基于人機(jī)工程學(xué)的學(xué)校公共淋浴設(shè)施設(shè)計(jì)研究

趙思桐　付思雯　李云喬

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué);淋浴設(shè)施設(shè)計(jì);公共設(shè)施;工業(yè)設(shè)計(jì)

1 研究背景

1.1 人機(jī)工程學(xué)概述

人機(jī)工程學(xué)是一門研究人、機(jī)械與其使用環(huán)境之間相互關(guān)系的學(xué)科[1]。在自身發(fā)展過程中，人機(jī)工程學(xué)逐漸打破學(xué)科之間的界限，并促進(jìn)多學(xué)科的有機(jī)融合，不斷完善其理論體系、研究方法及技術(shù)規(guī)范，形成了一門研究范圍極為廣泛的綜合性學(xué)科。在設(shè)計(jì)中應(yīng)著重考慮“人的因素”，以舒適、安全、高效等為目標(biāo)，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)用戶、產(chǎn)品與使用情境整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行方式有重要的指導(dǎo)意義[2-4]。人機(jī)工程學(xué)的內(nèi)容及其對工業(yè)設(shè)計(jì)的作用可以概括為：（1） 為產(chǎn)品提供人體尺度參數(shù);（2） 為產(chǎn)品使用功能合理性提供依據(jù);（3） 對使用環(huán)境因素予以充分考慮;（4） 為“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供研究依據(jù);（5） 為“以人為核心”的設(shè)計(jì)思想提供設(shè)計(jì)程序。

1.2 學(xué)校公共淋浴設(shè)施現(xiàn)狀與問題分析

通過對北京市10 所高等院校的公共浴室進(jìn)行調(diào)研，并結(jié)合相關(guān)資料，有將近80% 的高校采用公共澡堂的方式淋浴，獨(dú)立衛(wèi)生間洗浴所占比例不到10%，造成目前校園公共淋浴設(shè)施空間擁擠、隱私性差、使用效率較低和能源系統(tǒng)繁雜的問題。

目前大多數(shù)高校的公共浴室為多人共享的洗浴模式，未提供單人洗浴的私密空間，根據(jù)學(xué)校學(xué)生數(shù)量以及學(xué)校規(guī)模，公共浴室大約可容納20 到100 人，且整個(gè)淋浴間可劃分為幾個(gè)小空間，10 到20 人共享一個(gè)小空間。由于公共淋浴房噴頭的間距較小，因此公共浴室產(chǎn)生較為嚴(yán)重的學(xué)生隱私問題。通過問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)幾乎 95% 的學(xué)生較在意淋浴時(shí)的隱私問題，甚至很多學(xué)生不愿去公共浴室洗浴。同時(shí)，由于公共浴室管線復(fù)雜，升級(jí)改造周期長，投入資金大，所以很多校方對于學(xué)校公共浴室的升級(jí)改造避而不談，造成許多公共浴室的使用年限超過十年，形成公共浴室使用環(huán)境老舊的狀況。

1.3 設(shè)計(jì)目的與意義

公共浴室在校園日常生活中扮演著重要角色，它不僅為學(xué)生提供洗浴清潔空間，也是學(xué)生消除疲倦的基本場所[5]。但是，隨著人們對生活質(zhì)量的不斷追求，校園公共淋浴設(shè)施仍存在多種問題，未能良好滿足學(xué)生的生理及心理需求。文章通過對校園公共淋浴設(shè)施的實(shí)地調(diào)研、使用人群的調(diào)研與分析及相關(guān)文獻(xiàn)的研究，總結(jié)出我國校園公共淋浴設(shè)施的現(xiàn)存問題和迫切需求，運(yùn)用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法，旨在優(yōu)化現(xiàn)有校園公共淋浴設(shè)施并為其提供有效的設(shè)計(jì)方向與思路。

