NUO EKO-DIZAINO KULTŪROS
IKI MEDŽIAGŲ STRUKTŪROS
Dr. Inga Valentinienė
1 etapas4. Ekologiškų dizaino objektų projektavimas: KONSTRAVIMAS
Reikalavimai ir standartai, kaip pamatas
saugių baldų konstravimui
Baldai, tai patys pagrindiniai žmoniją supantys objektai ir kasdieniai palydovai. Net ir neišsivysčiusios ekonomikos šalių gyventojai naudoja, gal ir primityvius, bet jų gyvenimo kokybę palaikančius baldus. Visi jie gaminami pagal žmogaus kūno parametrus – matmenis, svorį ir judesių amplitudę. Nuo šių parametrų tiesiogiai priklauso ir baldų matmenys bei funkcinė konstrukcija.
Didžiąją paros dalį žmogus praleidžia ant ir prie baldų, todėl nuo jų kokybės tiesiogiai priklauso ir žmogaus sveikata. Žinant tai, baldų gamybos inžinerija nuolat tobulinama, keliami reikalavimai ir dizaineriui, nes jis yra pirmoji grandis, kelianti gyvenimo kokybės kartelę.
Ieškant naujų kokybės gerinimo formų, projektuotojų dėmesys vis dažniau krypsta į gamtos kuriamus pavyzdžius, į žmogui ir gamtai draugiškas medžiagas, į naujas patogias baldų formas ir daugiafunkcines galimybes.
Įdomu tai, kad kiek bebūtų tobulinamos baldų struktūros (konstrukcija ir visi sudedamieji komponentai), yra nusistovėję pagrindiniai reikalavimai, metodai ir standaratai visų tipų baldų kūrimui. Jais būtina vadovautis, nes tai, kaip pamatas tolimesniems sprendimams, kaip eismo taisyklės saugiam judėjimui kelyje.
Pagrindinė formulė baldų matmenų parinkimui ir viso interjero tūrio konstravimui yra: žmogus – gaminys – aplinka. Šis ryšys, kaip etalonas ergonominiams reikalavimams. Ergonomika (iš graikų k. ergon – darbas ir nomos – įstatymas), tai mokslinė disciplina, kuri nagrinėja funkcines žmogaus galimybes darbo procesuose, išskiria optimalių sąlygų kokybiškam darbui ir būtinų patogumų žmogui sudarymo dėsningumus.
Baldų ergonominių metodų tyrimai yra būtini visose aukštą gyvenimo lygį pasiekusiose šalyse. Tai leidžia gaminiui suteikti aukštą komforto lygį, konstrukcijos optimalumą ir racionalų medžiagų sunaudojimą gamybos procese.
Ergonominių sprendimų pagrindu siekiama sumažinti gaminio masyvumą, siekti, kad jis būtų komfortiškas. Ypač didelis dėmesys ergonominiams reikalavimams skiriamas projektuojant sėdėjimui skirtus baldus.
Ergonominiai reikalavimai sudaro tam tikrą struktūrą. Tai kompleksas tarpusavyje susijusių antropometrijos, fiziologinių, psichofiziologinių, higienos reikalavimų, nukreiptų į optimalių darbo sąlygų sudarymą bei žmogaus poilsio ir sveikatos išsaugojimą.
Antropometrijos reikalavimai lemia gaminio struktūros, formos, matmenų ir jo elementų pasirinkimą.
4.1 pav. Italų dizaino studijos projektavimo įrankis – stilizuotas antropometrinių matmenų stendas, Milanas, 2018
Antropometrija (iš graikų k. antropos – žmogus + metreo – matuoju), tai mokslas apie žmogaus kūno matmenų ir kitų fizinių charakteristikų (kūno tūrio, svorio centro), inercinių savybių bei atskirų kūno segmentų matavimą.
Projektuojant duomenų rinkimas atliekamas tokia tvarka:
1) nustatomi projektavimui svarbūs žmogaus kūno matmenys (aukštis sėdint yra pagrindinis dydis projektuojant kėdes, stalus).
2) Apibūdinami asmenys, kurie naudos darbo priemones (vaikai, suaugę, skirtingo amžiaus grupės, etninės grupės ir kt.).
3) Pasirenkamos antropometrinės lentelės (4.1 pav.) ir išskiriami reikalingi matmenys.
Higieniniai reikalavimai lemia, kad baldai atitiktų žmogaus organizmo ypatybes ir būtų atsižvelgiama į šiuos rodiklius:
1) medžiagų, tinkamų drėgnam valymui, švarą ir higieną;
2) medžiagų temperatūros pastovumą nuo -40 iki 80°C;
3) atsparumą toksinams;
4) atsparumą statiniam krūviui;
5) spalvos intensyvumo pastovumą;
6) tylų durelių darinėjimą spintose ir dėžės konstrukcijas balduose.
Funkcinius reikalavimus suformuoja antropometrija ir žmogaus fiziologiniai, higienos poreikiai bei inžinerinė psichologija[1]. Projektuojami baldai turi atitikti:
1) nustatytus funkcinius matmenis;
2) paskirčiai, supančiai aplinkai ir funkcionavimo sąlygoms;
3) vidinių konstrukcijų ir išdėstymų racionalumą;
4) naudojimosi ir priėjimo patogumą;
5) baldų kompaktiškumą ir mobilumą;
6) patogią priežiūrą;
7) patogų sandėliavimą.
Projektuojant baldus vaikams būtina atsižvelgti į pedagoginius reikalavimus: baldų konstrukcija turi padėti vaiko fiziniam, protiniam ir estetiniam vystymuisi. Šios grupės gaminiai nesudėtingų ir ypač saugių formų – be aštrių kampų ir kraštų, numatytos apsaugos pirštukams (kad neprisispaustų, neįstrigtų skylėse ir pan.), saugios angos ir tarpai, kad neįstrigtų kūno dalys, ekologiškos medžiagos ir apdaila, kad patekę į organizmą kuo mažiau pakenktų.
