基于產品功能的城市窨井蓋創新設計

胡志平 王艷敏 朱聞櫻

（嘉興學院，浙江 嘉興 314000）

0 緒論

任何產品都應具有一定的功能，它是產品具有使用價值的基礎。20世紀40年代，美國通用電氣公司工程師邁爾斯首先提出功能的概念，并將其看成價值工程研究的核心問題。邁爾斯認為顧客要購買的不是產品本身而是產品的功能。消費者對產品的需求其實就是對產品各種功能的需求。因此，功能是產品設計開發設計的目的，在產品設計過程中，產品功能的開發與設計是設計師必須首先考慮的，是產品設計的核心。產品功能設計首先要對產品的功能進行分析，明確功能定義，把功能從產品中抽象出來，擺脫產品實體的束縛，以便深入地發現問題，尋求解決方案[1]。本文就旨在從產品功能設計的角度，展現產品創新設計的方法與途徑。

1 產品功能設計

產品功能是指這個產品所具有的特定職能，即是產品總體的功用或用途[2]。顧客購買一種產品實際上購買的是產品所具有的功能和產品的使用性能。功能設計是產品功能創新和設計的早期工作，是設計調查、分析、概念方案產生、確定設計方案的方法，也是產品開發定位及其實施的環節，體現了設計中的市場導向作用。可以采用用戶設計和專業設計或二者結合的方式，以用戶的潛在需求和功能成本規劃為依據，設計產品的功能[3]。經過功能的成本核算后,由專業人員進行產品設計并生產，通過定價，開展針對性的營銷。

以城市窨井蓋創新設計為例：首先對現有城市窨井蓋進行充分的調研及分析，并找出城市窨井蓋存在的各種問題，針對這些問題提出初步的解決方案，通過窨井蓋創新功能設計解決現實問題。

2 窨井蓋功能創新設計

2.1 窨井蓋功能創新設計調研

城市建設中會有好多地下管道，窨井蓋通常用鋼筋水泥、金屬、強化塑料等材料制成，形狀以圓形和方形為主。并且在窨井蓋上，一般要注明井下管道的用途和管養單位及電話等信息。

窨井是用在排水管道的轉彎、分支、跌落等處，以便于檢查、疏通用的井，學名叫檢查井。因此窨井蓋的存在就是為這些設備設施提供保護，提供通道便于人員檢修，主要是便于檢修的作用。當然，窨井蓋的存在對行人來講也提供了保護的作用，避免行人的掉落。

2.2 設計問題分析

通過調研我們發現，城市窨井蓋確實存在很多問題，受到很多人的詬病。通過整理將問題大致分為以下兩類：

（1）現有窨井蓋安全性較差

前面講到窨井蓋對行人具有保護的作用，那么一旦窨井蓋缺失，對行人甚至是車輛都會形成巨大的隱患。全國各地因為井蓋缺失而造成事故的情形不絕于耳，井蓋吞人事件更是頻頻發生。因為城市窨井蓋功能上的不足或是缺失，城市里數目龐大的井蓋，已經成為了公共安全的巨大隱患，威脅著人們的生命財產安全。

（2）窨井蓋與城市的融合度很低

隨著城市文明的發展，井蓋及其以下的世界承擔著供水、排水、燃氣、電力、供熱、通訊等功能，它們像是一根根血管供養著一個城市的發展[4]。自然而然，管理井蓋也構成城市文明的一部分。然而因為城市管理上的不足，各種窨井蓋很難與周邊的建筑以及整個城市相融合。城市的發展除了功能性的改造之外，還需要注重整個城市美觀度的打造，大量的窨井蓋既然不能棄之不用，就有必要通過設計把窨井蓋制作的更加美觀，更加具有文化氣息，甚至每個城市的獨特人文風貌可以通過匠心設計的窨井蓋彰顯出來。

2.3 窨井蓋功能設計概念方案

通過上述對窨井蓋的調研及分析，得出結論：城市窨井蓋是城市發展不可或缺的重要組成，而人們對窨井蓋卻沒有投入足夠的重視，以致問題頻發。產品的功能可以分為使用功能與審美功能。使用功能是指產品的實際使用價值；審美功能是利用產品的特有形態來表達產品的不同美學特征及價值取向，讓使用者從內心情感上與產品取得一致和共鳴的功能[5]。使用功能和審美功能是一件產品功能的兩個方面，下面我們將依據不同的側重點，進行方案設計。

