丁文　韓德斌

摘要：文章針對(duì)電力機(jī)柜重視功能設(shè)計(jì)忽視造型設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，討論如何將形式美法則應(yīng)用在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中。重點(diǎn)分析電力機(jī)柜造型設(shè)計(jì)元素，從比例與尺度、均衡與穩(wěn)定、統(tǒng)一與變化、節(jié)奏與秩序四個(gè)方面研究形式美法則在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。力求產(chǎn)品形態(tài)美與功能美的統(tǒng)一，以期提高產(chǎn)品價(jià)值與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：形式美法則;電力機(jī)柜設(shè)計(jì);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM50 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）04-0155-02

1形式美法則概述

形式美法則是在創(chuàng)造美的形式和過(guò)程中，對(duì)美的形式規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和抽象概括，包括比例與尺度、均衡與穩(wěn)定、統(tǒng)一與變化、節(jié)奏與秩序等。在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中，綜合運(yùn)用形式美法則對(duì)機(jī)柜造型元素進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期獲得風(fēng)格統(tǒng)一、比例協(xié)調(diào)、具有時(shí)代特征的機(jī)柜造型。

2 電力機(jī)柜造型設(shè)計(jì)元素

電力機(jī)柜一般是用來(lái)集成計(jì)算機(jī)和相關(guān)控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的整齊有序排列，提供對(duì)存放設(shè)備的保護(hù)并便于設(shè)備維護(hù)。按照結(jié)構(gòu)模塊劃分，電力機(jī)柜的基本組件包括整體框架系統(tǒng)、前門(mén)構(gòu)造系統(tǒng)、后門(mén)構(gòu)造系統(tǒng)、左右側(cè)門(mén)（板）、頂框模塊和底座模塊六大部分。前后門(mén)、左右側(cè)門(mén)（板）、頂框及底框彼此相互獨(dú)立，分別固定于框架上?，F(xiàn)在的電力機(jī)柜造型設(shè)計(jì)主要是在成熟框架的基礎(chǔ)上對(duì)六個(gè)面進(jìn)行造型設(shè)計(jì)。六個(gè)面各自功能不同，其造型地位也不相同。機(jī)柜正面承擔(dān)著人機(jī)交互功能，是整個(gè)機(jī)柜的視覺(jué)中心。因此，機(jī)柜的形態(tài)設(shè)計(jì)以正面為主，側(cè)面為輔，其中最關(guān)鍵的是門(mén)的形態(tài)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)前門(mén)進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，能夠用較低成本快速實(shí)現(xiàn)機(jī)柜整體風(fēng)格的轉(zhuǎn)變，滿足不同用戶的審美需求。

機(jī)柜的物理性元素可以分為整體設(shè)計(jì)以及零部件選型，在機(jī)柜造型設(shè)計(jì)中要正確處理好局部部件造型與整體造型之間的關(guān)系。機(jī)柜的零部件包括門(mén)鎖、把手、鉸鏈等結(jié)構(gòu)部件，以及指示燈、按鈕、開(kāi)關(guān)等電器構(gòu)件，這些表達(dá)都能反映出產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的美學(xué)法則。

3形式美法則在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用思路

3.1比例與尺度在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

比例是機(jī)柜設(shè)計(jì)的重要因素，由于機(jī)柜體積較大，不同的比例具有完全不同的視覺(jué)效果，比例均衡則緊湊挺拔，比例不協(xié)調(diào)則給人廉價(jià)笨重的印象。機(jī)柜造型設(shè)計(jì)通常采用黃金比例、整數(shù)比例、平方根比等比例關(guān)系，使機(jī)柜及其各部件比例協(xié)調(diào)，達(dá)到視覺(jué)美觀的藝術(shù)效果。模數(shù)法則在機(jī)柜造型設(shè)計(jì)中得到了充分應(yīng)用。1980年，IEC103導(dǎo)則中提出了模數(shù)概念，強(qiáng)調(diào)元器件、零部件的尺寸及其安裝間距是模數(shù)的倍數(shù)，并給出了模數(shù)數(shù)列值。1988年，IEC917標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了新研制的電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)模數(shù)數(shù)列，選用IEC103導(dǎo)則中0.5mm、2.5mm和25mm三種格距，形成完整的協(xié)調(diào)尺寸系列，統(tǒng)一了電子設(shè)備模塊化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的互換接口。機(jī)柜從柜體到插箱、從插箱到插件都是由一種到幾種模數(shù)制造而成，因而形成了統(tǒng)一和諧的美感。