Konstrukciniais reikalavimais kontroliuojamas konstrukcijos stiprumas ir ilgaamžiškumas, technologiškumas, optimalios medžiagų sąnaudos, racionalūs elementų matmenys, pakeičiamumas. Gaminio konstrukcija išardoma, gamybos procesas mechanizuotas ir automatizuotas. Stiprumo ir ilgaamžiškumo savybes turi išlikti visą gaminio eksploatacijos laiką.
Konstrukcijos tikslingumas, racionalus medžiagų parinkimas, elementų santykis su veikiančiomis apkrovomis ir eksploatacijos sąlygomis.
Gaminio ir jo sudedamųjų dalių matmenis suformuoja trys pagrindinės faktorių grupės: funkciniai (ergonominiai) faktoriai, estetiniai faktoriai ir techniniai faktoriai. Projektuojant naujus gaminius, konstrukcinių elementų matmenys dažniausiai nustatomi remiantis tik pirmų dviejų faktorių grupių reikalavimais, o trečioji faktorių grupė (skaičiuojamieji stiprumo ir standumo modeliai) išimtinai nenaudojama. Konstrukcinių elementų skerspjūviai ir ilgiai nustatomi remiantis sukauptu patyrimu ir konstrukcinių medžiagų standartiniais (unifikuotais) matmenimis. Vėliau, įvertinti ar teisingai parinkti konstrukciniai matmenys, remiamasi baldų bandymo (gaminio stiprumas ir ilgaamžiškumas) rezultatais. Dažniausiai toks projektavimo būdas pasiteisina, tačiau kartais reikia tiksliau įvertinti techninius faktorius, pavyzdžiui, esant didelėms apkrovoms ar keičiantis konstrukcinių medžiagų savybėms ir storiui.
Technologiniai reikalavimai skirti gaminio gamybai, eikvojant mažiausias darbo, medžiagų ir energijos sąnaudas.
Technologiniai rodikliai charakterizuoja formos tobulumą ir komponavimo paprastumą, sukuria patogumą ir mažiausias darbo sąnaudas surenkant ir remontuojant baldus.
Gaminio technologiškumas pasiekiamas:
1) taikant tipines gaminio karkaso schemas ir modulines projektavimo sistemas;
2) taikant tipinius (standartizuotus) elementų junginius, tipinius elementų ir surinkimo vienetų junginius sąvaržomis ar lankstais, tipinius lentynų ir stalčių tvirtinimus;
3) taikant tipinius (optimalūs, unifikuoti) gaminių, elementų ir surinkimo vienetų matmenis. Pavyzdžiui, tipiniai elementų ar surinkimo vienetų storiai, atitinkantys plokščių standartiniams storiams; tipinių skerspjūvių tašelių taikymas konstruojant grotelinius baldus;
4) naudojant naujas progresyvias medžiagas ir jų pakaitalus;
5) planuojant tipinius technologinius procesus – tipiniai pjovimo ir klijavimo režimai, tipinė technologinė įranga.
Gaminių unifikavimas (iš lotynų k. unus – vienas, facio – darau) – racionalus tam tikros paskirties objektų skaičiaus sumažinimas vyksta tuomet, kai siekiama supaprastinti technologinį procesą, kad būtų panaudotas mažiausias tipinių matmenų, ruošinių ir gamybos priemonių skaičius.
Mažėjant tipinių matmenų skaičiui, paprastėja gaminio konstrukcija, gaminiai lengviau paruošiami masinei gamybai, t.y. lengviau pereiti prie naujos produkcijos gamybos. Naudojant unifikacijos sistemas, maksimaliai sutrumpėja laikas įrenginių nustatymui ir perstatymui, didėja naudinga žaliavų medžiagų išeiga pjaustant šias medžiagas į ruošinius, geriau organizuojamas darbas.
Unifikacijos objektai yra elementai, surinkimo vienetai, mazgai ir apdirbimo procesai. Pagal unifikuojamų parametrų skaičių unifikacija skirstoma į kompleksinę (apima tam tikrą kompleksą parametrų), pilną (unifikuojami visi gaminio elementai) ir nepilną (unifikuojama tam tikra gaminio elementų dalis). Baldų projektavimui naudojamos dviejų tipų unifikavimo sistemos:
1) unifikuotų vidinių tūrių sistema;
2) gręžimo tarpcentrinių atstumų modulinė sistema (gręžimo modulis m = 32 mm).
Techniniais-ekonominiais reikalavimais kontroliuojamas konstrukcinis ekonomiškumas, gamybos pobūdis (vienetinė, serijinė ar masinė), tipinė technologijos standartizacija ir unifikacija, šiuolaikinės perspektyvios medžiagos ir technologija, antrinis perdirbimas.
Techniniai-ekonominiai rodikliai nustatomi materialiomis ir darbo sąnaudomis gamyboje, bandymų metodais, priėmimo taisyklėmis, žymėjimu, įpakavimu, transportavimu ir saugojimu.
Pagal gamybos tipą, baldai skirstomi į eksperimentinės gamybos baldus, baldus pagamintus pagal individualius užsakymus, serijinės gamybos baldus, masinės gamybos baldus. Serijinės gamybos baldai yra gaminami partijomis (serijomis) bei pakartotinai išleidžiant baldų serijas, kai baldų konstrukcija yra tobulinama pakankamai ilgą laiką. Masinės gamybos baldai yra gaminami dideliais kiekiais, nekeičiant gaminio konstrukcijos. Gaminant masinės gamybos baldus supaprastėja gamybos organizavimas ir valdymas, sumažėja transportavimo ir gamybos kaštai[2].
Estetiniai reikalavimai skirti harmoningam sprendimui gražu – patogu – tvirta pasiekti. Estetiškumo lygis charakterizuojamas suprojektuoto gaminio funkcinės paskirties ir formos vieningumu. Šie reikalavimai sudaro sąlygas patenkinti žmogaus estetinius poreikius. Baldų dizainas yra taikomojo meno šaka, susieta su interjero architektūra, todėl formuojanti interjerą, formuoja ir vartotojo meninį skonį.
