無憂——新型馬桶設計(調研)報告 課題概述 課題名稱: :無憂——新型馬桶設計 課題內容: :伴隨著生活品質的逐漸上升,人們的健康問題越來越嚴峻,便秘這一問題一直困擾著人們,人們也開始越來越重視便秘這一問題,而選擇什么樣的馬桶就至關重要。無憂新型馬桶設計,想要通過改良市面上的普通馬桶,優化其部分功能,解決了人們在老式馬桶上容易便秘,同時腳易麻的問題;同時也新增解決當人們在停水時期,沖馬桶困難的問題,以及老年人如廁后站立困難等諸多問題,最終實現馬桶真正的“無憂”性。

　課題目標: :對馬桶的外部造型,使用方式,沖水方式做出全新的設計,主要目標就就是解決人們在使用馬桶時期的種種不便。以“無憂”作為設計的主題,重點注重馬桶的結構性與合理性以及合理的人機結構,加入更加人性化的設計理念,幫助便秘者,老年人以及孕婦解決實際困難,實現馬桶的“無憂”。同時從材質的選擇、新能源的利用、功能的組合,進一步體現出產品的人性化與實用性。

　課題意義: :通過對現有馬桶的調查研究,創新設計出一款以功能創新,外觀精致,使用簡易,解決各種使用問題的“無憂”馬桶,使得便秘患者,老年人以及孕婦安全舒適的使用,同時也進一步推廣了人性化的家居設計。

　第一章 調研與分析 1、1 確定調研方向 主要調研方式:網絡、文獻與實地調研。

　網絡調研一些馬桶設計,了解現有的馬桶都具體有哪些種類,造型,主要功能,規格尺寸大小以及材質的使用。并且深入研究其各種馬桶的利與弊,做出總結。

　分析當下一些馬桶沖廁的方法,選擇其中最節約水、沖廁效果好的方法,并加以用之。

　分析現代馬桶坐的姿勢,并研究最佳的如廁做法,測量具體數據,并加以總結。

　分析現代馬桶對于老年人的利與弊,總結不足的地方,并想辦法加以解決。

　根據分析結果對新型馬桶進行研究與概念設計,并對設計方案進行展示與說明。

　1 1、2 馬桶的介紹 1、2、1 現代馬桶行業現狀 現代新型馬桶,起源于日本,現流行于日本與韓國,日本以 72%的普及率、韓國以 45%的普及率,成為新型馬桶全球最大的消費國、產品技術出口國,中國自 1998 年便潔寶首次生產與制造出第一臺智能分體便蓋以來,國內定位的目標消費人群幾乎都就是高收入人群,當時的市場定位就是正確的,自 2005 年 TOTO 發布第一臺一體式智能馬桶以來,這個行業便都以TOTO為導向,全國50家制商中90%以上的企業以一體式智能馬桶為主打產品,2007 年到現在就是一體式智能馬桶高速增長的時期,截止 2012 年底一體式智能馬桶全國銷量為 100 萬臺左右。分體式便蓋自 2005-2012 年在國內則只有 1-2 家企業在一直

　維持,日本松下與西安良治,她們的目標消費人群為中老年人群,表現在推廣的手法與策略上。現時市面上分體機主要推廣的渠道為區域專賣店或少數家用電氣渠道,普通民眾對產品了解途徑較少,且分銷商市場推廣力度不足等因素,導致其銷售量增長較慢。

　1、2、2 現代馬桶的市場前景 幾年隨著房地產的快速發展,以及人們觀念的變化:更多地追求生活品質與健康享受,使得家居業蓬勃成長,同時智能化產品也被大部分消費者所接受。在倡導科技環保節能人居環境的今天,智能家居已經成為了未來的一大趨勢,而智能潔具也有機會大范圍地普及到普通消費者百姓之中。

　隨著現代智能馬桶功能的日臻完善,人們對它的青睞度也會愈來愈大,其市場前景應該非常廣闊,并且隨著它的普及,價錢將會下調、技術進一步提升,售后服務將加倍完善,未來幾年,普及率會有很大的提升。從市面上 TOTO‘衛洗麗’系列產品受到普通消費者的推崇就可以瞧出,智能潔具已開始進入普通工薪階層的家庭,集多功能、個性化、人性化于一體的智能馬桶,營造出新型高品質生活,必將受到消費者的青睞。

