Design bezdotykové vodovodní baterie Magda Rozehnalová

Design bezdotykové vodovodní baterie Magda Rozehnalová

Abstrakt a klíčová slova Design bezdotykové vodovodní baterie

Abstrakt Tato bakalářská práce se zabývá řešením designu bezdotykové vodovodní baterie. Při práci jsem využila potenciálu optoelektronických snímačů a vytvořila baterii s bezdotykovým ovládáním teploty vody. Kombinováním moderních technologií a materiálů vznikla netradiční varianta automatické výtokové armatury. Výsledný produkt je vhodný jako elegantní a praktický doplněk pro moderní veřejná sociální zařízení. Klíčová slova Bezdotyková baterie, automatická výtoková armatura, bezkontaktní ovládání teploty vody, design

Abstract This bachelor’s thesis deals with designs of an automatic water tap. During the developement of my concept I availed a potential of optoelectronical sensors and created a tap with contactless water temperature control. An innovative variant of an automatic water tap was developed by a combination of modern technologies and materials. Final product was designed as an elegant and functional complement for modern public sanitary facilities. Key words Contactless water tap, automatic tap, contactless water temperature control, design.

Bibliografická citace ROZEHNALOVÁ, M. Design bezdotykové vodovodní baterie. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2008, 40 s. Vedoucí bakalářské práce: Akad. soch. Miroslav Zvonek, Ph.D.

5

Poděkování Design bezdotykové vodovodní baterie

Poděkování Tímto děkuji vedoucímu mé bakalářské práce Akad. soch. Miroslavu Zvonkovi, ArtD. a Ing. Daně Rubínové, Ph.D. za podnětné připomínky a nápady. Dále také děkuji své rodině a přátelům za podporu a pomoc při práci.

7

Prohlášení Design bezdotykové vodovodní baterie

Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma design bezdotykové baterie zpracovala samostatně, veškeré použité zdroje jsou uvedené v seznamu literatury.

……………………….. podpis autora

9

Obsah Design bezdotykové vodovodní baterie

OBSAH 1. Úvod

12

2. Historická analýza 2.1 První vodovodní systémy 2.2 Vývoj baterií ve 20. století 2.3 Materiály 2.4 Vývoj bezdotykových baterií

13 14 14 15 15

3. Technická analýza 3.1 Rozdělení bezdotykových baterií 3.2 Součásti bezdotykové baterie 3.3 Funkce bezdotykové baterie 3.4 Materiály a technologie

17 18 18 18 20

4. Designérská analýza 4.1 Vhodnost použití bezdotykové baterie 4.2 Ovládání bezdotykové baterie 4.3 Příklady bezdotykových baterií

21 22 22 22

5. Průvodní zpráva 5.1 Výchozí myšlenka 5.2 První návrhy 5.3 První varianta 5.4 Druhá varianta 5.5 Třetí varianta 5.6 Definitivní řešení 5.7 Technické řešení 5.8 Funkce systému 5.9 Ergonomie 5.10 Psychologická funkce 5.11 Estetická funkce 5.12 Ekonomická a sociální funkce

25 26 26 27 27 27 28 28 32 32 33 33 34

6. Závěr

35

Seznam použité literatury Seznam použitých obrázků Seznam příloh Přílohy

36 37 39 40

11

Úvod Design bezdotykové vodovodní baterie

1. ÚVOD Pro svou bakalářskou práci jsem si jako téma zvolila bezdotykovou vodovodní baterii. Běžné vodovodní baterie dnes chápeme jako samozřejmost a setkáváme se s nimi prakticky každý den. V kombinaci s optoelektronickými systémy se jejich použití neustále rozšiřuje. Běžné bezdotykové baterie však mají určitá omezení v ovládání teploty vody. Používají se buď systémy, kde uživatel nemá možnost přímo ovládat teplotu vody, nebo takové, u nichž se teplota vody reguluje manuálně páčkou. První případ nedává uživateli žádnou možnost volby, ve druhém zase nemůžeme mluvit o plně bezdotykově ovládané baterii. Tyto myšlenky mě dovedly k nápadu navrhnout automatickou baterii, která by umožňovala bezkontaktní regulaci teploty vody. Cílem mé bakalářské práce tedy bylo uplatnit bezdotykové systémy na vzhledné a praktické baterii, která by vyhovovala ergonomickým, technickým, funkčním a estetickým požadavkům.