Estetiniai reikalavimai sudaro tam tikrą estetinių normų sistemą, kuriai būdingas:
1) baldų išraiškingumas, charakterizuojantis daikto savybę atspindėti visuomenėje susiklosčiusias estetines nuostatas ir kultūros normas;
2) estetinis kultūros ir meno krypčių socialinis-istorinis ypatumas, grindžiamas vyraujančiu stiliumi ir mada, kuri lemia atitinkamos formos kultūrinį ir visuomeninį išsivystymą, vyraujančius estetinius skonius;
3) baldų emocinių ir prasminių savybių formavimas, atitinkantis žmonių amžiaus grupes;
4) racionalios formos, atitinkančios objektyvias gamybos sąlygas, sukūrimas. Ji išreiškia funkcinę ir konstrukcinę daikto esmę;
5) interjero ir baldų spalvinės harmonijos sukūrimas[3].
Socialiniai reikalavimai nurodo gaminamų baldų atitikimą jų socialinei paskirčiai, t.y. baldai senelių ir slaugos namams, baldai žmonėms su negalia, reprezentaciniai vadovybės institucijų baldai ir kt.
Socialiniai rodikliai nustatomi pagal visuomeninį gaminių tikslingumą ir būtiną naudojimo lygio atitikimą.
Ekologiniai reikalavimai kontroliuoja baldų gamybai naudojamas ekologiškas medžiagas ir technologiją, kurios kuo mažiau pakenktų žmogui ir jo aplinkai (plačiau žr. dalyje – 3. Ekologiškų dizaino objektų projektavimas: kūrimas).
Baldų konstravimo etapai. Yra nustatytos šios projektavimo stadijos:
1) techninės užduoties reikalavimų būsimam gaminiui formulavimas;
2) techninio pasiūlymo nagrinėjimas. Parenkamos medžiagos, išsiaiškinamos funkcinės, konstrukcinės ir kitos projektuojamo gaminio ypatybės;
3) eskizinio varianto tobulinimas. Kuriami bendro gaminio vaizdo variantai ir dokumentacija, kuri leidžia pagaminti bandomąjį pavyzdį. Vėliau vyksta konstrukcinės dokumentacijos tobulinimas;
4) darbinės konstrukcinės dokumentacijos kūrimas. Šiame etape kuriami gaminio ir jo detalių brėžiniai ir specifikacijos.
Naujo gaminio projektą kuria dizaineris ir konstruotojas. Dizaineris sukuria gaminio išorinį vaizdą, jo funkcinę paskirtį ir konstrukcinių sprendimų principus. Konstruotojas dizainerio sprendimus išreiškia brėžiniuose. Dabartiniais laikais šių dviejų pareigybių funkcija paprastai atitenka vienam dizaineriui.
Dizaineris, kurdamas gaminio projektą, vadovaujasi šiais reikalavimais:
• gaminio konstrukcija, forma, matmenys, kiekis ir talpų apimtis. Jų tarpusavio išdėstymas gaminyje turi būti derinamas su funkcinėmis paskirtimis ir ergonominiais reikalavimais, stiliaus reikalavimais;
• konstrukcinė gaminio schema turi būti paprasta surinkimui ir patogi naudojimui;
• surinkimo vienetai ir atskiri elementai turi būti maksimaliai unifikuoti ir pakeičiami;
• turi būti kuriamos kelių variantų schemos. Pagal tuos variantus kuriami ir paprasčiausi, ir sudėtingi komplektai;
• apdailos, papuošimo medžiagos turi būti parenkamos atsižvelgiant į jų eksploatavimo savybes, gaminio patikimumą, saugumą, estetinius reikalavimus. Parenkant medžiagas, reikia atsižvelgti į ekonominius reikalavimus – minimalių medžiagų sunaudojimą, minimalias darbo sąnaudas;
• gaminių konstrukcijoje reikia numatyti įvairius apdailos medžiagų, spalvinių sprendimų, dekoravimo būdų variantus. Tai leidžia padidinti jų įvairovę tomis pačiomis gamybos sąlygomis.
Baldų konstravimo techninės taisyklės. Eksploatacijos metu gaminiai patiria mechanines apkrovas, temperatūrų kaitą, oro drėgnumą. Todėl, nesilaikant konstravimo taisyklių, gaminių apdailos elementai gali pakeisti savo formą ir matmenis, o atsiradusios jėgos gali pažeisti sujungimus ir kitus elementus. Kuriant darbo projektą, konstruotojas turi atsižvelgi į šias technines taisykles:
• skydinių ir grotelinių elementų kritiniai taškai ar vietos, kuriems tenka didelės išorinės apkrovos. Gaminio mazgai turi būti sukonstruoti taip, kad eksploatuojant gaminį, kritinės apkrovos neviršytų maksimaliai leistinų verčių;
• konstruojant gaminius, reikia atsižvelgti į medžiagos pluošto sandarą. Išorinių gniuždančių ir tempiančių jėgų kryptis turi sutapti su pluošto kryptimi, o lenkiančių jėgų kryptis – būti
pluoštui statmenos. Esant pluošto nukrypimams nuo gniuždančių jėgų krypties 5,
10, 15 ir 45°, medžiagos stiprumas skilinėjant mažėja atitinkamai 4-8, 8-15,
10-28 ir 50 %. Todėl lengvos apkrovos elementus su nedideliais spinduliais
reikia gaminti iš lenktų ar lenktai klijuotų ruošinių;
• optimali elemento konstrukcija yra ta, kurioje visa medžiaga elemente ir gaminyje
tarnauja vienodai, o visa konstrukcija yra vienodai stipri. Gaminys neturi
turėti silpnų grandžių, kurios sutrumpintų eksploatacijos laiką;
• gaminių elementus reikėtų konstruoti taip, kad matmenų ir formų svyravimai
būtų minimalūs. Pagal galimybes skydinius elementus geriau gaminti iš kelių
sluoksnių pluoštų, statmenų vienas kito atžvilgiu;
• baldų konstrukcijos turi būti tokios, kad galimi matmenų ir elementų formų nukrypimai, surinkimo netikslumai neturėtų įtakos išoriniam vaizdui bei kokybei;
• konstruojant baldus, būtina pasirinkti racionalius sujungimo būdus, teisingai
nurodyti leidžiamus elementų matmenų ir formų nukrypimus, paviršių šiurkštumą[4].
