（设计艺术学专业论文）节水功能与坐便器造型设计的研究.pdf

摘要 摘要 水，是重要的自然资源，我国是一个水资源短缺的国家，水资源日益短缺，城市生 活用水是水资源消耗的一个重要方面，也是水污染的又一重要来源。推广城市生活用水 节水技术，开发推广节水器具，成了迫在眉睫的任务。而本篇所探讨的坐便器造型设计 与实现节水功能的研究，就是为了给节水型坐便器的设计与开发提供一种真正有效的、 具有实用意义的途径。 纵观前人对坐便器产品的研究，既有专门针对坐便器设计的，也有专门针对坐便器 功能的，还有专门针对设计开发流程管理的但却没有针对将坐便器区域性研究与坐 便器的设计结合起来研究其对实现坐便器节水功能的影响，并对节水型坐便器的设计开 发有实用价值的，这正是本文的创新点。而本文的理论价值在于既是对有关坐便器产品 研究理论的完善和补充又是非常具有方法论意义的。本文运用分类法、比较法和演绎法 来进行归纳总结，最后得出有事实根据的可信赖的结论。 坐便器的设计风格与节水功能有关系吗? 与水箱配件的选取有关系吗? 从坐便器 的设计风格可以决定坐便器是否节水吗? 答案是肯定的，坐便器的节水功能与坐便器造 型设计是相互影响相互制约的。我们要从造型设计风格这个视角来研究其与节水型坐便 器的节水功能之间的关系，从而发现那些坐便器造型设计风格设计元素更有益于实现坐 便器产品的节水功能。 研究表明，最有利于实现节水功能的坐便器造型设计风格应该是圆润、方正和锐利 风格的；是源于同一造型设计方案的分体坐便器；常规技术的“高水箱”连体坐便器； 隐藏管道式坐便器还有圆形造型设计元素的双档按钮式控制开关： 关键词：坐便器，节水，设计，功能 a b s t r a c t a b s t r a c t w a t e r , t h em o s ti m p o r t a n tn a t u r er e s o u r c e ，c h i n ai sac o u n t r yb eh a r du pw a t e r , w a t e r r e s o u r c em o r ea n dm o r el e s sd a yb yd a y , a n dt h ec i t yl i f ew a t e ru s a g ei sa ni m p o r t a n t c o n s u m ef o rw a t e rr e s o u r c ea n dt h es o u r c eo fw a t e rp o l l u t i o n e x t e n dt h ew a t e rs a v i n g t e c h n o l o g yi nc i t yl i f e ，d e v e l o pt h ew a t e rs a v i n gi m p l e m e n ti sb e i n gt h ef i r s tm i s s i o n w h a t w ed i s c u s si st h er e s e a r c hb e t w e e nt o i l e td e s i g na n dw a t e rs a v i n gf u n c t i o n ，i tg i v eu sau t i l i t y m e t h o df o rw a t e rs a v i n gt o i l e td e v e l o p m e n t i np e o p l e sr e s e a r c ha b o u tt o i l e t ，t h e r ea r ee s p e c i a l l yf o rt o i l e td e s i g n ，f o rt o i l e tf u n c t i o n ， f o rp r o c e s sm a n a g e m e n to fd e s i g na n dd e v e l o p , b u tt h e r ei sn oo n eb a n dt h ea r e a c h a r a c t e r i s t i ca n dt o i l e td e s i g nt o g e t h e rt or e s e a r c ht h ei n f l u e n c eo fa c h i e v et h ew a t e rs a v i n g f u n c t i o na n dh a v eu t i l i t yv a l u ef o rd e v e l o p m e n to fw a t e rs a v i n gt o i l e t ，i ti st h ei n n o v a t ep o i n t o ft h i st h e s i s a n dt h et h e o r yv a l u ei so n eh a n dm a k e u pt h et h e o r yo ft o i l e ta n dh a s m e t h o d o l o g yp u r p o r ti na