工业设计史课件：机械化与设计

《工业设计史》在整个19世纪，机械化一直是人们讨论设计理论与实践问题的焦点。无论是欢迎它还是反对它的人都参与了讨论机器作用的大论战。人们一方面为机制产品寻求一种合适的美感，另一方面也在思考机器对社会各方面带来的深远影响。机械化对设计的影响似乎更多地体现于工程方面。工程师们的贡献是巨大的。正当设计师们沉溺于纯形式的风格与时尚时，19世纪的工程师们一直在默默追求自己的革命之路。他们设计并建造了铁路时代伟大的工程作品，这些作品与旧有的风格毫不相干，他们的成功应归于他们在解决前所未有的难题中所采用的新材料和新技术。机械化与设计英国机械化首先开始于纺织业，其影响是极富戏剧性的。纺纱工厂是纺织业中最早机械化的部门。1769年，阿克莱特(SirRichardArkwright，1732—1792)的水力纺纱机开创了革命性的变革。1770年，哈格瑞夫斯(JamesHargreaves)发明了珍妮多轴纺纱机。1780年后，克罗普顿(SamuelCropton，1753—1827)发明了“骡子”纺纱机。第一节英国的纺织工业阿莱克特——织机纺织业机械化的第二个阶段是织布机的出现。先是使用飞梭。到了19世纪上半叶，机动织布机开始投入使用。但是，对设计活动影响最大的是19世纪20年代由法国引入英国的杰柯德织布机。产品的形式完全取决于机器生产、价格和图集等方面的因素，而不是依赖于创造性的设计。发展特征:无论在机器生产中是否有设计师参与，手工艺人都逐渐为没有传统技艺的工人所取代。

花布印染工业为机械化与设计的相互关系提供了一个有趣的实例。滚筒印花技术最早出现于1783年，但直到1830年以后才得到广泛应用，并形成一种高度机械化的行业。图4-1滚筒印花工艺一些工程师和设计师在新工业中也同样有意排斥传统美学的影响，否认美学在其作品中的作用。这种观点的典型是一位土木工程师柯本(ZarahColburn,1832—1870)。他在一篇题为《机车工程与铁路机械化》的论文中，表明了一种毫不含糊的实用主义。德国建筑师散帕尔(GottfrideSemper，1803—1879)建立了一种新的美学理论，既接受工业化不可避免的事实，又正视艺术与工业的关系。第二节技术与设计图4-219世纪初的瓦特蒸汽机散帕尔作为难民于1851-1854年间滞留在伦敦。作为建筑师1852年他出版了一本名为《科学、工业与艺术》的小册子。他认为，风格不是时代各种特有形式的融合，而是在设计一种产品时基本构思的艺术升华。产品的基本形式主要受到材料及其加工工艺的限制，同时也受到“许多在产品本身之外，而又对其设计起重要作用的因素的影响”，包括地域、气候、时间、习俗以及设计作品服务对象的地位等，装饰作为这些影响的表现，是一种综合的因素。他的著作产生了重大影响。散帕尔关于产品基本形式的原则对工业设计的发展是很有意义的，这些原则是接受并使用机器，以生产超越时尚而具有几何简洁性的功能产品。现藏于伦敦科学博物馆的一架瓦特蒸汽机(图4-2)产生于19世纪初，整个机器简洁而朴素，没有任何附加的装饰，其结构形态能真实反映出各部分的实际功能，显示了设计者对于自己创造的充分自信。19世纪机床设计的演变，对于研究技术革新与设计的关系以及早期功能主义的发展是很有意义的。工业革命后最早出现的大型机器几乎全是用木材制造的，特别是机器的框架更是如此。布鲁勒(MarcISam-bardBrunel)为普茨茅斯皇家船厂大批量制:造滑轮设计了一系列机床(图4-3)，这是机床设计发展的一个里程碑。为了适应流行的趣味，布鲁勒在他的机床中使用了一种最简洁的柱式一一塔斯干(Tuscan)柱式。其实塔斯干柱式在设计中不起支配作用，用于追求一种功能与形式的和谐，并不至于使机器成为一种装饰性的玩物。图4-3布鲁内尔1804年设计的系列滑轮机床之一——榫接机19世纪以来，值得一提的重要人物是怀特沃斯(Josephwhitworth，1803一1887)。作为一位机床制造商，他对于生产工艺的精确性和机床质量极为关注。为此，他发明了一种新工艺以确保工件的平整度并改进了测量方式。1856年，他展出了一种精度达百万分之一英寸的度量机具。图4-4怀特沃斯1850年设计的机床1813年布莱克特(ChristopierBlackett)建造了迈拉姆·迪里号机车，看上去就像放置在轮子上的一台卧式蒸汽机，其外形直接反映了机器的功能。铁路提供了另一个与新技术有关的设计演化的实例。横贯英国及欧洲大陆的铁路网比其它任何东西都更加反映出19世纪工作和生活的变化。图4-5布莱克特建造的迈拉姆·迪里号

