灾害应急条件下个人饮水保障产品的设计探索.doc

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1、灾害应急条件下个人饮水保障产品的设计探索 引言在灾难面前，水对人类保证生命的维持具有重要意义。近些年在全球灾难频发的状态下，如何可以使受灾个体快速地获取有保障的饮用水，已经成为各国减灾部门共同面对的焦点问题。根据2008年汶川地震后郫县唐昌镇部分灾民饮用水来源情况的调查显示，全镇人口5.3万人，总人口的92.35%采用分散式供水，其中99. 95% 地震后饮用浅层井水。17个村总计95口水井中均不同程度的出现发黄、发臭、浑浊等现象。经调查和分析，其中氨氮、氟化物、菌落总数和总大肠菌群均出现了超标情况，以上水井均不符合国家饮用水卫生标准，不能直接饮用。同样的情况还出现在2013年雅安地震中的宝应

2、和芦山等地。重大灾害事件中，如：地震、洪水等，由于破坏性强大，短时间内就会对自来水管道和水库等供水线路设施造成大面积损坏，这会直接影响正常的饮用水供应和水源质量。对于灾害的应急救援，一方面，作为必需品的水源供应不足，将会影响救援进度，对于受灾人群会产生一定程度的心理恐慌。另一方面，水质存在安全问题，极容易在灾难事故后引发疾病或瘟疫，进一步扩大受害人群，危及受灾群众的生命安全。因此，有针对性的研究灾害应急条件下个人饮水保障系统，将进一步合理的改善自救条件，缓解公共救援的初期压力，推进我国减灾救援系统的完整性。以下本文将基于“用户（需求）-环境（自然、技术）-产品（专项）”的系统性研究方法，对灾害

3、应急条件下个人饮水保障体系的具体产品与综合解决办法展开一系列性探讨。一、灾害条件下个人饮水保障系统的设计研究基础地震、海啸、洪水、泥石流等灾害发生时，常常可以在短时间内造成极大的破坏，作为日常供水系统的地下自来水管道、水库水坝等供水设施，往往因其构造复杂的脆弱性遭受严重的损坏，影响正常的饮用水来源。所以灾难条件下人们面对的饮用水问题主要有两个，一是如何获取充足的饮用水来源；二是如何将获取的水源转化成适合饮用的洁净水。（一）个人饮水保障系统设计中水源的筛选鉴于使用环境的特殊性，用于灾害环境的户外净水装置无法使用自来水作为水源来源，须选取户外环境中的非人工水源作为主要饮用水来源。户外环境中常见的饮

4、用水来源通常可以分为地表水源、地下水源两种类型。地表水水源主要包括河流、湖泊等类型；地下水水源主要包括井水、泉水等类型；此外，在地表水水源与地下水水源都较为匮乏的特殊情况下，还可考虑收集雨雪降水等作为饮用水的来源。对于如何选取个人保障饮用水的来源，分析如下（表1）。综上，目前我国环境下的自然水源在灾害条件下均存在不同程度的水质问题，无法作为未经处理饮用水的直接来源，不同类型的水源都必须经过净化处理方可达到饮用水安全标准，考虑到个人饮用水保障系统对水源的需求标准（水源充足性、取水便捷性以及水质安全性、水质处理难度、设备的开发条件等各方面因素）。个人饮用水保障系统初步选定的水源来源主要为地表水水源

5、中的微污染水源1，此类水源在灾害发生后是最易获取的水源类型。（二）个人饮水保障系统产品的过滤技术选定常见的净水方法主要分为物理方法和化学方法。物理方法主要是使污染物经稀释、扩散、淋洗、挥发、沉降等物理作用，使其浓度和毒性降低或消除的过程。该类型的优势在于不会产生二次污染，净水速度较快，安全无害；缺点是过滤芯材质对水质净化要求有一定限制，某些体积微小的细菌病毒仍可能通过过滤材质；化学方法是利用化学药剂将水中的致病微生物杀死的消毒方法，如碘树脂、氯消毒等。优点是对于水源杂质的大小无要求。缺点是采用化学消毒方法因为需要水源静置时间段，以达到净化的效果，所以净水速度有限，同时会对水质造成二次污染。出于

6、安全和实用角度考虑，灾后个人饮水保障系统产品主要拟采取物理净化方法为主，同时结合其他多种净化方法方式以提高净化程度，确保饮用水质安全。目前较为成熟的净水技术所应用的材料主要有以下几种：PP棉材料，种材料适用于强酸、强碱及有机溶剂的过滤。纳污能力强，使用寿命长，成本低；双控制膜陶瓷滤芯，这种材料的平均孔径为0.1m，过滤后的水无需煮沸即可达到国家直接饮用水的标准。活性炭净水材料，这种净化材料具有吸附速度快、净化度高、使用寿命长，兼除异味等特点。（三）灾害环境条件下个人饮水保障系统的需求研究在心理需求类型上，依据马斯洛的“需要层次论”水资源属于最基本的“生存需要”，也属于产品设计需求中的“基本目的