n o t h e rh a n d i nt h i st h e s i sw eu s et a x o n o m y , c o m p a r ea n dd e d u c t i v e m e t h o dt os u mu pt h ed a t a , a n dt h e nh a v ear e l i a b l ec o n c l u s i o nw h i c hh a st h er e a l i t yb a s i s s o i st h e r eh a v i n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nd e s i g ns t y l ea n dw a t e rs a v i n gf u n c t i o no ft h e t o i l e t ? o rt h et a n kt r i m sc h o i c e ? c a nd e s i g ns t y l ed e c i d ei ft h i st o i l e ts a v e sw a t e r ? o fc o u r s e ， m e yr e s t r i c te a c ho t h e r w es h o u l dr e s e a r c hi t sr e l a t i o n s h i pw i t ht o i l e tw a t e rs a v i n gf r o mt h e d e s i g ns t y l e ，t h e nf i n dw h i c hd e s i g ne l e m e n t sa r eg o o df o rm a k et h ew a t e rs a v i n gf u n c t i o n c o m et r u e f r o mt h er e s e a r c h ，w ec a nk n o wt h a tt h er o u n ds t y l e ，s q u a r es t y l e ，s h a r ps t y l e ，t h ed o s e c o u p l et o i l e tf r o mt h es a m eo r i g i n a ld e s i g n ，h i g ht a n ko n ep i e c et o i l e tw i t ht h en o r m a l t e c h n o l o g y , c o n c e a lp i p et o i l e ta n dr o u n dd u a lf l u s hb u t t o na r et h eb e s te l e m e n t sf o rw a t e r s a v i n gf u n c t i o n k e y w o r d s ：t o i l e t ，w a t e rs a v i n g ，d e s i g n ，f u n c t i o n i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 签 名：日 期： 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件争磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签名： 导师签名： 册8j 孕j 岔 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 全球水资源缺乏 水，是重要的自然资源，是所有生物结构组成和生命活动的主要物质基础。水，是 连接所有生态系统的纽带，自然生态系统既能控制水的流动又能不断促使水的净化和反 复循环。水在自然环境中，对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。 而我们通常所说的水资源主要是指陆地上的淡水资源，陆地上的淡水资源只占地球 上水体总量2 5 3 ，其中大部分又是分布在两极等地区的固体冰川，很难加以利用。目 前人类比较容易利用的淡水资源，主要是河流水、淡水湖泊水和浅层地下水，储量约占 全球淡水总储量的0 3 ，只占全球总储水量的十万分之七。 我国是一个水资源短缺的国家，水资源总量居世界第六位，按人均水资源量计量， 人均占有量为2 5 0 0 立方米，为世界人均水量的1 4 ，世界排名第1 1 0 位，被联合国列为 1 3 个贫水国家之一。长期以来受传统价值观念影响，水资源被长期无偿利用，导致人们 的节水意识低下，造成了巨大的水资源浪费和水资源非持续开发利用。水资源r 益短缺， 合理开发、利用水资源，保护生态环境，维护人与自然的和谐，已经成为二十一世纪人 类共同的使命。 城市生活用水是水资源消耗的一个重要方面，也是水污染的又一重要来源。据建设 部城市水资源中心的资料表明，我国城市生活用水的1 3 由于水资源供给和使用过程中 跑、冒、滴、漏现象丽自自损失了。