CYCLING HELMET
modulE
/ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE / CYKLISTICKÁ HELMA MODULE / FILIP HÁMEK / ATELIÉR STREIT, POLÁK/ VEDOUCÍ: MgA. FILIP STREIT / ÚSTAV PRŮMYSLOVÉHO DESIGNU / LS 2015-2016
2
/PODĚKOVÁNÍ/ Nejvíce bych chtěl poděkovat rodině a přatelům ochotným tolerovat moji povahu v období před odevzdáním bakalářské práce. Moc si vážím trpělivosti, klidu i odpovědí i na sebehloupější dotaz ze strany vedoucího ateliéru MgA. Filipu Streitovi a asistentovi Tomáši Polákovi za poslední tři měsíce! Chci taky poděkovat firmě Hacker a Petru Vaňkovi za konzultaci a výrobu finálního prototypu.
3
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA ARCHITEKTURY Filip Hámek AUTOR, STUDENT : ……………………………………………………………… AR 2015/2016 NÁZEV BAKALÁŘSKÉ PRÁCE :
Cyklistická helma …………………………………………………………………………………..(ČJ) Cycling Helmet ………………..………………………………………………………………………………………(AJ) JAZYK PRÁCE : ……………………………… Vedoucí práce :
MgA. Filip Streit 15150 ……………………………………………………………………… Ústav : ………………..
Oponent práce :
MgA. Karel Matějka ……………………………………………………………………….
Klíčová slova (česká) :
Cyklistická helma, modulární městská helma, modular helmet, ModulE
Anotace (česká) :
Koncept modulární série cyklistických helem ModulE je založen na principu vyměny dílů v závislosti na indivuální potřebě cyklisty. Helma je zaměřena na volnočasové cyklisty, kteří se pohybují především ve městě, ale občas touží vyjet do obtížnějšího terénu či na delší silniční trasy. Hlavním cílem je kompletně odprezentovat jeden z modulů - městskou cyklistickou helmu, dále pak čtenáře seznámit s kompletním portfoliem modulárních helem.
Anotace (anglická) :
The concept of a modular series of bicycle helmets ModulE is based on the principle of replacing parts depending on cyclist's needs. The helmet is aimed at recreational cyclists who operate primarily in cities, but sometimes eager to go into more difficult terrain or on extended road trip. The main priority is to present one of the modules – urban cycling helmet, then introduce readers with complete portfolio of modular helmets.
Prohlášení autora Prohlašuji, že jsem předloženou bakalářskou práci vypracoval samostatně a že jsem uvedl veškeré použité informační zdroje v souladu s „Metodickým pokynem o etické přípravě vysokoškolských závěrečných prací.“ (Celý text metodického pokynu je na www FA studium/ke stažení)
V Praze dne
. .................... Podpis autora-bakalářské práce
Tento dokument je nedílnou, povinnou součástí bakalářské práce i portfolia (titulní list)
4
/OBSAH/ 6 7-17 19-24 25-33 35-41
ÚVOD REŠERŠE/ANALÝZA HLEDÁNÍ KONCEPTU DEFINOVÁNÍ FINÁLNÍHO NÁVRHU REFLEXE/SHRNUTÍ/ZDROJE
5
/ÚVOD/ Zvolit cyklistickou helmu jako téma mé bakalářské práce bylo vlastně docela zvláštní. Opravdu se neřadím k aktivním cyklistům, jenže každý rok během letních měsíců hltám u televize výsledky českých závodníků z Tour de France, Gira a Vuelty. Ta cyklistická dřina mě fascinuje, takže mě to pochopitelně při výběru táhlo tímto směrem. Když vidím během těchto závodu mnohdy brutální hromadné pády ve vysokých rychlostech, v tu chvíli nerozumím argumentům, že nosit helmu je zbytečné a jejich prodej je tlačen výrobci. Podle mě je to hloupost a zahrávání si s lidským životem, nosit helmu při jakékoliv aktivní činnosti mi přijde jako samozřejmost. Během posledních třech měsíců jsem pochopitelně sledoval provoz na ulicích důsledněji, neuniklo mi, že je stále možné vidět určité procento cyklistů jezdících bez helmy. Když jsem zjišťoval, jaký je důvod, padala taková ta již tisíckrát vyřčená tvrzení: helma mě neochrání; jsou ošklivé a nesluší mi to v nich; nejsou příliš pohodlné. Pokusím se nyní čtenáře uvést do problematiky cyklistických helem a na jednotlivá tvrzení postupně reagovat tak, abychom získali ucelenější pohled. Podle americké studie¹ z roku 2009 dokáží helmy zabránit až 88% poranění mozku. Ano, to
6
sice znamená, že v 12% nehod přilba poranění nezabrání, přesto je ale 88% velmi slušná číslo na záchranu života. Helma je svými rozměry dimenzována, tak aby zabránila těm nejkritičtějším formám zranění, to je bohužel často vykoupeno faktem, že nedokáže zabránit například jemným otřesům mozku. Perfektní helmu, která by dokázala zabránit všem formám zranění, lze těžko nalézt, i levná helma je nám ale schopna zachránit život. Z důvodu opatrnosti mají proto prodávané helmy toto krátké varování: Žádna helma nemůže ochránit nositele před všemi předvídatelnými nárazy! Lidmi je také často kritizován přespříliš sportovní vzhled prodávaných helem. Důvod je zcela pochopitelný, cílovým zákazníkem výrobců je aktivně sportovní jedinec, trendy jsou přejímány z vrcholové cyklistiky, kde jsou hlavními požadavky bezpečnost, aerodynamika, maximální plocha větracích otvorů. Helmy s citlivým vzhledem, které by si dokázal zákazník upravit podle vlastní touhy, lze už dnes na trhu pomalu také nalézt, ale vyžaduje to větší množství času. Tradiční výrobci sázejí především na kvalitní funkční řešení, formální provedení často pokulhává. Předpoklad, že helmy dnes nejsou pohodlné, je velmi zastaralý. V oblasti ergonomie udělaly cyklistické helmy obrovský skok. Nedostatek, v podobě výroby helmy nv a typizovanou veli-
kost hlavy, je dnes řešen mnoha způsoby. Helma je například na vnitřní straně vybavena měkkými vystélkami. Na zadní straně pak výrobci používají dotahovací systémy, aby helma dokonale seděla na hlavě. Cyklista by si měl helmu vždy před nákupem helmu alespoň na 15 minut vyzkoušet. V rámci bakalářské práce bych chtěl navrhnout cyklistickou helmu, která se bude pomocí svého vizuálního jazyka odlišovat od jiných výrobků na trhu, svojí estetikou podpoří záměr cílit na městské cyklisty. V průběhu hledání finálního návrhu bych se chtěl zaměřit na analýzu atypických konstrukčních řešení, ekologických materiálů nebo i na helmy zaměřené na minoritní skupiny cyklistů. Projekt chci zahájit důkladným šetřením historických variant, seznámením s normativními předpisy a popisem zajímavých, neotřelých řešení, které mohou ovlivnit finální návrh.