Baldų forma, kaip idėjos ir galimybių pasekmė. Norint sukurti tinkamą baldų formą, reikia įdėti daug pastangų. Tai labai sudėtingas procesas. Šiame komplekse reikia derinti socialinius, funkcinius, ergonominius, estetinius, technologinius ir ekonominius reikalavimus. Jei būtų akcentuojama tik meninė gaminio formos svarba, tai jo gamyba gali būti labai sudėtinga ir brangi. Jei būtų atsižvelgiama tik į technologinius ir ekonominius reikalavimus, tai kiltų rizika pagaminti vienodus ir nuobodžius baldus. Norint sukurti estetiškus gaminius ir įgyvendinti technologinius, ekonominius ir kitus reikalavimus, kūrybos procese reikia išnaudoti formos kūrimo – kompozicijos dėsningumus.
Bet kokio gaminio formai yra būdingos charakteringos savybės ir jų kokybės. Vienos jų gali būti pagrindinės, o kitos – mažiau svarbios, antraeilės.
Vertinant pabaigto gaminio formą, kompozicinės priemonės panaudojamos kaip kokybės kriterijus (simetrija – simetriškumas, proporcija – proporcingumas). Objektyvūs formos vertinimo kriterijai gali būti šie rodikliai:
• gaminio paskirtis;
• medžiaga ir jos savybės;
• gaminio atitikimas ergonominiams, ekologiniams ir kitiems reikalavimams.
Formos ir daikto konstrukcinį pagrindą, apkrovų išsidėstymo charakterį, lengvumą arba sunkumą, gaminio stiprumą sieja tektonikos sąvoka. Pavyzdžiui, palyginus taburetę ir banketę, taburetė atrodo primityviai, nes plona sėdynė neatitinka masyvaus pagrindo. Čia pažeistas atskirų dalių tarpusavio santykis. Banketė atrodo geriau, nes tokio neatitikimo nėra.
Forma išryškina konstrukcijos ypatumus. Medžiaga, konstrukcija ir technologija susieti neatskiriamai, o tektonika yra šios vienybės meninė priemonė. Tektonikos svarba išryškėja, kai suprantamas konstrukcinės medžiagos tipas, ją veikiančių apkrovų dydis ir tvirtumo koeficientas.
Baldų formai turi įtakos ir ekologiškumas. Pagal eko-dizaino objektų konstravimo reikalavimus, konstrukciją turi sudaryti kuo mažiau mišrių medžiagų. Dėl šios priežasties reikia ieškoti galimų konstrukcijos struktūrų, kurioms gaminti nereikėtų papildomų elementų.
4.2 pav. Daiktų saugojimo dėžė „Kraičkubilis“, suformuota iš augalinės biomasės. Aut. I.Valentinienė
Homogeninės konstrukcijos objektas (4.2 pav.) geriausiai atspindinti ekologiškas, netgi bionines formas. Tokie gaminiai (iš biomasės) suformuojami karštais presais. Presuojant gaunama iš karto reikiama forma, kuriai papildomi elementai nereikalingi. Tokio tipo gali būti ir dalinė baldo konstrukcija, pavyzdžiui, krėslo sėdimoji dalis.
4.3 pav. Dekoruotas sėdimasi baldas iš pluoštinių augalų plokštės. Aut. I.Valentinienė
Homogeninę baldo formą pagaminti galima ir lenkiant ekoplokštę (4.3 pav.). Tokiu atveju lenkimo procesas vyksta formuojant membraniniu presu. Rekomenduojama formuoti karštu būdu iš karto du sluoksnius plokštės, suklijuotus organiniais klijais (kazeino, mezdrų, kaulų klijais ir pan.). Tokio tipo dizaino objektai dekoruojami lazeriu arba freza prieš lenkimo procesą.
Šiais laikais, net ir baldų gamybai, vis plačiau naudojami 3D spausdintuvai. Tokiais spausdintuvais galima gaminti įvairias gaminių dalis arba visą baldą iškart. Formų įvairovė, taikant šią technologiją – beribė. Atsivertų neribojamos galimybės naujiems dizaino sprendimams, tačiau kol kas rinkoje nėra biologinės kilmės termoplastikų. Kaip pavyzdį, aktyviai dirbančią, kad šios natūralios medžiagos (biokompozitai) pasiektų rinką, galima paminėti Šveicarijos įmonę Fluid Solids[5].
4.4 pav. Baldai iš augalinės kilmės biokompozitų. Fluid Solids, Šveicarija
https://aerodizain.com/art/fluidsolids-revolyucionnyy-perevorot-v-oblast
Fluid Solids (4.4 pav.) įmonės technologiniame procese perdirbamos natūralios augalinės atliekos, tokios kaip riešutų kevalai, medienos pluoštai, kukurūzų burbuolės, kanapės, medvilnė, makulatūra. Žaliavas perdirbus, gaminamos naujos biokompozitinės medžiagos, tinkamos naudoti tradicinėse plastiko liejimo mašinose ir 3D spausdintuvuose.
Apie galimų baldų formų kūrimą galima būtų kalbėti labai plačiai, tačiau tai jau kompozicijos disciplinos sritis. Dažnai dizaineriui tenka nusivilti baigtiniu rezultatu, kadangi nuo pirminės idėjos jis kartais ženkliai skiriasi. Tai tiesiogiai susiję su turimų konstrukcinių medžiagų savybėmis, technologijomis ir gamybos realizavimo kaštais.
Furnitūros ir baldų paskirties sąveika. Gaminant baldus naudojama daug standartizuotų, pagamintų detalių ir mazgų, kurie yra priskiriami baldų furnitūrai. Ji yra dviejų rūšių: tvirtinimo ir apdailinė.
Baldų furnitūra gaminama iš metalo, polimerinių medžiagų, medienos, keramikos ir stiklo. Apdailos furnitūrai priklauso rankenėlės, apvadai, sujungimo ir užbaigimo profiliai, juostelės, stiklajuostės, staljuostės.
Tvirtinimo furnitūrai priklauso įvairios sąvaržos, lankstai, laikikliai, kabliai, spynelės, užraktai, fiksatoriai, atramos, kojos, kreipiančiosios ir t.t.
