節(jié)水型可移動廁所的設計

畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 作 者 : 學 號： 學院 (系 ): 機械工程學院 專 業(yè) : 工業(yè)設計 題 目 : 節(jié)水型可移動廁所的設計 指導者： (姓 名 ) (專業(yè)技術職務 ) 評閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術職務 ) 副教授 教授 = 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 本次畢業(yè)設計旨在滿足 2008 年北京奧運會游客、運動員、工作人員等的需要，同時供群眾日常使用。設計的指導思想是綠色設計和通用設計，通過對水的循環(huán)利用達到節(jié)約水資源的目的，并且考慮到更多人的需要，特別是那些使用輪椅的殘障人士，為他們設計可以方便使用的廁所，營造一個無障礙的環(huán)境。廁所里有較大的內部空間，還有蹲坐兩用的便器、方便殘疾人出入的斜板、供等候者使用的休息區(qū)。該設計內外結構明確合理，外型美觀大方，追求形體的明朗與簡潔，既符合中國人的審美觀念，又風格現代。 關鍵詞： 移動廁所；無障礙設計；綠色設計；節(jié)水 畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要 Title Design of Water-recycling Moveable Toilet Abstract With the background of 2008 Olympic Games that is going to be held in Beijing, the goal of this graduation design is set to meet the needs of tourists, athletes and all of the other participants of this great event. And at the same time, it should also be accessible to our ordinary people and be exploited in daily life. The guideline of this design project is the theory of Green design and Barrier-free design. According to the former theory, water should be saved in the way of recycling while the actual needs of the majority especially those disable people in wheelchairs are emphasized by the later one. This graduation design is planned to establish a barrier-free environment and turn the restroom to be a really nice and friendly place for the disable. This moveable toilet not only has a capacious inner space but also contains some special devices for people with different using habits, for instance, the toilet seat for people sitting on or not. Besides, other innovative points include the slope making convenience for those in wheelchairs and resting areas for those waiting. Reasonable exterior and interior structure, neat and attractive appearance are also advantages of this design. What being pursuit through the whole design course is the combination of Chinese characters and the modern style. Keywords： Moveable toilet； Barrier-free design； Green design； Water recycling 目 次 1 引言 1 1 1 