01
/REŠERŠE,ANALÝZA/ 1.1/ HISTORIE CYKLISTICKÝCH HELEM 1.2/ TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE PŘILEB 1.3/ TESTOVÁNÍ A CERTIFIKACE 1.4/ ZÁKLADNÍ POŽADAVKY DLE NORMY EN 1078 + A1 1.5/ PORTFOLIO PRODUKTŮ NA TRHU 1. 5. 1/ Tradiční výrobci 1. 5. 2/ Helmy do města 1. 5. 3/ „Chytré helmy“
REŠERŠE
5
1 2
2
3
4
1
1- Bell Biker; 2- horolozecká helma MSR; 3 - Slaměná helma; 4 - Látková helma; 5 - Reklama na Bell Biker 8
REŠERŠE
1.1 /HISTORIE CYKLISTICKÝCH HELEM/ Slaměné helmy První obrázky cyklistů s ochranou pokrývkou hlavy se datují do 80.let 19. století, tedy do dob, kdy bylo velmi populární jezdit na velocipedech. Je tedy pochopitelné, že při jízdě v takových výškách, cyklisté již v tomto období uvažovali o své bezpečnosti. Taková helma, jejímž primárním úkolem by byla ochrana hlavy při jízdě na kole, neexistovala, používaly se například vojenské přilby určeně spíše k ochraně před Sluncem v zemích s tropickým podnebím. Základním materiálem pro výrobu těchto helem byla dřeň tropických rostlin, později se ujal odolnější korek, ve většině případů byla helma také zakryta tkaninou. Látkové helmy Začátkem 20.století, kdy se cyklistika začala více rozvíjet, se objevují helmy kožené. Takové helmy měly prostý válcový tvar, později se zvýšila ochrana temene hlavy přidáním dalších vycpávek příčně k prstenci. Vycpávky byly naplněny měkkými materiály jako je vlna či bavlna. Látkovým helmám, kterým se kvůli svému tvaru říkalo „hairnets - síťovky“, se používaly až do poloviny 70.let minulého století. Testování v pozdějších letech ukázalo, že tento typ přilby měly pouze minimální ochranné schopnosti, podle profesionálních jezdců doká-
zaly alespoň při pádu ochránít uši a hlavu před sedřením. Skořepinové helmy V roce 1970 byl v USA byl propagován první bezpečnostní standard cyklistických helem. Tímto testováním v tehdy prošly pouze přilby určené pro jízdu na motocyklu, většina cyklistických helem se tedy nedostala ani na pulty ochodů. Až o pět let později v roce 1975 se objevují první typy helem s technologií, kterou výrobci používají dodnes. Bell Biker a horolezecká helma od MSR jako první shodně používají vložku z pěnového/expandujícího polystyrenu - zkr. EPS a vnější plastovou skořepinu. Výsledky ukázaly, že tento typ je mnohem bezpečnější.
menší odpor. Mezi zásadní inovace lze zařadit i spojování polystyrenové vložky a vnější skořepiny přímo ve formě. Skořepina je usazena do formy a ta je napuštena polystyrenovou pěnou, takový spoj je mnohonásobně pevnější a zamezí jakýmkoliv mezerám mezi těmito dvěma díly. Kvůli tomu, že se materiály se ve formě spojují za vysokých teplot, se začal místo PET používat teplotně odolnější ABS (Akrylonitrilbutadienstyren).
V 80.letech se firma Bell pokouší snížit váhu helem odebráním vnější skořepiny a zesílením polystyrenové vložky. Tento typ má ale tendenci se rozbít při prvním poškození. Firma Pro Tec na tento problém reaguje a uvádí vyztuženou helmu s nylonovým vláknem uvnitř EPS vložky. Na začátku 90.let firmy uvádějí několik zásadních technických vylepšení. Jedním z nich je například opětovné použití vnější skořepiny, tentokrát je zvolen termoplastický polymer PET (polyetylentereftalát), který je mnohem pevnější a při střetu s vozovkou navíc klade mnohem
9
REŠERŠE
1.2 /TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE PŘILEB/ Běžně dostupná cyklistická helma se skládá z několik základních částí - vnitřní polystyrenové vložky , vnější plastové skořepiny, bezpečnostních popruhů, retenčního systému. Taková helma je dnes vyráběna takzvanou in‑mold technologií, tedy vstřikováním expandované polystyrenové pěny do tvrdé plastové skořepiny. Za účelem snížení hmotnosti při současném zachování pevnosti helem používají někteří výrobci kombinaci dvou druhy polystyrenové pěny s různou hustotou. Vnitřní vložky jsou vyráběny z lisovaného expandovaného polystyrenu EPS, experimentuje se ale i s jinými materiály např. papírovou lepenkou, mlečným proteinem + hlínou AeroClay, biodegradovatelným pěnovým polystyrenem, bublinkovou fólií a s kombinací zemědělských zbytků a kořenové systému hub ECOVATIVE Ještě kvalitnější (co se týče pevnosti a nízké hmotnosti) jsou helmy, které jsou uvnitř polystyrenu vyztuženy pleteninou z různých materiálů. Jedná se zejména o v poslední době populární karbon, hliník nebo kevlar. Taková technologie umožnuje zvýšit množství větracích otvorů a ztenčit polystyrenovou vložku! Vnější skořepina je dnes kvůli vyšší teplotní odolnosti vyráběna převážně z ABS plastu, pokud je skořepina a polystyrenová vložka k sobě lepena, může se použít termoplast PET. Posledním trendem v oblasti skořepiny cyklistických
10
helem je dělat skořepiny maximálně hladké, helma je totiž mnohem bezpečnější, cizí těleso se při pádu zachytí mnohem hůře Bezpečnostní popruhy jsou vyráběny z nylonových vláken. Existuje několik způsobů uchycení popruhů do helmy. Buď se setkáme s případy, kdy jsou kotvy/otvory pro popruhy vytvořenu přímo ve formě, pokud je skořepina lepena na polystyrenovou vložku, popruhy jsou vkládany mezi ně, pokud je použita technologie in-mould, popruhy jsou lepeny k až po vyformování. K helmám existuje taktéž spousta doplňku - blikací světla, retenční pásky, které se používají k pevnějšímu uchycení helmy a lepší ergonomií v případě atypického tvaru hlavy, měkké vystélky aj.