機(jī)柜的尺度包括機(jī)柜整體和局部構(gòu)件的大小關(guān)系，以及與之相關(guān)的人體尺度兩個(gè)方面。電力機(jī)柜整體外形尺寸已形成系列化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，柜內(nèi)尺寸要滿足19英寸寬度插箱安裝要求，高度以U（1U=44.45mm）為單位，按照U的整數(shù)倍規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。在機(jī)柜造型設(shè)計(jì)中，一般優(yōu)先使用國(guó)標(biāo)推薦的基本外形尺寸，在滿足19英寸寬度插箱安裝及扎線的基礎(chǔ)上推敲內(nèi)部空間比例關(guān)系，當(dāng)兩者矛盾較大時(shí)，尺寸在允許范圍內(nèi)作出適當(dāng)調(diào)整。電力機(jī)柜的尺度還包括顯示類、控制類電器件和操作手柄等控制類結(jié)構(gòu)件尺寸。作為人機(jī)交互界面，其尺度要與人的生理、心理特點(diǎn)相適應(yīng)，不能僅考慮零部件與柜體的比例關(guān)系。所以，在電力機(jī)柜造型設(shè)計(jì)中，比例與尺寸應(yīng)綜合考慮分析。

3.2均衡與穩(wěn)定在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電力機(jī)柜以中心線劃分，多為左右對(duì)稱矩形設(shè)計(jì)，對(duì)稱面具有相同的形狀、體量、肌理等，可以形成簡(jiǎn)單整齊的視覺(jué)效果。均衡是指形態(tài)各部分之間的距離長(zhǎng)短、分量輕重、體量大小等不完全相同，但能通過(guò)形態(tài)布局的變化形成視覺(jué)上的相對(duì)平衡關(guān)系。均衡設(shè)計(jì)表現(xiàn)形式多樣，其視覺(jué)效果要比對(duì)稱的表現(xiàn)形式豐富生動(dòng)、富于變化。傳統(tǒng)機(jī)柜前門(mén)采用對(duì)稱設(shè)計(jì)，容易使用戶感到呆板、單調(diào)。在現(xiàn)代機(jī)柜前門(mén)設(shè)計(jì)中，可以應(yīng)用均衡的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)鋁的本色氧化和鈑金黑色噴粉的對(duì)比、門(mén)框型材的截面設(shè)計(jì)、可視區(qū)位置相對(duì)門(mén)板左右不對(duì)稱布局等表現(xiàn)形式，打破單調(diào)的對(duì)稱感，形成豐富多變的視覺(jué)效果。

穩(wěn)定是指機(jī)柜造型整體上下之間的輕重關(guān)系。機(jī)柜造型的穩(wěn)定，有實(shí)際效用的穩(wěn)定和視覺(jué)效果的穩(wěn)定兩種。實(shí)際重心的穩(wěn)定是實(shí)現(xiàn)機(jī)柜功能的前提，視覺(jué)穩(wěn)定感則影響用戶的操作心理。

常用的增強(qiáng)機(jī)柜造型穩(wěn)定性的方法有三種：

1）形態(tài)處理。在整體造型設(shè)計(jì)方面，通過(guò)前門(mén)凹凸設(shè)計(jì)或者形態(tài)拼合，突出機(jī)柜的立體感和層次感，從而獲得機(jī)柜的穩(wěn)定感。在整體形態(tài)分割方面，通過(guò)下大上小的分割方式取得視覺(jué)穩(wěn)定感。如上層安裝1U、2U面板，4U面板往下放置，使機(jī)柜的實(shí)際重心和視覺(jué)重心下移，形成上輕下重的視覺(jué)效果，給操作者帶來(lái)穩(wěn)定安全的心理作用。在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，合理規(guī)劃銘牌、標(biāo)識(shí)、裝飾條等構(gòu)件位置，加強(qiáng)產(chǎn)品下部的重量感，也能增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定感。