通過對調研分析結果的研究并采用頭腦風暴法等方式確定以下備選的概念方案。

（1）增加安全性能：

安裝防護網，有優點是實現雙重保護，缺點是增加了檢修人員下井檢修的難度。增加窨井蓋的重量，這樣降低被水沖走的幾率，缺點是浪費材料，難以打開。改變窨井蓋材質，替換原來的金屬材質，防止被盜，缺點是沒有金屬材質堅固耐用。設置自動警示標桿，當洪水淹沒時能自動彈起，起到警示作用，缺點是警示桿固定長度，容易被淹沒。窨井蓋上增加環形燈帶，增強警示作用，缺點是環形燈帶固定于窨井內部，發生洪澇時可能會被淹沒，污水是光線不能很好地射出，警示作用減弱。

（2）提高窨井蓋的審美功能：

通過對窨井蓋進行彩繪，改變原有窨井蓋單調的樣式，窨井蓋作為城市組成部分之一對增強城市的美觀度和城市的人文程度能起到一定作用。通過創意彩繪設計進行窨井蓋的美化。

經過以上方案評估，警示類解決方案雖然有不足，但成本較容易把控且容易實施，較之其他方案更好。選擇方案進行組合優化，細化分析。這一步將對上步選擇的警示類概念的優點綜合起來并對缺點進行優化，以暫時增加可考慮的概念的個數。經過幾次的反復，最后確定以下設計方案：

（1）警示類-物質-反光警示物-燈帶-熒光物（2）警示類-形態-警示標桿-環形燈-懸浮圈

兩個方案都有發生洪澇時被淹沒的可能，所以應將其設計成可懸浮的裝置，燈帶難以懸浮，可將其改為熒光圈。這種熒光物與懸浮圈相結合的安全指示方式，使得窨井傷人案件頻發的晚上和路面積水情況下，警示作用更強，危害發生的可能性更小。

經過評估等程序之后，最終方案—熒光懸浮圈就將進入深入開發程序，由主要設計人員和相關專業人員分頭負責該方案的開發，最后形成具體的設計方案和設計任務書，明確了設計的目標和成本估算。在經過評審后就可以得出最后的方案。

2.4 最終設計方案展示

針對窨井蓋缺失的情況，對窨井蓋及其組件進行功能設計。由于白天窨井可見性較強，發生墜落幾率較小，本方案將主要解決夜晚及窨井蓋被水淹沒兩種情境下的安全指示作用，達到預防車輛陷入窨井、行人墜落窨井的目的。通過上述的窨井蓋功能設計步驟，確定采用熒光物與懸浮圈相結合的安全指示方式。效果圖如下圖 1、圖 2。

圖1 俯視圖

圖2 前視圖

晚上當窨井蓋缺失時，窨井蓋底座內圈由熒光物做成的懸浮圈可以讓行人在一定距離之外就預知到窨井危險，起到提前預警的指示性作用。

當城市內澇嚴重，道路被水淹沒時肯本無法判斷窨井蓋的位置以及是否缺失，危險性更大。若井蓋被水沖走，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，晚上懸浮圈發出熒光也可以起到很好的警示作用。

3 總結

近年來頻發的窨井事故，讓我們不得不意識到城市窨井蓋，也不再是城市的名片，而成了公民的墓碑。所以提高窨井蓋安全性刻不容緩。針對窨井蓋破損、丟失后的傷人事件，特對城市窨井蓋進行了功能上的完善和改進，并把窨井蓋安全性作為功能設計上的一個重點。希望通過本次窨井蓋功能設計，在一定程度上提高窨井蓋的使用安全性，化解窨井蓋與人們生活上的矛盾，給人們提供更舒適的生活環境。

［1］李彥，李文強,等.創新設計方法[M].北京：科學出版社，2013,3.

［2］李亞軍，姚江，盧世主著.產品設計基礎[M].南京：江蘇美術出版社，2007,8.

［3］崔天劍，李鵬.產品形態設計[M].南京：江蘇美術出版社，2007，8.

［4］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.

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