Retenční pásek
Popruhy a vnitřní vystélka helmy
REŠERŠE
11
REŠERŠE
1.3 /TESTOVÁNÍ A CERTIFIKACE/ I přesto, že díky certifikaci bychom měli mít zaručeno, že v obchodech již dnes nenarazíme na tzv. šmejd či špatný kus, před nákupem by mělo být vždy povinností zkontrolovat, zda má vytoužená helma certifikační označení. Helmy prodáváné v České republice musí splňovat normu ČSN EN 1078 + A1 platnou od května roku 2013. Používané normy v zahraničí jsou například CPSC, ASTM F1447, Snell. Na testování, které se dělí na následující tři fáze - testování absorpčních schopností při nárazu, síla retenčního systému a účinnost retenčního systému, jsou vybrány vždy 4 referenční vzorky helem od každě nabízené velikosti. Schopnost helmy transformovat nárazové síly jsou testovány volným pádem z výšky 2m na ocelovou kovadlinu o minimální výšce 50 mm a minimální délce 125 mm -viz.obrázek1. Síla retenčního systému se prokazuje zavěšením až 4kg závaží za pásek helmy a následným volným pádem z výšky min. 5 mm po dobu 2min - viz obrázek2. Při tomto testu se sleduje dynamická proměna bradového pásku. Jak se testuje účinnost retenčního systému můžeme vidět na obrázku č.3. Vzorek helmy je upevněn na figurínu, popruh závaží je připevněn na temeno helmy, závaží je uvolněno ve vzdálenosti max. 175mm. Tímto testem zjištujeme, jestli bradový pásek dokáže při zavlečení cizího předmětu udržet helmu na hlavě.
2 1
1
3
1- Test absorpčních schopností; 2- Testování síly retenčního systému; 3 - Testování účinnosti retenčního systému 12
REŠERŠE
1.4 /ZÁKLADNÍ POŽADAVKY DLE NORMY EN 1078 + A1/ 1. Materiály: Vnitřní složka, která přicházi do styku s pokožkou by neměla podstoupit znatelnými změnami při reakci s potem nebo s látkami v kosmetice. Nesmí být použity materiály, které způsobují kožní poruchy. 2. Konstrukce: Od cyklistické přilby se očekává, že při nehodě transformuje co nejvyšší množství energie a zůstane pevně na hlavě. Helma nesmí poranit samotného uživatele. Od dobré helmy se taktéž očekavá, že: 1) Bude mít nízkou váhu. 2) Bude dobře odvětrávaná. 3) Bude snadno nandavatelná a sundavatelná. 4) Bude použitelná i s dioptrickými brýlemi. 5) Nebude bránit ve sluchovém vnímání okolního prostředí.
terénem při posedu na kole před běžným pádem z kola - rychlost jízdy a ostatních překážek se při měření nezapočítává). 5. Trvanlivost: Po nárazu nesmí helma vykazovat jakákoliv poškožení, která by uživatele mohla zranit. 6. Reteční systém - pásek: 1) Pásek musí být bezpečně spojen s helmou. 2) Pásek nesmí být širší více než 15mm. 3) Retenční systém by měl být doplněn mechanismem, který umožní upravit utažení pásku. 4) Žádná část pásku nesmí být označena zelenou barvou - vhodné barvy jsou oranžová a červená . 5)Při zatížení se pásek nesmí natáhnout o více než 25 mm.
3. Zorné pole: V rozhledu nesmí bránit nic 25° nahoru a 45° od roviny očí - viz. obrázek 4. Schopnost tlumit nárazy: Přilba musí poskytoval ochranu čelu, týlu, bokům, spánkům a temenu hlavy. Při laboratorním testu, kdy je helma spuštěna volným pádem na kovadlinu, by nemělo gravitační zrychlení při každém nárazu přesáhnout hodnoty 250G při rychlosti 5,42 m/s (tato hodnota se rovná poloze hlavy ve 2m nad
1- Zorné pole helmyt 13
REŠERŠE
1.5 /PORTFOLIO PRODUKTŮ NA TRHU/ 1.5.1 /Tradiční výrobci/
Do této kategorie jsem zařadil obrázkově moje nejoblíbenější cyklistické helmy od tradičních výrobců, tímto heslem specifikuji skupinu helem, které třeba nepřináší nikterak revoluční novinky, ale tvoří majoritní podíl na trhu a je tedy nutné je definovat a rozdělit podle kategorií jejich účelu: Silniční helmy: Helmy primárně určené pro cyklistiku na silničních nebo krosových kolech. Dají se používat i na kolech horských, konstrukčně je u nich snaha o co nejnižší váhu a co nejlepší odvětrání. MTB helmy: Tato kategorie se oproti silničním helmám liší prakticky pouze přítomností štítku proti slunci a někdy robustnější konstrukcí, případně tvarem který více kryje týl hlavy. Také u těchto helem je snaha o co nejlepší odvětrání a co nejlepší poměr hmotnosti a odolnosti. MTB helmy jsou použitelné jak v terénu, tak i na silnici. BMX helmy: Tyto helmy vynikají specifickým designem, lahodícím fanouškům skate subkultury. Kvůli vzhledu je někdy potlačeno odvětrání, tyto helmy jsou kromě cyklistiky použitelné i na bruslení nebo skateboarding. U nás je máme v sekci BMX helmy. Integrální helmy na sjezd a freeride: Vizuálně se podobají helmám na motocykl, poskytují maximum ochrany při sjezdech v náročném terénu. Konstrukce je uzpůsobena pro co nejvyšší bezpečnost, helma je hodně robustní, ochraňuje i čelist jezdce a hlavu z boku a v týlu, většinou jí není možné dobře odvětrat a její váha je oproti předchozím kategoriím také vyšší. Sjezdové integrální helmy jsou použitelné prakticky jen na sjezd a freeride. Prohlížejte v oddělení DH a freeride přilby.