　1、2、3 市場現有國產品牌產品分析 從國內各大城市的衛浴市場上瞧到的國產品牌智能馬桶,普遍存在以下問題:(1)產品款式單一,不夠豐富,各家公司只有幾種款式可供客戶選擇,其中早期開發的款式已比較老土已不適合市場需求。(2)產品定位不清晰,價格區間不明顯,兩款價格差異不大。(3)產品功能區分不清晰,沒有配置區分。(4)陶瓷結構復雜,不利于生產及成本偏高。

　1、2、4 馬桶產品的發展方向 A、未來低價位簡捷智能馬桶及智能蓋板將成為衛浴的主流產品。智能馬桶的生產技術以成熟并受到消費者的歡迎,也漸漸成為市場的主流,但價格高昂。如果我們能開發出一種價格低廉簡捷實用,節水安裝方便的智能馬桶,推陳出新,會給傳統的馬桶帶來一場全新的變革,我相信能占領市場普及到百姓家庭,企業也為百姓造福,為公司創利潤。

　B、將從單一潔具產品向醫療保健型產品轉變。智能馬桶基本都擁有座便蓋加熱、溫水洗凈、暖風干燥及殺菌等功能。采用微電腦控制、舒適衛生、如在寒冷地區,如果就是冬天,恒溫座便蓋令使用者告別冰冷的馬桶,任何時候坐上去都就是暖暖的,便后還會吹出溫暖的風將屁股烘干。智能蓋板帶來的不僅就是舒適,還有健康,溫水沖洗與烘干可有效保持關鍵部位的清潔,大大減少婦科疾病與肛腸類痔瘡疾病的產生機會,如我們再加以功能性改造,走出傳統的模式,從單一潔具產品轉向醫療保健產品,使產品更多人性化的接近,我想將就是市場的一個亮點,也就是智能理念的一新發展。

　C、智能操作更加人性化、自動化。例如,可將所有功能設定在一個流程實現,輕松使用;還可增加音樂夜間照明功能,在白天可有音樂抑制便聲的羞澀與煩惱,也可以音樂放松心情,很多的創作與奇想來源于馬桶與浴缸。在晚上上洗手間時,可免除開燈的繁瑣,起夜如廁不會影響到家人休息,而節能設計使它也不會過多耗電且具有光感啟動藍色夜光功能。這類感應燈光設計,讓您在睡眼惺忪時,也能放心地如廁。其它可作為產品的基

　本配置來開發的功能還有:自動翻蓋、MP3 音樂、一鍵無憂全自動沖洗、洗便功能、通便功能、女性專用清洗、溫水按摩功能、清洗位置可調、水溫可調、觸媒除臭、五檔暖風烘干、節能記憶開關、紅外遙控、噴頭自動保潔、座圈長效抗菌、可調保暖座圈、座式自動感應、便捷式安裝、手動沖水、夜燈功能、彩色 LED 顯示等。

　D、產品精致化、輕量化將就是方向之一。智能馬桶精美別致也就是一種趨勢,外型時尚、體積小、重量輕的產品將會更受 80 后這一消費主力的青睞,高科技、方便、衛生的產品也一定會越來越受到大眾消費者的追捧。

　1、3 馬桶的沖廁類型與優缺點介紹 1、3、1 直沖式馬桶 直沖式座便器就是利用水流的沖力來排出臟污,一般池壁較陡,存水面積較小,這樣水力集中,圈的周圍落下的水力加大,沖污效率高。利用被壓縮的空氣形成的很大的推力,沖水速度快,沖力大,強排污,速度快,用水少,不易泄漏。直沖式,因為使用的就是水流瞬間強大的動能,所以沖擊管壁的聲音比較大。后排水多為直沖式。而直沖式馬桶下水管道直徑大,容易沖下較大的贓物。

　優點:直沖式座便器沖水管路簡單,路徑短,管徑粗(一般直徑在 9 至 10 厘米),利用水的重力加速度就可以將便沖干凈,沖水的過程短,與虹吸式相比從沖污能力上來說,直沖式座便器沒有返水彎,采取直沖,容易沖下較大的污物,在沖刷過程中不容易造成堵塞,衛生間里不用備置紙簍。從節水方面來說,也比虹吸式座便器好。