12

Historická analýza Design bezdotykové vodovodní baterie


2. HISTORICKÁ ANALÝZA

2.1 První vodovodní systémy K postupnému vývoji koupelnového vybavení a vodovodních armatur přispěla především potřeba snadné dostupnosti vody a také hygienické nároky. „Nejstarším přivaděčem vody na světě je samospádový vodovod v Asýrii, postavený asi 2000 let př. n. l. Vrcholu dosáhlo starověké vodárenství v době Římské říše.“ [1] Jejich nadčasové technologie pro přívod i odvod vody však byly po pádu Římské říše v podstatě zapomenuty. „V období středověku se jen minimálně používaly systémy pro přívod vody a otázka odvodu odpadních vod se neřešila prakticky vůbec, což přispělo k šíření epidemií.“ [1] Značný obrat nastal až později v období renesance, kdy se k antickým ideálům vracelo také v oblasti hygieny. S budováním vodovodních sítí souviselo rozšíření koupelnových zařízení.

Obr. 1 Příklady kohoutkových baterií z let 1900-1920. [8]

2.2 Vývoj baterií ve 20. století „Prakticky až do 20. let 20. století byla koupelna velkým luxusem, který si mohly dovolit jen bohatší vrstvy.“ [2] Kohoutkové vodovodní systémy měly svůj původ již ve starověku a postupně se vyvinuly v baterie s jedním nebo i více kohoutky. Počátkem 20. století se používaly kulové nebo pákové kohoutky. Zásadním pokrokem ve vývoji vodovodních armatur byl vznik pákové baterie v roce 1937. Tento jednoduchý a dnes hojně používaný systém vynalezl Al Moen. Díky 2. světové válce se však tyto baterie do výroby dostaly až o 10 let později. Dále Al Moen vynalezl vyměnitelnou kartuš, přepínač na sprchu, perlátor, omezovač průtoku, tlakový ventil pro přepínání sprchy a otočnou výtokovou hlavici. [3] Jedním z nejvýznamnějších designérů v této oblasti byl italský architekt Gio Ponti. Působil v několika italských firmách od 20. let prakticky až do své smrti v roce 1979.

14

Obr. 2 Francouzská sprcha se směšovacím ventilem (1915). [9]

Obr. 3 Kohoutková baterie (Hansa, 1950). [10]


Proslavil se především jako nábytkový a interiérový designér. V 50. letech navrhoval koupelny pro firmu Ideal Standard. [4] I v následujících letech se v oboru sanitární techniky objevovaly různé inovace. „V sedmdesátých letech si nechal patentovat Wolvering Brass tenké keramické destičky pro kontrolu průtoku vody, které se používají dodnes.“ [5] Design baterií ve druhé polovině 20. století dodržoval módní trendy dané doby. Později v 90. letech se začali objevovat výrobci retro stylu a replik vodovodních armatur z první poloviny 20. století.

Obr. 4 Páková baterie (Hansa, 1962). [11]

2.3 Materiály Pro výrobu baterií se prakticky odedávna používaly mosazi. Objevovaly se také litinové armatury. Chromování povrchu bylo na západě poměrně běžné již před 2. světovou válkou. Ve Střední Evropě se po válce nejčastěji vyskytovaly baterie s bakelitovými doplňky.

Obr. 5 Bezdotyková baterie (Hansa, 1976). [12]

2.4 Vývoj bezdotykových baterií Vznik bezdotykové baterie úzce souvisí s vývojem automatických pisoárových splachovačů, které se začaly používat v 60. letech. Nesporné výhody těchto splachovačů, jako je hygienická nezávadnost a úspora vody, se postupně uplatňovaly i na další sanitární techniku, hlavně umyvadlové baterie a sprchy. Bezdotykové sanitární systémy se hojně využívají především v závodních jídelnách nebo jiných stravovacích zařízeních. V dnešní době rozšíření automatických armatur nahrávají zákony a vyhlášky, které veřejným stravovacím zařízením nařizují používání bezdotykových systémů, především z hygienických důvodů.