14
REŠERŠE
1.5 /PORTFOLIO PRODUKTŮ NA TRHU/ 1.5.2 /Helmy do města/
KRUST STUDIO: deFORM DESIGN: Jakub Pollág, Václav Mlynář Cyklistická přilba Krust se skládá z polypropylenové skořepiny, vnitřního polstrování a nastavitelného upínání hlavy. Popruh, který připevňuje helmu pod bradou, je úmyslně přiznaný zvnějšku helmy. Plní tak nejen bezpečnostní, ale také estetickou funkci. Na skořepině je připevněna vyměnitelná látková čepice s větracími průduchy a kšiltem. Díky inovativní konstrukci je cyklistická helma Krust velmi lehká a přitom velice odolná.
HELMA PRO NY CITY STUDIO: fuseproject DESIGN: Yves Béhar, Josh Morenstein Studio fuseproject bylo pověřeno projektem vytvořit cyklistickou helmu propagující měststkou cyklistiku v New Yorku. Projekt má podpořit vyšší znalost bezpečnosti u nové generace cyklistů a zároveň podpořit politický program volně dostupných kol po městě. Helma je navržena pro všechny typy cyklistů i do nepříznivého počasí. Helma je modulární, skladájící se ze dvou komponentů: vnitřní skořepiny z pružného polystyrenu a vnější měkké tkaniny s integrovanými popruhy. Tata konstrukce umožňuje majiteli prizpůsobit helmu podle vlastních představ. Měkká tkanina je samozřejmě snadno odělitelná, tu lze také snadno čistit a skladovat.
15
1.5 /PORTFOLIO PRODUKTŮ NA TRHU/ 1.5.3 /Chytré helmy/
DORA CONCEPT DESIGN: Balazs Filczer Důmyslný koncept Dora je návrh cyklistické přilby s důrazem na zvýšení bezpečnosti svého uživatele. Hlavním problémem cyklodopravy po měste je obtížná komunikace s ostatními vozidly. Cyklisté často používají signály, které nejsou vždy bezpečné a otatní řidiči je mohou snadno přehlédnout. Tento koncept je ideální pro cyklisty pohybujících se často a velkou rychlostí ve víru velkoměsta. Na zadní straně se nacházejí směrová světla, která mají rozptyl až 360 stupňů. K dispozici je malý ergonomický ovladač, který se připojí k řídítkům a s helmou komunikuje skrz signál Bluetooth. Řidič tak nemusí sundavat ruku z řídítek.
TORCH T2 DESIGN: Nathan Willis Cyklistická helma Torch T2 je druhou generací helmy s integrovaným osvětlením pro cyklisty do měst. Helma je vybavena 10 LED světly, dvě baterie poskytují až 36 hodinovou výdrž při jakémkoliv počasi, poskytují tak bezpečnou jízdu ve dne i v noci! Baterie se dobíjejí skrz USB kabel. Helma T2 je certifikována standardy CPSC a CE. Světla helmy jsou chráněny netříštívými polykarbonátovými čočkami. Čočky nechrání světla pouze před poškozením, ale působí také jako difuzér, takže cyklistia je viditelný nejenom ze zadu, ale i ze stran. Světla jsou integrovanou částí designu helmy.
16
1.5 /PORTFOLIO PRODUKTŮ NA TRHU/ 1.5.2 /Helmy do města/
CARRERA SKLÁDATELNÁ HELMA DESIGN: Carrera Tento model cyklistické přilby je inspirován starými koženými helmami. Flexibilní rám zajišťuje vysoký komfort bez kompromisů v ochraně hlavy, pružný upevňovací systém zajistí dokonalé usazení. V případě, že helmu nepotřebujete, lze jí bez problému složit a tím redukovat její objem o 25%. Bezpečnost podléhá certifikaci EN 1078. Protože u tohoto modelu nebyly použity postranní výztuhy, proudění vzduchu ventilací zabraňuje hromadění vlhkosti. Doplňkový nastavitelný pásek s kovovou sponou lze použít ke stažení helmy nebo také jako pásek u kalhot. Boční nastavitelné popruhy umožnují regulaci podle volby uživatele.
