淺析幾何元素在低壓成套開關設備外觀設計中的應用

【摘要】低壓成套開關設備被安放在人們生活、工作環境的各個角落，對人安全和健康問題的影響越來越受到人們的廣泛關注。其外觀造型設計元素的合理使用從人的感知層面上來說，可以增進人們對于該類電氣設備的信任感。文章闡述了低壓成套開關設備的相關基本知識，重點分析了幾何元素特征在現有低壓成套開關設備造型上的體現，最終嘗試解讀幾何元素的造型方法在低壓成套開關設備外觀設計中的實際應用。

【關鍵詞】低壓成套開關設備；開關柜設備；外觀設計；幾何元素

隨著社會經濟的發展，城市建設步伐的加速，居住環境的改善，低壓成套開關設備逐步深入到生產現場、公共場所、居民住宅等地點，可以說凡是使用電氣設備的地方都已經配備該設備。正是由于這些電氣設備處于我們的工作、生活環境中，對人安全和健康問題的影響越來越受到人們的廣泛關注。調查顯示，我國電能的80％左右都是通過低壓成套開關設備提供，低壓成套開關設備的發展植根于材料工業、低壓電器、加工工藝和設備，所以低壓成套開關設備的水平從一個側面反映了一個國家的經濟實力與科學技術、生活水平。雖然目前國內低壓成套開關設備的科技含量在不斷提高，但是對于設備外觀設計這一方面的重視程度依然不夠。從現有的低壓成套開關設備外觀形態中，我們可以找到很多體現幾何元素的因素，只有在設計中充分運用獨特的造型元素如幾何元素，才能充分發揮它的價值。這也就需要我們不斷地靈活應用相關設計理論來更好地指導設計實踐。

1.低壓成套開關設備的基本知識

低壓配電系統作為輸配電系統和用電負荷的橋梁。其作用是將發電廠經過輸配電網絡傳送來的電能，按規定的要求準時、安全地送達用電設備。在電能傳輸過程中，經過許多環節或設備。這些環節或設備，包括低壓成套開關設備和變壓器等。低壓成套開關設備在低壓供電系統中負責完成電能的控制、保護、測量、轉換和分配。本文所述的低壓成套開關設備主要指低壓開關柜設備，它是由一個或多個低壓配電方案（輸、配）組成，并構成相關的控制、測量、信號、保護、調節等功能的設備。開關柜設備一般均由制造廠家負責完成所有內部的電氣和機械的連接，采用各種結構部件完整地組裝在一起，最終形成一種組合體。按結構可分為：固定式和抽出式；按用途可分為：配電用饋電柜、控制用馬達控制柜、補償用電容器柜等。

2.幾何元素在低壓成套開關設備外觀上的體現

康定斯基以繪畫畫面為分析基礎，將點、線、面作為抽象藝術的基本幾何元素。將其引用到產品外觀設計中，這些元素不是直接顯現的，要依靠我們的感知其存在。點，在幾何學上沒有大小，只表示空間中的一個位置，但點一旦物化后，就有了大小和形態。在開關柜設備外觀造型中，可以被感知的點很多，如按鍵、散熱孔、發音孔、文字圖標、指示燈等都會有點的性質，但是這些具備點的性質的部件有時大小不一，甚至超出了原有的人質范圍而轉變成了“面”，這時就需要將其與周圍環境聯系起來分析。線，可以用來連接、聯系、支撐、包圍、貫穿或截斷其他的視覺要素。線分為直線、折線、曲線，曲線又包含集合曲線和自由曲線。在大自然中，大部分形態都是曲線構成的，所以有時由曲線構成的形態被稱為有機形態。幾何曲線的形式有圓、弧線、拋物線等。幾何曲線符合一定的秩序，按明確的規律成形，所以比較容易被識別，如開關柜設備整體外觀的輪廓線或是柜內組合設備的分裝縫線等。面，線形封閉并被填充形成完整的面后，其視覺特征也發生改變，在二維空間上具有的量感加重了。不同線形所形成的面給人的感覺也不同。正圓形、橢圓形形成的面都有飽滿、圓潤的特點。由自由曲線形成的面雖然難以傳達出理性的秩序，但可表現出感性或具有藝術感染力的情感特征，對于開關柜這樣一種電氣設備給人以一種緊張、危險的感覺，我們可以在其控制、顯示面板設計上利用面形成的各種特征去緩解人們的不適情緒。體塊，構成產品外觀形態最常用的元素，是在開關柜設備這類產品中實現功能、包裹內部機件最有效的完全封閉型形體。

3.低壓成套開關設備外觀設計中幾何元素的造型方法

幾何元素是一類簡約的造型語言，它不僅強調、注重美學表現和功能應用，而且要將產品的造型簡約化到極致，以盡量減少無謂的材質消耗。一般來說，開關柜設備外觀設計中幾何元素語言都體現了三種基本原則：一是形式的極端簡化如使用基本形狀，講究客觀性而不刻意追求風格；二是在開關柜設備外觀設計創作中使用最少的基本成分和要素；三是簡化開關柜設備外觀造型的內容，除去干擾主體的不必要的東西，其核心是開關柜設備外觀造型設計中考慮設計功能的合理性，強調造型的完美和精煉，其他因素放在次要位置考慮，在精煉和功能上尋找一個平衡點，把造型和功能同時演繹得不可或缺。在具體的設計過程中，幾何元素的應用方式主要包括以下幾個方面：

3.1幾何元素的獨立應用

開關柜設備外觀設計中單個幾何元素形體直接應用，是指以單個幾何元素形體（柱、錐、方體等）為造型主體，對形體進行一些簡單的處理，而獲得優美的電氣設備產品的設計方法。一般對幾何體的處理方法主要有：幾何形體的加法創造和減法創造。加法創造是指將簡單形體通過重復、漸變、對比、交替等的組合，構成復雜的形體。減法創造是指對基本形體進行分割、切削、分裂等的造型手段。這兩種方法是單個幾何體獨立應用時，進行形態處理的常用方法。

3.2幾何元素的組合應用

基本幾何體組合應用，是幾何元素形態在開關柜設備外觀設計中的常用方法。這些開關柜設備產品以某一種幾何體為基本單元或模塊，通過加法創造的原則如鑲、嵌、插、疊、壘、墊等，構成一種外形簡潔、形態獨特的新產品，可以將其理解為基本形的相加而成。如某種產品外觀設計靈感來源于骨骼結構，它就可以根據使用者的喜好將其組合變換成其他更多造型。

3.3幾何元素的其他應用

除了對幾何元素形體進行分割、切削、分裂、組合、疊加、對比、交替等的造型手段構成新的設計形體外，還可以通過扭、曲、擠、接等方法，獲得新的幾何形態開關柜設備外觀產品。這些造型方式可以打開現有設計規則的束縛，釋放設計師的思維與想象，延展開關柜設備的功能，展現開關柜設備外觀設計的靈活性，并演化出無數的設計可能，使設計更具人性化。

隨著幾何元素形態科學分析研究的不斷發展，開關柜設備外觀設計的創新可利用幾何構成原理的思想，在結構創新的基礎上進行。造型是觸發人們情感最直接、最有效的設計元素，開關柜設備外觀設計的成功與否，不僅會對環境中人的心理造成很大的影響，還可能會對使用人員的操作形成阻礙。所以，造型的設計要力求能在平衡、穩定的基礎上富于情感，通過設備的造型語言來體現安全感和宜人性。 [科]

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