安全窨井盖再设计

梅丽青 王艳敏 朱闻樱

（嘉兴学院，浙江 嘉兴 314000）

0 绪论

随着城市的快速发展，地下管网错综复杂，为了保证管网的正常运行不得已修建了各类窨井，大大小小1的窨井盖像“补丁”一样散落到城市街道上。窨井盖已经成为城市公共设施中的重要组成部分，关系到城市日常生活的正常运行。对窨井盖进行再设计，提高其安全性具有非常大的必要性和紧迫性。

窨井盖是城市基础设施的一部分，窨井虽然存在潜在的危险，但是对一个城市而言，又是不可缺失的组成部分[1]。通过调查分析窨井盖事故的原因，从提高窨井盖安全性的角度对其进行再设计。由于目前窨井盖防坠落功能普遍较差，不能有效实现对坠落事故的警示作用，在考虑生产成本以及相关材料供应选择的基础上对传统窨井盖进行再设计，来实现真正意义上的防坠落安全窨井盖，从而降低窨井坠落事故的发生，提高行人外出的舒畅感。

1 窨井盖设计调查分析

1.1 设计调查

国外在窨井盖安全设计方面的研究可以给我们提供更多的思路。管理体制上，国外的地下管道管理更明确、更明晰[2]。在美国和加拿大，不论水、电、气、污水、交通及电信，地下通道的管理统一归市政一家。如果出现问题，责任完全在市政。针对由于暴雨致使窨井盖损坏的现象，日本制定了“下水井盖紧急安全对策”，将导致事故的原因细化，根据危险程度不同进行逐步处理。窨井盖还设计成不同的形状以区分不同的使用类别，消防栓的井盖大多是方形，上面刻有消防队员的卡通图案，还有利于明确各行政主体的管辖范畴。有的避难所周围的井盖上，除了用箭头指示方向外，还涂上颜色，甚至有些地区还在井盖上装上卫星定位系统，以便对窨井盖的使用状态进行监控[3]。

国外窨井盖设施在管理和设计上都更加完善和人性化，最大限度考虑到了行人的安全，而不仅仅是窨井盖自身的功能性[4]。这方面国内的窨井盖设计和管理还大都停留在工程设施的基础上，没能认识到窨井盖与行人之间的关系，这对城市的发展，公共设施功能的体现都非常不利。随着城市内涵建设的需求，城市人口数量的暴增，路面行人密度不断增加，安全问题日渐突出，尽快对窨井盖进行再设计，提高其安全性迫在眉睫。

1.2 问题分析

通过调查分析发现现有城市窨井盖设计主要存在以下几个问题：

1）城市窨井盖大小不一，形状不同，不方便更换和管理。

2）城市窨井盖存在与窨井不完全吻合的情况，人走过或者车开过时容易晃动并发出很大的响声，造成噪声污染同时也有安全隐患。

3）铁质城市窨井盖有时会被盗，若相关人员没能及时发现，很可能酿成“井吃人”的悲剧。

4）在暴雨天气中，为了疏通水流移除窨井盖时或窨井盖被巨大水流冲开时，也存在很大的安全问题。

综合对以上问题，结合对城市居民生活习惯，心理行为分析，基于产品设计相关理论[5]，遵循实用性、可行性原理，从提高窨井盖安全性的角度对城市窨井盖设计风格、材料运用、色彩选择、使用环境等方面进行再设计，以实现窨井盖与城市环境的真正融合。

2 安全窨井盖设计

2.1 设计原理

由于白天窨井可见性较强，发生坠落机率较小，本设计主要拟解决夜晚及窨井盖被水淹没两种情境下的安全指示性设计，达到预防行人坠落窨井的目的。通过前期技术可行性分析，采用荧光带与悬浮圈相结合的安全指示方式。晚上当窨井盖缺失时，窨井盖底座内圈涂有的自发光荧光带可以让行人在一定距离之外预知到窨井危险，起到指示性作用。当道路被水淹没时根本无法判断窨井盖的位置以及是否缺失，危险性更大。在井盖底座上设置一个悬浮圈，当井盖被水冲走时，在浮力的作用下，悬浮圈会上浮到水面，白天能直接看到悬浮圈，晚上悬浮圈上的自发光荧光物可以起到很好的警示性。

2.2 使用情境分析

在黑暗的情况下，井盖的自发光特性，则会提醒行人前方有窨井，请注意脚下安全（如图1）。特别是在窨井盖缺失的情况下，我们会看到井盖周边的光亮，而井盖本身的位置则是处于黑暗状态的，从而警示行人窨井盖已缺失，请注意脚下安全。与此同时，这些光亮在一定程度上也起到了照明的作用。在发光物质的选择上，我们考虑到使用灯光设施会涉及到复杂的线路和电源等问题，使用电又要涉及到防水和充电的问题，并且成本较高，综合考虑之下我们选择使用荧光物质解决发光问题。

图1 黑暗情境下的安全指示

图2有水情境下的安全指示

城市内涝导致路面积水，为了警示行人及车辆，我们设计了一个可浮动的荧光圈（如图2），它可以在缺失井盖的情况下，通过水的浮力作用上浮到水的表面，并且可通过喷涂的荧光物质警示人们此处窨井盖已经缺失或移动。为了确保荧光圈起到良好的警示作用，就要让它始终位于井口正上方，特别是在有水的情况下，要让它上浮并避免四周浮动的现象，因为向四周浮动会影响行人判断窨井的准确位置。所以我们在荧光悬浮圈下设计连接了四根弹簧，一方面可使悬浮圈在水的浮力下上浮；另一方面，可固定其位置，帮助行人做出正确判断。

当窨井盖没有被完全冲走时，为了避免悬浮圈一体化造成的卡压现象无法顺利上浮，我们将荧光悬浮圈分成四小部分，并在每个部分下方连接一根弹簧，即便悬浮圈有部分被压住，其余的部分仍然可以发挥它的作用，这样能够有效减少悬浮圈的失误率。

3 总结

任何设计都是基于某种需求的，通过设计化解矛盾，满足需求，最终提高人们的生活舒适度[6]。窨井盖作为城市不可或缺的公共设施之一，已经在影响着我们的生活，设计合理的窨井盖势必能够让我们的出行更加安全顺畅。本文通过问题分析，针对窨井盖典型的两种使用情境进行了再设计，一定程度上提高了窨井盖的安全性和使用可靠度，体现了设计改变生活的理念。

［1］谭巍.公共设施设计[M].北京：知识产权出版社，2008.

［2］理查德·魏思顿.材料，形式和建筑[M].中国水利水电出版社，2006.

［3］薛又凯，陈江波.公共设施设计[M].北京：中国水利水电出版社,2014,4.

［4］原研哉.设计中的设计[M].朱锷,译.济南：山东人民出版社，2006,11.

［5］檀润华,张国红,焦建新,等.产品设计中的冲突及解决原理[J].河北工业大学学报，2001,30(3):1-6.

［6］张执南,谢友柏.现代设计的基本属性[J].机械设计与研究,2012(3):1-6.