　缺點:直沖式座便器最大的缺陷就就是沖水聲大,還有由于存水面較小,易出現結垢現象,防臭功也能不如虹吸式座便器,另外,直沖式座便器目前在市場上品種比較少,選擇不如虹吸式座便器大。

　1、3、2 虹吸式馬桶 虹吸式座便器的結構就是排水管道呈“∽”型,在排水管道充滿水后會產生一定的水位差,借沖洗水在便器內的排污管內產生的吸力將便便排走,由于虹吸式座便器沖排就是不就是借助水流沖力,所以池內存水面較大,沖水噪音較小。虹吸式座便器還分為旋渦式虹吸、噴射式虹吸兩種。

　優點:虹吸式座便器的最大優點就就是沖水噪音小,稱之為靜音。從沖污能力上來說,虹吸式更容易沖掉黏附在馬桶表面的污物,因為虹吸的存水較高,防臭效果優于直沖式,現在市場上虹吸式座便器品種繁多,買座便器會有更多的選余地。

　缺點:虹吸式座便器沖水時先要放水至很高的水面,然后才將污物沖下去,所以要具備一定水量才可達到沖凈的目的,每次至少要用 8 升至 9 升水,相對來說比較費水。虹吸式的排水管徑也就 56 公分左右,沖水時容易堵塞,所以手紙不能直接扔在馬桶里中,安裝虹吸式座便器一般還要配備紙簍與搋子。

　 圖 1-1 直沖式與虹吸式座便器對比 1、3、3 虹吸式馬桶的分類 A.旋渦式虹吸 這種座便器沖水口設于座便器底部的一側,沖水時水流沿池壁形成旋渦,這樣會加大水流對池壁的沖洗力度,也加大了虹吸作用的吸力,更利于將馬桶內臟東西排出。

　B.噴射式虹吸 在虹吸式座便器上做了進一步改進,在馬桶內底部增加一個噴射副道,對準排污口的中心,沖水時,水一部分從便圈的周圍的布水孔流出,一部分由噴射口噴出,這種座便器就是在虹吸的基礎上借助較大的水流沖力,將污物快速沖走。

　1、4 馬桶使用調查 1、4、1 便秘的介紹 隨著社會品質的提高與社會壓力的增大,很多人開始出現便秘的情況。便秘主要分為兩大類:慢傳輸型與出口梗阻型。

　(1) 慢傳輸型便秘

　就是由于腸道收縮運動減弱,使糞便從盲腸到直腸的移動減慢,或由于左半結腸的不協調運動而引起。最常見于年輕女性,在青春期前后發生,其特征為排便次數減少(每周排便少于1次),少便意,糞質堅硬,因而排便困難;肛直腸指檢時無糞便或觸及堅硬糞便,而肛門外括約肌的縮肛與用力排便功能正常;全胃腸或結腸傳輸時間延長;缺乏出口梗阻型的證據,如氣囊排出試驗與肛門直腸測壓正常。增加膳食纖維攝入與滲透性通便藥無效。糖尿病、硬皮病合并的便秘及藥物引起的便秘多就是慢傳輸型。

　(2) 出口梗阻型便秘

　就是由于腹部、肛門直腸及骨盆底部的肌肉不協調導致糞便排出障礙。在老年患者中尤其常見,其中許多患者經常規內科治療無效。出口梗阻型可有以下表現:排便費力、不盡感或下墜感,排便量少,有便意或缺乏便意;肛門直腸指檢時直腸內存有不少泥樣糞便,用力排便時肛門外括約肌可能呈矛盾性收縮;全胃腸或結腸傳輸時間顯示正常,多數標記物可潴留在直腸內;肛門直腸測壓顯示,用力排便時肛門外括約肌呈矛盾性收縮或直腸壁的感覺閾值異常等。很多出口梗阻型便秘患者也合并存在

　慢傳輸型便秘。

　尤其對于精神壓力大的人群,還有老年人,孕婦,更容易出現便秘的情況,所以在排便時,必須選擇對的方式與坐姿,防止便秘的產生。

　1、4、2 正確排便的坐姿 從生理結構上來說,蹲著排便更順暢,但如今,多數家庭都安裝的坐便器,所以要尋找出坐馬桶的最佳姿勢。據調查顯示,當直腸肌與直腸形成的肛腸角度越大、直腸越直時,排便越順暢。坐著時,肛腸角約為 80~90 度,蹲著時,肛腸角可達到 100~110 度。此外,下蹲時腹部壓力大,可促進排便。尤其就是有心腦血管疾病的人,蹲式排便可減少發生意外的幾率。如下圖所示。

