防霾口罩科技论文

　　最近几年，雾霾横行肆虐，给人们带来了巨大的危害，佩戴防雾霾口罩是应对此种情况最经济实惠且行之有效的方法。这是小编为大家整理的防霾口罩科技论文，仅供参考!

　　防霾口罩科技论文篇一

　　防雾霾口罩造型与装饰设计研究

　　摘 要：最近几年，雾霾横行肆虐，给人们带来了巨大的危害，佩戴防雾霾口罩是应对此种情况最经济实惠且行之有效的方法。然而市面上常见的口罩多数注重功能，外观的设计比较缺失，对于人们个性的审美需求更是考虑的极少。文章针对此种情况，以大学生创新创业训练项目为依托，进行了较为深入的调查与分析，并结合自己的专业提出了一系列解决方案，在此过程中也从实践中得到的一些经验和体会，希望能为相关方面提供一定的借鉴。

　　关键词：雾霾;口罩;造型;装饰设计

　　检 索：www.artdesign.org.cn

　　中图分类号：j022 文献标志码：a 文章编号：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 ：www.artdesign.org.cn

　　一、引言

　　环境污染与我们每个人息息相关，日益严重的雾霾天气是近几年关注度极高的问题，其影响范围大，持续时间长，含有大量对人体有害的飘浮颗粒物，通过呼吸系统直接进入人身体内部。对人类的健康造成了极大的损害，不容忽视。据研究显示，当pm2.5浓度每增加103微克/立方米时，居民全部死因的超额死亡风险会增加2.29%，滞后时间在1-2天。心脑血管疾病增加的超额死亡风险更高，为3.08%。

　　针对此，人们发明了专业防雾霾口罩来捍卫健康，作为外部防护措施也起到了切实有效的作用。然而专业防雾霾口罩造型单一，装饰单调，且工业化生产所带来的机械冷漠，导致人与人之间、人与产品之间产生了距离感和陌生感。因此对其进行造型以及装饰设计，有着重要的现实意义，既达到防霾口罩个性化、艺术化、多元化的目的，同时力求通过设计，实现有美感的绿色环保生活。

　　二、现状分析

　　防雾霾口罩因其专业特点而受到了人们的青睐。那么什么是防雾霾口罩呢?要明白这个问题，我们首先要知道雾霾中的成分有哪些。根据有关实验及检测，雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成。颗粒物的英文缩写为pm，北京监测的是细颗粒物(pm2.5)，也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。说白了，防雾霾就是防止颗粒物进入呼吸系统，那么具有此项功能的口罩到底应该具有什么样的特征，什么样的标准，国内外有什么区别，到底哪种更加有效，我们对其进行了一个调研。

　　(一)常见防雾霾口罩类型及效果

　　目前我国颗粒物防护口罩有不同的过滤效率级别，不同级别由产品所适用的标准所规定。根据中国国家标准gb2626-2006防颗粒物口罩被分为kn 和kp类。kn 类的口罩只能过滤非油性颗粒物，比如：粉尘、酸雾、漆雾、微生物等。kp类口罩则既可过滤非油性颗粒物，又可过滤油性颗粒物。油性颗粒物比如：油烟、油雾等。根据过滤效率的不同，又有90，95，100的差别，分别指在标准规定的测试条件下最低过滤效率为90%，95%，99.97%。pm2.5颗粒大部分属于非油性颗粒(汽车尾气除外)。通常90%过滤效率级别可用于各类低毒性粉尘的防护;95%过滤效率级别适用于烟、高毒性粉尘以及病原微生物;99.97%过滤效率级别适用于毒性更高、危害更大的颗粒物，如放射性尘埃、致癌物等。此外，还有国际上还有美国niosh (国家职业安全健康研究所)认证 、欧洲标准(en)认证 。

　　而能达到此类标准的已经是专业级别的防尘口罩，通过原理是在风机的作用下，气体从入风口进入测量腔中，检测仪可以检测测量腔中的pm2.5值的实验发现，3m口罩n95级别的产品过滤效率可以达到98%。微银带气阀的口罩过滤效率达到99%。此类产品从防雾霾效果来看真是当仁不让。带夹层滤芯的口罩，由于空气不但从滤芯中穿过，而且从周围的布料上穿过，过滤效率达到47%。 　　医用一次性口罩因其价格低廉、佩戴方便、质地轻盈、无需清洗等优点而受到很多人的选择，滤性是43%。