BELL 2R HELMET DESIGN: Bell
Tento model jsem vybral do řešerše z důvodu variabilní konstrukce, kterou si cyklista může zvolit. Helma je primárně určena pro jízdu v lese na horských kolech. Základní model je určen jízdu do kopce, při jízde z kopce si „biker“ čelistní chránič. Díly jsou k sobě spojovány před dvě přezky a jednu dotahovací páku na temenní části. Helma i svým agresivním vizuálem směřuje do segmentu horských kol
17
18
02
/HLEDÁNÍ KONCEPTU/ 2.1/ STRUČNÝ POPIS JEDNOTLIVÝCH SMĚRŮ 2.2/ SOUBOR SKIC
19
KONCEPT
2.1 /STRUČNÝ VÝPIS MYŠLENEK PŘED SKICOVÁNÍM - HLEDÁNÍ INSPIRACE - BRAINSTORMING, MYŠLENKOVÁ MAPA/ Posunout průmyslu, který tvoří produkty velmi technologické, často až technicistně odpuzující, maximálně bezpečné mezi odvětví, které tvoří výrobky velmi příjemné a hezké. V průběhu analýzy zdravotních průzkumů jsem si uvědomil, že nošení helmy automaticky neznamená vyhnutí se poranění. Mnohem důležitější je recidiva, informovanost cyklistů o dodržování bezpečnostních pravidel a zbytečnosti ohrožovat svoje zdraví překročením svých možností. i. Desatero bezpečné jízdy - Na kolo sedáme jen tehdy, cítíme-li se dobře. Bezpečně lze jezdit jen při dobrém soustředění. Jízda ve stavu vyčerpání nebo pod vlivem alkoholu je vysoce nezodpovědná. ii. - Jezdíme pouze na dobře fungujícím kole. V pořádku musí být především brzdy a světla. Ideální je pravidelně provádět krátkou kontrolu. iii. - Nosíme přilbu. Úraz se může stát každému a v případě pádu přilba hlavu skutečně ochrání. Je ovšem třeba, aby byla na hlavě dobře připevněná a tzv. seděla. U nás musí děti do 18 let nosit ochrannou přilbu povinně. - Nejezdíme příliš rychle, především z kopce a na nepřehledném místě. Při velké rychlosti se zkracuje doba, kterou máme na to, abychom zareagovali na nečekanou situaci. iv. - Nepřepínáme se. Budeme-li chtít dosáhnout
20
maximálního výkonu, který je za hranicemi našim možností, automaticky se sníží naše pozornost a riziko úrazu se zvýší. v. - Nesnažíme se proto urazit trasu co nejrychleji a raději si děláme častější přestávky. Trasu si plánujeme tak, aby vedla pokud možno po cyklostezkách, polních či lesních cestách nebo vedlejších silnicích. Na velkých silnicích s hustým provozem nebo ve městě je riziko nehody samozřejmě větší. vi. - Předvídáme nebezpečné situace. Cyklistu lze v provozu spíše přehlédnout než třeba auto, proto hlavně před křižovatkami zpomalujeme. vii. - Zavazadla na kolo připevňujeme s rozumem, aby spolehlivě držela. Se zátěží se posunuje těžiště kola a řízení kola je složitější. Používáme pevně přimontované košíky, brašny na kola nebo nosíme batoh. viii. - Jede-li nás víc, pak jedině za sebou (nikoli vedle sebe) a dodržujeme dostatečný odstup. - Nenosíme sluchátka, mohli bychom tak snadno přeslechnout blížící se auta. V některých zemích je používání sluchátek za jízdy zakázáno zákonem Vytvoření helmy primárně pro nejširší skupinu cyklistů - hobíků, volnočasových závodníků bude tedy vhodná do městského prostředí, pro fanoušky městské cyklistiky. Helma ale bude zároveň splňovat i nároky na cestování mimo města.
V průbehu prvního měsíce se pracovalo s několika tématy, ty nejzajímavější zde: 1. Lehká městská helma s bezpečnostními reflexními prvky 2. Profi závodní helma určena závodníkům české republiky na mistroství! Problém s odlišením - s inovativností 3. Helma pro děti, která dokáže s růstem dítěte zvětšovat svůj tvar - cena vybavení je stále poměrně vysoká 4. Helma pro seniory - Zajímavý koncept, ale nikdo ho neumí řešít, v případě zranění seniora velmi složitě obhajitelné u soudu 5. Skládatelná helma podobná uzavřené sluchátkové konstrukci - toto řešení nebylo vybráno z důvodu nesplnění norem, cyklista musí vnímat perfektně své okolí. Nakonec byla zvoleno řešení modulární helmy, které je konstrukče řešitelné a přínáší inovativní prvek. Před vlastním skicování jsem udělal krátký průzkum, možnost výběru dílu podle typu užití mělo mezi lidmi ohlas .
KONCEPT
21
KONCEPT
22
KONCEPT
23
1 Helma do města
1
2
č.1,2
2 Helma na silnici
Integrované přední a zadní osvětlení
3 Helma do terénu
03
/DEFINOVÁNÍ FINÁLNÍHO NÁVRHU/ 3.1/ ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA FINÁLNÍHO NÁVRHU 3.2/ MODULÁRNÍ DÍLY charakteristika, cíle 3.3/ KONSTRUKCE HELMY Materiály Výrobní postup Výroba prototypu 3.4/ AERODYNAMIKA/VĚTRÁNÍ 3.5/ OSVĚTLENÍ 3.6/ DESIGN
FINÁLNÍ NÁVRH
3.1 /ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA FINÁLNÍHO NÁVRHU/ Prezentovaný model cyklistické helmy je svým tvarem a estetickým znázorněním zaměřen na spíše volnočasové cyklisty, kteří svůj čas na kole tráví hlavně ve městě, na kole s rodinou nebo si občas sami vyjedou do těžšího terénu. Je tedy si důležité uvědomit, že není cílena pro vrcholovou cyklistiku a špičkové výkony, cílovým zákazníkem je uživatel, který požaduje minimální obtížnost a maximální praktičnost. Mezi cyklisty existuje charakteristická skupina, která používá jednu zakoupenou helmu, většinou tu „základní“ na běžnou silniční cyklistiku i v takových momentech a místech, kde v tu chvíli existují i jiné vhodnější varianty, jak po bezpečnostní stránce tak i té estetické. Prototyp nabízí řešení tomuto problému, kdy si cyklista sám zvolí z více dostupných dílů, jakou ochranu vyžaduje. Helma se při použití musí vždy skládat ze dvou částí. Z horního unifikovaného kusu a jednoho ze spodních vyměnitelných dílů. Horní unifikovaná část je vybavena veškerým potřebným vybavením, tak aby nedocházelo k duplikování finančních nároku na zákazníka. Spodní dílce jsou maximálně funkčně prosté, tak aby po první investici do helmy nemusel zákazník investovat do své bezpečnosti další vysoké finanční částky. Skladbu dílů si cyklista vybere podle vlastní potřeby. Mým cílem při takovéto modulární technologii bylo zajistění maximální uživatelské přivětivos-
26
ti, princip spojování je tedy optimalizován k dosažení co nejvyšší jednoduchosti. Vyměnitelné dílce mají po obvodu své vnitřní strany drážku, do které se v první fázi usadí horní část, díky tomu nedochází při spojování k pohybu, vyskočení a cizí ostré těleso nemůže spojenou helmu „rozložit“. Druhou fází je pak utažení dvou dílů k sobě přes čtyři pákové uzávěry, které se nacházejí v rozestupech po obvodu horního dílu helmy. Cyklistická helma také nabízí veškerý komfort současně nabízených řešení. Přilba je vybavena retenčním a dotahovacím systémem integrovaným do horního dílů. V případě atypického tvaru hlavu je tedy zajištěno komfortu uživatele. Po obvodu helmy je navíc v liště integrován led pásek, svojí svítivosti je určen k nahrazení drobných blikacích svítidel. Na kole si tedy může uživatel vyrazit bezpečně i v nočních hodinách.