2 學(xué)校公共淋浴設(shè)施設(shè)計(jì)研究方法

文章通過實(shí)地調(diào)研、文獻(xiàn)查閱、競品分析和市場調(diào)研等方法系統(tǒng)性的總結(jié)了我國目前公共衛(wèi)浴產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。盡管目前國內(nèi)外相關(guān)淋浴產(chǎn)品較多，但是具有人機(jī)交互性和情感化設(shè)計(jì)的公共淋浴產(chǎn)品的設(shè)計(jì)較為缺乏。基于人體工程學(xué)的校園公共淋浴設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)在保證使用功能完整的情況下，從用戶角度出發(fā)，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)美學(xué)、使用效益和人性化等多個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，探討校園公共淋浴設(shè)施的可創(chuàng)新之處。

2.1 文獻(xiàn)查閱

通過查閱淋浴產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)文獻(xiàn)和書籍，并在網(wǎng)絡(luò)上收集國內(nèi)外現(xiàn)有產(chǎn)品，對其進(jìn)行對比和分析，整理、總結(jié)出目前我國公共淋浴設(shè)施設(shè)計(jì)中存在的問題，尋找新的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)點(diǎn)。

2.2 用戶訪談

對多種類型的用戶和潛在用戶進(jìn)行訪談，并觀察產(chǎn)品直接接觸的用戶的使用行為，系統(tǒng)化的總結(jié)整理出用戶體驗(yàn)地圖，分析得出用戶的直接和間接需求。

2.3 調(diào)研方法

基于文獻(xiàn)法和用戶調(diào)研兩個(gè)方面，并借助人機(jī)工程學(xué)、用戶心理學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)美學(xué)等相關(guān)學(xué)科，選擇合適的設(shè)計(jì)研究方向與立足點(diǎn)。

2.4 問題核驗(yàn)法

將多方面調(diào)研所得出的問題及需求分析整理、歸類，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴等方法尋找現(xiàn)存問題的合理解決方法，明確設(shè)計(jì)方向。

3 學(xué)校公共淋浴設(shè)施設(shè)計(jì)用戶需求分析

3.1 用戶需求分析

文章針對大學(xué)浴室淋浴空間用戶的整個(gè)淋浴過程進(jìn)行了觀察記錄并切片分析，將整體流程劃分為洗澡前、洗澡中和洗澡后三個(gè)大環(huán)節(jié)，并進(jìn)一步將其細(xì)分至不同的淋浴步驟。（1） 洗澡前，進(jìn)入浴室、尋找個(gè)人物品柜、放置個(gè)人物品。（2） 洗澡中，進(jìn)入淋浴間、尋找可以有效使用的空位、放置洗浴用品、插卡等待出水、開始淋浴。（3） 洗澡后，走出淋浴間、放下洗浴用品、穿衣服、收拾個(gè)人物品離開。

根據(jù)浴室的核心功能選擇，文章聚焦于洗澡中這一部分，并且基于實(shí)地調(diào)研以及人機(jī)工程學(xué)研究方法對從進(jìn)入淋浴間到走出淋浴間一系列行為之中高校浴室所存在的問題進(jìn)行深入探索。根據(jù)用戶行為切片的方法，對用戶使用現(xiàn)有產(chǎn)品和淋浴系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄分析。（1） 在尋找空位時(shí)，淋浴區(qū)花灑位置是否為空位指示不明，在淋浴的高峰期時(shí)間段內(nèi)不能快速找到空位。（2）老舊款花灑系統(tǒng)使用壽命低，容易出現(xiàn)故障，且沒有調(diào)溫等一系列必要交互操作。 （3） 單人淋浴區(qū)面積及花灑出水面積和學(xué)生淋浴所需面積存在誤差，導(dǎo)致在淋浴時(shí)觸水面積不能覆蓋全身，同時(shí)受老舊管道線路影響，加之沒有調(diào)節(jié)裝置，淋浴時(shí)存在水溫不適宜的情況。（4） 置物架尺寸過小，高度不可調(diào)，無法適應(yīng)不同學(xué)生需求，根據(jù)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)一號(hào)觀察對象身高165cm，置物架較高，二號(hào)觀察對象身高175cm，置物架過低。（5） 校園浴室使用插卡機(jī)作為開關(guān)使用，插卡機(jī)上僅顯示卡面余額，沒有其余顯示，可操作性低。