Didžioji furnitūros dalis turi sudėtingą formą ir yra sudaryta iš daug detalių. Jų gamyba reikalauja brangių medžiagų, daug darbo sąnaudų ir sudėtingų technologinių įrengimų. Tai turi įtakos furnitūros savikainai ir ekologiškumui.
Pasirenkant furnitūrą iš plastikų, reikia žinoti specifines jų savybes. Visi plastikai, veikiami didelių apkrovimų, per laiką deformuojasi. Tai būdinga lankstams, kreipiančiosioms sąvaržoms ir t.t. Plastikai nuvargsta greičiau negu metalai.
Tvirtumą galima padidinti teisingai konstruojant gaminius. Stiprią apkrovą turinčias detales ar vietas galima pastorinti, padidinti skerspjūvio plotą. Yra specialūs reikalavimai stiprumui, ilgaamžiškumui, konstrukcinėms medžiagoms, svoriui ir vaizdui, kurie apibrėžti standartuose (pvz., LST EN 15828 Baldų reikmenys. Vyrių ir jų komponentų stiprumas ir ilgaamžiškumas) ir kurių būtina laikytis konstruojant furnitūros gaminius.
Konstruojant ekologiškus gaminius labai svarbu įvertinti ar tikrai būtina furnitūra. Yra daugybė konstrukcinių gudrybių ir technologinių elementų formavimo galimybių, kurių dėka galima būtų sujungti tuos elementus be papildomos furnitūros. Tai palengvina medžiagų išrūšiavimą, sutaupomos energijos ir darbo sąnaudos.
4.5 pav. Stalelis iš pluoštinių augalų biomasės. Elementų jungimas be furnitūros. Aut. I.Valentinienė
Kad nereikėtų naudoti furnitūros, galima lazeriu arba freza išpjauti iš karto reikiamos konfigūracijos elementus (4.5 pav.). Jų kraštinės linijos atitinka viena kitos siluetą, todėl dėlionės principu gali būti sujungiamos tarpusavyje. Arba išpjaunamos spynelės (anga ir liežuvėlis), tuomet elementai sujungiami įspraudimo būdu. Taip be jokių papildomų sujungimo detalių formuojami gaminiai.
4.6 pav. Stalelis iš daugiasluoksnės pluoštinių augalų plokštės ir stiklo. Elementų jungimas be furnitūros. Aut. I.Valentinienė
Furnitūros išvengti galima ir sluoksniuojant reikiamos formos sudedamąsias dalis (4.6 pav.), išpjautas iš lakštinių medžiagų. Dalys išpjaunamos pagal pateiktą brėžinį, vėliau suklijuojamos organinėmis klijinėmis medžiagomis arba supresuojama, naudojant medinius kaiščius.
Mechaniniai baldus veikiantys veiksniai. Eksploatuojamas baldas turi būti pakankamai tvirtas ir patvarus, neturi deformuotis ar irti veikiant normaliems krūviams. Jį gali veikti statinės ir dinaminės, nuolatinės ir atsitiktinės apkrovos. Baldų atsparumo skaičiavimams paprastai numatomos tik statinės nuolatinės apkrovos. Reikia nustatyti apkrovos atstojamosios jėgos vietą, kryptį, pasiskirstymą, apskaičiuoti jėgas, veikiančias atskiras detales, mazgus, jungimo elementus.
Atsirado naujų medžiagų ir technologijų, kurioms turi būti sukurtos naujos eksploatacijos taisyklės. Pastaruoju metu didelis dėmesys skiriamas ne tik baldų dizainui, bet ir patogumui, komfortui bei ilgaamžiškumui.
Baldus veikia šie veiksniai:
• pirma – šviesa. Reikalingos sąlygos, kad baldų neveiktų tiesioginiai saulės spinduliai. Ilgą laiką šviesai tiesiogiai krintant ant tam tikrų elementų, gali susilpnėti jų chromatinės charakteristikos, palyginus su kitais elementais, kuriuos mažiau veikė šviesa. Keičiant arba papildant kai kuriuos baldų elementus skirtingu laikotarpiu, elementų spalva gali skirtis.
• Antra – temperatūra. Didelę reikšmę turi karštis arba šaltis. Be to, staigūs temperatūros pokyčiai gali stipriai pažeisti baldus arba jų dalis. Baldai neturėtų stovėti arčiau nei 1 m iki šilumos šaltinio.
• Trečia – drėgmė. Rekomenduojama patalpų, kuriose stovi baldai, santykinė oro drėgmė yra 60-70 %.
• Ketvirta – nuolatinė apkrova. Baldai būna prikrauti įvairių daiktų, kurie savo svoriu slegia įvairius baldų elementus.
Eksploatacijos sąlygos nustatomos atliekant baldų bandymą. Korpusiniams baldams yra bandomas korpuso stiprumas, pastovumas ir deformacija.
Mechaninės medžiagos savybės priklauso ir nuo pluošto padėties (medžiagoms, pagamintoms iš žaliavos smulkinių, tai negalioja). Vienokios savybės yra skersai pluošto ir visai kitos – išilgai pluošto. Medžiagos atsparumas tempiant ir spaudžiant išilgai pluošto, kelis kartus viršija atsparumą skersai pluošto. Todėl atraminiai elementai (kojos spintoms, kėdėms, stalams) daromi taip, kad pluošto kryptis sutaptų su apkrovos kryptimi. Lenkimui atspariausias gaminys, kai jėga veikia statmenai pluoštui.
Baldų dizainerių ir konstruotojų darbui palengvinti, išleistas ne vienas leidinys su pateiktais visais standartizuotais baldų funkciniais matmenimis, higieniniais ir technologiniais reikalavimais, išdėstymo interjere rekomendacijomis ir pan.
Rekomenduojami šie šaltiniai:
1) Ergonominių, antropometrinių, funkcinių matmenų, atstumų interjere ir eksterjere parinkimui (648 psl.): Neufert, P. Neufert's Architects' Data. Wiley-Blackwell. Oxford: 2000
2) Baldų konstrukcijų, mazgų parinkimui ir brėžinių sudarymui: Nutsch, W. Holztechnik. Gestaltung. Konstruktion. Arbeitsplanung. Verlag Europa-Lehrmittel. Stuttgart: 2007
3) Architektūrinių struktūrų, interjero erdvių ir objektų matmenų parinkimui: Adler, D. Metric Handook Planning and Design Data. Architectural Press. Oxford: 1999.