　　棉口罩，几乎没有过滤pm2.5的效果，过滤效率仅为4%。

　　(二)常见防雾霾口罩材料

　　常见防雾霾口罩根据其类型可以简单以是否更换滤芯分为两类，不需要更换滤芯的口罩，通常以无纺布作为基本材料，更换滤芯或者滤盒的口罩除了母体是由一种抗菌面料形成的保护层，材质为碳纤维毡垫、高分子织物、多层超细纤维、无纺布等之外，中间为保暖夹层，最后是加入了无粉尘颗粒活性炭、经过纳米银杀菌剂技术处理的滤片。每个滤片都经过微静电处理细微颗粒主动吸附在过滤片上，可起到防气味、防低毒、防油烟、防灰尘、防雾霾、防pm2.5的作用。

　　(三)常见防雾霾口罩结构及工作原理

　　防雾霾口罩的结构可以分为罩杯式、纵向折叠式和横向折叠式三种形状。

　　罩杯式：口鼻距离口罩主体有部分间距，使呼吸空间变大，佩戴更为舒适。(图1)

　　纵向折叠式：在口罩主体中间沿纵向折叠，折叠后不占空间便于携带。(图2)

　　横向折叠式：既有罩杯式的空间，又有纵向式的方便。(图3)

　　而经过观察以及在调查一定量的人群之后，我们发现多数人尤其是年轻人更偏向于纵向折叠式的布口罩，我们对其进行了剖解和分析。

　　发现以下几点，第一，此类型口罩佩戴相对舒适，比起其他防颗粒物口罩，这类口罩，材料为棉布类，比较柔软，同时耳挂也相对宽松。第二，此类口罩可以通过滤芯过滤pm2.5、pm10等颗粒物实现一定的防雾霾功能，而配置滤芯的母体可以长期使用。第三，相比较工业感十足的专业防尘口罩，此类口罩外观、颜色、花纹等可选择空间更大。换句话说，尽管防雾霾做不到最专业，但是综合性较强。

　　(四)常见防雾霾口罩问题

　　通过调研，我们也发现了专业防尘口罩在现今雾霾肆虐的环境下所处的窘境，与其自身的短板是密不可分的。尽管那些符合国家标准或者国际标准的防尘口罩有很好的防雾霾功能，但是工业化的生产使产品更注重其功能的实用性以及大批量的生产所带来的经济效益，而出现许多“僵尸产品”。这类产品功能强大但是缺乏设计美感，忽略了用户内心诉求。造型单一，装饰单调，无法满足人们彰显个性的需求，更进一步导致人与人之间、人与产品之间产生了强烈的疏离感与陌生感，并且存在长时间佩戴不舒适的问题。包括耳部的不适，面部贴合度不够，口罩和面部的摩擦容易产生面部疲劳感等等。

　　三、造型及装饰设计方案探求

　　针对于设计美感的缺失和佩戴不适的问题设计者针对性地进行里两个方面的研究。分别如下：

　　(一)造型设计

　　1.造型设计思路

　　产品造型是产品外在形态的确立和构成。产品造型不能理解为外在形式上的美化和装饰，而是只产品内部结构和外在形式和谐统一、有机结合的美。产品结构设计的是工程技术的问题，而产品的造型设计则涉及审美、形式、认知三种功能的综合性设计课题，与多种学科相关联。在口罩的设计过程中造型设计至关重要，在不影响口罩本身的功能性前提下，设计者对其造型进行更加人性化、自然化、情感化的设计。

　　根据市面上现有口罩存在的问题，本着以人为本的设计理念协调人机关系在人体头部进行肢体活动的空间范围内找到最贴合人脸面部及耳脖的佩戴方式。使得口罩能满足不同佩戴者的功能需求，从而实现以人为本的设计理念。

　　2.造型设计方案

　　在现有防雾霾口罩的结构基础上，结合实际可替换滤芯口罩在功能和造型特点进行改良。为了使口罩与面部更加贴合，将原有用来固定口罩与鼻梁间贴合度的可折叠性铝条进行延伸至眼角下方，同时扩大口罩覆盖范围，这不仅提高了口罩的过滤效率，也使口罩的佩戴更加舒适。