由于许多城市自来水管道老化和质量低劣，每年我 国由于管道漏损的水量就占自来水管网供水的2 0 以上，达到6 0 亿立方米。 1 1 2 坐便器节水技术推广的必要性 面对这样严峻的水资源缺乏状况，宣传并鼓励节水，创建节水型城市，推广城市生 活用水节水技术，开发推广节水器具，成了迫在眉睫的任务。而本篇所探讨的坐便器造 型设计与实现节水功能的研究，就是为了给节水型坐便器的设计与开发提供一种真正有 效的、具有实用意义的途径。 数据显示，卫生间用水量占家庭用水的6 0 到7 0 ，而坐便器用水量更是占到了其 1 3 的水量，并且也是除开水龙头节水因素以外最重要的节水环节。 针对我国缺水问题日益尖锐的现实，也为了环保和节水，国家标准化委员会已经决 定在2 0 0 4 年将6 升水便器配套系统列为国家强制性标准。这将从法律上使节水洁具 在市场上占据不可取代的地位，而传统的耗水型卫生洁具将退出市场。 中国建筑装饰协会五金委员会等单位起草了j c t 8 5 6 6 升水便器配套系统标准， 这一标准对6 升水便器配套系统标准做出了规定：“利用水的冲力，用3 升左右的水将 粪便冲离存水弯，且有大于2 5 升的后续水，将粪便冲入立管。 彻底解决了节水、漏 水、管道堵塞问题，对配套系统的功能及零部件之间相关联的水力学参数、结构稳定性、 材质、安装等都一一提出了特定的要求，特别将“不少于2 5 升的后续水”作为标准 江南大学硕士学位论文 的必要条件之一，而目前市场上的节水便器从未提过使用后续水理论，造成了对消费者 的误导。北京市节水办公室的高级工程师何建平指出，节约用水并不是不用水，而是科 学用水。就目前看来，6 升水便器配套系统是符合系统节水要求的产品。 据统计，如果能以6 升水系统代替现在广泛使用的9 升水以上的便器，按每户3 口， 每天使用1 2 次计算，每户年节约用水3 1 吨。以全国现有坐便器系统1 亿套计算，如有 计划地改造为节水便器配套系统产品，一年可节水3 l 亿吨。 由此可见，坐便器对人们生活的潜在影响是多么的深远和巨大，对促进节约用水是 多么的重要。 1 1 3 水箱配件节水的必要性 不过人们往往只注意坐便器( 马桶) 本身的用水量，而忽视了作为一个系统的冲洗 效果，因为系统“节水 才是真的节水。便器、水箱及配件、管材、管件、接口组成了 整个便器配套系统，它们是作为住宅卫生间、给排水系统的一部分而存在的。 以往的老式坐便器都是1 l 升水，而且老式坐便器的水箱配件十分的简陋，进水止 水橡皮不严，灌水不止，水满以后就从溢流孔流走；出水口止水橡皮不严，就不停流走 水，进水管不停地进水。使用6 升坐便器首要的目的就是节水，用水量肯定是节省了， 面马桶还是要防止滴漏。节水型坐便器中包含了很多高新科学技术和方法，对陶瓷的材 质、造型设计等方面也都提出了新的要求。老式坐便器水箱底部毫无例外地都安装一只 用塑料、橡胶等制成的排水阀，用来控制水箱内水量的贮存和排放。这种材质的排水阀 一泡，就容易起化学反应；而且阀门开关次数频繁，排水阀的弹性材料老化后，一根头 发丝卡在排水阀边沿，都可以造成密封不良而漏水。 所以，我们可以知道，坐便器的节水对节约生活用水是非常重要的，而坐便器水箱 配件的节水就是重中之重了。 1 2 研究现状 在相关的领域中，目前能够收集了解到的研究现状大致分为学术研究和公司研发两 类。学术方面，比较偏重设计导向和对设计的辅助，主要有以下几个研究方向：卫浴企 业发展战略中涉及到与坐便器相关的内容；对坐便器冲洗过程进行数值模拟以辅助坐便 器开发；将坐便器的设计制造与c a d 软件相结合；区域性和特定人群对坐便器设计的影 响。其中分析区域性对坐便器设计的影响在本文的研究中是最有参考价值的，例如：江 南地区卫浴设计系统研究、我国城市老年卫浴设施的基础设计研究。公司研发方面， 比较偏重实际的应用与流程各环节的控制，主要有以下几个研究方向：在坐便器设计之 初就引入六西格玛管理；陶瓷产品的流程控制；对陶瓷产品的质量检测流程控制：针对 水箱配件供应商的评估；坐便器水箱配件中的噪声控制技术，其中有关新产品设计开发 流程管理方面的研究将会被运用到本文的研究中。 参考文献方面，除了有关设计、陶瓷、开发等方面的基本理论，主要集中在一些偏 2 第一章绪论 重方法论、技术研发、计算机运用等方面，希望从中得到一些比较新的思路和启发。 纵观前人对坐便器产品的研究，既有专门针对坐便器造型和计算机辅助设计的，也 有专门针对坐便器功能的，还有专门针对设计开发流程管理的但却没有针对将坐便 器区域性研究与坐便器的设计结合起来研究其对实现坐便器节水功能的影响，并对节水 型坐便器的设计开发有实用价值的。这也正是本文所做研究的意义。 1 3 研究内容 本课题的研究工作分为内容，一方面，是想分析总结在坐便器产品的设计开发过程 中坐便器造型设计因素与实现其功能的水箱配件开发之间的相互影响的关系，其中既有 “功能决定形式”的部分又有“形式决定功能 的部分，这可以让我们明白新产品设计 开发绝不仅仅是独立的造型设计那么简单，造型设计与新产品预设功能的实现是密切相 关的，这一研究课题可以让我们对“设计”的内涵理解得更加透彻和全面。 