　圖 1-2 正確與錯誤的坐姿角度對比 在國外,出現一種名叫蹲凳的馬桶配件,這款設備不僅從生理上實現了最佳的排便姿勢,同時又可以讓使用者非常輕松地享受整個過程,而不用直面蹲馬步的痛苦。這款方便神器去年在美國電視節目中推出后銷量飆升了 5 倍。如下圖所示。

　 圖 1-3 蹲凳的使 用圖

　 圖 1-4 蹲凳的細 節圖

　 圖1-5 美國電視節目圖 1、5馬桶人機結構調查

　馬桶就是如廁過程中就是最重要的工具,馬桶的舒適性對整個廁所的舒適性影響巨大, 所以,在設計過程中,十分有必要利用 人機工程學原理 ,以人體尺寸、人體重量 、坐姿以及體壓等因素 為根據進行設計。根據生理學,站立中的人體,踝關節、膝關節、還有臀部都有一些肌肉處于靜態受力狀態當人們坐下時,這部 分肌肉負荷就被解除了, 為的就是降低人體耗能,減輕血液負擔,但這樣增大了人體臀部的壓力,所以“怎么坐”就是馬桶設計的關鍵。在馬桶的設計理論上,我們可以參考汽車座椅的部分原理,汽車座椅應就是處在工作狀態的人最不易感到疲勞的形態。

　1、5、1 壓力分布 根據人機工程學原理,腰錐承受人上體的全部重量,同時承受人體運動的彎腰等活動產生腰曲變形。腰椎部分很容易受到 損傷。因此,在座椅設計中,要給予使用人員腰椎的依托感、貼與感與穩定感。馬桶長時間使用會造成不舒適感,在造成這種不舒適感前,臀部所受的壓力就是不同的。坐骨粗壯,能承受比其周圍 肌肉更大的壓力,大腿底部有大血管與神經系統,壓力過大會影 響血液循環與神經傳導而導致腿部發麻。坐墊上的壓力按照臀 部不同部位不同壓力的原則來分布,即坐骨處壓力最大,向四周逐漸減小,至大腿部位時壓力降至最低值。但就是馬桶作為座椅與傳統座椅有一點不同在于:人在使用馬桶時,承重部位并非坐骨,馬桶的功能要求使得人體的坐骨位 置必須處于懸空狀態,承重的功能主要由大腿根部及兩側完成,這部分本身功能并非承重,與坐骨差別很大,所以很容易影響血 液循環,造成下肢麻木,使人感到疲勞。

　1、5、2 座高 馬桶坐面前緣高度(簡稱坐高)的設計要點就是 :①小腿基本 水平,小腿垂直置放在地面上,使小腿的重量獲得支撐;②胭窩不收壓;③臀部邊緣即胭窩后部的大腿獲得支

　撐。

　中國成年男女“小腿加足高”50 百分位數分別為:

　P( 50 男) =413mm P( 50 女) =382 mm 加上穿鞋修 正量(男 25mm,女 20 mm),穿褲修正量( - 6mm),就可算出適合中國中等身材男子,女子的座高值( 按比“小腿加足高”-10mm 計算) 。

　適合 5O 百分位數身高男子的座高:

　413mm+(25—6)mm-10mm=422 mm

　適合 50 百分位數身高女子的座高:

　382mm+(20—6)mm-10mm=386mm ’ 同樣可查得男子 95%女子 5%小腿加足高數值:P( 95 男)=448mm p(5 女)=342mm 從而可算出適合 95%身高男子的座高:

　448mm+(25-6)mm-10mm=457mm

　適合 5%身高女子的座高:

　342mm+(20-6)mm-10mm=346mm 把這兩個數據四舍五人為圓整的數值,就得到了一個工作椅基本數據,即中國男女通用座高尺寸的調節范圍為 350 到 460mm。