　　(1)按季节可划分为薄、中、厚三种款式，分别适用于春、夏、秋、冬四个季节。

　　薄款适用于夏季等炎热天气。薄款的设计去掉了口罩中间的保暖夹层，同时母体的外层采用高分子织物、多层超细纤维等材质，在保证其功能性的前提下使得口罩更为透气轻便，更适用于夏季的佩戴。

　　中款适用于春秋等极易产生大风沙尘天气。所以在设计上更注重防护性。加固了外层的防护功能，使其更好的过滤空气中的毒害物质。

　　厚款适用于冬季等寒冷季节。利用无纺布外层和保暖夹层使口罩更加保暖透气，抵挡冬季的寒冷给用户带来更多的健康与温暖。

　　(2)按照佩戴方式同时可实现耳带式、头带式、颈带式三种佩戴方式。利用可调节的活塞可根据用户面部及头颈部随意调节大小，使口罩更加贴合用户面部，使用户佩戴更为舒适。

　　耳带式是最为常见的佩戴方式，利用富有弹性的带子挂在耳背从而起到固定效果。这种佩戴方式方便快捷，适合经常穿脱。

　　头戴式在佩戴之前首先将固定在口罩上的头带一段一段拉伸，然后用口罩托住下巴将头带拉过头顶。这种佩戴方式较为舒适，适合长时间佩戴。

　　颈带式首先将颈带向后拉过双耳将两根颈带用塑料连接勾固定于颈后。这种佩戴方式介于耳带与头带之间，适合佩戴眼镜与帽子的用户使用。

　　经过分析以及不断的试戴和调配，使得口罩不但能满足不同佩戴者的功能需求，同时更加更加贴合面部使用户佩戴更为舒适。

　　(二)装饰设计

　　装饰艺术作为一种古老的艺术形式，是人类表现美的一种方式和途径。是为了使生活富有美的艺术效果，在并不完美的载体上进行点缀，加强整体的艺术效果，以满足人类的内心对美好事物的向往。同时也是人类情感的传播载体。

　　著名设计师原研哉曾提出“感觉方向的设计”，把“触觉”这个词意为与触摸的感觉相关或是触摸舒服的。为了避免用户在使用产品时产生内心疏离感，装饰的设计显得尤为重要。

　　1.设计构想

　　通过对传统口罩结构的重新设计，布料的选择，大胆的配色，加上外在形式的独特表现，使口罩的更加醒目。本着这样的设计观念，结合色彩心理，对现代缺乏装饰性的口罩进行装饰设计，加入更多流行元素。 　　设计者根据口罩的结构对其进行口罩装饰设计，立意构思，方案可实施性，草图的表现，最终定稿，每个环节都需要设计者慎重考虑。完成后，口罩不仅有本身的功能，更能解决口罩不美观的麻烦，使口罩像是佩戴配饰一样起到画龙点睛之笔。

　　2.装点与修饰

　　面对现代缺乏装饰性的口罩，设计者在其表面加入更多设计元素。比如现代流行的动画电影主角，有创意的趣味图案，人物和动物的线条抽象表达等。根据各个年龄段进行划分，儿童喜欢的卡通形象，上班白领偏爱的简单色块，老年人更喜欢的植物花卉。(图4)

　　如采用有创意的趣味图案来提炼动画电影主角的原型，通过各类织成品、无纺布在二维的平面形态中运用褶皱、拼贴、包裹、缝制、堆砌等表现手法，突破面料原有质地和效果，将无形化为有型，丰富了造型的轮廓并赋予它独特的肌理效果。在保证功能的前提下使其更适合少年儿童的佩戴。

　　为了更好的满足上班人群的心理诉求，设计者采用线性纤维造型，运用丝、棉、麻等制成的细长的而可以任意曲折的东西，具有很好的柔韧性和延展性。运用编、织、盘绕等手法将纤维最原始的状态最本质的特性呈现于口罩的外形之上。在叠加交错中中产生遮遮掩掩的错觉和幻觉。在可视可感的状态中感受视觉肌理和触觉肌理给用户带来的全新体验。

　　将口罩与传统图形相结合也是大家探讨的一个方向，刺绣和扎染是设计制作过程中具体选择的形式，有突出的视觉效果，也是对传统文化的传承。(图5)此外，配色的不同也可以从性别上加以区分，暖色适合女性，例如红色、黄色、橙色等。冷色或深色更适合于男性，例如蓝色、深绿色、黑色等。这种运用了不同装饰艺术形式的产品看似简单却能让用户在设计中找到归属感唤醒心灵深处的情感密码，丰富的表现手法让产品装饰主体与装饰有机的融为一体，构成整体的完美和谐。