Standartai ir jų reikalavimai, siekiant saugaus vartojimo ir gamtosaugos
Baldų kūrimas ir projektavimas glaudžiai susijęs su daugybe normų ir reikalavimų, kurie per ilgą laiką tapo visuotinai pripažintais standartais, galiojančiais Europoje ir pasaulyje. Lietuva taiko darniuosius standartus – Europos Komisijos pavedimu Europos standartizacijos organizacijų parengti darnieji Europos standartai, paskelbti Europos Bendrijos oficialiajame leidinyje ir perimti kaip Lietuvos standartai[6].
Smulkaus ir vidutinio dydžio baldų dizaino ir gamybos įmonėse dažniausiai į standartus neatsižvelgiama. Tik nedaugelis jų deklaruoja konkretaus standarto laikymąsi. Visai kitaip yra su didžiaisiais gamintojais – baldų pardavėjais, kurie norėdami apsaugoti savo klientus, griežtai laikosi standartų (Europos, JAV, Japonijos ir kitų šalių), galiojančių konkrečiose rinkose. Ypač atidžiai reikalavimus įvairiose rinkose seka vienas didžiausių baldų pardavėjų – IKEA koncernas. Šio koncerno vidiniai standartai atitinka pačius griežčiausius tarptautinių ar atskirų šalių standartų reikalavimus.
Daugelis didžiųjų Lietuvos įmonių, siekdamos eksportuoti savo gaminius, vis plačiau savanoriškai taiko darniuosius Europos standartus, nes:
• sukurta ir gaminama produkcija atitinka teisinius rinkos reikalavimus, todėl lengviau konkuruoti ir / ar dalyvauti viešuose pirkimuose[7];
• lengviau ir suprantamiau nusakoma gaminio kokybė bei nurodomi metodai, kuriais patikrinami kokybiniai ir kiekybiniai parametrai;
• gaminiai yra saugūs vartotojams;
• panaudojami naujausi pripažinti ir tarptautiniu lygiu suderinti mokslo ir technologijų pasiekimai;
• laikomasi gamtosauginių, darbo aplinkos, cheminių medžiagų bei kitų reglamentų.
Savanoriškas standartų taikymas ir deklaravimas įmones įpareigoja griežtai jų laikytis:
• Subjektams, savanoriškai pasirinkusiems ir teisės aktų nustatyta tvarka deklaravusiems, kad gaminiai ar paslaugos atitinka Lietuvos standartus ar kitus leidinius, deklaruotų standartų ar kitų leidinių techniniai reikalavimai tampa privalomi.[8]
Dizaineriams ir konstruotojams pirmiausiai reikia žinoti, kad daugelio baldų funkciniai matmenys yra standartizuoti, remiantis naujaisiais tyrimais ir stabilumo bandymais. Kuriant baldus, ypač aktualu žinoti standartus, nusakančius ergonominius matmenis įvairios paskirties baldams, pavyzdžiui:
• LST EN 527 Įstaigų baldai. Darbo stalai ir rašomieji stalai. 1 dalis. Matmenys;
• LST EN 1729-1:2016 Baldai. Mokymo įstaigų kėdės;
• LST EN 1116:2018 Baldai. Virtuvės baldai. Suderinamieji virtuvės baldų ir prietaisų matmenys;
• LST EN 13150:2002 Laboratorijų darbo stalai. Matmenys, saugos reikalavimai ir bandymo metodai.
Nemažiau svarbu naujai kuriamiems baldams parinkti tinkamas, ekologiškas ir lengvai perdirbamas medžiagas. Tai daugybės tyrimų ir eksperimentų reikalaujantis darbas, nes tik žinant realias naudojimo sąlygas, galima sukurti net ir vaikams tinkančius, saugius ir ekologiškus baldus. Žmonės dažnai užsimiršta apie saugias eksploatacijos sąlygas, todėl kūrėjai turi pasirūpinti, kad baldai būtų stabilūs, ergonomiški ir ilgaamžiai bei neturėtų kenksmingų medžiagų, galinčių pakenkti vartotojų ir gamintojų sveikatai.
Baldams standartai taikomi, atsižvelgiant į jų bendrąją paskirtį (pvz., biuro, virtuvės, vaikų ir pan.)[9]. Tarp labiausiai paplitusių Europos standartų, išvardintų šaltinyje, yra daugybė kitų šalių standartų ir reglamentų (privalomų techninių reikalavimų), į kuriuos reikia atkreipti dėmesį, kai gamintojas pristato savo gaminius į konkrečią šalį.
Standartuose nurodyti rodikliai, kuriuos turi atitikti kiekvienas baldas. Tarkime, įstaigų darbo ir rašomieji stalai turi atitikti LST EN 527-1:2011, LST EN 527-2:2003 ir LST EN 527-3:2003 standartų reikalavimus. Produkto sertifikavimas garantuoja, jog gaminys yra saugus, patikimas, ergonomiškas. Pirmoje dalyje apibrėžiami įstaigų darbo ir rašomųjų stalų funkciniai matmenys (aukščio, gylio, pločio, stalo kojų vietos bei kitų rodiklių dydžiai), antroje dalyje – saugos reikalavimai, o trečioje – bandymo metodai, kuriuos mūsų laboratorija taiko nustatant, ar baldas atitinka tuos saugos reikalavimus.
Šių dienų baldų gamybos pramonėje chemikalai vaidina svarbų vaidmenį. Jie suteikia medžiagai norimą formą ir tekstūrą, suteikia gražias spalvas apdailinant. Klijai sutvirtina gaminių elementų junginius. Specialios dangos apsaugo baldų paviršius nuo įbrėžimų, korozijos ir skysčių. Dažniausiai chemikalų naudojimas gamyboje neišvengiamas, tačiau reikia labai griežtai pasirinkti chemines medžiagas, tinkamas naudoti konkrečiuose gaminiuose, kad būtų pasiekti kokybiniai, eksploataciniai ir gamtosauginiai reikalavimai.