1 4 研究目的 本课题的选取源于笔者对设计的认识，笔者从日常的生活、学习、工作中深深体会 到，设计、制造和使用、发现和解决问题、理论和实践、艺术与科技都是难以独立 于现实和解决问题的，只有把所有的部分有机的结合起来，才有可能创造美好的生活， 也才能真正发挥和体现设计的价值。 所以，本人选择了一个与同常生活、环保、设计、制造等方面都息息相关的问题， 试图用自己从小积累起来的对自然、数学物理、在学校中学习到的方法论和科学技术、 在工作中体会到的试验、流程、控制等知识，为理解“设计 做出一些自己的探索，也 为这个生活中的实际问题提出更好的解决方法。 1 5 创新点及意义 由于之前人们对坐便器产品的研究，有专门针对坐便器造型和计算机辅助设计的， 有专门针对坐便器功能的，还有专门针对设计开发流程管理的但却没有针对将坐便 器区域性研究与坐便器的设计结合起来研究其对实现坐便器节水功能的影响的，这正是 本文的创新点。 而本文的理论价值在于，首先这是对有关坐便器产品研究理论的完善和补充；其次 由于能够通过对坐便器造型设计元素的选择束更易于实现坐便器的节水功能，所以也是 非常具有方法论意义的。 本文的实践意义是，在节约水资源的环保呼声愈发强烈的大背景下，从生活用水中 一个比重很大的坐便器节水方面出发，希望通过生活、学习和工作中得到的启发，研究 对实现坐便器冲洗功能的重要组成部分水箱配件的开发方法，使其得到更为广泛的应 用，以此来实现用更少的水，冲洗得更干净，真正意义上提高人们生活的质量和保护生 江南大学硕士学位论文 活的环境。 1 6 研究方法 本课题的研究将从文献查阅、资料的搜集与整理入手，再运用现象分类法和本质分 类法来将查阅到的各门类资料进行分组，然后采用比较法、演绎法、肯定否定法来进行 归纳总结，最后得出有事实根据的可信赖的结论。 1 7 研究对象与概念界定 1 7 1 坐便器及其分类 “坐便器 ，指采用坐姿大小便时用并带有冲洗功能的器物，其区别于采用蹲姿的蹲 便器，亦即现在所说的座厕、马桶。参考中国国家标准、国内学术研究用词以及国际惯 例，统一本文所有相关名词为：坐便器。 以坐便器的结构分，分为连体式和分体式。 以坐便器的功能原理分，分为虹吸式和冲落式。 以坐便器的安装方式分，分冲洗阀式、靠墙式、挂墙式和落地式。 以坐便器的排污方向分，分为横排式和竖排式。 以坐便器的用水量分，分为普通型和节水型。 以坐便器的使用人群分，分为普通型、儿章型和无障碍型。 由于本文的研究方向和内容，主要以虹吸式和冲落式，分体式和连体式作为研究对 象。 1 7 1 。1 节水型坐便器 “节水型坐便器 ，参考中国建筑装饰协会五金委员会等单位起草的j c t 8 5 6 6 升水便器配套系统标准中所描述的“利用水的冲力，用3 升左右的水将粪便冲离存水 弯，且有大于2 5 升的后续水，将粪便冲入立管”，以及中华人民共和国国家质量监督 检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布的中华人民共和国国家标准卫生陶 瓷g b 6 9 5 2 一- 2 0 0 5 ) ) ( 以下简称( ( g b 6 9 5 2 ) ) ) ，对节水型坐便器的最基本定义是实现清洁功 能的用水量不大于6 升。砸1 1 7 1 2 分体式坐便器 所谓分体式坐便器，是指在坐便器的设计中 将提供水的部件与便贫分成两个部分，比较典型 的是将陶瓷水箱与陶瓷便瓮分开，安装时用橡胶 垫圈和金属螺栓固定这两个部分。 1 7 1 3 连体式坐便器 连体式坐便器，是指在坐便器的设计中将提 供水的部件与便瓮融为一体，也就是将陶瓷水箱 设计来与陶瓷便盆在一体。 4 图1 - 1 分体式 图1 - 2 连体式 第一章绪论 1 7 1 4 虹吸式坐便器 虹吸式坐便器是在利用排掉存储于水箱中水的势能差产生的冲力以外，同时还应用 了虹吸原理，由于其排污管道的特定造型，当整个管道充满水后，虹吸原理产生，将便 池内的污物吸走。 1 7 1 5 冲落式坐便器 冲落式坐便器是单纯利用排掉存储于水箱中的水的势能差产生的冲力来清洁坐便 器并冲走污物。但冲落式坐便器比虹吸式坐便器更节水。 1 7 2 水箱配件 “水箱配件 ，指坐便器冲洗系统中水箱机构中使用的配件( 在g b 6 9 5 2 2 0 0 5 中， 将“水箱”只划分在分体式坐便器的范围内，为了研究的内容更加全面，在本文中提到 的“水箱 分体坐便器和连体坐便器存储用于冲洗功能的水的容器) 。参考国际业内标 准，统一本文所有相关名词为：水箱配件。而水箱配件主要可以分为进水阀、排水阀和 控制开关三大部分。 江南_ 人学硕十学位论文 第二章坐便器与水箱配件的概述 2 1 坐便器产品 中国有五千年的伟大文明，其历史长河中也包括了厕所的 造物文明。世语新说、云林遗事、西汉杂记等记载了很 多相关典故，中国古代厕内置了“除臭装置”，用来塞鼻防异味 的“厕枣”；厕内“有绛纱大床，茵褥甚丽，两婢持香囊侍立” 的设备：以鹅毛覆便又毫无臭气的厕所空删，还有争帝入厕用 的“虎子”等。 但世上第一只坐便器产生于西方，女王伊丽莎白一世时代。 英国的约翰哈林顿教士于1 5 8 仁1 5 9 1 年间，设计出了坐便器与 储水池相连的世界上第只坐便器。1 7 7 5 年，伦敦钟表匠亚历 山大卡明斯改进研制出冲水坐便器，并首次获得了专利权。 