現實課題簡介與設計目標 1 1 2 廁所的背景知識 1 1 3 移動廁所簡介 2 1 4 市場背景： 2008 年奧運會 2 1 5 中國移動廁所的現狀 3 1 6 現有的主要技術 3 1 7 課題的現實意義 4 2 研究過程和理論依據 4 2 1 設計的過程和所要解決的問 題 4 2 2 設計理論 6 2 3 人機工程參數 7 3 具體設計方案闡述 11 3 1 外部形態(tài)設計 11 3 2 內部功能及結構設計 20 3 3 成組排列設計 20 3 4 節(jié)水方案設計 20 3 5 材料的選擇 20 3 6 色彩的搭配 20 3 7 模型制作 22 4 設計感想 23 結論 24 致謝 25 參考文獻 26 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 共 30 頁 1 引言 1 1 現實課題簡介與設計目標 本次畢業(yè)設計采用的是企業(yè)中的實際課題，受鎮(zhèn)江華清環(huán)保有限公司的委托，設計新型的節(jié)水移動廁所。公司預先提出的設計要求是綠色環(huán)保，美觀大方，體積適中，除移動廁所的一般功能，可以自由發(fā)揮為其設計更多的功能，滿足更多人的需要。廠家并沒有給出太多的限制，這就給后面的設計留出了自由發(fā)揮的空間。 指導老師給出的明確設計目標：這次畢業(yè)設計旨在滿足 08 年奧運會游客、運動員、工作人員等的需要，同時提供群眾日常使用。設計的指導思想 是綠色設計和通用設計，就是說要節(jié)約水資源，并且考慮到更多人的需要，特別是那些殘障人士。造型應明確合理，美觀大方，以適合中國人的審美觀念并追求形體的明朗與簡潔，風格不受任何的現有形式所拘束，力求融入和諧與輕松的因素。 1 2 廁所的背景知識 了解一些有關廁所的背景知識有助于理解其內涵，形成自己對廁所以及移動廁所的理解和情感，從而更好的把握其未來可能的發(fā)展方向。 1 2 1 世界廁所的發(fā)展 從古至今，世界各國對于廁所都給以了足夠的重視，可以說一部人類的發(fā)展史同時也是一部廁所的發(fā)展史。 考古發(fā)現在公元 前 2500 年前印度河谷哈拉巴文化遺址中家家戶戶就都有水沖式廁所，并有高度發(fā)達的污水排放系統。人類制作各種便器的嘗試有很長的歷史，可能比羅馬帝國還要早。 到近代，方便生活的必備設施盥洗室，可能是在 1460 年左右發(fā)明的。伊麗莎白女王時代的大臣哈林頓爵士發(fā)明了水沖廁所。 下水管道系統于 19 世紀 40 年代在漢堡出現。 19 世紀堪稱是“廁所世紀”，那時，注冊專利促成了廁所質量的提高，有吸引力的設計進入市場。此后，廁所的制造工業(yè)化了。 1739 年，巴黎一家飯店在一次舞會上設計了“男廁”和“女廁”。 1824 年，巴黎出現 第一座公廁。 1904 年，化糞池首次在巴黎出現。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 共 30 頁 進入 20 世紀，經濟發(fā)達國家又出現多種高科技廁所。 1 2 2 世界的廁所文化 伴隨著人類文明的發(fā)展，廁所文化也逐漸地形成。 在歐美等發(fā)達國家，廁所文化的發(fā)達讓人看得有些吃驚，有人坐在 “ 公廁酒吧 ”悠閑地品酒，有人則把廁所看得比金屋還貴重。 在倫敦繁榮的商業(yè)街區(qū)，人們可以看到位于街邊小巧玲瓏、古色古香的廁所，周圍還 設有供游人等候入廁或休息的簡易座椅。 在法國、比利時、荷蘭、盧森堡等國的主要街道，矗立著雕堡狀的星級公共廁所，外形非常美觀，遠看像是路標。 歐洲的廁所標識五花八門。除了直立的男女標準示意圖和 W C 的標志，在街頭巷尾及休閑之處，還用抽象圖案，非常個性化。如女廁所的標識是高跟鞋、裙子或燙波浪長發(fā)的女士頭像等，男廁所則是煙斗、禮帽或禿頂光頭的男子頭像等。 日本是最注重廁所文化的一個國家，對廁所情有獨鐘。日本的神道教歷來強調身體和精神的潔凈，認為有一個地方來清除這些不潔之物非常重要，這個地方就是廁所。日本的廁所文化也就由此誕生。 1 3 移動廁所簡介 廁所發(fā)展到今日已經日漸成熟，各種新技術、新材料、新概念在當今的廁所設計中都得到了一定的 體現，其中之一就是移動廁所。顧名思義，移動廁所就是指那些可以改變擺放位置的廁所。相比傳統的固定廁所，由于它沒有埋于地下的化糞池，而是自帶收集裝置，再加上體積較小，所以可以做到比較自由的搬運。移動廁所的突出優(yōu)點大致在于如下六點：一、方便搬運，這樣就可以靈活地滿足人們的需要，可用于臨時性人群聚集的場合，如：露天集會或展覽，體育運動會等；二、生態(tài)環(huán)保，由于采用的大多都是新技術，移動廁所的環(huán)保性（如節(jié)水、水循環(huán)等）要好于傳統廁所；三、節(jié)省空間，體積小重量輕；四、成本低，適宜批量生產；五、便于更新換代；六、方便清潔。 