Dizaineriai, konstruotojai ir inžinieriai plačiai naudoja kompozitines medžiagas, nes jos yra stiprios, santykinai lengvos, nereikalaujančios daug priežiūros ir pigios. Tačiau dalis kompozitinių medžiagų yra sunkiai perdirbami ir gamtą teršiantys plastikai, turintys kenksmingų cheminių priemaišų. Kai kurios valstybės (JAV – 8 valstijos, Taivanas, Didžioji Britanija, Australija, Kanada, Prancūzija, Marokas ir kt.) imasi griežtų priemonių, ribojančių iš plastikų pagamintų vienkartinio naudojimo prekių patekimą į jų rinkas. Kūrėjai ir inžinieriai turi padaryti viską, ką gali, kad įsitikintų, jog sukurtuose gaminiuose nėra chemikalų, kurie gali būti kenksmingi žmonėms ar aplinkai. Vyrauja naujos tendencijos siekiančios atsisakyti gamtą teršiančių, sunkiai perdirbamų ar netgi žmogui santykinai nuodingų medžiagų ir tai atsispindi Europos reglamentuose.[10]
Atskirai reikėtų paminėti laisvo formaldehido išsiskyrimą iš daugybės kompozitų: medienos smulkinių plokštės (MDP[11]; MPP[12]; MDF[13]; HDF[14]), klijuotos faneros ir kt.[15] Šios cheminės medžiagos pripažintos kancerogenu, kurio išsiskyrimas iš baldų ir kitų gaminių yra griežtai reglamentuotas[16]. Mokslo institutai, klijus kuriančios ir gaminančios įmonės pasiekė ambicingus tikslus per pusę sumažinant laisvo formaldehido išsiskyrimą iš medienos kompozitų, išlaikant jų kokybinius parametrus ir gamybos našumą.
Siekiant sumažinti formaldehido išsiskyrimą ir norint atitikti griežtus pasaulinius įvairių šalių standartus, ypač daug pastangų ir išteklių paskutiniu metu įdeda Europos medienos smulkinių plokščių ir klijuotos faneros gamintojai. Šis darbas visų pirma apima patobulintas gamybos technologijas ir naujų klijavimo medžiagų kūrimą bei tiekimą į rinką. Kaip pavyzdys gali būti Švedijos koncernas IKEA, kuris glaudžiai bendradarbiauja su medžiagų ir įrengimų tiekėjais, versdamas juos nuolat tobulinti ir įgyvendinti kokybės gerinimo priemones. Vykdydama kokybės užtikrinimo programą, IKEA atlieka nuolatinius naudojamų medžiagų ir gaminių bandymus, siekdama įrodyti jų atitikimą gamtosauginiams ir kokybės reikalavimams. Reikalaujama, kad visi tiekėjai, prieš tai įspėti, per 24 valandas sugebėtų parodyti gaminių patikrinimo testų protokolus ir gaminių sertifikatus, patvirtinančius atitiktį konkrečios šalies teisės aktams ir IKEA vidaus reikalavimams. Nuo 1993 m. IKEA koncerne draudžiamas formaldehidas gaminių apdailai naudojamuose dažuose ir lakuose, nuo 2007 m. nebenaudojami formaldehidiniai klijai skydinių elementų faneravimui ir šiuo metu siekiama iš viso atsisakyti šios lakiosios medžiagos.
Visi rinkos dalyviai, tiekiantys baldus, turėtų įvertinti rizikas ir kurti baldus atsižvelgdami į standartų ir, netgi, griežtesnius Europoje įtvirtinto ES baldų gaminių ekologinis ženklo (EU Ecolabel for Furniture products "The official European label for Greener Products") reikalavimus.[17] Prieš gaminant ir tiekiant į rinką, reikėtų atlikti stiprumo, saugos ir ilgaamžiškumo bandymus savo ar / ir išorinėse trečiųjų šalių laboratorijose. Net ir mažiems rinkos dalyviams verta turėti bandymų protokolus ir sertifikatus įrodančius produktų atitiktį numatytiems reikalavimams. Periodiniai patikrinimai, vidaus ir išorės auditai, padeda daugeliui įmonių, įsidiegusių kokybės vadybos sistemas, kontroliuoti vykdomų reikalavimų procesą. Keičiantis verslo aplinkai, daugelis įmonių išmoko atsakingai bendrauti su tiekėjais, nes tai yra geriausias būdas bendradarbiauti keičiantis žiniomis ir sukuriant ilgalaikius, visiems naudingus pokyčius. Stabili partnerystė suteikia galimybę gerinti gaminių kokybę, užtikrinti gamtosauginius reikalavimus, plėtojant ekonominius ir socialinius ryšius.
Baldų ir konstrukcinių medžiagų bandymus, produktų saugos ekspertizes, produktų sertifikavimo, konsultavimo bei kitas paslaugas, Lietuvoje atlieka VšĮ Furnitest baldų bandymų centras[18] – pirmoji ir viena didžiausių baldų bandymų laboratorijų ne tik Lietuvoje, bet ir Pabaltijo regione.
Gamtosauga pastaruoju metu tapo viena svarbiausių problemų, kurią turi spręsti valstybė, įmonės ir kiekvienas iš naujų produktų kūrėjų. Aplinkosauga Europos Sąjungoje (ES) užima labai svarbią vietą, o kadangi esame jos dalis, Lietuvos įmonės turi prisitaikyti prie ES keliamų reikalavimų. Iš pirmo žvilgsnio nekenksmingas gaminys gali stipriai paveikti aplinką, jeigu neatsižvelgiama į jo gamybos procesus, pervežimą, vartojimą ir pašalinimą.