1 8 8 9 年，英国水管工人博斯特尔发明了冲沈式坐便器，采用储 水箱和浮球，从此，坐便器的结构形式基本上定了下来。 当今世界生产坐便器的一流企业，从不同区域的市场占有 率来看，主要有美国的美标、科勒，同本的东陶和西班牙的乐 家。 圉2 1 早期皇家坐便嚣 2 1 1 坐便器产品功能原理的分类和应用 在本文中，针对所要研究的内容和对象定义，只将坐便器从根本上分为冲落式和虹 吸式两大类，而将一些小的类别包含在其中。由于地理、生活习惯和历史的原因，冲落 式坐便器主要在欧洲被广泛使用，虹吸式坐便器则是在亚洲、美洲等被广泛使用，在中 国，则是同时使用冲落式和虹吸式坐便器。 那么这两种类型的坐便器到底有什么区别呢? 冲落式坐便器是单纯利用排掉存储 于水箱中的水的势能差产生的冲力束清洁坐便器并冲走污物的；而虹吸式坐便器贝在利 用排掉存储于水箱中水的势能差产生的冲力以外，同时还应用了虹吸原理，由于其排污 管道的特定造型，当整个管道充满水后虹吸原理产生，将便池内的污物吸走。从清洁 力度方面柬说，虹吸式坐便器更加的有优势，因为它利用到了两种物理原理；但从清洁 用水量来说，冲落式坐便器更有潜力运用少量的水实现较好的冲洗效果，其原因在于， 虹吸式坐便器的虹吸原理是需要一定量的水爿能产生的。所以这就是为什么，在不利于 其他电子技术的前提条件下，一方面，冲落式坐便器最少只需要3 升水就能够完成基本 的冲洗功能且其功能实现通常是运用了3 6 l 双档冲水，给使用者更多的操作选择和 节水选择，即大便后采用6 l 水冲沈污物，小便后则采用3 l 水冲洗污物，现在更是已 经开始有3 4 5 l 用水量的双档冲落式坐便器打入市场了；另一方面，虹吸式坐便器最少 需要48 l 水柬实现其清洁的功能，并且，市场二只有极少数产品能够达到这样的技术 要求，绝大部分的虹吸式产品都只能达到用6 l 水实现其清洁功能，而且都采用的式单 第二章坐便器与水箱配件的概述 档冲洗的功能设置，也就是说不管大便还是小便后，使用者都只能使用6 l 水来冲洗污 物，在一定程度上无形中造成了水资源的浪费。目前，只有在运用到电子技术和特殊的 物理原理时，虹吸式坐便器才有机会以更少的用水量实现较好的清洁效果。 所以，从常规技术背景出发，可以说在同一清洁效果的要求下，冲落式坐便器远比 虹吸式坐便器更节水；在使用非常规技术的辅助时，冲落式坐便器依然比虹吸式坐便器 更有潜力实现节水功能。由此，我们可以简单的归纳为，冲落式坐便器比虹吸式坐便器 更节水。 2 i 1 坐便器产品的一般开发过程 鉴于陶瓷这种材料持久耐用、易清洁等良好的物理和使用特性，所以在大部分正常 环境下使用的坐便器其本体都是陶瓷材料。陶瓷也是一种具有诸多不定因素的材料，在 整个生产过程中，任何一个小环节的细微因素都有可能影响到最后的成品质量，比如原 料配方、收缩率、吸水率、胚体摆放姿势、干燥时间、施釉方式、烧成温度、冷却控制 等，因为这些，才使得陶瓷产品的开发流程相当的繁琐。 鉴于对坐便器制造材料、生产流程、各环节检验、配套设施、开发周期以及开发部 门对诸多项目的安排和调控，经过长时间的实践，现在基本形成了比较系统合理的开发 流程，其又可以分为项目方案、技术图纸、原型与种模、试注浆、配件、包装、胎模、 试生产和模具修改几个部分，以下分别做一些简单的说明： 项目方案，是一个新产品系列产生和执行的起源，它即定义了新产品系列的目标市 场和消费人群，又定义了新产品系列的核心价值与消费理念，也定义了新产品系列的造 型特点和色彩质地，还定义了新产品系列的人机交互和使用感受，更是定义了新产品系 列的主要功能、性能要求、规格和需符合的标准。具体来说，项目方案包括造型设计、 色彩方案与相应的釉料、坐便器的类型如冲落和者虹吸式、销售市场、需要通过的国家 标准、上市时间、安装方式、排污坑距、分体和连体、操作方式、相搭配的特别技术， 比如抗菌釉面、缓降盖板、智能温水冲洗便圈等。 技术图纸，包括产品详图和线图两个部分。其实技术图纸的作用已经远远超过了对 产品本身设计、制造等流程讨论与指导的作用，已经越发向开发的前期服务了，比如用 它来探讨产品内部的配件选择与安装情况，以它为基础对坐便器的功能进行数字化模 拟。 原型与种模，原型是指制成的一个能够准确体现产品外形尺寸与结构特征的l ：l 模型；种模则是指在确定了产品外形后制作的一个可以注入泥浆用于翻模成型制造测试 用产品并且将要以此为蓝本制造胎模的石膏模具；种模的设计和制作就已经开始十分密 切的把造型设计与生产流程结合起来了，其中要考虑分模、模具分片、工作角度、操作 方式、预变形、吸浆方式、排浆方式等等，可以说是设计完成后过渡到生产环节的一个 至关重要的部分。 试注浆，是一个测试、评估制作好的种模并且为改进种模提供依据的环节。而这个 环节的重要性还体现在其对生产的流程的设计和检验、成型流程中各相应部位打孔器的 7 江南大学硕十学位论文 设计、烧窑时窑具的设计、烧成品重量的数据统计、成品的尺寸检查、配件在成品上的 试装测试以及上述步骤完成后对产品进行冲水测试以检验其功能。 