基于人機工程學的學校公共淋浴設施設計研究

趙思桐　付思雯　李云喬

關鍵詞：人機工程學;淋浴設施設計;公共設施;工業設計

1 研究背景

1.1 人機工程學概述

人機工程學是一門研究人、機械與其使用環境之間相互關系的學科[1]。在自身發展過程中，人機工程學逐漸打破學科之間的界限，并促進多學科的有機融合，不斷完善其理論體系、研究方法及技術規范，形成了一門研究范圍極為廣泛的綜合性學科。在設計中應著重考慮“人的因素”，以舒適、安全、高效等為目標，對產品設計中實現用戶、產品與使用情境整個系統的最優運行方式有重要的指導意義[2-4]。人機工程學的內容及其對工業設計的作用可以概括為：（1） 為產品提供人體尺度參數;（2） 為產品使用功能合理性提供依據;（3） 對使用環境因素予以充分考慮;（4） 為“人—機—環境”系統設計提供研究依據;（5） 為“以人為核心”的設計思想提供設計程序。

1.2 學校公共淋浴設施現狀與問題分析

通過對北京市10 所高等院校的公共浴室進行調研，并結合相關資料，有將近80% 的高校采用公共澡堂的方式淋浴，獨立衛生間洗浴所占比例不到10%，造成目前校園公共淋浴設施空間擁擠、隱私性差、使用效率較低和能源系統繁雜的問題。

目前大多數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，根據學校學生數量以及學校規模，公共浴室大約可容納20 到100 人，且整個淋浴間可劃分為幾個小空間，10 到20 人共享一個小空間。由于公共淋浴房噴頭的間距較小，因此公共浴室產生較為嚴重的學生隱私問題。通過問卷調查，發現幾乎 95% 的學生較在意淋浴時的隱私問題，甚至很多學生不愿去公共浴室洗浴。同時，由于公共浴室管線復雜，升級改造周期長，投入資金大，所以很多校方對于學校公共浴室的升級改造避而不談，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境老舊的狀況。

1.3 設計目的與意義

公共浴室在校園日常生活中扮演著重要角色，它不僅為學生提供洗浴清潔空間，也是學生消除疲倦的基本場所[5]。但是，隨著人們對生活質量的不斷追求，校園公共淋浴設施仍存在多種問題，未能良好滿足學生的生理及心理需求。文章通過對校園公共淋浴設施的實地調研、使用人群的調研與分析及相關文獻的研究，總結出我國校園公共淋浴設施的現存問題和迫切需求，運用適當的設計方法，旨在優化現有校園公共淋浴設施并為其提供有效的設計方向與思路。

2 學校公共淋浴設施設計研究方法

文章通過實地調研、文獻查閱、競品分析和市場調研等方法系統性的總結了我國目前公共衛浴產品行業的發展現狀。盡管目前國內外相關淋浴產品較多，但是具有人機交互性和情感化設計的公共淋浴產品的設計較為缺乏。基于人體工程學的校園公共淋浴設施設計應在保證使用功能完整的情況下，從用戶角度出發，對產品的設計美學、使用效益和人性化等多個方面進行設計研究，探討校園公共淋浴設施的可創新之處。

2.1 文獻查閱

通過查閱淋浴產品設計相關文獻和書籍，并在網絡上收集國內外現有產品，對其進行對比和分析，整理、總結出目前我國公共淋浴設施設計中存在的問題，尋找新的設計機會點。

2.2 用戶訪談

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

2.3 調研方法

基于文獻法和用戶調研兩個方面，并借助人機工程學、用戶心理學、產品設計美學等相關學科，選擇合適的設計研究方向與立足點。

2.4 問題核驗法

將多方面調研所得出的問題及需求分析整理、歸類，運用頭腦風暴等方法尋找現存問題的合理解決方法，明確設計方向。

3 學校公共淋浴設施設計用戶需求分析

3.1 用戶需求分析

文章針對大學浴室淋浴空間用戶的整個淋浴過程進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大環節，并進一步將其細分至不同的淋浴步驟。（1） 洗澡前，進入浴室、尋找個人物品柜、放置個人物品。（2） 洗澡中，進入淋浴間、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、收拾個人物品離開。