1 4 市場背景： 2008 年奧運會 隨著 2008 年奧運會的臨近，北京市乃至全國都進一步加快了對公共設施的改造， 其中一個重點就是對移動廁所的新需求。 “ 綠色奧運 ” 是北京 2008 年奧運會的三大主題之一。舉辦 “ 綠色奧運 ” 的目的就是要在籌備和舉辦奧運會的過程中用保護環(huán) 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁 共 30 頁 境、保護資源、保護生態(tài)平衡的可持續(xù)發(fā)展思想，把奧運會對環(huán)境的負面影響減小到最低程度。 北京在過去三年時間里新建和改建了 700 多座星級旅游公廁，到 2008 年奧運會前，北京每年 還 要建設和改造 400 座符合標準的公廁 。并且準備足夠的可移動廁所滿足臨時的需 要。不僅北京，南京、杭州等很多地區(qū)也出現了高科技的移動廁所。 1 5 中國移動廁所的現狀 現在市場上的移動廁所的種類和型號很多，也各有各的特點，這里不便一一列舉。但總的來說，大致的結構組成基本一致。一座移動廁所一般具有如下幾個組成部分：廁所外殼、便具、洗手臺、照明裝置、換氣裝置、廢物儲存和循環(huán)裝置、還有就是一些附屬設施，如為殘疾人設計的扶手、方便掛鉤、梳妝鏡子、洗手香波桶、廁紙架、便于搬運的吊鉤等等。 外殼形狀較多，但總體上以長方體和圓柱體為主要形態(tài)，基本上沒有脫離房形特征，也有個別的設計較為新穎， 如亭形等。 外體色彩豐富，有灰白、墨綠、藍、黃、巧克力、金、銀、棕等多種顏色。內飾顏色包括藍，桔黃，咖啡色，灰，紅，白色等。 在外體材料的使用上也有多種選擇， EPS 裝飾材料、彩鋼復合夾芯板、 玻璃鋼 、PE（工程塑料） 、 高檔鋁塑板、 高密度聚乙烯 等也很常見，且各有長處。 在內部，便器主要有兩種：座式和蹲式。沖水方式有手動與腳踏之分。內部地面采用防滑設計，保證使用者的安全。通風孔設在廁所上方或者較下的位置，這是出于保護隱私的需要。 1 6 現有的主要技術 隨著科學技術的發(fā)展，可用于移動廁所的技術也日新月異，但大體 上可以分為兩大類：其一是廢物處理和節(jié)水技術；其二是節(jié)能技術。 常見的廢物處理和節(jié)水技術 的 應用例子包括 傳統移動旱廁 和 生物廁所，前者是以塑料袋作為盛排泄物的容器， 但 塑料袋難以降解，也不能進入污水排放系統放流，易對環(huán)境造成污染。后者以生物菌降解排泄物，這種廁所雖然對環(huán)境無污染，但造價和 管理成本較高，一旦安裝難以移動。 還有就是 水循環(huán)回用方式，不接水源，不作排放，并利用大小便水和雨水作為自耗水的補充 。而排泄經過 除臭 、 降解，再送到分離槽進行固體和液體分離。液體經過處理變成了凈水，迅速送到再生水槽再次利用；降解后 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 共 30 頁 的排泄 物形成固體，自動進入固體存儲槽存儲，可作為優(yōu)質農家肥料 。 節(jié)能方面主要是依靠太陽能進行保溫和發(fā)電，公廁利用太陽能加熱氣流并向室內循環(huán)，不斷調節(jié)室內溫度，即使太陽下山了，它仍可向室內釋放熱量，直至溫度平衡。利用太陽能電池儲存的能量還可以保證廁所夜間的照明。 1 7 課題的現實意義 1.7.1 對學生而言 本次畢業(yè)設計以工業(yè)設計的基本理論與方法為基礎，參與企業(yè)委托的實際創(chuàng)新設計課題：節(jié)水型移動廁所的設計。通過設計實踐使學生的知識綜合應用能力、理論聯系實際的研究能力、溝通交流的能力、系統地解決問題和實際動 手的創(chuàng)造能力得到一定程度的提高。 同時通過畢業(yè)設計的過程，學生對畢業(yè)后實際的工作有了初步的了解和提前的適應，在現實的課題操作中學習相互合作。掌握相關產品的設計研究方法，學習撰寫專業(yè)論文報告。 1.7.2 對企業(yè)而言 在支持學生畢業(yè)設計的過程中，廠家也能從該設計中受益，設計成果爭取轉化成實際的產品，或至少為廠家的后續(xù)設計提供參考和幫助。 1.7.3 對設計對象本身而言 該選題貼近實際，有很強的現實意義。國內公共廁所的臟、亂、差是眾人皆知，來華的外國朋友更是怨聲載道，抱怨國內廁所的衛(wèi)生條件太差，而且 嚴重缺乏殘障設施。甚至在一則報道中，一位外國朋友在接受國內記者采訪時勸告國外的殘疾朋友別來中國，因為在中國實在是很難找到方便殘疾人使用的固定廁所和移動廁所。面對這樣尷尬的現實，作為國內的設計師有責任去改變現狀，為中國的廁所正名，為廣大的殘疾人提供方便。 2 研究過程和理論依據 2 1 設計的過程和所要解決的問題 1） 制定時間表 合理的計劃是做好設計的第一步。詳細的計劃和明確的時間節(jié)點能夠使設計有條理，分步驟的完成，保證設計的質量和完整性。