Obr. 6 Bezdotykový model Hansacobra (1997). [13]

Obr. 7 Moderní baterie Hansacanyon. [14]

15

Technická analýza Design bezdotykové vodovodní baterie


3. TECHNICKÁ ANALÝZA

3.1 Rozdělení bezdotykových baterií Bezdotykové baterie můžeme obecně rozdělit: - podle ovládání na: automatické (optoelektronické snímače) mechanické (nášlapné systémy) - podle možnosti regulace teploty: bez regulace regulace rohovými ventily na přívodu vody do baterie nastavením teploty v baterii (dále neměnná) přednastavenou teplotu vody lze měnit ovládacím prvkem na baterii [6] 3.2 Součásti bezdotykové baterie Popis k Obr. 8: 1 – Optoelektronický snímač 2 – Tělo baterie 3 – Elektromagnetický ventil 4 – Výstup vody do těla baterie 5 – Těleso směšovače 6 – Regulátor teploty vody 7 – Podložka 8 – Kotvící šroub 9 – Distanční trubička 10 – Matice pro kotvení 11 – Hadice pro přívod teplé a studené vody 12 – Matice se zpětnou klapkou 13 – Vstupní filtr

Obr. 8 Součásti automatické bezdotykové baterie s regulací teploty vody. [15]

18


3.3 Funkce bezdotykové baterie Kotvení armatury Kotvení armatury na umyvadle se provádí pomocí dlouhých šroubů, tvarových a pryžových podložek, distančních trubiček a matic. Funkce bezdotykové baterie s regulací teploty vody Do baterie je přiváděna zvlášť studená a zvlášť teplá voda přes vstupní filtr (13) a zpětnou klapku (12). Před vstupem do směšovače (5) voda prochází skrz regulátor teploty vody (6). Regulátor představuje hřídel se dvěma navzájem kolmými otvory (jeden pro teplou a jeden pro studenou vodu). Postavením otvorů v hřídeli regulátoru oproti otvorům v tělese směšovače se nastavuje poměr směšování přiváděné studené a teplé vody. Regulátor teploty vody nahrazuje funkci keramické kartuše u běžné pákové baterie. Po průchodu směšovačem voda protéká elektromagnetickým ventilem (3) a dále tělesem baterie přes perlátor ven. Spouštění vody zajišťuje optoelektronický difúzní snímač (1), který má vysílač i přijímač umístěný v jednom pouzdře. LED dioda vysílače produkuje infračervené světlo, které dopadne na předmět vložený do zóny snímání. Světlo odražené od tohoto předmětu je snímáno přijímačem a dále převedeno na vstupní signál. Tento signál potom ovládá spouštění vody elektromagnetickým ventilem (3). Optoelektronický snímač (Obr. 9) Nastavení U optoelektronických snímačů používaných u vodovodních baterií se standardně nastavuje dosah zóny snímání, doba tečení po vyjmutí předmětu ze zóny snímání a doba tečení při trvalém odrazu. Zóna snímání musí končit před okrajem umyvadla, aby snímač neregistroval procházející osoby ani samotný okraj umyvadla. Napájení Snímač musí být napájen ze zdroje bezpečného napětí (do 12V) pomocí baterie nebo přes transformátor s odděleným primárním a sekundárním vinutím (ke snímači se nesmí dostat vysoké napětí). Jako alternativní zdroj energie se výjimečně používá také solární panel.

Obr. 9 Optoelektronický snímač.

19


3.4 Materiály a technologie Tělo baterie a její hlavní součásti se obvykle vyrábějí odléváním mosazí. Zinek a měď jsou pro tyto účely vhodné především díky svým korozivzdorným vlastnostem. Z technologických důvodů se často přidávají příměsi, jako například bismut. [5] Výjimečně se armatury vyrábějí kováním. Při výrobě tak vzniká méně odpadů a konečné opracování je jednodušší. Ostatní součásti baterií (páky, kohoutky) se z ekonomických důvodů běžně vyrábějí plastové. Při dalším postupu se povrch těla baterie a doplňků galvanicky pokovuje obvykle vrstvou niklu a chromu. Stále častěji se vyskytují také celonerezové baterie.

