一段一段拉伸，然後用口罩托住下巴將頭帶拉過頭頂。這種佩戴方式較為舒適，適合長時間佩戴。
頸帶式首先將頸帶向後拉過雙耳將兩根頸帶用塑料連線勾固定於頸後。這種佩戴方式介於耳帶與頭帶之間，適合佩戴眼鏡與帽子的使用者使用。
經過分析以及不斷的試戴和調配，使得口罩不但能滿足不同佩戴者的功能需求，同時更加更加貼合面部使使用者佩戴更為舒適。
***二***裝飾設計
裝飾藝術作為一種古老的藝術形式，是人類表現美的一種方式和途徑。是為了使生活富有美的藝術效果，在並不完美的載體上進行點綴，加強整體的藝術效果，以滿足人類的內心對美好事物的嚮往。同時也是人類情感的傳播載體。
著名設計師原研哉曾提出“感覺方向的設計”，把“觸覺”這個詞意為與觸控的感覺相關或是觸控舒服的。為了避免使用者在使用產品時產生內心疏離感，裝飾的設計顯得尤為重要。
1.設計構想
通過對傳統口罩結構的重新設計，布料的選擇，大膽的配色，加上外在形式的獨特表現，使口罩的更加醒目。本著這樣的設計觀念，結合色彩心理，對現代缺乏裝飾性的口罩進行裝飾設計，加入更多流行元素。 設計者根據口罩的結構對其進行口罩裝飾設計，立意構思，方案可實施性，草圖的表現，最終定稿，每個環節都需要設計者慎重考慮。完成後，口罩不僅有本身的功能，更能解決口罩不美觀的麻煩，使口罩像是佩戴配飾一樣起到畫龍點睛之筆。
2.裝點與修飾
面對現代缺乏裝飾性的口罩，設計者在其表面加入更多設計元素。比如現代流行的動畫電影主角，有創意的趣味圖案，人物和動物的線條抽象表達等。根據各個年齡段進行劃分，兒童喜歡的卡通形象，上班白領偏愛的簡單色塊，老年人更喜歡的植物花卉。***圖4***
如採用有創意的趣味圖案來提煉動畫電影主角的原型，通過各類織成品、無紡布在二維的平面形態中運用褶皺、拼貼、包裹、縫製、堆砌等表現手法，突破面料原有質地和效果，將無形化為有型，豐富了造型的輪廓並賦予它獨特的肌理效果。在保證功能的前提下使其更適合少年兒童的佩戴。
為了更好的滿足上班人群的心理訴求，設計者採用線性纖維造型，運用絲、棉、麻等製成的細長的而可以任意曲折的東西，具有很好的柔韌性和延展性。運用編、織、盤繞等手法將纖維最原始的狀態最本質的特性呈現於口罩的外形之上。在疊加交錯中中產生遮遮掩掩的錯覺和幻覺。在可視可感的狀態中感受視覺肌理和觸覺肌理給使用者帶來的全新體驗。
將口罩與傳統圖形相結合也是大家探討的一個方向，刺繡和扎染是設計製作過程中具體選擇的形式，有突出的視覺效果，也是對傳統文化的傳承。***圖5***此外，配色的不同也可以從性別上加以區分，暖色適合女性，例如紅色、黃色、橙色等。冷色或深色更適合於男性，例如藍色、深綠色、黑色等。這種運用了不同裝飾藝術形式的產品看似簡單卻能讓使用者在設計中找到歸屬感喚醒心靈深處的情感密碼，豐富的表現手法讓產品裝飾主體與裝飾有機的融為一體，構成整體的完美和諧。
四、總結
在全球一體化的今天，大多數人更願意追求自己的審美，彰顯個性，同時又十分注重安全與健康，因此，實用並不是人們唯一的選擇。對防霾口罩的造型及裝飾加以設計，打破現有防霧霾口罩造型單一，款式老舊的格局，圍繞“以人為本、彰顯個性”的主題，可以實現群眾更加貼近自然的舒適度，減少了人與人之間的距離感，增加了生活情趣。在滿足不同年齡、職業的消費群體需求及愛好的同時，還有助於促進產業的發展，杜絕不必要的浪費，形成生態環保的良性迴圈。
參考文獻：
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[3]原研哉.設計中的設計[M].桂林：廣西師範大學出版社，2010.