2）色彩處理。主色調(diào)采用明度較高、純度較低的色彩，給人以理智穩(wěn)重的印象。機(jī)柜底座可以采用無(wú)彩深色系，增加底座的重量感。

3）肌理處理。提高機(jī)柜下部構(gòu)件表面肌理的粗糙度、降低其光澤度，從而增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定感。

3.3統(tǒng)一與變化在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

統(tǒng)一是指將性質(zhì)相同或類似的造型要素并置在一起，形成一種一致性的感覺(jué)。電力機(jī)柜本身有六大結(jié)構(gòu)模塊，機(jī)柜內(nèi)部有插箱、指示燈、空開(kāi)、標(biāo)簽框等，不同材料、形態(tài)、色彩的產(chǎn)品組合在一起，形成了這個(gè)龐大的系統(tǒng)。因此，機(jī)柜的外觀統(tǒng)一設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，在總體設(shè)計(jì)中地位越來(lái)越重要。機(jī)柜的統(tǒng)一設(shè)計(jì)方法主要包括以下五個(gè)方面：

1）統(tǒng)一的造型風(fēng)格。構(gòu)建具有鮮明品牌辨識(shí)度的線條、形態(tài)等，通過(guò)形態(tài)的不斷重復(fù)強(qiáng)調(diào)，形成統(tǒng)一的產(chǎn)品形象。

2）統(tǒng)一的色彩風(fēng)格。機(jī)柜整體可以采用兩三種色彩進(jìn)行配合設(shè)計(jì)，突出主色調(diào);局部使用企業(yè)色進(jìn)行點(diǎn)綴，可以提高產(chǎn)品識(shí)別性;強(qiáng)調(diào)警戒用色，以引起操作者的注意，從而形成強(qiáng)烈的視覺(jué)統(tǒng)一性。

3）零部件與整體的統(tǒng)一設(shè)計(jì)。對(duì)于大面積的機(jī)柜門(mén)板而言，門(mén)鎖、把手、鉸鏈等結(jié)構(gòu)件具有裝飾作用。在零部件選型中，零部件造型風(fēng)格要與整體造型保持一致，同時(shí)需要注意選型元件的色彩搭配，盡量減少顏色種類，以形成良好的視覺(jué)效果。

4）統(tǒng)一的界面設(shè)計(jì)。電力機(jī)柜功能強(qiáng)大，電器件較多，操作界面相對(duì)復(fù)雜。雜亂無(wú)序的布局容易使操作者心情煩躁，并容易產(chǎn)生安全隱患;合理的人機(jī)界面功能分區(qū)合理，產(chǎn)品語(yǔ)義明確，視覺(jué)效果良好，使操作者心情愉悅，從而提高工作效率。通過(guò)線條、形態(tài)、色彩等對(duì)操作面板進(jìn)行功能分區(qū)，充分考慮操作的便捷性和界面的秩序性、美觀性，形成具有品牌辨識(shí)度的人機(jī)交互界面。

5）統(tǒng)一的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)。由于電力機(jī)柜產(chǎn)品的特殊性，其標(biāo)識(shí)系統(tǒng)比較復(fù)雜，且不可或缺。機(jī)柜標(biāo)識(shí)系統(tǒng)包括產(chǎn)品銘牌、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的單元名稱、機(jī)柜所承載產(chǎn)品的名稱（型號(hào)）、裝置及元器件標(biāo)簽、安全標(biāo)志和企業(yè)標(biāo)識(shí)六類。通過(guò)對(duì)標(biāo)識(shí)內(nèi)容、形狀、尺寸、色彩、位置進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，通過(guò)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的完整性、規(guī)范性設(shè)計(jì)提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)層次，提升外觀質(zhì)量。