Gyvavimo ciklo vertinimas (GCV, angl. LCA – Life-Cycle Assessment) – yra tarptautinio standarto metodologija[19], padedanti kiekybiškai įvertinti naštą aplinkai, susijusią su prekėmis ir paslaugomis (produktais), aplinkosaugos naudą, kompromisus ir tobulintinas sritis atsižvelgiant į visą produkto gyvavimo ciklą. Standartą lydi Gyvavimo ciklo aprašas (GCA, angl. LCI – Life-Cycle Inventory) bei Gyvavimo ciklo poveikio vertinimas (GCPV, angl. LCIA – Life-Cycle Impact Assessment). GCA susijęs su aplinkosaugos duomenų, tokių kaip oro ar vandens užterštumas, atsirandantis dėl žaliavų gavybos ir gamybos, transportavimo, naudojimo, pakartotinio naudojimo, atliekų tvarkymo, perdirbimo ir galutinio produkto pašalinimo, surinkimu ir analize. Gyvavimo ciklo vertinimas prasideda nuo Būvio ciklo koncepcijos (angl. LCT – Life-Cycle Thinking) arba supratimo, kad reikia atsižvelgti į viso produktų ir paslaugų gyvavimo ciklo poveikį aplinkai.
Šiuolaikiniame verslo pasaulyje įmonės veikla yra nukreipta į vartotojų poreikių patenkinimą ir tai, kad visuomenė vis labiau rūpinasi aplinkosauga, veikia kaip ženklas, kad jos turi imtis ekologinės veiklos ir investuoti į švaresnę ateitį, taip siekiant išlikti versle šiuolaikinės konkurencijos sąlygomis. Įmonių vadovai ir darbuotojai pradėjo suprasti, kad jei įmonė orientuos savo veiklą į aplinkos išsaugojimą, įmonės asortimente turi dominuoti ekologiški ir energiją taupantys produktai. Tai turi tapti pagrindiniu kriterijumi produkto kūrimo ir vystymo sprendimų procesuose. Paskutiniu metu daugelis pasaulinių tyrimų parodė, kad vartotojų, darbuotojų ir investuotojų palankumo nusipelnė tos įmonės, kurios suvokė socialinę ir aplinkosauginę atsakomybę, kurdamos ekologiškus, sveikesnius bei energiją tausojančius produktus.
[1] Inžinerinė psichologija – taikomosios psichologijos šaka, tirianti žmogaus informacijos priėmimo, jos perėmimo galimybes ir darbinės veiklos derinimą su techninėmis sistemomis. Tikslas – ištirti, ko reikia, kad įrankių, mašinų, prietaisų konstrukcijos ir gamybinės operacijos atitiktų žmogaus psichines savybes, sukurti žmogaus galimybes atitinkančias patogias darbo sąlygas.
[2] Smardzewski J. Furniture Design. Springer International Publishing Switzerland, 2015.
[3] Ten pat.
[4] Ten pat.
[5] Plačiau apie įmonę: <https://www.fluidsolids.com>
[6] Lietuvos respublikos standartizacijos įstatymas 2000 m. balandžio 11 d. Nr. VIII-1618 Vilnius.
[7] Baldams taikomi ES Žalieji Viešųjų Pirkimų (ŽVP) kriterijai: EU Green Public Procurement criteria for Furniture. Briuselis: 2018 Plačiau: <https://ec.europa.eu/environment/gpp/pdf/toolkit/furniture_GPP_background_report.pdf>
[8] Lietuvos respublikos standartizacijos įstatymo 7 straipsnis Standartų ir kitų leidinių taikymas.
[9] Baldams taikomi ES Žalieji Viešųjų Pirkimų (ŽVP) kriterijai: Appendix IV: List of relevant EN fitness for use standards p.134 EU Green Public Procurement criteria for Furniture. Briuselis: 2018.
[10] Europos reglamentas EB 1907/2006 dėl cheminių medžiagų registracijos, įvertinimo, autorizacijos ir apribojimų. REACH (angl. Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) Plačiau: <https://echa.europa.eu/lt/regulations/reach/understanding-reach>
[11] Medienos drožlių plokštė (MDP) - lakštinė medžiaga, gaminama karštai presuojant su klijais sumaišytus medienos smulkinius: drožles, skiedreles, taip pat pjuvenas ar kitas smulkinių pavidalo medžiagas.
[12] Plaušų plokštė (MPP – medienos plaušų plokštė), tai 1,5 mm vardinio storio ar storesnis medienos skydas, pagamintas iš lignoceliuliozinių plaušų, kurie kaitinami ir presuojami. Sanklija įvyksta susiveliant plaušams dėl jų adhezinių (priekiba (lot. adhaesio – sukibimas) – dviejų skirtingų kietųjų kūnų, kietojo kūno ir skysčio arba nesimaišančių skysčių susiliečiančių paviršių sukibimas dėl kūnų dalelių sąveikos) savybių arba pridedant į plaušus sintetinių rišiklių (gali būti ir kitų priedų).
[13] Sausuoju būdu pagaminta vidutinio tankio medienos plaušų plokštė (angl. MDF - Medium Density Fiberboard) pagaminta kaitinant ir presuojant lignoceliuliozinius plaušus sausuoju būdu, t.y. kai plaušų drėgnis formavimo metu mažesnis kaip 20 %, gaminant pridedama klijų.
[14] Kietoji plokštė (angl. HDF – High Density Fiberboard), tai plaušų plokštė, kurios tankis ≥ 900 kg/m3, pagaminta kaitinant ir presuojant lignoceliuliozinius plaušus drėgnuoju būdu, t.y. kai plaušų drėgnis formavimo metu didesnis kaip 20 %.
[15] Baldams taikomi ES Žalieji Viešųjų Pirkimų (ŽVP) kriterijai: Formaldehyde emissions from wood-based panels p. 56 EU Green Public Procurement criteria for Furniture. Briuselis: 2018 SWD(2017) 283 final/2.
[16] Lietuvos higienos norma HN 105:2004 Polimeriniai statybos produktai ir polimerinės baldinės medžiagos
[17] Commission Decision (EU) 2016/1332 of 28 July 2016 establishing the ecological criteria for the award of the EU Ecolabel for furniture (notified under document C(2016) 4778) (Text with EEA relevance). Plačiau: <http://data.europa.eu/eli/dec/2016/1332/oj>
[18] VšĮ FURNITEST Baldų bandymų centras <https://furnitest.com/lt>
[19] LST EN ISO 14040:2007 Aplinkos vadyba. Būvio ciklo įvertinimas. Principai ir sandara (ISO 14040:2006) Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework.