配件，坐便器水箱配件正是本文的主要研究对象，随着各项技术的发展，配件已经 不再是一个无足轻重的“配角了，高品质的水箱配件可以大大提高坐便器的冲洗功能， 而表现不稳定的水箱配件就会很大程度的降低坐便器的功能表现，其重要性已经上升到 与坐便器造型、内部结构设计相同的程度了。这个部分将在后面的章节具体分析和论述。 包装，广义上来说就是指产品的包装，是不可或缺的便于保护产品、便于识别产品、 便于物流操作的东西，在现在更是为了宣传产品，体现企业的价值与理念的强有力的帮 手，甚至说已经是产品本身的一个部分了。在这里，包装还包含了产品说明书、四合一 语言的标贴以及产品商标位置的确定。 胎模，是用来批量制造工作模具的模型。做出- n 正确和标准的胎模，是陶瓷生产 工艺中非常重要的一步。 试生产，是使用制作好的胎模制造出少量工作模后，对这些工作模进行一个测试、 评估的环节。它是在最大程度上模拟实际大批量生产的流程与可能遇到的各种情况，以 此来评估此前的所有和实际生产密切相关的工作环节，包括生产的流程的设计和检验、 成型流程中各相应部位打孔器的设计、烧窑时窑具的设计、烧成品重量的数据统计、成 品的尺寸检查、配件在成品上的试装测试以及上述步骤完成后对产品进行冲水测试以检 验其功能。 2 2 水箱配件 中国在八十年代以前使用的坐便器水箱配件可谓都是几十年不变的老产品，采用的 大多是部分浸水浮球式进水阀和半球型橡皮阀门直落式排水阀，其结构落后，耗水量大， 噪音高，故障率高，易漏水。 从九十年代初建设部规定实行城市房屋坐便器水箱应用监管方法开始，市场上慢慢 出现了各种国内外新型水箱配件，它们更多的应用到了流体静力学、流体动力学、机构 学和各种新材料，节水功能好，密封性强，不漏水，寿命长，可靠性好，故障率低，噪 音低，便于安装，从技术上对坐便器的改进提供了可能性。 总的来说，水箱配件的发展，主要是针对其体积、密封性、可靠性和排水的效率这 几个方面的，而用水量问题改进的重心则更多的在影响坐便器出水管道和排污管道的陶 瓷件结构方面。 2 2 1 水箱配件的分类、应用 水箱配件主要可以分为进水阀、排水阀和控制丌关三大部分，其中运用到了阿基米 德原理、帕斯卡原理、水锤效应、虹吸原理、杠杆原理、摩擦不自锁效应等。 进水阀，主要由控制机构及进水管路组成，还包括密封圈和进水元件等，目前国内 外的此类产品均是应用阿基米德原理和杠杆原理，通过进水管连接水源，由其内部机构 第二章坐便器与永箱配仆的概述 通过水箱内水位线的高低来控制水流的开启和关闭。其类型可以分为：部分浸水浮球式、 潜水浮罐式、部分浸水浮筒式和潜水压力式。 排水阀主要由控制丌关和闭水机构组成，还有排水管道、密封圈、水量控制器等。 其类型可以分为：半球型橡皮阀门直落式、橡塑翻板式、倒u 型管虹吸式、水锤型橡皮 活塞式和磁性压差式。 控制丌关，主要由操作元件和联动元件组成，通过使用者的操作，实现对坐便器的 冲洗和停止冲洗的功能。其类型可以分为：按钮式( 顶按双冲按钮和项按单冲按钮) 、 扳手式( 侧面扳手和前面扳手) 和电子感应式。 按钮式：， 吒；i 手 州 f - j 图2 - 2图23 顶按鼠冲按钮顶按单冲按钮 扳手式： 西一_ 。 电子感应式 囤24 侧面扳手 乡 圉2 - 6 电子感应式 圈2 - 5 前面扳手 从实际研发和应用的角度看，不管是防止漏水、节约用水还是坐便器冲洗效果方面， 排水阀都是水箱配件中的关键部分。而在一些特定的水箱配件比如压力式冲水系统中， 进水阀、排水阀和控制丌关都集成在一起，作为一个整体部件安装在水箱中。比如：压 力式冲水系统和电动泵式冲水系统。 江南人学硕士学位论文 霄! 螂 图2 7 压力式冲水系统 围2 - 8 电动泵式冲水系统 按照水箱配件的发展趋势主要是针对其体积、密封性、可靠性和排水的效率这几 个方面的，而用水量问题改进的重心则更多的在影响坐便器出水管道和排污管道的陶瓷 件结构方面。 从物理原理上来说，当今各大卫浴制造商推出的节水型虹吸和冲落坐便器主要使用 的水箱配件是部分浸水浮筒式进水阀和水锤型橡皮活塞式、橡塑翻板式排水阀。 梦轱耖 图2 9 部分浸水浮筒式 囤2 10 檩塑翻板式 囝2 1 1 水锤型橡皮活塞式 整个水箱配件供应公司的进水周设计理念已经同趋统一，基本上都是从部分浸水浮 筒的原理和针阀原理来设计的，只是造形各有差异。而排水阀则由于制造、设计、成本 和马桶类型区域分布等因素，使得世界知名的水箱配件供应商有的专注于橡塑翻板式而 有的专注水锤型橡皮活塞式，同时也不乏兼而有之的。比较典型的有美国公司、欧洲力 公司和中国公司。其中美国公司专注于橡塑翻板式，欧洲公司专注水锤型橡皮活塞式， 母2 一i2 美舀进水周：部分浸水浮筒和针周原理 排水闽：椽塑翻板式 - 一 l j t 莎 目2 一l3 欧洲进水问：部分浸水浮筒和针阀原理 排水周：水锤型橡皮活塞式 争b r | ! = 第二章坐便器与水箱配件的概述 1 0 睁 圉2 1 4 中国进水阀：部分浸水浮筒和针阀原理 排水阏：水锤型橡皮活塞式橡塑翻板式 而中国公司则同时设计制造这两种。 2 2 2 水葙配件的开发 从坐便器被发明出来的那一天起，其利 用水位落差产生的力量冲洗坐便器的原理就 一直被延续着，所咀独立于坐便器盆体造型 且比盆体高的水箱也作为一个不可或缺的部 分被包含在整个产品系统中。