只有統(tǒng)一而沒(méi)有變化，造型勢(shì)必沉悶呆板。變化是指將性質(zhì)不同的造型要素并置在一起，造成一種明顯的對(duì)比感覺(jué)?？梢酝ㄟ^(guò)形態(tài)差異、材質(zhì)差異、色彩差異、肌理差異等方面的對(duì)比來(lái)打破過(guò)分統(tǒng)一的單調(diào)感，形成變化，從而產(chǎn)生自然、生動(dòng)的視覺(jué)效果。機(jī)柜的外形過(guò)多地采用規(guī)矩的方形，這樣機(jī)柜會(huì)缺乏靈動(dòng)感、活躍感，但我們可以運(yùn)用具體的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行調(diào)整。例如形體和線條的特征、色彩的冷暖明暗區(qū)分、肌理的粗細(xì)等，幫助企業(yè)在產(chǎn)品同質(zhì)化的全球競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中，樹(shù)立獨(dú)特的產(chǎn)品形象，在競(jìng)爭(zhēng)中贏得優(yōu)勢(shì)。

3.4節(jié)奏與秩序在電力機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

節(jié)奏感和秩序性主要體現(xiàn)為利用點(diǎn)、線、面等造型要素進(jìn)行有規(guī)律的疏密排列。

“點(diǎn)”元素的典型應(yīng)用為機(jī)柜通風(fēng)孔的設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的通風(fēng)孔形狀有長(zhǎng)方形、正方形、圓形、六邊形、長(zhǎng)腰型等，不同形狀、不同大小、不同位置、不同疏密、不同排列方式的通風(fēng)孔設(shè)計(jì)，可以形成不同的節(jié)奏，呈現(xiàn)不同的視覺(jué)效果。富有節(jié)奏和韻律的通風(fēng)孔設(shè)計(jì)會(huì)提高機(jī)柜的設(shè)計(jì)感和檔次，提高用戶心理舒適度與愉悅度。相反，呆板的通風(fēng)孔設(shè)計(jì)會(huì)讓用戶感到厭倦煩躁。

“線”元素主要體現(xiàn)為零部件輪廓線、面板安裝縫和內(nèi)部的布線設(shè)計(jì)。機(jī)柜設(shè)計(jì)中，直線和函數(shù)規(guī)則曲線是常用線型，更多強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性及線條的秩序性，從而體現(xiàn)產(chǎn)品的專業(yè)性。面板安裝縫起到功能分區(qū)的作用，使操作界面更加清晰，零部件整體協(xié)調(diào)，功能更加有序。布線設(shè)計(jì)則重點(diǎn)考慮線的走向，呈現(xiàn)橫平豎直、整齊有序的視覺(jué)效果。

“面”元素主要表現(xiàn)為機(jī)柜門(mén)板設(shè)計(jì)及并柜效果。機(jī)柜門(mén)板形態(tài)可分為平面門(mén)和立體門(mén)，立體門(mén)包括折面門(mén)和弧面門(mén)。整排機(jī)柜以“面”的形式有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)，充分體現(xiàn)了視覺(jué)的節(jié)奏感和秩序性。通過(guò)并柜組屏，能夠產(chǎn)生視覺(jué)的橫向延伸感，具有平穩(wěn)統(tǒng)一的視覺(jué)效果;縱向線條分割使產(chǎn)品更加豐富，形成功能強(qiáng)大的既視感。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的電力機(jī)柜和國(guó)外相比在造型上還存在一定的差距，研究形式美法則在機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對(duì)于提升產(chǎn)品價(jià)值、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，具有重要的意義。筆者分析了機(jī)柜造型設(shè)計(jì)元素，從比例與尺度、均衡與穩(wěn)定、統(tǒng)一與變化、節(jié)奏與秩序四個(gè)方面對(duì)機(jī)柜造型的方法做了一些探討，希望能對(duì)從事相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人員有一定的啟迪作用。