　高身材男子與低身材女子適宜的座高差值很大,達 460 mm-350 =110mm 之多。但就是由于常見馬桶座高不可調節,我們勢必要進行有選擇性的放棄,已知人們的身高分布成正態分布,平均身高的人占大多數,所以我們取 350mm 及 460mm 的平均值,也就就是405mm 從脊柱形態體壓幾方面綜合來瞧,一般而言,椅座高比適宜值稍低一些,我們取400mm 為最終尺寸。

　1、5、3 座寬 已知,馬桶的寬度不應小于臀寬。中國成年男女“臀寬”5 0 百分位數分別為: P(50男)=321 P(50 女) =344。考慮到穿褲修正量(6mm)。適合 50 百分位數臀寬男子的坐寬為:321 mm+6mm=327mm。

　適合 50 百分位數臀寬女子的坐寬為:344 mm+6mm=350mm。同時女子 95 百分位數為最大坐姿臀寬為:382+6=388mm,取整 390mm 所以馬桶寬度應該至少 390mm。

　1、5、4 座面 由生物力學分析,最舒適的坐姿就是臀部稍離靠背向前移,使上體略向上后傾斜,保持上體與大腿間角在 90—115 度。同時小腿向前伸,大腿與小腿應達到一定角度。

　因此馬桶的合理座面傾角,可取 0-5 度,常取 34 度。

　另外,根據廁所的微氣候環境調整座椅表面的溫度特性,可以適當調節人體代謝,達到增加舒適性的目的:如提高馬桶墊材料的呼吸能力,增加材料的透氣性等。

　通過對已知的人體工學數據分析,我們能夠得到一個大概的馬桶設計原型,但就是這也只就是我們設計工作的一個方向。在實際情況下,還有更多復雜的情況需要考慮: 比如馬桶在家用環境下以及在公共場合環境下就是具有明顯差異的,公共廁所中的馬

　桶最被人們關心的就是它的衛生情況,設計出一款具有 自清潔能 力的馬桶也就是十分必要的; 同時,常見馬桶并非能夠像座椅一樣高度可調,這也就是馬桶設計的一個出發點。

　1、6 馬桶其她功能調查 1、6、1 馬桶的防濺與防“粘”功能 馬桶的防濺功能:選座便器時要想達到防濺的目的,一要挑下水口盡量靠后的(老式的座便器下水口基本都在后面,那時也沒有防濺之說),二就是存水水面要小,這就需要到裝好的人家去瞧了。只注重了下水口靠后,忽視了存水的問題,結果還就是沒達到防濺的目的。三就是座便器內膛的坡度要小,這樣靠前的水面淺,也能起到防濺的功能。以上三點其實都就是與水面有關,廠家設計防濺座便器時,只要控制好水面,在特定的地方保持有淺淺的水,就能達到防濺的功能,還能“防粘”。

　1、6、2 馬桶的防臭功能

　馬桶返味一般來源于兩個方面,一就是下水道的返味,對于阻斷下水道的臭味,一般較正規廠家的產品基本能達到要求,用水密封氣體還就是比較有保障的,如果真就是下水道的返味,那大多不就是座便器本身的問題,應該就是安裝上的問題。如果水封不合格,深度不夠,就會降低座便器的防臭能力,水道中的污物發酵產生的廢氣會通過不合格的水封溢出返味。一般直沖式座便器水封小,防臭、防粘功能不如虹吸的。

　 返味的另一原因就是使用過程中產生的氣味,這要靠座便器本身解決了,那就就是選存水多的品種,使用時讓水把便便物完全淹沒住,就能起到部分防味的作用,但這樣的座便器絕對不防濺,所以說,馬桶的防濺功能與防臭功能成反比。要求馬桶的防味,首先要安裝規范,其次就是選存水多的座便器,比如虹吸式座便器,或使用過程中開排風扇及中途沖水,要求防濺,就選存水少些的座便器,比如直沖式的。

　1、6、3 馬桶的節水功能 直沖式座便器沖水管徑粗、路徑短,能在短時間內輕松地把穢物沖凈,比較節水。虹吸式座便器的管道管徑細長,使用時先要放水至很高的水面,然后才將污物沖下去,所以一般虹吸式沖水時要想達到沖凈的目的,必須具備一定水量才行,一般要用8～9升水,相對來說比較廢水。