1829年，为了挑选定期运行于利物浦和曼彻斯特之间的世界上第一列旅客列车，举行了一次设计竞赛。乔治·史蒂芬生(GeogeStephemson，1781一1848)的火箭号机车获奖。图4-6史蒂芬生于1829年设计的火箭号机车1847年，由大卫·乔易(DavidJoy)设计的杰尼·林德号机车(图4-7)则完全不同。其地方性的手工生产和木框架的结构已成为历史陈迹，而工程制造已经清楚地作为一种技术行业脱颖而出，这之中一个重要的进展就是对于外观的重视。图4-7乔易于1847年设计的机车到了19世纪后期，机车设计在效率和性能方面达到了新的高度，在外观上也更加完美。机车本身成了营运公司的活广告。1893年，沙米尔·约翰逊(SamuelJohnson)设计的4-4-0型1562级高速机车就是其中的一个典型代表。这台机车仍然采用内置气缸以取得整洁的外观。整个设计的比例精当，每个部件都采用水平构图，获得了协调的整体效果。尽管烟囱、安全阀和蒸汽包采用了不同的形状和尺寸，但它们的相互位置给人以均衡之感。三者的顶点与控制室顶部可形成一条连续的曲线，它们底部的弧线与发动机机体曲线、驱动轮外罩起伏有力的曲线以及控制室上的曲线相互呼应。铁红色的机体加上抛光的黄铜装饰，使其成了当时最漂亮的机车之一，它不但制造工艺高超，而且性能优异。图4-8

英国的第一辆铁路车厢其实就是将公共马车置于铁轨之上。随着机车逐步代替了公共马车，马车制造工匠的生计受到威胁，因而纷纷投向铁路的制造工厂。早期的车厢是几节类似马车车厢的包厢，首尾相接固定于拉长的底盘上，每个包厢由侧门出入(图4-9)。美国的火车旅客车厢的设计则大不相同，与现代的车厢基本一样。其典型是1865年由巴尔的摩和俄亥俄铁路公司设计的车厢(图4-10)。其最大的不同是没有包厢，在车厢的前后部位开门，由中间走道联系两端，双人座位排列于走道两侧，车厢内有卫生间和暖气设备。图4-9图4-10比较一下英、美两国的机车设计也是很有意思的。1857年建造的4-4-0型机车(图4-11)代表了美国19世纪大量生产的机车的型号和外观。与英国中部铁路公司的约翰逊4-4-0型机车相比，两者的功能是一样的，但外观形式却截然不同。美国机车的设计是敞开型的，使得日常的保养和维修得以方便进行，这对于长途运行并远离维修车间的机车来说是很必要的。在美国，负责操纵机车的人称为“机师”，而在英国则称为“驾驶员”，这就表明了机车维修在美国的重要性。在英国，大多数运行线路相距数里便有专门的维修设施。美国机车的控制室比较大，而且是封闭的，对于在恶劣气候条件下长时间工作的机师来说，这是完全必要的。美国机车倒锥形的烟囱与英国圆筒形烟囱有很大的差异。在美国，特别是在美国西部，由于距煤矿较远，一般使用木材作燃料。木材在燃烧时比煤产生更多的火花，这在干旱地区很容易引发火灾，因此便在烟囱上安置了火花消除器，这是当时机车上的一个特色装置。从美学角度来说，美国机车强调应用装饰而不是强调结构因素的形式处理。图4-111857年的美国4-4-0型机车最早的自行车源于法国的“玩具马”(图4-12)。骑车人用双脚蹬地，推动车子前进，这奠定了自行车的基本原理。在1860年左右，出现了一种杂耍单车(图4-13)，它有一大一小两个车轮，用踏板直接驱动大轮。之所以采用很大的主动轮，是为了保证车子有足够的速度并保持平衡。这种杂耍车骑起来是很危险的，需要非常敏捷和熟练的技巧。从设计方面来说，车子的形式直接反映了机械功能，但由于座位太高，限制了它的使用。1870年后出现了链条驱动的自行车(图4-14)，使自行车的安全性得到了改善。经过一段时间的改进之后，英国考文垂市的约翰·K·斯达雷(JohnKempStarley)于1888年生产出了第一辆现代自行车——“安全”自行车(图4-15)，这种车的基本形式至今仍广为流行。