圖 2.1 所示的是從三月到六月畢業(yè)設 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 30 頁 計全程的計劃表。 圖 2.1 時間計劃表 2） 調查研究和背景知識的積累： 通過廣泛的調查對相關產品的造型與結構特點、使用環(huán)境、方式和目前的設 計狀況進行了解。通過比較典型性的產品，歸納整理相關產品的造型、材料、結構、功能、色彩、人機要求、節(jié)水方式等方面內容，從而完成對設計任務的充分認識。 現有產品的優(yōu)缺點比較：如圖 2.2 所示 圖 2.2 現有產品比較 3） 情景模擬找出存在的問題并提出擬采用的解決方案： 通過對管理者、社會和使用者三方的分析（如圖 2.3 所示），找出潛在的問題。并給出可能的解決方案。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 共 30 頁 圖 2.3 情景模擬 廁所和移動廁所存在的典型問題： a 我國廁所存在的普遍問題是臟。 外國投資者對國內廁所的 “ 四部曲 ” 概括：為一叫二跳三哭四逃。一叫：這是什么地方呀；二跳：地面太臟沒處下腳；三哭：臭氣熏眼刺鼻，涕淚雙流；四逃：被蠕動的蛆蟲嚇跑。 b 缺少殘障設施。很多廁所都沒有為 殘疾人設計的潔具 ，而且 殘疾車進 出廁所不方便 ，烘干機也沒有相應地安裝在較低位置。 c 座廁成為如廁的“心理”障礙。 座廁越來越多，本是文明的標志。但事實上，市民上公廁，尤其 是女性上趟公廁卻要費盡心機。很少有人 敢 直接坐 在座 便器上。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 共 30 頁 座廁，反而成了如廁的阻礙。 d 設計不完善，缺乏必要的配套設施，如給孩子換尿布的臺子、 掛鉤、洗手液 盒 等。 e 不雅的廁所文化。在公共廁所中亂涂亂畫現象嚴重。 f 移動廁所的防盜。移動廁所被盜的報道時常見諸于報端。 g 廁所設計存在性別歧視?，F有女廁所數量上不能滿足需要。 h 移動廁所的美觀問題。形態(tài)單一，與城市景觀不協調。 根據以上分析，可將問題與相應的可能解決方案歸納如表 1： 表 1 問題和擬采用方案 問題 擬采用的解決方 案 體現文明程度和城市形象 美觀，與現代城市景觀相和諧 臨時需要 可移動性 殘疾人上廁所難 較大的空間，無結構障礙，座便器，輔助設施 不文明的涂鴉 特殊材料的使用 沖水 腳踏式和紅外線的沖水器 臭味 良好的通風 夜間如廁照明問題 照明燈 擔心坐便器不干凈 蹲坐兩用的便器 等候的問題 座椅 廁紙 提供廁紙 補妝 鏡子 換尿布 可折疊的托板 小孩上廁所 高度合適的座便器 洗手 有洗手池 環(huán)保節(jié)水 水循環(huán)裝置 男式站立小便 有立式小便器 找?guī)y 廁所地圖 東西的存放 存包處 能否很好地解決上述這些問題就構成了以后對廁所設計進行評價的標準。 4） 產品形象的確立： 在做實際的設計之前為將來的作品建立形象有助于明確設計方向，通過標志、名稱的設計，體現設計宗旨和指導思想，為下面的設計定下基調，這是設計的基本步驟之一。本設計將定名為 John. Who is John? 約翰是個常用的英文名，同時它在俚語中的意思是廁所。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 共 30 頁 之所以為該設計取這個名字，主要出于兩層考慮。其一，很顯然的是因為它 有廁 所的意思；其二，該設計的指導思 想就是做通用設計，人性化的考慮是其核心，賦予冰冷的產品以人的名字正體現了該產品設計的宗旨：從人（使用者）的角度去設計，處處為人著想，提供人性化的服務。 標志的設計出發(fā)點很簡單：“ W.C”。形 態(tài)上的箭頭指向方型的內部，寓意是進入 圖 2. 4 標志 空間?！?W”藏在箭頭的尾部，而“ C”則是由箭頭分割方型而得。 (如圖 2.4 所示 ) 6） 草圖初步（ brainstorm）： 根據上述研究而確定設計方向和理念，在不加太多限制的情況下，以“腦力風暴” 的形式 出大量的草圖構思，討論可能的外部形態(tài)。（如圖 2.5(a)(b)所示）有了一定量的積累后，再用此前已經建立起來的評價標準對列舉出的方案進行分析比較，初步得出四個后選方案。 圖 2.5 （ a）外觀形態(tài)聯想 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 9 頁 共 30 頁 圖 2.5 （ b） 外觀形態(tài)聯想 7） 方案的初次細化和對比： 對篩選出來的四個方案進行第一次細化，討論其外部形態(tài)、內部空間、可能滿足的輔助功能等，再以細化草圖的形式表現出來。將四項設計方案進行比較，評價每項的優(yōu)缺點。 8） 對草圖的篩選： 方案一為桶型 (如圖 2.6)，優(yōu)點是形態(tài)簡潔，有滑門， 體積較小。