通過用戶行為地圖的方法將主觀感受和客觀分析相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)由于公共浴室的客觀環(huán)境因素，例如溫度、地面濕滑等方面，導(dǎo)致用戶在淋浴前后的情緒體驗(yàn)相對較低，出現(xiàn)焦慮、無奈等負(fù)面情緒。從痛點(diǎn)出發(fā)，存在花灑數(shù)量不足、沒有隱私性、淋浴面積不合理、操作系統(tǒng)不完善以及環(huán)境不夠舒適等問題。從中發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì)點(diǎn)，可以從改變花灑排列或增加數(shù)量、改變或增加產(chǎn)品系統(tǒng)功能、設(shè)置參數(shù)和智能化系統(tǒng)以及對環(huán)境整體改造等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

選擇五個(gè)有代表性的用戶進(jìn)行訪談?wù){(diào)研，分別從浴室的使用感受、不足、建議等幾方面進(jìn)行訪談，訪談內(nèi)容總結(jié)整理如表1所示。對用戶行為切片發(fā)現(xiàn)的問題點(diǎn)與用戶訪談收集到的問題點(diǎn)進(jìn)行剖析，用戶需求為明確的空位指示、舒適的觸水面積和使用感受、保證隱私性以及系統(tǒng)化的操作系統(tǒng)和配套硬件設(shè)施。

3.2 功能需求分析

根據(jù)功能需求層級(jí)分析，將功能分為基礎(chǔ)功能、核心功能、次級(jí)功能和附加功能。

在基礎(chǔ)功能層面，參考人機(jī)工程學(xué)中不同人體靜態(tài)和活動(dòng)時(shí)的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)需要考慮完善不同人群在不同高度、不同角度下的適宜觸水面積及水溫等參數(shù)設(shè)置。

在核心功能層面，第一，基于調(diào)研總結(jié)發(fā)現(xiàn)浴室淋浴存在系統(tǒng)功能單一、不能調(diào)節(jié)水溫和插卡即出水的方式。以及交互系統(tǒng)不完善，個(gè)性化程度低并且花灑和操作界面關(guān)聯(lián)程度低的問題。

因此設(shè)計(jì)需要首先加強(qiáng)花灑和用戶操作之間的關(guān)聯(lián)性，即完善系統(tǒng)與用戶的交互系統(tǒng)，增加用戶個(gè)性的調(diào)節(jié)操作。第二，調(diào)研發(fā)現(xiàn) 95% 用戶對校園公共浴室的隱私性存在需求，在設(shè)計(jì)層面，從創(chuàng)新的視角，并且結(jié)合問題檢核等方法，改變花灑外觀，使其兼具基礎(chǔ)功能淋浴和適當(dāng)?shù)碾[私保護(hù)功能。

在次級(jí)功能層面，用戶存在找不到或不容易找空位的情況，由于無法改變校園公共浴室使用人數(shù)的大環(huán)境和浴室空間布局，考慮在花灑個(gè)體的設(shè)計(jì)層面完善導(dǎo)視系統(tǒng)，參考地下車庫添加指示燈增強(qiáng)指示性，可嘗試相似手段提高淋浴空位的易尋找性。

在附加功能層面，根據(jù)學(xué)校物業(yè)反映， 在公共淋浴室使用高峰時(shí)段， 燃?xì)鉄崴鞯奈矚鉁囟雀撸?持續(xù)時(shí)間較長， 進(jìn)一步催化了設(shè)備的老化和腐蝕， 造成一定的安全隱患[4]。從校園公共基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)和耐用需求的角度，可以利用改善材料和設(shè)計(jì)完善使用過程的方式，提高花灑系統(tǒng)的耐用性以及清潔修理的便捷性。