根據浴室的核心功能選擇，文章聚焦于洗澡中這一部分，并且基于實地調研以及人機工程學研究方法對從進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行深入探索。根據用戶行為切片的方法，對用戶使用現有產品和淋浴系統時出現的問題進行記錄分析。（1） 在尋找空位時，淋浴區花灑位置是否為空位指示不明，在淋浴的高峰期時間段內不能快速找到空位。（2）老舊款花灑系統使用壽命低，容易出現故障，且沒有調溫等一系列必要交互操作。 （3） 單人淋浴區面積及花灑出水面積和學生淋浴所需面積存在誤差，導致在淋浴時觸水面積不能覆蓋全身，同時受老舊管道線路影響，加之沒有調節裝置，淋浴時存在水溫不適宜的情況。（4） 置物架尺寸過小，高度不可調，無法適應不同學生需求，根據實地調研發現一號觀察對象身高165cm，置物架較高，二號觀察對象身高175cm，置物架過低。（5） 校園浴室使用插卡機作為開關使用，插卡機上僅顯示卡面余額，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合，發現由于公共浴室的客觀環境因素，例如溫度、地面濕滑等方面，導致用戶在淋浴前后的情緒體驗相對較低，出現焦慮、無奈等負面情緒。從痛點出發，存在花灑數量不足、沒有隱私性、淋浴面積不合理、操作系統不完善以及環境不夠舒適等問題。從中發現機會點，可以從改變花灑排列或增加數量、改變或增加產品系統功能、設置參數和智能化系統以及對環境整體改造等方面進行設計優化。

選擇五個有代表性的用戶進行訪談調研，分別從浴室的使用感受、不足、建議等幾方面進行訪談，訪談內容總結整理如表1所示。對用戶行為切片發現的問題點與用戶訪談收集到的問題點進行剖析，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化的操作系統和配套硬件設施。

3.2 功能需求分析

根據功能需求層級分析，將功能分為基礎功能、核心功能、次級功能和附加功能。

在基礎功能層面，參考人機工程學中不同人體靜態和活動時的各項相關參數，設計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設置。

在核心功能層面，第一，基于調研總結發現浴室淋浴存在系統功能單一、不能調節水溫和插卡即出水的方式。以及交互系統不完善，個性化程度低并且花灑和操作界面關聯程度低的問題。

因此設計需要首先加強花灑和用戶操作之間的關聯性，即完善系統與用戶的交互系統，增加用戶個性的調節操作。第二，調研發現 95% 用戶對校園公共浴室的隱私性存在需求，在設計層面，從創新的視角，并且結合問題檢核等方法，改變花灑外觀，使其兼具基礎功能淋浴和適當的隱私保護功能。

在次級功能層面，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的大環境和浴室空間布局，考慮在花灑個體的設計層面完善導視系統，參考地下車庫添加指示燈增強指示性，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，根據學校物業反映， 在公共淋浴室使用高峰時段， 燃氣熱水器的尾氣溫度高， 持續時間較長， 進一步催化了設備的老化和腐蝕， 造成一定的安全隱患[4]。從校園公共基礎設施維護和耐用需求的角度，可以利用改善材料和設計完善使用過程的方式，提高花灑系統的耐用性以及清潔修理的便捷性。

3.3 綜合需求分析

綜合現狀分析和設計目的確定以及需求分析中對用戶需求和功能需求的分析，可以總結出以下設計需求要點，指導后續設計。（1） 個性化交互系統：方便用戶操作，滿足用戶對不同淋浴需求的可調節性。（2） 隱私保護：通過外觀創新設計使花灑兼具保護隱私的功能。（3） 導視功能：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延長淋浴系統的使用壽命并增強其耐用性。