但是在产品设 计与物理科技飞速发展的今天，虽然具有遵 循基本原理的独立水箱的坐便器在产品比例 上还占有绝对优势，但世界上因为崇尚各种 时尚设计理念而牺牲水箱高度水位落差的坐便器产品越来越多，使得最初的坐便器原理 及其实现基本冲洗功能的方法受到动摇，这也让水箱配件开发的难度越来越高。所以， 在这里我们需要把水箱配件开发跟进的流程分为常规配件开发和全新配件丌发。 型滥墅鼙津勤瞳1 ul “o 出拙瑚躐啦e 氅吗车e 匝噬刭峨田； u 峭n o 瑚趱垃出垭脚盐越越疃盛进定躏越躅蛳 一 umh 蜘烂盥划监矗勘唯蛊球必澎趟= 糊l 帅 u m 一 信且娃盘譬出匿塑e 出蛙翌整垮刖埴莹墨鲢吐础虹- u t b 删口母 蟊鼬啦掘醒哟姥监一蚰重堑驯出毖靼到龇 巧i 。 盘盎壹魁拉匪昌姐 囝2 - - 15 常规配件开发 拄醴皇巨篮 a b 垃奎 i m 量毗 u 憎h o # 目* * 自# e 口* n * r 扣舳一 u监 # h 托* i * $ 目穗# 女i m u撮 盘圈旺c 茸母蚴 一 u 皿 尹。“燃 f g “# ，m 目艋o 誓姒j 黼 囤2 - 1 6 全新配件开发 江南大学硕士学位论文 第三章节水功能与坐便器设计的分析 坐便器的设计风格与节水功能有关系吗? 与水箱配件的选取有关系吗? 从坐便器的 设计风格可以决定坐便器是否节水吗? 答案是肯定的，坐便器的节水功能与坐便器造型 设计是相互影响相互制约的。 在上面一章中，我们已经了解了坐便器以及水箱配件的发展历程、分类还有应用情 况，在本章，我们就从造型设计风格这个视角来研究其与节水型坐便器的节水功能之间 的关系，从而发现那些坐便器造型设计风格设计元素更有益于实现坐便器产品的节水功 能。 3 1 节水功能与坐便器整体造型设计风格的分析 3 1 1 坐便器整体造型设计风格分析的目标选取 欧洲、美国和日本的设计风格已经经历了漫长的发展过程，其问，各有延续、创新 和借鉴，这在众多不同的坐便器产品设计中都有所体现。 现代卫浴设计的风格从根本上源于欧洲文化的联邦式风格，基础建立在对古典的新 认识上，强调简洁、明晰的线条和优雅、得体有度的装饰。现代卫浴设计风格又可分为 经典、新古典、后现代主义简约三个类别的风格。经典风格，造型典雅但不过度装饰。 新古典风格，将古典风范与个人独特风格以及现代精神结合起来，使古典卫浴呈现出多 姿多彩的面貌。后现代主义简约风格，它造型简约、明快，而且实用，后来又被加入了 多功能设计，看起来更整洁、美观，风格简约雅致，注重形状和结构。比如美国卫浴注 重的是功能的舒适性及设计的冲击力，风格多样化又不失协调性，简单概括，是以圆润、 豪华，彰显美式风格的悠闲大方。近年来卫浴产品在造型设计和新技术应用方面突飞猛 进，各国众多著名设计师也积极的参与到卫浴产品的设计中来，每年的r e dd o t 、d e s i g n p l t s 、i f 世界三大工业设计奖项中卫浴产品也越发引入注目了。 2 0 0 7 年在上海举行的国际厨卫设施展上，各大知名卫浴企业展出了设计精美的卫 浴产品，让人对卫浴产品的概念与设计又有了新的感悟与认识。以此为契机，从各知名 公司坐便器设计的角度来审视一下欧洲、美国和日本设计风格及其变化和在卫浴产品中 的体现。 鉴于各大卫浴公司在公司规模、主要市场、产品数量、产品类别等方面的差异，在 本文中选取了西班牙的乐家、德国的唯宝、杜拉维特、英国的雅美、美国的美标、科勒、 和日本的东陶这七家世界知名卫浴产品公司，将以它们现在所有的坐便器为选取对象进 行研究。 虽然这七大卫浴公司都已经进入了中国市场，但从其市场份额来看，重心却是各不 相同的。乐家、杜拉维特、雅美和唯宝的利润都主要来源于欧洲市场，科勒的利润 主要来源于美国市场，而东陶的利润主要来源于亚洲市场，从主要市场和产品分类来看， 这六家公司基本上是无意去挑战对方的主要市场，只是共同开发一些还不成熟的区域， 比如中国。而美标，是在很早以前就确定了其全球化的市场战略，在美国、欧洲和亚太 1 2 第二章1 t 水功能。，坐便器汁的分析 区都有十分成熟的设计、生产和销售的机构，在世界范围和卫浴行业内均处于领袖地位。 事实上，这也是对设计风格造成影响的一大因素。 欧洲、美国、r 本三种设计风格在卫浴产品行业中各有其代表，从其纯粹性来看， 欧洲设计风格的代表是雅美，美国设计风格的代表是科勒，日本设计风格的代表是东陶。 而唯宝、乐家、杜拉维特和荚标则是在原有的欧洲风格和美国缸l 格的基础上有所变通的。 在这罩，特别选取了七家公司2 0 0 7 年市面上的所有坐便器产品，一共1 7 4 款t 在对资 料的整理后，把坐便器造型设计中的元素提取出柬，可以把所有的坐便器产品归纳分成 圆润、方正、锐利、古典、宽犬和混合六大类别，其特点以及分类标准如表3 l ： 醍汁风格 特点 嘲润以圆滑流畅的曲线为土，主要线条中没有直线车锐利的倒角。 吼畦以直线为主，倒角中没有小丁九十度的锐角。 锐利造型中都有小r 九十应的锐利倒角。 占越包含了欧洲经典柱形、巴洛克、洛克克风格以及变形斤的元素。 宽人造玳中有茭国式的圆润、豪华感。 n d 台细订中糅台了其他儿种风格。但都术一i - 主要地位，以折中米适应人部分消费人群的喜好。 