图4-12图4-13图4-14图4-15“安全”自行车成功地将一系列相关的革新融会成一个协调的整体，其主要特点是采用了菱形的车架，后轮用链条驱动，并通过前叉直接把握方向。后来诸如刹车、变速齿轮和充气轮胎之类的发明使自行车得到了进一步完善。1880年开始了批量生产无缝钢管，这使坚固的轻型框架的生产成为可能。在批量生产的早期，家具业仍采用传统的形式与技艺，生产的种类也有限。19世纪家具设计最有名的例子是维也纳托勒公司所生产的曲木家具，这是引入新技术的成果。米切尔·托勒(MichaelThonet，1796—1871)生于德国，他从1836年左右就开始进行曲木家具试验，1853年在维也纳开设了自己的工厂。托勒最有名的产品是维也纳咖啡馆椅，或称第14号椅，这一产品首先于1859年推出，迄今已生产了5000万把以上。这把椅子十分简洁，每一个构件都毫不夸张，椅子的构造反映了结构的逻辑性，是一件超越时代和地域的永恒之作。使新生产工艺适应于流行的审美情趣也反映到了贝尔特(JohnHenryBelter)所生产的家具之中。贝尔特是一位德国移民，1850年左右定居美国纽约，并取得了树脂纸板成形工艺及利用蒸汽压力将胶合板制成复杂形状构件的专利。这些板材被人工雕刻成繁复而通透的新洛可可式纹样，并流行一时。陶瓷业中的翻模技术在19世纪就得到了进一步发展，并被应用到大量的新产品中。