4 學校公共淋浴設施設計實踐

根據對于前期校園公共浴室現狀的調查所反映出的問題，結合用戶需求與功能需求，分析并設計出了一款具有隱私性、功能性方面創新，適用于校園公共浴室的淋浴系統設施，如圖1、圖2、圖3 所示。校園公共淋浴產品在保證基本使用功能的同時還要考慮體驗者的感受和舒適性，合理的人體尺寸、產品與空間的比例與尺度起著至關重要的作用，這就要求新型校園淋浴設計需要與人機工程學充分結合，參考并使用中國人人體尺寸[6]。

4.1 花灑設計

通過對市面現有花灑造型的觀察，傳統花灑多為圓形、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。考慮到在花灑上實現增強用戶在校園公共浴室的隱私性的功能，在新型花灑設計中使用雙層嵌套式的環形造型。內層環為淋浴出水孔，以實現花灑的基本功能，為用戶清潔提供保障。外層環為水霧出水孔，通過內部管道和調節系統的設計，對淋浴時的水壓、水量、溫度、出氣量進行調節，從而形成一圓臺狀的水霧進行包裹，保護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擔。同時，外層環可根據使用者的需要調節為排氣模式，實現洗后的即時吹干，無需再使用吹風機等輔助工具進行額外操作，簡化用戶在公共浴室中的淋浴步驟。

此外，為了更好地展現出在校園公共浴室擁擠時的花灑使用情況，花灑的最外層中間處配有指示燈。當無人使用時，指示燈亮起;當有人使用時，指示燈熄滅。通過燈光導視系統，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，同時也對近視用戶提供了有效引導。

功能修正量表，如表2 所示，對于花灑至地面的高度，根據最佳功能尺寸= 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《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，普通人根據季節所適宜的溫度取值為夏季34℃—37℃，冬季37℃—42℃。考慮到因為女性的體表溫度比男性低，因此可以適當增加女性公共浴室的水溫為夏季35℃—38℃，冬季38℃—43℃。

4.2 控制系統設計

為校園公共浴室所設計的新型控制系統由兩部分組成，分別為刷卡系統和花灑控制系統。對于刷卡系統，全包裹式的插卡設計將最大程度上隔離校園卡與水的接觸，并在使用結束后自動彈出。此外，保留原有數字顯示屏以反饋卡內余額。花灑控制系統分為模式切換和溫度控制兩部分，可通過滑動按鈕開啟或關閉花灑系統;在開啟花灑后，通過旋轉按鈕切換淋浴模式下水、霧、氣三種模式。在水模式下，內層環出水;在霧模式下，內層環出水的同時外層環出水霧;在氣模式下，內層環關閉，外層環吹風。在淋浴模式下的水模式中，可以通過按動溫控按鈕來選擇水溫的低中高檔，同時有相應檔位的指示燈亮起。

對于控制系統距地面的高度，根據最佳功能尺寸= 百分位的人體尺寸+ 功能修正量，根據《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作行為，故取功能修正量30mm，心理修正量50mm，所以控制系統距地面的高度為1104mm（男）以及1045mm（女）。考慮到控制系統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距地面的最佳高度，為1104mm，約等于1100mm。

5 結語

優良的產品不僅需要完善的使用功能，也應著重關注用戶的需求，人機工程學作為以“用戶”為中心的學科，將其應用于校園公共淋浴設施的設計中對于提升其易用性、舒適性、安全性和人機友好性具有重要指導意義。文章對現有校園公共淋浴設施進行再設計，設計了一種能夠在公共空間增強隱私性的淋浴產品，并優化了出水控制系統。通過人體工學分析和情感化設計方法，從使用、體驗、感知等多個維度上優化了使用流程，提高用戶的使用舒適度，為改善校園公共淋浴設施提供了參考。