3.3 綜合需求分析

綜合現(xiàn)狀分析和設(shè)計(jì)目的確定以及需求分析中對用戶需求和功能需求的分析，可以總結(jié)出以下設(shè)計(jì)需求要點(diǎn)，指導(dǎo)后續(xù)設(shè)計(jì)。（1） 個(gè)性化交互系統(tǒng)：方便用戶操作，滿足用戶對不同淋浴需求的可調(diào)節(jié)性。（2） 隱私保護(hù)：通過外觀創(chuàng)新設(shè)計(jì)使花灑兼具保護(hù)隱私的功能。（3） 導(dǎo)視功能：輔助用戶更快捷地找到空位。（4） 耐用性：通過耐用新材料的引入和使用方式的改進(jìn)延長淋浴系統(tǒng)的使用壽命并增強(qiáng)其耐用性。

4 學(xué)校公共淋浴設(shè)施設(shè)計(jì)實(shí)踐

根據(jù)對于前期校園公共浴室現(xiàn)狀的調(diào)查所反映出的問題，結(jié)合用戶需求與功能需求，分析并設(shè)計(jì)出了一款具有隱私性、功能性方面創(chuàng)新，適用于校園公共浴室的淋浴系統(tǒng)設(shè)施，如圖1、圖2、圖3 所示。校園公共淋浴產(chǎn)品在保證基本使用功能的同時(shí)還要考慮體驗(yàn)者的感受和舒適性，合理的人體尺寸、產(chǎn)品與空間的比例與尺度起著至關(guān)重要的作用，這就要求新型校園淋浴設(shè)計(jì)需要與人機(jī)工程學(xué)充分結(jié)合，參考并使用中國人人體尺寸[6]。

4.1 花灑設(shè)計(jì)

通過對市面現(xiàn)有花灑造型的觀察，傳統(tǒng)花灑多為圓形、矩形等，分別適用于手持花灑和固定花灑，基本功能為出水，主要以滿足清潔功能為主。考慮到在花灑上實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)用戶在校園公共浴室的隱私性的功能，在新型花灑設(shè)計(jì)中使用雙層嵌套式的環(huán)形造型。內(nèi)層環(huán)為淋浴出水孔，以實(shí)現(xiàn)花灑的基本功能，為用戶清潔提供保障。外層環(huán)為水霧出水孔，通過內(nèi)部管道和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對淋浴時(shí)的水壓、水量、溫度、出氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而形成一圓臺(tái)狀的水霧進(jìn)行包裹，保護(hù)使用者在公共浴室的隱私，從而減少在淋浴過程中因他人目光所帶來的不悅感，減輕其心理壓力及心理負(fù)擔(dān)。同時(shí)，外層環(huán)可根據(jù)使用者的需要調(diào)節(jié)為排氣模式，實(shí)現(xiàn)洗后的即時(shí)吹干，無需再使用吹風(fēng)機(jī)等輔助工具進(jìn)行額外操作，簡化用戶在公共浴室中的淋浴步驟。

此外，為了更好地展現(xiàn)出在校園公共浴室擁擠時(shí)的花灑使用情況，花灑的最外層中間處配有指示燈。當(dāng)無人使用時(shí)，指示燈亮起;當(dāng)有人使用時(shí)，指示燈熄滅。通過燈光導(dǎo)視系統(tǒng)，幫助用戶在校園公共浴室高峰期可以快速找到無人使用的空位，同時(shí)也對近視用戶提供了有效引導(dǎo)。