FINÁLNÍ NÁVRH
3.2 /MODULÁRNÍ DÍLY/ charakterista, cíle
V průběhu hledání koncepce finálního řešení byly vybrány tři základní vyměnitelné díly podle nejčastějších prostředí, kde je helma cyklisty využívána- helma s kšiltem do města, helma s celoobličejovým krytem do terénu a silniční helma. 1. Varianta s kšiltem do města - Je určena pro chvíle, kdy si vyjedete s přáteli do města, chcete se cítít bezpečně a zároveň toužíte po tom, aby Vám to v helmě slušelo. Ve měště člověk neabsolovuje dlouhé trasy, proto i tato varianta je tomuto stylu uzpůsobena, nemá větrací otvory a stylem je velmi čistá, tak aby člověku ladila k běžnému oblečení, outfitu, či saku pokud je to potřeba. Tento díl je taktéž vybaven integrovým kšiltem, aby nebyl cyklista při jízdě oslňován sluncem, díl splňuje požadavky normy ČSN EN 1078 na vertikální rozhled. Tato varianta chrání kritická místa hlavy - spánkovou kost, boční části, temeno a týl hlavy.
díl můžete používat se zavodními brýlemi. Po estetické stránce je tento kus mírně agresivnější, hodí se tak ke sportovnější jízdě lesním terénem. 3. Varianta pro silniční cyklistiku - Tento modulární díl svojí charakteristikou, provedením a esteticky směřuje k „nejtypičtějšímu“ zástupu cyklistických helem od tradičních výrobců. Cílem je uspokojit uživatele použivající tuto helmu na silnici při delších trasách větší plochou větracích otvorů. Vzhledově vychází ze základního designové jazyka tenkých celoobvodových výdechu horního dílu, ale jejich rozšířením a ostřejšími hranami přidává dávku sportovního stylu. Tuto variantu by v budoucnu mohlo být možné doplnit různorodými doplňky např. čelním plastovým chráničem.
2. Varianta s celoobličejovým krytem do terénu - Hlava je při jízdě obtížnějším terénem vystavena většímu ohrožení a pádům na více kritických míst hlavy. Tento díl proto nabízí zvýšenou ochranu. V případě, že změnítě prostředí a vyjedete do těžšího terénu, ochrání i přední části hlavy, hlavně nos, ústa a dolní čelist. Tato varianta kvůli většímu mnozštví hmoty a zakrytí hlavy poskytuje větrací otvory, aby se zabránilo přehřívání hlavy v letních měsících. Tento
27
FINÁLNÍ NÁVRH
3.3 /KONSTRUKCE HELMY/ Materiály, výrobní postup, výroba prototypu
Materiály Pro výrobu helmy ModulE jsem zvolil tradičních materiálů a zavedeného technologického postupu - formování vnitřního pěnového polystyrenu do skořepiny připravené ve formě. Vnitřní vložka je vyrobena z pěnovatelného polystyrenu (EPS) se stejnou hustotou po celém obvodě. Menší plocha větracích otvorů s orientací na provoz ve města nevyžaduje dražších technologických řešení - nebude potřeba pro zpevnění využivat nilonových či kevlarových vláken vně vložky. Vnější skořepina je pak vyrobena z ABS plastu (Akrylonitrilbutadienstyren). Bezpečností popruhy jsou vyrobeny nylonového vlákna. Pákové uzávěry jsou vyrobeny z 1,5 mm plechu, za pomocí laseru nebo vodního paprsku jsou vytvořeny jednotlivé výlisky, v kovovýrobě jsou pákové uzávěry vytvarovány do požadovaného tvaru, následně jsou v práškové lakovně nastříkány a upečeny do finální barvy, v našem případě bíle barvy typu RAL 9010. Konstrukce a výroba Konstrukční spojení cyklistické helmy a pákových uzávěrů je nutno řešit integraci tuhé konstrukce vnějším obvodem helmy. Pákové uzávěry by buď byly integrovány do formy spolu se skořepinou, pravděpodobnější ale je, že přezky budou na kovovou konstrukci nasazovány až po vyformování,
28
díky tomu budeme moci ovlivnit například barvu uzávěrů! Popruhy a retenčí systém Dva bezpečnostní popruhy, vedené pod bradou se spojují unikovanou bezpečnostní přezkou, drží helmu při nárazu na hlavě. Nylonové pásky jsou vedeny tak, aby byl maximálně redukována délka materiálu. Oba popruhy tedy začinájí u předního plastového očka, je protažen pod bradou a veden zpět nahoru k helmě, ale tentokrát k zadnímu plastovému očku. Oba popruhy jsou oky protaženy a sešity k sobě , tak aby nedošlo k vytržení, i to je důvod, proč se bezpečnostní popruhy nedají dokoupit, musí být totiž maxilně spojeny s helmou. Popruhy u finálního modelu nejsou sešívány, tento bezpečnostní prvek je nahrazen integrováním do duté konstrukce 3d tisku a následným zalepením. Retenční pásek bylo nutné do helmy umístit, přilby se dnes totiž vyrábí většinou ve třech velikostech, jakýkoliv atypický tvar hlavy je řešen právě podobnými mechanismy, které objímají hlavu uvnitř helmy. Konstrukce retečního pásku je inspirována a typizována dle patentu US 08015625. Předpokládaný výrobní postup je tedy následující:
1. Vakuování skořepiny 2. Vložení skořepiny do forem jednotlivých dílů 3. Vložení kovové konstrukce do formy se skořepinou 4. Granule EPS vloženy do formy, za použití tlaku a teploty se polystyren roztáhne po celém objemu formy 5. Vyjmutí z formy 6. Usazení připravených pákových uzávěrů na kovovou konstrukci 7. Protáhnutí popruhů plastovými očky a sešití jednotlivých konců, tak aby nedošlo při jízdě k vytrhnutí 8. Zalepení plastových oček s popruhy do do vnitřní polystyrenové vložky 9. Integrování baterie a LED pásku, a jeho krytu 10. Finální úpravy a zabalení - nalepení vyměnitelných měkkých vystélek na suchý zip , upevnění retenčního systému Výroba prototypu Prezentovaný model městské helmy byl z časových důvodu výroben byl přiblině z 65% vyroben na laserové 3d tiskárně - vstupní materiál polyamid 21. Technologie 3d tisku byl využita hlavně v částech s jemnými přechody a na spodní vyměnitelný díl, jež má na vrchní části osazení, do kterého si sedá horní univerzální díl. Zbytek helmy byl zpracován z měkkého polystyrenu - přezdívaného jako šaum, ten se nařezal a vybrousil do potřebného tvaru. Jednotlivé části byly k
sobě postupně slepovány, větší nerovnosti byly zatmeleny, modelem byl pak nastříkan v tomto pořadí - tmel. Plnič a základ, finální barva. Při výrobě modelu nebyla využita kovová konstrukce, na kterou by se v další fázi pravděpodobně upevňovali pákové uzávěry, tvar a funkce nebyl v této fázi analyzován, přezky byly tedy taktéž vytisknuty na 3d tisku, pro zvýšení tuhosti zalaminovány a na helmu nalepeny kyanoakrylátovým lepidlem. Je pravdou, že vytisknuté přezky nedosahují takové tuhosti jako kdyby vyrobeny z plechu, splňují tedy pouze prezentační účel, ale díky přenosti 3d tisknuv tisícinách milimetrů u sebe jednotlivé díly drží svým třením v osazení na spoji horního a spodního dílu! Skrz díly vytisknuté na 3d tisknu byl vyvrtán otvory o o průměru 2mm na protáhnutí napájecích kabelů k led pásku. Jednotlivé vytištěné díly jsou duté, takže v zadní části vznikl prostor na vložení baterie.
FINÁLNÍ NÁVRH
29
FINÁLNÍ NÁVRH
3.4 /AERODYNAMIKA, VĚTRÁNÍ/
čerstvý vzduch
ohřátý vzduch
Díky modulární konstrukci jsem u univerzálního horního dílu ponechal menší množství větracích otvorů, jejich plochu je možné variovat podle typu určení. Univerzální díl má na vrchní části průduchy, které jsou vedeny po celém obvodě, proudění čerstvého a ohřátého vzduchu tak není omezeno pouze na přední a zadní část, tento prvek navíc podporuje stanovený vizuální jazyk horizontálních členění. Z tohoto konstrukčního prvku mimochodem vychází i úvodní logo konceptu, které odkazuje právě obvodové lišty. Modulární díl určeny pro silniční cyklistiku se naopak snaží maximálně vyjít stříc uživateli a dlouhým jízdám, větrací otvory jsou vedeny po celém obvodu.
30
Varianta s celoobličejovým chráničem je nyní ponechána v uzavřeném stavu, tedy ve stavu bez žádných větracích otvorů, tak aby se dosáhlo maximální bezpečnosti. U této varianty by bylo testování konstrukční tuhosti ve druhé fázi projektu velmi zásadní, výsledky by napovědely, zda-li větrací otvory přidávat.
FINÁLNÍ NÁVRH
3.5 /OSVĚTLENÍ/ Bezpečností osvětlení se u dnešních helem ve většíně případů řeší buď individuálním výkonným světlem, které si uživatel k helmě montuje. Tato varianta často vyžaduje externí baterii, kterou si cyklista veze například v baťohu. Druhým řešením jsou drobné externí blikačky na řídítkách nebo nad zadním blatníkem, tato varianta není tolik výkonná a slouži především ke zlepšení viditelnosti ostatním účastníkům dopravního provozu. Koncept modulární helmy ModulE je orientován do města, nepředpokládá tedy, že by uživatel vyžadoval extrémně výkonný zdroj. Rozhodl jsem se tedy pro variantu drobných blikacích světel integrovaných přímo do helmy. Do zadní části je v této fázi prototypu integrována 450 mAh baterie, u které je předpokládána, že dokáže pásek o výkonu 9,6W usvítit cca 55min. Baterie je dobíjitelná přes USB konektor, který je vložen do zadní části vnítřní polystyrenové vložky. LED pásek označení SQ3-600 červené barvy je veden po obvodu helmy a produkuje světelný tok o hodnotě přibližně 800 lumenů, pro představu, minimální hodnota pro jízdu na kole v noci je 300 lumenů. Led pásek kvůli ochranně a aerodynamice zakryt akrylovým plexi mléčné barvy. Uložení baterie v této fázi není vyřešeno, baterie v prototypu je uložena do duté části polystyrenu a vytištěný dílů z 3d tiskárny. Jako ideální řeše-
ní do další fáze projektu se jevi vytvoření drobné kastle přímo na velikost požadované baterie. Plexisklo je v modelu nahrazeno tenkým bílým proužkem z 3d tiskárny.
Baterie
Schéma zapojení elektrického obvodu cyklistické helmy
31
FINÁLNÍ NÁVRH
3.6 /DESIGN/ Po vizuální stránce jsem měl za cíl pokud možno nejvíce odlišit od produktů běžně prodávaných na trhu. U městské se helmy se například očekává decetní varianta, se kterou bude moci uživatel sladit svůj cyklistický outfit. Prezentovaný model městské varianty je proto například nastříkán v jemné šedo-bílé kombinaci. U modulární konstrukce se ale očekává několik různě barevných variant podle vlastní volby zákazníka. Jak již bylo zmíněno v předchozích kapitolách, vizuální styl modulární helmy modulE vychází z funkčního principu horizontálních větracích lamel. Tento prvek podelného strukturování je taktéž poměrně neoukaný. Na horní univerzální díl je použitá vždy kombinace základní bílé barvy a odstínu doplňkové barvy, na modulární díly jsou použity různé varianty doplňkových barev. Stejná kombinace barev je použita i na retenčí pásek a dotahovací kolečko.