　1999年國家四部委聯合發文,要求從2000年12月1日起,在大中城市新建住宅中禁止使用一次沖洗用水量在 9 升以上的座便器,推廣使用一次用水量不大于 6 升水的節水型座便器。但對于虹吸式座便器來說,如果都做成 3/6 升的話,有的座便器的沖水率就會不夠,直接影響沖水效果。有的座便器產品標明就是 6 升沖水量,而實際用水量超出,未真正達到節水的標準。一般雙按鍵的座便器比較節水,用搬把沖水的大都就是虹吸式座便器,大小便沖水都就是同等水量,用水量多,比較廢水。

　1、6、4 馬桶的蓋板

　目前市面上的蓋板材質一般可分為:ABS 塑料,PP 材質,亞克力,脲醛,樹脂。

　座便器的形狀規格要根據衛生間面積來選擇,內部寬敞,選擇的余地就大,要就是衛生間面積小,就要選擇尺寸小的座便器,座便器的長度短小,才能顯得地方寬敞,過道不顯得窄。

　第二章 調研總結 2、1 分析資料 1、考慮節約用水,減少噪音,沖廁干凈,不遺留等因素,選擇最適合現代人群的沖廁方式。

　2、需要考慮此次調研用戶的生活習性,產品實用性,還有對其生活方式調研,使用人群的使用狀態,動作等。

　3、確保節約空間的使用方式。最大化的利用有限的空間發揮更多的功能。

　4、此類設計面對的主要人群:現代追求生活品質的人群,老年人及孕婦,確保體力差的人群使用的安全性,還有便秘人群等。

　5、確保符合大部分人群的人機結構,測量好各項數據,保證人使用馬桶的舒適性,以及利于排便的設計思想。

　6、現代馬桶存在的普遍問題就就是馬桶噪音大,如廁后體力差的人不方便站立,很容易突然站起后暈倒,為防止上述問題的發生,可以在新型馬桶上加以創新,增添扶手,確保安全性。

　2、2 材料總結 在調研過程中我發現解決便秘與預防便秘就是非常重要的,我們需要從各個方便實現對便秘產生的抑制。隨人們生活質量日益提高,與精神壓力的增大,我們需要格外重視便秘這一問題。而且現在隨著人口老年化,許多老人在上廁所后站立都有很大的不便,讓老人們安全的如廁也就是必須要解決的問題。所以,我將本次設計的名字成為“無憂”,就就是為了解決人們在馬桶上各種不方便的問題。在設計中,要考慮現代人的生理與心理的雙重需要,選擇最為合適的材料,功能,節約資源,同時確保可靠與實用。同時還要確保人機交互的完美設計,滿足大部分人群的審美需要,提高人們的生活品質。

　第三章 設計定位 3、1 設計定位 根據實際與網上調研將本課題的設計內容定位為新型馬桶設計,主要以簡潔的造型、舒適的人機尺寸、良好的使用性能,強大的功能滿足人們對于現代馬桶的需要。一方面解決老年人,孕婦以及便秘人群的便秘,如廁后站立困難的問題,另一方面還解決了停水時期,沖廁困難的問題,提高人們的生活品質。

　針對人群的特點與使用習慣,設計并研究馬桶內容,把產品設計成為解決人們實際問題的“無憂”馬桶。

　主要設計部分:馬桶的整體造型與部分功能。

　3、2 外形及功能設計 在外形上首先要符合現代人群的審美需要,主要以白色基調為主,部分細節需要不同的顏色搭配,智能控制鍵也要美觀,同時在夜晚可以發出光芒,方便使用。在形狀大小上選擇以方形為主,簡潔大方,同時馬桶不會太大,不占用不必要的空間,盡可能實現小而精湛;在功能上不僅要完成馬桶的本身使命,還有更加安全與智能,解決人們便秘,站立凳問題,滿足人們對馬桶達到“無憂”效果的要求。

　3、3 適用人群 這款馬桶可以為所有人群提供服務,尤其就是長期便秘的患者,使用這款馬桶可以更方便輕松的排便,緩解便秘;同時對老年人以及孕婦特別適用,因為這些全體普遍體力較差,而且容易發生暈眩,使用這款馬桶可以幫助如廁后緩慢站立,不易發生滑到,暈眩等情況,確保了使用馬桶時期的安全性。

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