基于場景需求的新型模塊化防疫設施

白云騰 龐兆琪 胡文韜 馮海英

（北京工商大學傳媒與設計學院，北京 102488）

0 引言

新型冠狀病毒疫情的全球蔓延，已經打亂了人們的生活步調，改變了許多人的生活習慣和生活態(tài)度，這讓我們對健康有了新的認知。目前我們已經步入后疫情時代，隨著經濟的恢復和科技的發(fā)展，市面上的防疫工具與設施也越來越多。

經過前期調研分析，截至目前為止所出現的防疫工具、消毒產品已經被投入實際應用中，它們的效用通過了時間的檢驗。然而隨著后疫情時代的到來，這些產品的使用頻率變得越來越低，導致了器材、器具的囤積與浪費。為了解決這些問題，并更好地滿足用戶多方面的需求，筆者將這些產品的功能進行了分類，并將其功能進行拆分化，最后與模塊化設計理念相結合，以達到保留現有功能的同時還能減少資源浪費的目的。

1 現有防疫設備分析

目前的市面上現有防疫設備種類和數量都已經滿足了大部分的場所與用戶需求，但在家中或洗手間等較為私密的場所還沒有完全得到滿足，并且部分的公共場所的防疫設備沒有跟進，防疫工作不到位，可能會發(fā)生病毒傳播導致疫情反復的現象。該文對現有的部分防疫產品的優(yōu)缺點進行了分析。

1.1 現有測溫產品分析

由于新冠肺炎疫情常態(tài)化，各公共場所都放置了防疫產品，基本上所有防疫產品都有測溫類功能，根據不同的產品可以將其分為4 種類型：手持額溫槍、智能紅外測溫機、智能人臉識別測溫一體機、紅外熱像體溫檢測門。

紅外熱像體溫檢測門放置于大部分人流量較大的公共場所，對安全溫度閾值進行設置，一旦超過該閾值，可聯動安檢門的語音播報、高溫報警功能來提醒。除體溫測量外，還可以進行違規(guī)金屬物品檢驗，采用人臉抓拍等功能，多用于機場、火車站、部分商場等人群聚集的地點，符合現在后疫情時代的防疫標準。

在其運輸上，雖然部分零件可裝配，但紅外熱像體溫監(jiān)測門的整個架構需要整體運輸，成本較高，不利于回收，所以只有在大型人群集中交叉的公共場所例如火車站、機場等放置。但地鐵站等同樣人群聚集的地方卻很少看到使用紅外熱像體溫檢測門，反而運用測溫速度慢、需要近距離接觸、易導致交叉感染的手持額溫槍來測量人體溫度。在人流量達到高峰時，工作人員工作負擔加重，很難顧及所有乘客。并且若出現病毒攜帶者，從人臉識別、溫度測量、檢測門報警到找到該患者，期間沒有相應的防疫措施，同樣會導致病毒會轉播。

1.2 現有消毒產品分析

在消毒設備方面，現有消毒產品能很好地在各自領域完成程序簡單的消毒任務，但是較強的功能單一性無法滿足在多種場景下應用時的需求，因此導致功能發(fā)揮的效率低下，導致資源浪費等問題。例如超聲波彌霧機，彌霧機主要針對的是快遞消毒，快遞倉庫每天接受著巨大的快件量，面對一車的快件，1 臺超聲波彌霧機只需經過3min 就可以對快件全面消殺，消殺完畢后再進入倉庫卸貨，非?？焖?。但該消毒方式需要一人持續(xù)使用彌霧機噴灑，貨物多時會增加工作人員的勞動強度，時間長后，也會使噴霧噴灑不均導致消毒不夠充分等問題。再者，彌霧機只能用于大面積大體量的消毒工作，在家中是無法使用的。疫情初期生產的大量產品到后疫情時代將無法找到合適的工作崗位，無法繼續(xù)滿足后疫情時代防疫的需求，導致資源浪費。

鑒于以上大部分現有防疫產品無法繼續(xù)滿足后疫情時代防疫的需求，在公共場所會產生疏漏，或導致資源或成本浪費等問題，并且在后疫情時代使進入各公共場所人群聚集病毒傳播減少，使公共場所都具備相應標準的防疫措施。在回家時同樣能夠進行體溫測量與身體消毒，從身體上與心理上都能夠滿足后疫情時代人們生活的需求。通過對模塊化的研究，設計成能夠適應各種場景與用戶需求的模塊化防疫產品。

2 防疫設備改進設計

2.1 整體設計思路

該文對后疫情時代下的測溫產品和消毒產品進行分析，該設計方案采用將綠色設計思想與模塊化設計相結合的方法設計了一套可以根據場景、使用、用戶需求[1]隨意組裝拼接的防疫設備。一方面可以增加或減少產品系列，做到一“塊”多用，提高產品質量，不僅可以滿足機場、火車站等大型公共場所，也能夠適應商場、醫(yī)院、學校、地鐵站等公共場所，同樣也能適配家等私人場所等；另一方面，可以減少對環(huán)境的污染和影響，方便重用、升級、維修和產品廢棄后的拆卸、回收和處理，使其可持續(xù)發(fā)展[2]。