缺點是頂部設計不很合理，形態(tài)上沒有明顯的突破，且不方便排列。 圖 2.6 方案一 圖 2.7 方案二 圖 2.8 方案三 圖 2.9 方案四 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 共 30 頁 方案二為長型（如圖 2.7），形態(tài)上借鑒了日本的一項成功設計的特點，突出的優(yōu)點在于外觀大方現代，輔助設施齊全，內部空間大，結構上沒有難點，缺點包括把門按置在側面的設計對殘疾人的進出造成了不便。外觀上沒有突破。 方案三 為分體型（如圖 2.8），優(yōu)點是形態(tài)上有變化，內部空間大，外圍的服務設施較為齊全，如椅子等。缺點是門還是推拉門，不夠方便。外型不夠簡潔，相對成本較大。同時也不利于成組排列使用。 方案四（如圖 2.9）為最終采用的方案，其重要的特點是外觀簡潔完整大方，充分地利用了形態(tài)的特征來滿足功能上的需要；內部的空間較大，能為殘疾人的輪椅提供足夠的回轉空間。 9） 定案和進一步細化： 在比較的基礎上，四選一，定出最終要做的方案，并進一步的細化，通過細節(jié)草圖推敲內部空間的結構和功能。再者就是設計廁所內部的設施，包括便器、小便 器、水池、嬰兒板、儲物架等。（見圖 2.10,圖 2.11） 圖 2.10 細節(jié)草圖一 圖 2.11 細節(jié)草圖二 10） CAD 尺寸圖： 用 AutoCAD 將原來草圖中的圖形精確化，討論具體的內外形態(tài)、結構分布，精確的尺寸值等。在確定了所有尺寸后再進行標注，將設計總體上確定下來。在以后做設計效果時，有要改動的再在 CAD 尺寸圖上進行調整，但總體上來說，之后的效果圖是以尺寸線框圖為基礎。 11） 平面效果圖： 利用平面繪圖軟件（ Coreldraw） 繪制效果圖，對 CAD 繪制的多個平面視圖進行上色渲染，討論色彩方案，對某些地方加以修改。這一步主要是在三維建模之前，預先看看效果，以免在做三維時再做修改，帶來不必要的麻煩。 12） 三維效果圖和細化說明： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 30 頁 三維效果是最直接的視覺效果，以 CAD 尺寸圖為基礎構建三維模型，利用 Alias的強大功能將平面的空間轉化為更加直觀的立體空間，討論空間中各個組成元素的關系，評價設計方案的合理性和可行性。還有一點就是通過三維建模將設計中的細節(jié)具體化。在該設計中，洗手池、洗手液盒、紅外線的沖水器等細節(jié)都是在三維建模的階段確定下 來的。 用 Imagestudio 渲染得到的效果圖更加的真實，貼近實際效果。色彩上嘗試在平面效果圖中擬定的配色方案，并在此基礎上加以修改，得出最后的色彩方案。 13） 模型制作： 制作 1： 7 的縮微模型（此比例雖不符合國家標準，但在實際制作中，考慮到 1：10 的模型過小，而 1： 5 的大模型又受到條件的限制而難以實現。所以才采用了這樣一個適中的比例。）通過實物模型更好的表現設計思想，給人以直觀的感受。通過制作模型還可以檢驗設計的可行性，畢竟只有在實踐中才能評價設計成敗。 14） 版面制作： 用平面軟件（ coreldraw,photoshop） 將整個畢業(yè)設計的過程和成果以版面的形式加以解釋和展示。 15） 論文的撰寫： 用科學和專業(yè)的文字系統的闡述設計觀點，對自己的設計成果加以詳細解釋和說明。 2.2 設計理論 本次設計的指導思想有二：一、通用設計、無障礙設計；二、綠色設計 。以下將圍繞這兩點對設計進行解釋和說明。 2.2.1 通用設計、無障礙設計 1 概念和名詞解釋 現有的移動廁所，在設計上大多還不是很令人滿意，在一定程度上是需要改善的。 特別是缺乏對無障礙設計和通用化設計的理解，沒有很好地考慮到殘障 人士的需要。 殘奧會需要 基礎設施、配套設施的設計要真正體現 “ 以人為本 ” 的理念，特別是要充分考慮殘疾運動員和殘疾人觀眾的特殊要求，讓他們感受 “ 人文 ” 的關懷。 通用設計 又名全民設計或全方位設計，系指無須改良或特別 設計 就能為所有人使用的產品、環(huán)境及通訊。它所傳達的意思是：如 果 能被功能有 障礙 的人使用，就更能被所有的人使用。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 共 30 頁 “通用設計” 的演進始于 上世紀 50 年代，當時人們開始注意殘障問題。在 日本 、歐洲 及 美國 ，“ 無障礙空間 ” barrier-free design 為身體障礙者除去了存在 于 環(huán)境中的各種障礙。 無障礙設施指為保障殘疾人、老年人等群體的安全通行和使用而配套建設的服務設施，如盲道、坡道、不設臺階的建筑入口、適合乘輪椅者使用的電梯等。無障礙設施建設水平的高低是衡量一個城市或社會文明程度的重要標志。 