功能修正量表，如表2 所示，對于花灑至地面的高度，根據(jù)最佳功能尺寸= 百分位的人體尺寸+ 功能修正量，取中國19 歲男女性平均身高1757mm（男）以及1635mm（女），取功能修正量20mm，心理修正量500mm，所以花灑至地面的高度為2277mm（男）以及2155mm（女）;綜合男女平均值，花灑至地面的最佳高度為2216mm，約等于2200mm。對于淋浴頭至墻面的距離，根據(jù)《GB 10000-88 中國成年人人體尺寸》取18 ～ 25歲男女性最大胸厚P99=241mm（男）以及P99=269mm（女），考慮淋浴中的行為動(dòng)作，取功能修正量80mm（男）以及50mm（女），心理修正量20mm，所以花灑至墻面的距離為341mm（男）以及339mm（女）;綜合男女平均值，花灑至墻面的距離最佳距離為340mm。

對于校園公共浴室水溫，普通人根據(jù)季節(jié)所適宜的溫度取值為夏季34℃—37℃，冬季37℃—42℃。考慮到因?yàn)榕缘捏w表溫度比男性低，因此可以適當(dāng)增加女性公共浴室的水溫為夏季35℃—38℃，冬季38℃—43℃。

4.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為校園公共浴室所設(shè)計(jì)的新型控制系統(tǒng)由兩部分組成，分別為刷卡系統(tǒng)和花灑控制系統(tǒng)。對于刷卡系統(tǒng)，全包裹式的插卡設(shè)計(jì)將最大程度上隔離校園卡與水的接觸，并在使用結(jié)束后自動(dòng)彈出。此外，保留原有數(shù)字顯示屏以反饋卡內(nèi)余額。花灑控制系統(tǒng)分為模式切換和溫度控制兩部分，可通過滑動(dòng)按鈕開啟或關(guān)閉花灑系統(tǒng);在開啟花灑后，通過旋轉(zhuǎn)按鈕切換淋浴模式下水、霧、氣三種模式。在水模式下，內(nèi)層環(huán)出水;在霧模式下，內(nèi)層環(huán)出水的同時(shí)外層環(huán)出水霧;在氣模式下，內(nèi)層環(huán)關(guān)閉，外層環(huán)吹風(fēng)。在淋浴模式下的水模式中，可以通過按動(dòng)溫控按鈕來選擇水溫的低中高檔，同時(shí)有相應(yīng)檔位的指示燈亮起。

對于控制系統(tǒng)距地面的高度，根據(jù)最佳功能尺寸= 百分位的人體尺寸+ 功能修正量，根據(jù)《GB 10000-88 中國成年人人體尺寸》取18 ～ 25 歲男女性肘高P50=1024mm（男）以及P50=965mm（女），考慮到在操作過程中存在動(dòng)作行為，故取功能修正量30mm，心理修正量50mm，所以控制系統(tǒng)距地面的高度為1104mm（男）以及1045mm（女）。考慮到控制系統(tǒng)過低的位置不利于視線觀察和操作，在此取最大值為控制系統(tǒng)距地面的最佳高度，為1104mm，約等于1100mm。

5 結(jié)語

優(yōu)良的產(chǎn)品不僅需要完善的使用功能，也應(yīng)著重關(guān)注用戶的需求，人機(jī)工程學(xué)作為以“用戶”為中心的學(xué)科，將其應(yīng)用于校園公共淋浴設(shè)施的設(shè)計(jì)中對于提升其易用性、舒適性、安全性和人機(jī)友好性具有重要指導(dǎo)意義。文章對現(xiàn)有校園公共淋浴設(shè)施進(jìn)行再設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一種能夠在公共空間增強(qiáng)隱私性的淋浴產(chǎn)品，并優(yōu)化了出水控制系統(tǒng)。通過人體工學(xué)分析和情感化設(shè)計(jì)方法，從使用、體驗(yàn)、感知等多個(gè)維度上優(yōu)化了使用流程，提高用戶的使用舒適度，為改善校園公共淋浴設(shè)施提供了參考。