2.2 模塊設計

連接模塊，如圖1：外形簡單，起到連接各功能模塊和承重、包裹的作用。圖中只展示了兩向接口的模型，此外還可以有三向、四向的連接模塊[3]。

承重模塊，如圖2：較大的體積和重量，安裝在整個設備的最下一層，起到承重和穩(wěn)定重心的作用。

消毒模塊，如圖3：將傳遞來的消毒藥劑霧化噴出。

懸掛模塊，如圖4：通過掛鉤將設備吊裝。

紅外檢測模塊[4]，如圖 5：采用紅外測溫技術監(jiān)測來往人員的體溫。

人體感應模塊，如圖 6：監(jiān)測是否有人員經過和經過人員的人流密度，進而控制消毒模塊的開啟關閉狀態(tài)和噴灑流量。

圖 1 連接模塊

圖 2 承重模塊

圖 3 消毒模塊

圖 4 懸掛模塊

圖 5 紅外檢測模塊

圖 6 人體感應模塊

顯示反饋模塊：對顯示器的固定結構加以改造。識別紅外檢測模塊傳遞過來的信息，當溫度異常時發(fā)出尖銳的警報聲，提醒工作人員出現異常狀況；當溫度正常時，發(fā)出緩和的聲音，表示可以通過。同時將過往人員的體溫、能否通過反饋在顯示屏上。

2.3 公共場所流程

公共場所流程：1）人走近該防疫設備時，紅外檢測模塊啟動檢測人體溫度，通過顯示反饋模塊顯示人體溫度是否正常以及是否可以通過，并將數據上傳到有關部門。2）溫度檢測后，人通過手機掃該場所的健康寶二維碼記錄位置信息。3）人在掃碼的同時已經進入人體感應模塊的感應范圍內，微處理器觸發(fā)“開始消毒”指令，消毒模塊啟動，并以3m/s 的噴霧速度[5]對人體進行霧化消毒。4）人通過該防疫裝置后，人體感應模塊感應到人體離開，微處理器觸發(fā)“停止消毒”的指令，消毒模塊停止消毒。

如圖7，首先要考慮整個的連貫性，從人流速度的角度考慮，要保證人體檢測完體溫，掃完該場所健康寶二維碼，同時，人體感應模塊已經感應到人體并啟動消毒模塊。其次是在公共場所中，一旦出現溫度明顯不正常的客人，工作人員需要找尋該名客人，這時消毒模塊的作用不僅是消毒，也為工作人員預留了找尋客人的反應時間，為其他客人負責。從節(jié)省資源的角度考慮，在人少的情況下，該裝置沒有檢測到人體移動會自動關閉消毒模塊。通過一個防疫設施將各種功能集合，在一定程度上減少病毒的傳播的同時還能夠節(jié)省資源，達到綠色環(huán)保的目的。

圖7 大型場所模塊化防疫消毒設施

3 相應場所應用

在不同規(guī)模的公共場所，以大型場所為例，例如機場、火車站及該站的地鐵站，都是人流量最多的地點，可以同時使用多個紅外檢測模塊以及顯示反饋模塊，保證每個人都能迅速測量到體溫以及接收到反饋。并且可以利用多個消毒模塊組合形成一個通道，在消毒的過程中設置多個健康寶二維碼，使大家能夠充分消毒的同時也無須擠到一起同時掃一個二維碼，保證人通過防疫通道的速度，提高安全系數。

在幼兒園、小學、中學等地點，模塊化防疫設施學生進入校園時設立第一道防線，考慮其身高的問題，可以將模塊進行重新排布，以適應學生的身高，并在消毒模塊結束后可設置免洗洗手液裝置，為學生進入學校提供安全保障。

一些較為私人的場所，例如洗手間門口、家門口等如圖8，針對其特殊性進行特殊的模塊排布，安裝成門框樣式，放置在門的外圈。從戶外回到家里時，主要是對腳部的消毒，可以在底部增加消毒模塊。這種樣式占地面積小并且能夠達到輕微消毒的目的，不僅在外在衣物上進行消毒，而且在人的心理上也能夠實現預想的目標。

圖8 家庭模塊化防疫消毒設施

4 結語

該文針對新冠病毒引發(fā)的疫情，結合模塊化設計理念，將模塊化的特征和優(yōu)點應用到防疫設備上，建立了基于模塊化設計的防疫設施，建立了檢測-上傳信息-消毒于一體的智能化、網絡化體系，發(fā)揮了模塊化產品運輸、拆裝方便，可二次利用的優(yōu)點，最大程度地提高該設備的執(zhí)行效率和經濟效益。對各個模塊之間的拼接方式、接口形狀進行改進創(chuàng)新，進一步增加運輸、裝配、拆卸等過程中的易用性。為不同場景、需求提供多樣性的組合方式，為提高公共場所的防疫效率，并讓用戶不斷挖掘產品的使用價值。符合綠色可持續(xù)的設計原則，為可持續(xù)發(fā)展提供了一種有效方式，為后續(xù)的二次應用和處理回收提供新的可能，具有一定的應用價值。