篇二
霧霾天,口罩戴不戴?
2013年1月11日的隨後幾天裡，我國多個城市遭遇霧霾天氣，空氣汙染指數紛紛爆表，很多地方甚至釋出了最高級別的霾橙色預警訊號。
頻繁出現的霧霾天氣，已經讓國人由厭惡轉為恐慌，許多人開始尋求防霾的方法。一時間網店防毒面罩熱賣，一些商家出售的自稱可“專防PM2.5”口罩更是賣到爆。但是霧霾天氣戴口罩到底有用嗎?我們該如何正確選擇口罩?PM2.5口罩真的靠譜嗎?
傳統紗布口罩不能少於12層，最好每天消毒
市場上口罩品種眾多，按分類來說有民用口罩、醫用口罩和工業口罩三大類，其中工業口罩主要針對工礦企業，市面銷售並不多。目前醫用口罩和工業口罩都有專業標準，市民可按不同需求進行選購，但民用口罩並無專門的安全標準，挑選起來很令人糾結。現在許多年青人都喜歡挑選一些精美的時尚口罩，可是這些時尚口罩沒有標籤、沒有生產廠家，甚至屬於“三無產品”。另據專家介紹，時尚口罩只能起到保暖和美觀的作用，很難過濾灰塵和細菌，在霧霾天使用作用並不大。
除了時尚口罩外，市面上常見的口罩還有兩種：一次性普通醫用口罩和醫用脫脂紗布口罩，這些口罩雖然用於醫護人員工作時佩戴，但普通購買者也大有人在。這兩種口罩的防護效果在醫用口罩中相對比較低，主要用於“保護呼吸道免受有害粉塵、氣溶膠、微生物及灰塵傷害”，對細小顆粒的阻擋效果較差。
不過醫用脫脂紗布口罩可以反覆使用，比較經濟實惠。“在選購的時候最好選擇紗布層數不少於12層，並且從紗布的密度上看，緯紗每釐米不少於9根的。 在用的時候最好多準備幾個，每天都消毒。”據一位有20多年一線工作經驗的護士介紹。
N95口罩防護級別最高，但不宜久帶
一些謹慎的人甚至還會千方百計地尋找防護效果更好的醫用口罩，以確保達到最佳防護目的。目前，醫用口罩主要有三種：普通醫用口罩、醫用外科口罩以及醫用防護口罩，它們有著嚴格的技術標準和使用規範。
在醫用口罩中防護效果較好佩戴比較舒適的就是醫用外科口罩了。外科口罩看上去雖然和一次性普通醫用口罩差不多，但它裡面含有熔噴布濾料，對非油性顆粒的過濾效率一般在30%以上，可以阻擋粒徑大於或等於0.075微米的粒子，即能有效阻擋PM2.5顆粒。
醫用防護口罩是目前防護能力最強的口罩，對非油性顆粒過濾效率達到95%以上，根據濾料不同它們通常又被稱為N95口罩。非典和甲流爆發時，這種口罩在呼吸傳染病房被廣泛使用。N95型口罩常用於呼吸道急性傳染病的防護，包括某些微生物顆粒***如病毒、細菌、黴菌、炭疽桿菌、結核桿菌等***及有害氣體、重金屬等，“其最大特點就是可以很好地阻隔由患者撥出或咳出的飛沫及患者體液或血液飛濺引起的飛沫傳染。飛沫的大小為直徑1至5微米。”
據專家介紹，N95還有個“姊妹”KN90，兩者的差別在於口罩對顆粒物阻擋作用的大小不同，兩者皆使用粒徑0.3微米的顆粒進行測試，KN90阻擋顆粒效率為90%，而N95阻擋效率為95%。
N95雖能過濾95%的PM2.5顆粒，但在專家看來，普通市民使用並不太實際。N95口罩質感較硬，防護材料較密閉，透氣性差，呼吸起來較不通暢，長時間佩戴容易出現缺氧，如果使用不正確會導致疾病甚至死亡。
所以專家提醒，佩戴N95這種專業防護型口罩要經過培訓，否則容易造成呼吸困難。對於特殊人群，比如兒童、老年人、患有呼吸系統疾病和心血管疾病的人來說更要謹慎選擇。相比之下，KN90型口罩更適合普通人，雖然口鼻處也有一些悶，但對正常工作生活沒有影響。