　　四、总结

　　在全球一体化的今天，大多数人更愿意追求自己的审美，彰显个性，同时又十分注重安全与健康，因此，实用并不是人们唯一的选择。对防霾口罩的造型及装饰加以设计，打破现有防雾霾口罩造型单一，款式老旧的格局，围绕“以人为本、彰显个性”的主题，可以实现群众更加贴近自然的舒适度，减少了人与人之间的距离感，增加了生活情趣。在满足不同年龄、职业的消费群体需求及爱好的同时，还有助于促进产业的发展，杜绝不必要的浪费，形成生态环保的良性循环。

　　参考文献：

　　[1]丁松涛，gb2626―2006《呼吸防护用品――自吸过滤式防颗粒物呼吸器》概述[j].中国个体化防护装备，2007(1)：33-37.

　　[2]朱铭，设计艺术教育大事典[m].济南：山东教育出版社，2001.

　　[3]原研哉.设计中的设计[m].桂林：广西师范大学出版社，2010.

　　防霾口罩科技论文篇二

　　雾霾天,口罩戴不戴?

　　2013年1月11日的随后几天里，我国多个城市遭遇雾霾天气，空气污染指数纷纷爆表，很多地方甚至发布了最高级别的霾橙色预警信号。

　　频繁出现的雾霾天气，已经让国人由厌恶转为恐慌，许多人开始寻求防霾的方法。一时间网店防毒面罩热卖，一些商家出售的自称可“专防pm2.5”口罩更是卖到爆。但是雾霾天气戴口罩到底有用吗?我们该如何正确选择口罩?pm2.5口罩真的靠谱吗?

　　传统纱布口罩不能少于12层，最好每天消毒

　　市场上口罩品种众多，按分类来说有民用口罩、医用口罩和工业口罩三大类，其中工业口罩主要针对工矿企业，市面销售并不多。目前医用口罩和工业口罩都有专业标准，市民可按不同需求进行选购，但民用口罩并无专门的安全标准，挑选起来很令人纠结。现在许多年青人都喜欢挑选一些精美的时尚口罩，可是这些时尚口罩没有标签、没有生产厂家，甚至属于“三无产品”。另据专家介绍，时尚口罩只能起到保暖和美观的作用，很难过滤灰尘和细菌，在雾霾天使用作用并不大。

　　除了时尚口罩外，市面上常见的口罩还有两种：一次性普通医用口罩和医用脱脂纱布口罩，这些口罩虽然用于医护人员工作时佩戴，但普通购买者也大有人在。这两种口罩的防护效果在医用口罩中相对比较低，主要用于“保护呼吸道免受有害粉尘、气溶胶、微生物及灰尘伤害”，对细小颗粒的阻挡效果较差。

　　不过医用脱脂纱布口罩可以反复使用，比较经济实惠。“在选购的时候最好选择纱布层数不少于12层，并且从纱布的密度上看，纬纱每厘米不少于9根的。 在用的时候最好多准备几个，每天都消毒。”据一位有20多年一线工作经验的护士介绍。

　　n95口罩防护级别最高，但不宜久带

　　一些谨慎的人甚至还会千方百计地寻找防护效果更好的医用口罩，以确保达到最佳防护目的。目前，医用口罩主要有三种：普通医用口罩、医用外科口罩以及医用防护口罩，它们有着严格的技术标准和使用规范。

　　在医用口罩中防护效果较好佩戴比较舒适的就是医用外科口罩了。外科口罩看上去虽然和一次性普通医用口罩差不多，但它里面含有熔喷布滤料，对非油性颗粒的过滤效率一般在30%以上，可以阻挡粒径大于或等于0.075微米的粒子，即能有效阻挡pm2.5颗粒。

　　医用防护口罩是目前防护能力最强的口罩，对非油性颗粒过滤效率达到95%以上，根据滤料不同它们通常又被称为n95口罩。非典和甲流爆发时，这种口罩在呼吸传染病房被广泛使用。n95型口罩常用于呼吸道急性传染病的防护，包括某些微生物颗粒(如病毒、细菌、霉菌、炭疽杆菌、结核杆菌等)及有害气体、重金属等，“其最大特点就是可以很好地阻隔由患者呼出或咳出的飞沫及患者体液或血液飞溅引起的飞沫传染。飞沫的大小为直径1至5微米。”