2 通用設計的七項原則 在 90 年 代 中期， Ron Mace 與一群設計師為“全民設計”訂定了七項原則。 七項原則 如下： 1.公平使用：這種設計對任何使用 者 都不會造成傷害或使其受窘。 2.彈性使用： 這種 設計涵蓋了廣泛的個人喜好及能力。 3.簡易及 直覺 使用：不論使用者的 經驗 、 知識 、 語言 能力或 集中力 如何，這種設計的使用都很容易了解。 4.明顯的信息：不論周圍狀況或使用 者 感官能力如何，這種設計有效地對使用者傳達了必要的信息。 5.容許錯誤：這種設計將危險及因意外或不經意的動作所導致的不利后果降 至最低。 6.省力：這種設計可以有效、舒適及不費力地使用。 7.適當的 尺寸 及 空間 供使用：不論使用者 體型 、 姿勢 或移動性如何，這種設計提供了適當的大小及空間供操作及使用。 2.2.2 綠色設計 1 概念 綠色設計的定義：綠色設計是這樣一種設計，即在產品的整個生命周期內（設計、制造、運輸、銷售、 使用或消費、廢棄處理），著重考慮產品的環(huán)境屬性（自然資源的利用、對環(huán)境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復利用性等），并將其作為設計目標，在滿足環(huán)境目標要求的同時，并行地考慮并保證產品應有的基本功能、使用壽命、經濟性和質量等。 2 綠色設計的特點： （ 1）設計目標 設計目標中除考慮功能、性能、質量、成本等方面外，還必須考慮產品在整個生命周期過程中與環(huán)境和人的友好性； 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 共 30 頁 （ 2）設計技術 除常規(guī)設計方法外，還必須引入可拆卸設計、可回收設計、模塊化設計等新的設計思想和方法 ; （ 3）設計評價 全面考慮從原材 料提煉、材料加工、部件制造、產品裝配、產品包裝、產品運輸、產品使用、產品廢棄后的回收、重用和處理等整個生命周期中對環(huán)境造成的總負荷為最??； （ 4）設計流程 是并行閉環(huán)設計。綠色設計中產品廢棄后并不是作為垃圾排入環(huán)境，而是考慮通過重用、修理、再加工、回收等手段重新應用于新產品的制造過程，從而使理想的綠色產品可以接近實現對環(huán)境的零排放。 （ 5）設計目的 兼顧需求和環(huán)境。 2.3 人機工程參數 相關的重要的人體測量數據： (根據國標 GB10000-88，各尺寸的部位見圖 2.12) 圖 2.12 人體測量數據 人體主要尺寸： 身高 百分位數為 99 時， 1814mm（男性）， 1697mm（女性）； 男性（ 18-60 歲）立姿時會陰高度 ：百分位數為 50 時是 790mm，百分位數為 99時是 887mm。 坐姿的人體尺寸： 坐深 （ 29） 百分位數為 50 時： 457mm(男性 )； 433mm（女性）； 坐深百分數為 99時： 510mm(男性 )； 485mm（女性）； 小腿加足高 （ 28） 百分數為 50 時： 413mm(男性 )； 382mm（女性）。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 30 頁 小腿加足高百分數為 99 時， 463mm（男性）， 417mm（女性）。 人體水平尺寸： 肩寬 （ 33） 的百分數為 50 時， 375mm(男性 )； 351mm(女性 )；肩寬的百分數為 99時， 415mm(男性 )， 387mm(女性 ) 。 對于城市的殘障設施，中華人民共和國建設部、中華人民共和國民政部、中國殘疾人聯合會制定了一套標準 JGJ50-80，并從 1989 年開始試行，其中對方便殘疾人的公共設施進行了標準化的規(guī)定，包括門寬，扶手，廁位，通用標志等等。下面列舉了 其中的一些具體的尺寸要求，這些都成為了設計中應該遵守的參數標準。 圖 2.13 乘輪椅者對各種設施的使用尺寸參數 圖 2.14 輪椅及拄拐杖者的尺寸參考 圖 2.15 殘疾人廁位尺寸參考 圖 2.16 洗浴坐臺和安全座椅 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 共 30 頁 圖 2.17 小便器上的抓桿 圖 2.18 乘輪椅者對各種設施的使用尺度參數 通用符號的規(guī)定 圖 2.19 國際通用標志牌 圖 2.20 國際通用標志牌比率 3 具體 設計方案闡述 3.1 外部形態(tài)設計 廁所外部的總體高度為 2650mm（從球頂到地面）。最大寬度 2200mm，最大長度2250mm。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 共 30 頁 圖 3.1 外部形態(tài)及細節(jié) 圖 3.2 使用狀態(tài) 組成部分：以從上至下的順序。 半透明球頂 ：直徑 600mm。