7、需求”，在此类需求没有满足的情况下，对于其他需求具有排他性，所以个人饮用水保障系统产品设计属于灾害救助的基本需求，在减灾救援环节中必须得到保障。同时，个体生存需求的满足也将引导个体社会意识的回归，人们可以通过互助建立一种应急状态下的资源共享。而个体资源的匮乏，若逼近生存极限将迫使个体产生以牺牲他人利益为条件的资源恶性掠夺，因此个人饮水保障产品的设计也将间接性的支持政府性的公共救援。另外，在灾害条件下此类产品的 “方式需求”的处理方面必须很好的应对受灾人群的行为及心理特征。其中包括：人在突发情况下出现的“本能心理反应”，如惊恐、紧张、焦虑不安等， “应急行为反应”，如错误判断、过激自救等。二、灾

8、害环境条件下个人饮水保障系统的设计探索对于户外净水装置最早诞生在欧美，国内近年来也开始自主研发一些相关产品。在设计上主要为一体式手动泵加压系统，多设计成活塞挤压式的结构。例如Miniwell户外净水器（图1）、Lifesaver救命水壶（图2）、生命吸管（LifeStraw）净水器（图3）。但是由于选用技术的差别，在用户使用设计上都或多或少的存在一定问题，如：功能辨识度差（没有设计有可以直接观测水质的透明区域，会使使用者产生“直饮污水”的心理感受）；使用操作步骤繁杂；容错性差等问题，不适用于灾害条件下的用户心理，造成用户抵触行为。受灾人员由于灾害或其他特殊条件限制，无法通过正常途径获得安全饮用

9、水。在饮水保障系统的设计过程中要兼顾目标用户不同于普通环境下使用者的心理及行为特征，系统及产品的设计应在可用性上区别与同类型产品。首先尽量不加重用户使用学习记忆负担，符合常规产品的使用心理模型，同时又要考虑灾害情况中的受灾人员由于处于心理应激状态，产生焦虑、紧张和恐惧等心理表现，会使自身的各项行动机能和效率下降，同时对事物的认识和学习能力也有所降低，所以这就要求在系统及产品内部结构设计方面对传统净水方式进行创新性改良。例如可采用直接手部挤压代替活塞式往复泵压作为取水动力，利用挤压产生的内外压强差将水从进水口吸入净水装置，再挤压加速污水通过过滤芯，从而提高净水效率。这一使用方式的创新性改进，可以

10、让使用者仅用单手就可以操作。操作方法简单，仅用一个动作就可以完成取水和净水的过程，提升了产品的易用性和可学性。（图4）。其次，在外观形态上作为应急救灾产品与一般日常使用的产品也会产生一定的区别。一方面，应急救灾产品的外观设计应该更为理性、实用、符合逻辑，产品外观以突出产品主体功能为主，即使用户一目了然，避免对产品语义繁琐的、歧义的理解。另一方面，应急救灾产品的设计过程中不应忽略外部形态、色彩、语意及交互过程的设计，如：外形过于刻板、机械，就会给人以距离感。产品的外形应注意表述产品的象征性，给人以正面积极的心理暗示，从产品的形态、色彩、质感等方面表现出对使用者更多的人文关怀。例如在结构上，目前现

11、有的净水装置多为黑箱设计，使用者在使用过程中无法观测水质情况，这使用户在饮用时容易产生心理上的不信任感，即使该装置净水功能再先进，也无法给用户带来安全放心的使用体验。因此，如果在产品结构上设计有透明区域以便用户在视觉上观测水质情况，同时设有水质检测的功能，满足用户放心饮用的需要。（如图5、6）结语近年来世界各地灾难频发，安全健康的饮用水是灾难中延续生命和灾后救灾活动展开的重要保证，对于此类产品的设计充分体现了设计师的社会责任感。以上谈到的种种是对解决此类问题提出的一个初步构想，其他具体内容还有待于进一步才充实。总之、随着我国防灾减灾宏观策略的研究深入，更多的救援细节将为我们呈现出另一种角度的防

12、灾模式，我们应该相信工业设计也可以作为一种力量出现在人类遭遇危难的时候。注释1 微污染水源：是指饮用水水源由于受到污染，部分物理、化学以及微生物指标已超过地面水环境质量标准中关于生活饮用水源水的水质要求，但是通过特殊工艺处理后仍可作为水源水使用的水源。地面水环境质量标准（GB 3838-88）参考文献1 蒋兆峰，韩方岸，杨庆松.地震灾害后灾区生活饮用水卫生状况调查J.华南预防医学，2009，35（1）：74-75.2 赵雨欣，刘晓青，何巧云等.灾难条件下水资源的获取及有效利用从产品设计角度进行解读J.大众文艺， 2011，（22）：76-78.3 孙迎雪，田媛.微污染水源饮用水处理理论及工程应用M.北京：化学工业出版社，2011：1-32.4 唐纳德A诺曼.设计心理学3：情感设计M.北京：中信出版社，2012.6