安全窨井蓋再設計

梅麗青 王艷敏 朱聞櫻

（嘉興學院，浙江 嘉興 314000）

0 緒論

隨著城市的快速發展，地下管網錯綜復雜，為了保證管網的正常運行不得已修建了各類窨井，大大小小1的窨井蓋像“補丁”一樣散落到城市街道上。窨井蓋已經成為城市公共設施中的重要組成部分，關系到城市日常生活的正常運行。對窨井蓋進行再設計，提高其安全性具有非常大的必要性和緊迫性。

窨井蓋是城市基礎設施的一部分，窨井雖然存在潛在的危險，但是對一個城市而言，又是不可缺失的組成部分[1]。通過調查分析窨井蓋事故的原因，從提高窨井蓋安全性的角度對其進行再設計。由于目前窨井蓋防墜落功能普遍較差，不能有效實現對墜落事故的警示作用，在考慮生產成本以及相關材料供應選擇的基礎上對傳統窨井蓋進行再設計，來實現真正意義上的防墜落安全窨井蓋，從而降低窨井墜落事故的發生，提高行人外出的舒暢感。

1 窨井蓋設計調查分析

1.1 設計調查

國外在窨井蓋安全設計方面的研究可以給我們提供更多的思路。管理體制上，國外的地下管道管理更明確、更明晰[2]。在美國和加拿大，不論水、電、氣、污水、交通及電信，地下通道的管理統一歸市政一家。如果出現問題，責任完全在市政。針對由于暴雨致使窨井蓋損壞的現象，日本制定了“下水井蓋緊急安全對策”，將導致事故的原因細化，根據危險程度不同進行逐步處理。窨井蓋還設計成不同的形狀以區分不同的使用類別，消防栓的井蓋大多是方形，上面刻有消防隊員的卡通圖案，還有利于明確各行政主體的管轄范疇。有的避難所周圍的井蓋上，除了用箭頭指示方向外，還涂上顏色，甚至有些地區還在井蓋上裝上衛星定位系統，以便對窨井蓋的使用狀態進行監控[3]。

國外窨井蓋設施在管理和設計上都更加完善和人性化，最大限度考慮到了行人的安全，而不僅僅是窨井蓋自身的功能性[4]。這方面國內的窨井蓋設計和管理還大都停留在工程設施的基礎上，沒能認識到窨井蓋與行人之間的關系，這對城市的發展，公共設施功能的體現都非常不利。隨著城市內涵建設的需求，城市人口數量的暴增，路面行人密度不斷增加，安全問題日漸突出，盡快對窨井蓋進行再設計，提高其安全性迫在眉睫。

1.2 問題分析

通過調查分析發現現有城市窨井蓋設計主要存在以下幾個問題：

1）城市窨井蓋大小不一，形狀不同，不方便更換和管理。

2）城市窨井蓋存在與窨井不完全吻合的情況，人走過或者車開過時容易晃動并發出很大的響聲，造成噪聲污染同時也有安全隱患。

3）鐵質城市窨井蓋有時會被盜，若相關人員沒能及時發現，很可能釀成“井吃人”的悲劇。

4）在暴雨天氣中，為了疏通水流移除窨井蓋時或窨井蓋被巨大水流沖開時，也存在很大的安全問題。

綜合對以上問題，結合對城市居民生活習慣，心理行為分析，基于產品設計相關理論[5]，遵循實用性、可行性原理，從提高窨井蓋安全性的角度對城市窨井蓋設計風格、材料運用、色彩選擇、使用環境等方面進行再設計，以實現窨井蓋與城市環境的真正融合。

2 安全窨井蓋設計

2.1 設計原理

由于白天窨井可見性較強，發生墜落機率較小，本設計主要擬解決夜晚及窨井蓋被水淹沒兩種情境下的安全指示性設計，達到預防行人墜落窨井的目的。通過前期技術可行性分析，采用熒光帶與懸浮圈相結合的安全指示方式。晚上當窨井蓋缺失時，窨井蓋底座內圈涂有的自發光熒光帶可以讓行人在一定距離之外預知到窨井危險，起到指示性作用。當道路被水淹沒時根本無法判斷窨井蓋的位置以及是否缺失，危險性更大。在井蓋底座上設置一個懸浮圈，當井蓋被水沖走時，在浮力的作用下，懸浮圈會上浮到水面，白天能直接看到懸浮圈，晚上懸浮圈上的自發光熒光物可以起到很好的警示性。

2.2 使用情境分析

在黑暗的情況下，井蓋的自發光特性，則會提醒行人前方有窨井，請注意腳下安全（如圖1）。特別是在窨井蓋缺失的情況下，我們會看到井蓋周邊的光亮，而井蓋本身的位置則是處于黑暗狀態的，從而警示行人窨井蓋已缺失，請注意腳下安全。與此同時，這些光亮在一定程度上也起到了照明的作用。在發光物質的選擇上，我們考慮到使用燈光設施會涉及到復雜的線路和電源等問題，使用電又要涉及到防水和充電的問題，并且成本較高，綜合考慮之下我們選擇使用熒光物質解決發光問題。

圖1 黑暗情境下的安全指示

圖2有水情境下的安全指示

城市內澇導致路面積水，為了警示行人及車輛，我們設計了一個可浮動的熒光圈（如圖2），它可以在缺失井蓋的情況下，通過水的浮力作用上浮到水的表面，并且可通過噴涂的熒光物質警示人們此處窨井蓋已經缺失或移動。為了確保熒光圈起到良好的警示作用，就要讓它始終位于井口正上方，特別是在有水的情況下，要讓它上浮并避免四周浮動的現象，因為向四周浮動會影響行人判斷窨井的準確位置。所以我們在熒光懸浮圈下設計連接了四根彈簧，一方面可使懸浮圈在水的浮力下上浮；另一方面，可固定其位置，幫助行人做出正確判斷。

當窨井蓋沒有被完全沖走時，為了避免懸浮圈一體化造成的卡壓現象無法順利上浮，我們將熒光懸浮圈分成四小部分，并在每個部分下方連接一根彈簧，即便懸浮圈有部分被壓住，其余的部分仍然可以發揮它的作用，這樣能夠有效減少懸浮圈的失誤率。

3 總結

任何設計都是基于某種需求的，通過設計化解矛盾，滿足需求，最終提高人們的生活舒適度[6]。窨井蓋作為城市不可或缺的公共設施之一，已經在影響著我們的生活，設計合理的窨井蓋勢必能夠讓我們的出行更加安全順暢。本文通過問題分析，針對窨井蓋典型的兩種使用情境進行了再設計，一定程度上提高了窨井蓋的安全性和使用可靠度，體現了設計改變生活的理念。

［1］譚巍.公共設施設計[M].北京：知識產權出版社，2008.

［2］理查德·魏思頓.材料，形式和建筑[M].中國水利水電出版社，2006.

［3］薛又凱，陳江波.公共設施設計[M].北京：中國水利水電出版社,2014,4.

［4］原研哉.設計中的設計[M].朱鍔,譯.濟南：山東人民出版社，2006,11.

［5］檀潤華,張國紅,焦建新,等.產品設計中的沖突及解決原理[J].河北工業大學學報，2001,30(3):1-6.

［6］張執南,謝友柏.現代設計的基本屬性[J].機械設計與研究,2012(3):1-6.