19世纪的玻璃工业无论在生产规模上还是在生产技术上都大有发展虽传统的吹制、切割和雕刻仍有赖于高水平的手工技艺，但有了两种技术革新，从而增加了产量并扩大了产品范围；其一是模内吹制成型技术，这使瓶一类的容器能以较低成本重复生产，以满足日益增长的酿造、食品和医药工业的需要；其二是玻璃压制成型技术，融熔的玻璃置于加热的金属模具中，然后压人一个内模使制件成型。这种技术在18世纪20年代中期首先发展于美国，而后很快传播到整个欧洲。这种技术只能用于敞口的玻璃制品，如杯、盘、钵等。它所生产的制品表面粗糙不平。为解决这一问题，在美国开发了一种采用浮点和点刻的装饰技术，并演化成了所谓的“花边”风格，以掩饰生产中的工艺缺陷。19世纪中叶德国慕尼黑酒店的玻璃酒具迄今仍广为使用，它们没有任何虚饰，非常实用。其中不少标准形器皿，特别是锥形高脚杯，采用了一个世纪前流行的传统模式。慕尼黑酒店玻璃器皿简洁的设计是由许多不同的因素造成的。首先，它们必须能经受得住粗暴的使用，因为当时的餐馆都是很嘈杂拥挤的；其二是由于这些产品平凡而普及，其简洁为社会所承认；其三是这些产品基本上是为保守的用户而生产的，包括酒店的老板和他们的顾客，都喜欢自己熟悉的形状。1856年维也纳的罗伯迈(LudwigLobmeyr)还设计出一种新型的玻璃杯，这不是为酒店设计的，它杯壁很薄，并有一只细长的脚与之相配。这种高脚杯很快为公众所接受，所以时至今日仍在生产。它们的魅力不仅在于形式的简洁，也在于其展示杯中美酒的方式，也就是说非常适于优质葡萄酒的鉴赏家。马车是男人的领地，而家具则更多地与女性有关。19世纪初的美国绅士旅行车经过不断的改良，使其能在当时粗糙的路面上以合理的速度行驶，并保证旅客长途旅行的舒适性。在19世纪末，设计师们针对特定问题设计马车时，提出了一些新方案。其中之一就是比赛用的两轮单座马车，它带座位的骨架由一对大轮支承。这种赛车是由轻型跑车发展而来的。轻型跑车有两个并排的座位，由于轻巧玲珑而流行于美国。同期，英国人发明了一种车夫在后的双座马车，主要用作定期在伦敦街道上往返的轻型公共马车，它取代了非常累赘的四轮马车。这种新型马车解决了一个或两个乘客乘坐时的舒适性和私密性问题，车夫高栖于车尾，既不遮挡乘客，同时又保证自己有最好的视线。马车作为公路运输工具，对于早期汽车设计的影响是显而易见的。19世纪产生了形形色色的“专利”家具，这反映了人们对于技术的兴趣。有一种可以从衣橱中抽出的床，橱的反面是一个五屉柜。还有一种钢琴床的设计，其中有存衣被的空间、一个面盆以及一个内装的写字台等。19世纪把各种新型材料和已有材料结合起来，同时也产生了全新的东西。第一种塑料——赛璐珞(即硝化纤维塑料)于1865年问世。1888年生产的发夹盒(图4-17)是迄今可以找到的最早的赛璐珞产品，它就是一个相同角质产品的仿制品，角质材料在当时是相当普遍的。设计师们只是渐渐地才发现新材料具有其自身的积极本质。一种用于餐厅的煤气灯发明于1859年，它采用了50年前油灯笼的基本形式，甚至还可以追溯到更早的蜡烛灯笼。有些产品在实验室里发明出来时是粗糙而质朴的，如贝尔的第一台电话机。但是，一旦它们进入家庭，就马上会被乔装打扮。当然也有些发明似乎采取了决定性的步骤向前迈进，一开始就建立了自己的形象。尽管早期的自来水钢笔与先前的羽毛笔、蘸水笔大不一样，但与后来的自来水笔却没有实质上的差异。电灯也是如此。爱迪生（ThomasAlvaEdison，1847—1931）于1879年发明的碳丝灯泡与后来商业化生产的灯泡并无明显的不同，两者都是现在广泛使用的灯泡的直接前身。

爱迪生1879年的第一只碳丝灯泡(右)与1890年批量生产的灯泡(左)摄影装置是19世纪发明中最伟大的成就之一。最初的照相机基本上是一个装有镜头的暗箱，它的设计囿于19世纪仪器制造者的能力之内。早期的摄影非常复杂，但这不是照相机本身造成的，而是由于感光药剂不稳定，需要使用新鲜的混合药剂。1865年设计的照相机可以将影像记录在玻璃负片上，从而洗出无限数量的正片来。这种相机比起先前的银板法相机并无很大进步。银板法照相只能在金属板上制作唯一的一幅正像。由于这两种相机均使用湿板，很不方便。只是在干板法取代了湿板法，并与新兴的赛璐珞材料相结合时，商业化的胶卷生产才成为可能，并使照相机的设计发生变化。胶卷的出现让摄影成为人人能掌握的一门艺术。1888年的柯达盒式相机标志着相机设计的新起点，随之产生了无数的新花样。19世纪，人们的创造力也表现在大量的办公机器之上。1899年布劳斯(Buroughs)发明的加法器代表了19世纪末的商业技术。它没有以电为动力，当然更谈不上微处理器芯片，但它来自纯机械观点的设计是非常简洁而符合功能要求的。设这部机器质量很轻，除了玻璃板上的商标之外，别无装饰。如果进一步观察，可以发现它是从用户的观点出发来进行设计的。键盘是倾斜的，使所有的按键与人眼的距离大致相等，机件需要维修时，整个机器很容易拆装。但是这种加法器最重要的一点是它创造的数字键安排方式，这种布局一直用到小型电动计算机出现。在19世纪的设计中，最为显著的一点是金属及其加工工艺的发展大大扩展了造型的可能性及其应用。例如，煤矿工人使用的安全油灯或机车的信号灯，简洁而实用，与其工作环境十分协调。但一盏产于1850年的装饰性油灯，由于装饰过度，以致把自动为灯芯加油的精巧定时装置完全隐没了。19世纪为厨房生产的刀叉朴素而实用，但用于餐桌上的餐具则大加装饰，同样的对比也体现于厨房的取暖炉与客