設計半透明的頂用意有二：首先，透明的頂能起到天窗采光的作用；其次，半透明球頂使廁所外觀富于變化，形態(tài)上更加美觀。當然使用半透明球頂也會帶來問題，比如有人會擔心被人在高層建筑上偷窺 。要解決這一問 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁 共 30 頁 題，只要在材料上 選擇深色且透明度低的透明材料即可。 廁所的頂面 ：廁所的頂面并不和地面成水平，而是有 1-2 度的斜角，目的在于將雨水引導至集水口，收集、處理后加以利用。這樣的做法既防止了下雨時，雨水四處下流的尷尬和可能對如廁者造成的不便，又充分利用了水資源，達到了節(jié)水的目的。 頂部加強筋結構 ：加強筋使得廁所頂部的強度增加，同時也豐富了廁所形態(tài)，起了裝飾的作用。 集水口 ：設在廁所頂部的集水口成漏斗狀，可以將雨水收集到廁所的水箱中，用以沖廁所。 遮陽棚 ：較為人性化的設計，為休息的路人提供避雨遮陽之處。同時，它的存在也美化了形態(tài)。 照明燈 ：門上方的照明燈主要是為了方便夜間上廁所的人，照亮廁所的標志使人在夜間也能發(fā)現它。燈的能源來自蓄電池，電池則安裝在廁所的后部夾層。 通氣口 ：排出廁所內的異味，保持空氣流通。因為通氣口是設在廁所的最上部和最下部，都呈窄條狀，所以不會影響到廁所的私密性和安全性。 側向滑動門 ：使用側向滑動門是從無障礙的角度去考慮的，內外開啟的門毫無疑問對殘疾人來說是很大的障礙，滑動門使得坐輪椅的殘疾人不必移動輪椅就能打開廁所門進入廁所。所以在這個意義上，它剛好體現了通用設計的 省力 原則 ：這種設計可以有效、舒適及不費力地使用。 廁所的門上還有標示牌，以用于標示本廁所的用途：殘疾人專用或通用廁所。門上還有把手，門鎖及使用狀況提示（有人或無人）。在門的下方還有兩排通風孔。門高 1950mm，雖然根據人機參數，我國國民身高百分數為99 時， 1814mm（男性）； 1697mm（女性）。但考慮到是面向 2008 年奧運會，為滿足外國朋友的需要，門的高度設計的較高。門寬 800mm，這主要是因為規(guī)定的供輪椅通過的出入口凈寬度不小于 800mm。以上的考慮都遵循 適當的 尺寸 及 空間 供使用 的原則 ：不論使用者 體型 、 姿勢 或移動性如何，這種設計提供了適當的大小及空間供操作及使用。 窗戶 ：鍍膜玻璃材質，用以采光，兩列窗戶保證廁所內部光線充足。同時，鍍膜玻璃使設計看起來更有現代感。 墻面上的加強筋 ：廁所骨架部分，功能上加強了結構強度，也使得形態(tài)更趨于完善。 兩側的廁所地圖 ：提供附近地區(qū)交通、商業(yè)網點、服務設施的分布信息，方便游 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 30 頁 客和外地人。 背面供廁所清掃管理人員出 入夾層的后門 : 寬 600mm，高 1910mm，滑動門設計，方便清潔人員從后門進入廁所夾層進行清掃，換水，出糞，清空廁紙簍。 座椅 :人性化的考慮，供等候者和路過的人歇腳休息。 底板 :高出地面 100mm，有良好的強度，主要滿足承重的需要，支撐廁所上部的所有結構。 可拉出的斜坡 :不用時可以放在廁所下面的槽內或就放到廁所內部，使用時放在廁所門前，方便輪椅進出廁所。其寬度大體與廁所門一致，略大于 800mm。斜坡頂端高度為 80mm，長度為 800mm。 3.2 內部功能及結構設計 3.2.1 空間的合理布局功能分 區(qū) 為了方便輪椅的回轉，廁所內部地面的回轉直徑要不小于 1500mm。在保證 1500mm回轉直徑空間的前提下，將廁所內部空間分割成高度差為 150mm 的兩部分。平臺上的為功能區(qū)，便器、洗手池、小便器等都設計安排在功能區(qū)中。而在平臺下的區(qū)域則是供殘疾人停放輪椅和回轉輪椅的區(qū)域。 在平臺上的功能區(qū)域內，沿圓弧線順時針排列著立式小便器，蹲坐兩用的大便器和洗手池。其中中間的大便器要偏向洗手池而遠離小便池，這也是從人使用心理的角度去考慮的。 3.2.2 廁所內的設施 蹲坐兩用的便器設計 設計蹲坐兩用的便器主要是考 慮到不僅要滿足殘疾人和老人的實際需要，同時也要照顧國人長久以來的如廁習慣。有材料顯示，在上公共廁所時，多數中國人更傾向于選擇蹲式便器而對座便器心有顧慮。蹲坐兩用的便器也許能夠兼顧這兩方面的需要，它為使用者提供了更加多樣的選擇，體現了通用設計原則中的彈性使用原則， 涵蓋了廣泛的個人喜好 。 便器上方有一塊可掀起的坐板，兩側有腳踏板。采用蹲式時只要把坐板掀起，邁上臺階即可；要坐便時只須把坐板放下，坐式和蹲式便器（如圖 3.3）在長度和寬度上是有差異的，相比而言，坐式的寬而短，蹲式的長而窄。在設計兩用便器時，參考人機 工程的資料充分考慮兩種方式的特點，在實際設計中，便器沿用坐式的形態(tài)，將 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 30 頁 其嵌在高 250mm 的臺子上，寬度稍為窄些，長度接近蹲式便器。