　　据专家介绍，n95还有个“姊妹”kn90，两者的差别在于口罩对颗粒物阻挡作用的大小不同，两者皆使用粒径0.3微米的颗粒进行测试，kn90阻挡颗粒效率为90%，而n95阻挡效率为95%。

　　n95虽能过滤95%的pm2.5颗粒，但在专家看来，普通市民使用并不太实际。n95口罩质感较硬，防护材料较密闭，透气性差，呼吸起来较不通畅，长时间佩戴容易出现缺氧，如果使用不正确会导致疾病甚至死亡。

　　所以专家提醒，佩戴n95这种专业防护型口罩要经过培训，否则容易造成呼吸困难。对于特殊人群，比如儿童、老年人、患有呼吸系统疾病和心血管疾病的人来说更要谨慎选择。相比之下，kn90型口罩更适合普通人，虽然口鼻处也有一些闷，但对正常工作生活没有影响。

　　pm2.5防不胜防，应提高自身免疫力

　　至于网上热销的自称可抗菌、防尘、防pm2.5的专用口罩，专家表示，它们大多数是仿医疗口罩，效果还没得到论证。如今，国家也并未出台pm2.5口罩的相关行业标准，可见市面上所售的大部分概念口罩，很多只是噱头。

　　中山大学附属第一医院呼吸内科教授、内科icu主任曾勉认为，老百姓对灰霾天没必要过度紧张，尤其没必要佩戴过于专业的防毒口罩。如果想图个心安，常见的口罩都能抵挡少部分有害颗粒，而且在更多情况下，口罩只是在特殊的环境中使用，例如在人多、空气混浊不流通、流感高发的地方等。

　　“再者，pm2.5也真有点防不胜防。”曾勉表示，“粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面;粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小;而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡，有毒颗粒对气道粘膜会造成损伤，导致纤毛清除功能下降，为细菌入侵呼吸系统创造条件，可诱发支气管炎、哮喘甚至肺炎。”

　　医用口罩不能久戴、普通口罩没用，灰霾天我们究竟该怎么办?曾勉表示，“戴口罩只是预防呼吸道传染病的方法之一，最重要的是要保持良好的生活习惯，提高自身免疫力。”

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　　“隐形口罩”上海上岗

　　近日，上海交警的秘密武器“隐形口罩”在街头悄然上岗。尽管目前这款属于非警用装备的“隐形口罩”还处于试用期，交警可根据实际情况自行佩戴，但这款“神器”已成了人们热议的话题。

　　据上海松江交警处介绍，目前交警总队已配发给各区县交警支队的一线执勤民警与交通协管员240多个隐形口罩试用。这种隐形口罩并不遮住嘴巴，它更像两个小鼻塞，佩戴时只需塞进鼻孔即可，之后其中的活性炭就能自动隔离粉尘，并不影响正常呼吸。这样交警佩戴上就既能防止吸入粉尘，又能吹哨喊话了。

　　虽然这款“隐形口罩”目前还未定论究竟会不会完全推广，但网上有关“隐形口罩”的售卖却已火热开始了。在淘宝网打上“隐形口罩”关键词，可以搜到了一百多家店铺。这些网店的多数产品类似鼻塞，关于其功能说明显示，该产品可滤净空气污染物，包括灰尘、pm2.5、汽车尾气、花粉等。

　　据了解，“隐形口罩”售价有几十元到上百元不等。产品大多为进口，产地有日本也有韩国。而且为了吸引顾客，有不少厂家推出的产品还自称“适合东方人鼻孔大小”。一位上海的淘宝店主称，由于近期多地出现持续雾霾天气，“隐形口罩”销量非常不错。

　　“隐形口罩”究竟能不能为长年在路口工作的交警带来健康?“从产品理念来看，塞进鼻孔，如果其中有活性炭，一定程度上能够隔离粉尘，特别是交警，本身吸入汽车尾气粉尘几率较多，佩戴后应该有一定效果。”不过，浙江省中医院的戴医生表示，构造如此简单的“隐形口罩”只能“挡挡灰”，对于pm2.5是没用的。“pm2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，隐形口罩再怎么给力，也要留孔给人呼吸、通气，pm2.5‘身形瘦小’，可以进入鼻腔然后进入肺部。”