古典、宽大肛l 格在一定程度卜“t 以i 兑是在保持和延续传统；方氘锐利是吐计风格 转化的产物，提侣简 吉的理念，这种l 格任其他方面特别是电予产品的设计中尤为突出， 是当前时尚j l 格的代表：混台风格则u ，以说是糅台了其他几种风格，折巾以满足并个国 家和地区的消费者喜好：圆润m 格可以| 兑是介于止【格转化与折巾之州的，圆润得纯粹一 些就可以被归为方眩锐利的行列，圆润得内敛一些就可以被归为混合的行列。 3l2 坐便器整体造型设计风格分析的分类整理 以下用表格的形式将七大公司的坐便器产品根据上述六大类剐进行分类，结果如图3 l 。 从公司和地区的角度对六人类别的坐便器产品款式数量进行统计与计算，结果如表3 2 。 再分别埘巾个公司的坐便器产品按照六犬类别分类计算，结果如表33 。 然后分别以地区为标准对坐便器产品按照六大类别分类计算，结果如表3 - 4 。 江南人学硕士学位论文 宽大 - 溜 、 fj 串 、 黟 ，日 j a u n 古典 区幻 山j a k 1 j 商渴 翟z 日 u l 翻 1 n 巧。 巴、j ， _ i 一 瀣嗣 蜕利 。j _ 刿口口i 主d 方正d 1 0k f - 1 ， 日日 盘：鹫j i d 棍台 已ij ： ”+ l 1 叠。 d ， 口口 0 妊z ， 围3 1 七走套司的坐便器产品分类 黄洲欧 日丰计 美标科袖 十“ g & h 拉 雅i 十j 、陶 6 宽丈 86 古典 圆润 锐利 方正 混合 第三章节水功能与坐便器设计的分析 美标科转 乐家牡拉维特雅美难宝束陶 宽 m 台h 2 1 0 m 3 3 h 0 【5 00 0 月竟b 68 0 捆音 目润 _ ，# 锐“2 4 3 8 宣大台 目目 r 1 9 1 25 0 锐利 丈 锐利1 57 0 * , 古典 目月 方【| r i i #一* 1 ，s 。“ a 方正a t l5 2 0 1 自 日 m 女 锐利 典l 。 t 典 锐利 【l 美洲欧洲 日本合计 宽大 3 28 0 宽大3 68 0 混合2 2 3 0 宽 2 4 1d 圆润】2 08 0 锐剌1 9 古典1 ，4 0 占典 1 0 1 0 锐利1 37 0 0 , 锐利74 0 古熟 1 09 0 0 0 m 8 6 0 31 0 区域性对坐便嚣整体造型设计风格的影响 欧洲卫浴，雅美坐便器可谓是纯粹欧洲风格最后的代表了，其 坐便器系列产品是所有卫浴公司中古典肛l 格比例最高的( 其2 0 0 2 年的十多个坐便器系列产品中，古典风格的比例更是占到5 0 ， 对比2 0 0 7 年，增加了混合风格的坐便器产品数量减少了古典风格 比例) ，而宽大风格比例为0 。另外，代表时尚设计和美国设计 的方正、锐利和宽大风格在其系列坐便器产品中所占比例5 年来一 直为0 ，它是在坚持用英国贵族风范面对欧洲的消费群体，同时 这也使得它在进入其他区域市场时并不顺利。乐家、唯宝与杜拉维 特三家欧洲卫浴企业则比较相似，系列产品所占比例最大的基本上 都是混合和锐利风格，古典风格坐便器产品的比重则已经降低到和 其他企业和区域相差无几的程度了，特别是乐家已经完全抛弃了欧 洲的古典设计风格：而代表美国设计的宽大风格也并不太受欢迎， 似乎他们更偏重于用折中和简约的风格来征服各个地区的消费人 群，可以说都是欧洲时尚设计的代表。 美国卫浴，科勒坐便器依然代表着纯粹的美国风格，其2 0 0 7 年的坐便器产品系列中美国的宽大风格比例为4 54 ，接近一半， 而混合、古典和圆润三种风格在系列产品中所占比重比较相似，方 正和锐利这两种被欧洲卫浴企业所推崇的风格则不受重视，可以| 兑 圈32 欧洲造型设计风格 图3 - 3 美国造型设计风格 江南大学硕士学位论文 它依然在运用代表美国设计风格的坐便器产品来面对美国市场，并且试图涉足其他区域 的市场。美标的情况则与科勒大致相似却又不尽相同。相似是因为方正和锐利风格所占 比重都不高，排在最后；不尽相同是因为其既保留了代表美国设计的宽大风格的比例， 却又比科勒更加折中，混合和圆润风格的比重被大大提高，超过了宽大风格，它是在用 折中和一部分美国肛i 格来面对全球市场。 r 本卫浴，东陶坐便器设计风格可以说是美国以外最接近美国风格的，宽大风格的 比重超过了1 3 ，另一个1 3 则是混合风格，如果排除掉其锐利风格中因为卫洗丽电子 盖板遵循日本电子产品的设计风格，那么其锐利与古典风格 所占比重就相同了这样的话，可以说其各项指标都与最代 枷糯 表美国设计风格的科勒最接近。但其仍有一个明显的日本设= = = = z 二孽瀑 计特点，从表象上看就是塑料的应用。虽然塑料的应用在产 鼍尸 品设计中已经不是什么新的趋势了，但是由于陶瓷材料的卫“攀鳓秽：l 生、耐用、易清洁等特性，几百年来坐便器产品的本体材料 依然是以陶瓷材料为主导，塑料只是在其配件产品中被广泛 困3 _ 4 应用，比如应用塑料独立水箱的坐便器产品等等。但像东陶 日拳岜型设计风格 的卫洗丽那样大量运用塑料从功能、技术、原理上改进甚至重新定义坐便器，还是一个 十分值得我们注意的新趋势。并且也许可以| 兑，从这一趋势中，我们爿可以看到真正的 同本设计风格和理念，因为其坐便器更像是在做一个电子产品。 3 1 4 坐便器造型设计风格