便器的沿口高出臺面50mm。便器的坐板高度也是 50mm，寬度比一般的要大，為的是防止坐下后接觸到兩邊的踏板。（被人經常踩踏，難免會比較的臟）這樣也為使用坐便方式者解除了后顧之憂。 （如圖 3.4） 圖 3.3 兩種便器 圖 3.4 一坑兩用 橫桿和扶手 ：廁所內的橫桿用以懸掛鏡子，廁紙架等物品，一共有四根。扶手分兩種，橫向（兩根） 和縱向（一根）。橫向的一對扶手幫助殘疾人蹲下或站立。間距適中，方便殘疾人撐扶用力?？v向扶手也是方便殘疾人在使用立式小便器時抓握。 廁紙架 ：為如廁者提供廁紙。 廁紙簍 ：收集用過的廁紙，并用化學藥品進行除臭處理，再由清潔人員定期清空。 洗手池 ：高度 800mm，加上臺子高度為 950mm，滿足不同人群的需要（小孩和成人），采用腳踏式沖水方式，避免了以往由于用手開關水龍頭所造成的二次污染。并提供洗手液。 在此處體現出通用設計原則中的 簡易及 直覺 使用：不論使用者的 經驗 、知識 、 語言 能力或 集中力 如何，這種設計的使用都很容易了解 。不需要文字說明。 同時通過踩腳踏板提供洗手用水可以起到控制水使用量的作用，以此達到節(jié)水的目的。 立式小便器 ：高度 700mm，加上臺子的 高度為 850mm，采用紅外自動沖水。平臺下印有兩個鞋印，限定使用者站立位置。此處體現了通用設計中的 明顯信息 原則 ：不論周圍狀況或使用 者 感官能力如何，這種設計有效地對使用者傳達了必要的信息。 鏡子 ：供女士補妝。 儲物臺板 ：兩邊共六塊臺板，直徑 620mm 扇形臺板的高度差為 400mm，這一空間足可用于存放一般的旅行包，購物袋等物品。 嬰兒板 ：可折疊的嬰兒板，供帶孩子的父母給嬰兒換尿布。板一端有鉸鏈，另一 端可以放下，平放在儲物臺板上。在墻上有固定嬰兒用的帶子，保證孩子在換尿布的過程中不會亂動。 室內的采光照明 ：除了 頂上的球形天窗和門兩側的窗戶滿足廁所室內白天的照明外，還有廁燈保證夜間照明。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 30 頁 圖 3. 5 (a) 廁所內的細節(jié) 圖 3. 5 (b) 廁所內的細節(jié) 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 30 頁 圖 3.6 多個內部立面 3.3 成組排列 為了滿足在某些大型臨時場合里多人同時如廁的需要，可將多個移動廁所單體排列起來。 (如圖 3.7) 在成組的連接方式上，將一邊的遮陽棚和座椅取下后，利用形態(tài)上的互補關系，廁所單體就可以成組排列，供多人使用。遮陽棚和座椅的拆除圖解以及組合方式的圖解 見下圖。 圖 3.7 成組方式 3.4 節(jié)水方案設計 大便器和小便器的自動沖水紅外開關：在立式小便器的頂部和蹲坐兩用的便器側面墻壁上設置自動沖水的紅外線開關。當人解手完后，自動沖水清潔，免除了手動沖水的不便，也保證了排泄物的及時清除。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 共 30 頁 水循環(huán)裝置：如下圖 3.8 所示流程，沖水后的混合物經過除臭槽，通過化學藥劑的作用和良好的通風手段除取臭味。污水下一步進入沉淀室，化學藥劑使得其中的雜質加速沉降，形成固體廢物沉淀，再經過過濾裝置將固液分離。分離出的殘渣儲存 在儲污箱內，由清潔管理人員定期更換。經過過濾的水被轉移回水箱之中繼續(xù)使用。同時平時接受下來雨水也是水箱水的來源。在這樣循環(huán)過程中，水得到了比較充分的利用。當然，為了使用需求，還是需要定期置換廁所用水。 圖 3.8 節(jié)水方式 3.5 材料的選擇 工程塑料 (PE)：該材料的優(yōu)點在于它是最常見的熱塑性塑料，無毒、無味、密度小，具有良好的化學穩(wěn)定性、耐寒性和電絕緣性，易加工成型。高密度聚乙烯又稱低壓聚乙烯，分子量較大，結晶率高，質地堅硬，耐磨耐熱性 與機械強度都較高。 使用此種材料還有就是從成本控制的角度考慮。另外，質量輕也是一項優(yōu)勢。 從環(huán)保的角度看，它無害于環(huán)境，雖不易降解，但可以集中回收加以處理或重復使用，這也從一定意義上降低其對環(huán)境的危害。 3.6 色彩 外部顏色搭配：灰白加藍。主要考慮是這種色彩組合使得它能與城市的現代高樓、 街道和藍天融為一體?，F代建筑大量使用混凝土和玻璃幕墻，而幕墻反射天空的藍色，形成藍白搭配的外觀。該種色彩搭配大方清爽，富有現代感。與那些形態(tài)極不美觀的公廁相比，它不造成城市視覺污染，這在一定程度上也算是“綠色”的設計。 內部顏色搭配：內墻體與外墻體相一致，為灰白色。小便器、蹲坐兩用的大便器 和洗手池連為一體，都是深綠色。采用該種色彩的原因在于深色比較耐臟。 3 7 模型制作： 模型材料：高檔鋁塑