PM2.5防不勝防，應提高自身免疫力
至於網上熱銷的自稱可抗菌、防塵、防PM2.5的專用口罩，專家表示，它們大多數是仿醫療口罩，效果還沒得到論證。如今，國家也並未出臺PM2.5口罩的相關行業標準，可見市面上所售的大部分概念口罩，很多隻是噱頭。
中山大學附屬第一醫院呼吸內科教授、內科ICU主任曾勉認為，老百姓對灰霾天沒必要過度緊張，尤其沒必要佩戴過於專業的防毒口罩。如果想圖個心安，常見的口罩都能抵擋少部分有害顆粒，而且在更多情況下，口罩只是在特殊的環境中使用，例如在人多、空氣混濁不流通、流感高發的地方等。
“再者，PM2.5也真有點防不勝防。”曾勉表示，“粒徑10微米以上的顆粒物，會被擋在人的鼻子外面;粒徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物，能夠進入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會被鼻腔內部的絨毛阻擋，對人體健康危害相對較小;而粒徑在2.5微米以下的細顆粒物，直徑相當於人類頭髮的1/10大小，不易被阻擋，有毒顆粒對氣道粘膜會造成損傷，導致纖毛清除功能下降，為細菌入侵呼吸系統創造條件，可誘發支氣管炎、哮喘甚至肺炎。”
醫用口罩不能久戴、普通口罩沒用，灰霾天我們究竟該怎麼辦?曾勉表示，“戴口罩只是預防呼吸道傳染病的方法之一，最重要的是要保持良好的生活習慣，提高自身免疫力。”
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“隱形口罩”上海上崗
近日，上海交警的祕密武器“隱形口罩”在街頭悄然上崗。儘管目前這款屬於非警用裝備的“隱形口罩”還處於試用期，交警可根據實際情況自行佩戴，但這款“神器”已成了人們熱議的話題。
據上海松江交警處介紹，目前交警總隊已配發給各區縣交警支隊的一線執勤民警與交通協管員240多個隱形口罩試用。這種隱形口罩並不遮住嘴巴，它更像兩個小鼻塞，佩戴時只需塞進鼻孔即可，之後其中的活性炭就能自動隔離粉塵，並不影響正常呼吸。這樣交警佩戴上就既能防止吸入粉塵，又能吹哨喊話了。
雖然這款“隱形口罩”目前還未定論究竟會不會完全推廣，但網上有關“隱形口罩”的售賣卻已火熱開始了。在淘寶網打上“隱形口罩”關鍵詞，可以搜到了一百多家店鋪。這些網店的多數產品類似鼻塞，關於其功能說明顯示，該產品可濾淨空氣汙染物，包括灰塵、PM2.5、汽車尾氣、花粉等。
據瞭解，“隱形口罩”售價有幾十元到上百元不等。產品大多為進口，產地有日本也有韓國。而且為了吸引顧客，有不少廠家推出的產品還自稱“適合東方人鼻孔大小”。一位上海的淘寶店主稱，由於近期多地出現持續霧霾天氣，“隱形口罩”銷量非常不錯。
“隱形口罩”究竟能不能為長年在路口工作的交警帶來健康?“從產品理念來看，塞進鼻孔，如果其中有活性炭，一定程度上能夠隔離粉塵，特別是交警，本身吸入汽車尾氣粉塵機率較多，佩戴後應該有一定效果。”不過，浙江省中醫院的戴醫生表示，構造如此簡單的“隱形口罩”只能“擋擋灰”，對於PM2.5是沒用的。“PM2.5是指大氣中直徑小於或等於2.5微米的顆粒物，隱形口罩再怎麼給力，也要留孔給人呼吸、通氣，PM2.5‘身形瘦小’，可以進入鼻腔然後進入肺部。”