32
FINÁLNÍ NÁVRH
1- Barevné varianty městské helmy 33
34
04
/ZÁVĚR - TECHNICKÉ VÝKRESY, MODEL, SHRNUTÍ, ZDROJE/ 4.1/ TECHNICKÉ VÝKRESY 4.2/ MODEL 4.3/ SHRNUTÍ/REFLEXE 4.4/ ZDROJE
35
ZÁVĚR
197
163
156
4.1 /TECHNICKÉ VÝKRESY M1:2/
280
36
ZÁVĚR
10
4.1 /TECHNICKÉ VÝKRESY M1:1,5/
241
Ø3
3
Ø3
22
21
9
17
61
29
Ø23
21
37
ZÁVĚR 4.2 /VÝROBA MODELU/
38
ZÁVĚR 4.2 /MODEL/
39
ZÁVĚR
4.3 /SHRNUTÍ, REFLEXE/ Zamyšlení nad estetikou cyklistických helem: 1. V rámci mé bakalářské práci jsem narazil na problém, který byl pro mě hůře rozluštitelný. Při skicování jsem se rozhodoval, zda-li jednotlivé varianty cyklistických helem, které jsou svým cílovým použitím odlišné, esteticky odlišit podle svého zaměření či celou řadu vizuálně co nejvíce stmelit. Nakonec jsem se rozhodl pro určitý kompromis, všechny varianty mají stejný horní díl, což odkazuje na jednu designovou řadu a každá z variant se pak snaží vizuální jazyk citlivým způsobem rozšířit. O svém rozhodnutí nejsem ale 100 % přesvědčen, další fázi vývoje bych pro jednoznačné směřování vizuálního stylu začal dotazníkovým šetřením mezi cyklisty. Takový průzkum zaměřený na vizuální stránku v této fázi bohužel neproběhl. 2. Menší nevýhodou mého projektu, pakliže by projekt měl pokračovat i nadále je, že se mi nepodařilo najít spolupráci s výrobcem cyklistických helem, v první polovině roku 2016 se žádný výrobce cyklistických helem na území České republiky nevyskytuje. Snažil jsem zajistit alespoň spolupráci s firmou Vágus, která momentálně prodává lyžařské helmy, ty jsou svojí technologií velmi podobné, o spolupráci ale firma neměla zájem. Konstrukce, přesný tvar, ergonomie je tedy stavěna na znalostech z řešerše a poznatků převzatých z jiných cyklistických přileb, ale
40
podle již několika existujících příbuzných řešení, myslím, že má podobný koncept schopnost vstoupit do druhé fáze a přípravit hotový prototyp, schopný projít certifikací 3. V případě další fáze vývoje projektu bych rád finalizoval tvary zbylých dvou kusů helmy - varianty s celoobličejovým krytem a na silniční cyklistiku, v požadovaném čase se mi bohužel nepodařilo jejich funkčnost 100% vyladit. 4. Myslím si, že podobný koncept má dobrou šanci na úspěch, hlavně díky svému širokému rozsahu mezicyklistickou obec, vývoj by dával smysl a vytvořit tak ucelenou řádu výrobků. 5. Další fáze by taky nabízela prostor na řešení následujících problému spojených s přirozeným stárnutím cyklistických helem: UV záření, přirozené stárnutí materiálu a s tím spojená vyšší počáteční investice, která by po několika letech mohla přijít nazbyt. Na prozkoumání těchto problému se mi bohužel nepodařil najít prostor, ani v normě tato zmínka není, ale mezi cyklisty plati nepsané pravidlo, že by se helma měla měnit jednou za několik let z důvodu působení uv záření a postupné degradace materiálu. Koncept, který je založen na předpokladu, že počáteční investice modulární helmy by mohla být vyšší než u běžných helem a postupnému dokupování ostatních dílu, by tento produkt mohl být znevýhodněn.
Zamyšlení nad zpětnou hodnotou vypracování bakalářské práce na téma cyklistické helmy: Musím přiznat, že téma cyklistické helmy jsem si vybíral i z důvodu představy, že podobné zadání bude příjemné vizuální cvičení. V průbehu práce jsem byl ale překvapen technickou, konstrukční a vizuální komplexností poměrně jednoúčelové bezpečností pomůcky. Projekt mi pomohl uvědomit si, jak je proces uvádění nového výrobku na trh složitý, taková zkušenost je v následujích letech designérské praxe jako výstup ze školy nedocenitelná! Zpětný pohled od začátku..
ZÁVĚR
4.4 /ZDROJE/ http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14651858.CD001855/abstract http://i0.wp.com/gearist.com/wp-content/uploads/2014/08/pith-rider.jpg http://www.bhsi.org/images/hairnet.jpg http://i0.wp.com/gearist.com/wp-content/uploads/2014/08/helmet.jpg http://www.oregonphotos.com/Resources/MSR-Helmet-ED-T.jpg
Wood, Brandon. The Evolution Of Bicycle Helmets. In: Gearist.com [online]. Gearist.com, 2014. [text_2016_04_30]. Dostupně z: http://gearist.com/2014/08/29/evolution-bicycle-helmets/ Swart, Randy. The History of Bicycle Helmets. In: Helmets.org [online]. Helmets.org, 2015. [text_2016_04_30]. Dostupně z: http://www.bhsi.org/history.htm Čejková, Magdalena. Cyklistická helma František [online]. FA ČVUT, 2014. Dostupně z https://www.fa.cvut.cz/attachments/BAhbBlsHOgZmSSIdNTNhMDQ0Mjk1MDE2NTMwYTY2MGFmMzY0B joGRVQ/ch_frantisek.pdf?sha=4da72e18
http://www.bhsi.org/standard.htm https://www.kola-radotin.cz/nakupni-radce/jak-vybrat-cyklistickou-helmu http://www.smf.org/testing Norma en 1078 + http://www.mrtn.ch/pdf/en_1078.pdf www.krust.cz
41