Obr. 10 Pákové baterie s povrchem z matného chromu. [16]

Povrchové úpravy Lesklý nebo matný chrom Lesklý chrom je nejběžnější povrchovou úpravou pro baterie. Chrom je korozivzdorný a snadno se udržuje v čistotě. Nerez Nerezové povrchy se uplatňují především v kuchyních a zdravotnických zařízeních, kde je potřeba vysoká sterilita. Různými způsoby zpracování lze docílit matné, lesklé nebo zabarvené nerezi. Tyto baterie mají vysokou životnost, mají však vyšší pořizovací cenu.

Obr. 11 Automatická nerezová baterie. [17]

Plast Především z estetických důvodů se některé části baterií vyrábí z barvených plastů. Další materiály Mezi méně používané materiály pro úpravu povrchů patří také: - platina - mosaz - zlato - titan - nikl (spolu s matným chromem tvoří tzv. satinox) - dřevo, imitace dřeva - sklo

20

Obr. 12 Páková baterie s plastovými doplňky. [18]

Designérská analýza Design bezdotykové vodovodní baterie


4. DESIGNÉRSKÁ ANALÝZA 4.1 Vhodnost použití bezdotykové baterie Bezdotykové baterie jsou z praktických a hygienických důvodů vhodné především do provozů veřejných stravovacích systémů a zdravotnických zařízení. Zde se uplatňují především vysoké baterie kvůli manipulačnímu prostoru. V této oblasti se klade důraz zvláště na jednoduchost, snadnou ovladatelnost a údržbu armatury. Stále více se bezdotykové systémy používají také na jiných veřejných místech (hotely, restaurace, zábavní a nákupní centra, administrativní budovy, apod.). V podobných prostorách se dnes využívá hlavně nadčasový design s použitím moderních technologií, materiálů a tvarů. Nespornou výhodou při použití automatické baterie je vždy úspora vodních zdrojů.

Obr. 13 Automatická výtoková armatura Sanela SLU 26. [19]

4.2 Ovládání bezdotykové baterie S příchodem nových technologií vždy přichází i pokrok ve vývoji různých předmětů. Ještě před pár lety u nás byly automatické baterie vzácnější. Bezkontaktní ovládání mohlo někomu působit obtíže. Po prvním použití si však lidé na jejich „červené oko“ zvykli. Technologie dnes zachází již dále, výjimkou již není ani použití více čidel na jedné baterii. Pro zvýraznění ovládacích prvků se také uplatňuje podsvícení LED diodami. 4.3 Příklady bezdotykových baterií Nejběžnější bezdotykové baterie jsou tvarově obvykle velmi jednoduché a díky určitým trendům také navzájem podobné. U těchto příkladů je podstatná hlavně jejich funkčnost. Obvyklé jsou spíše oblé tvary se zužujícím se profilem, což je logické přizpůsobení svému účelu. Oblíbená jsou také minimalistická řešení s čistě válcovými nebo hranolovitými těly v kombinaci s nerezem (Obr. 13).

22

Obr. 14 Automatická výtoková armatura Grohe Pulsomat Surf. [20]


I z jednoduchých tvarů a běžných materiálů však lze vyrobit zajímavou baterii – jako je například Grohe Pulsomat Surf (Obr. 14). Celkové řešení zde působí velmi příjemně, čidlo na baterii je umístěno poměrně netradičně. Jiný přístup přináší použití jiných materiálů a technologií, jako je tomu například u baterie Hansacanyon (Obr. 15). Nerezové tělo má striktní hranatý profil, horní otevřená část působí jako ústí pramene. Tlačítka na bocích slouží k regulaci teploty vody. Ústí baterie a tlačítka jsou podsvícená červeně nebo modře v závislosti na teplotě tekoucí vody. Tato vlastnost má informační i estetickou hodnotu. Za zcela bezdotykovou baterii můžeme označit model Miscea (Obr. 16). Jednoduché válcovité tělo je ukončené skleněnými prvky s LED diodovým podsvícením. Pod každým skleněným segmentem se skrývá čidlo. Každé z těchto čidel ovládá určitou funkci – spouštění vody, přidávání teploty, ubírání teploty, mýdlo a dezinfekce. Display na konci těla baterie ukazuje okamžitou teplotu vody. Tento model může být především inspiračním zdrojem pro aplikaci moderních technologií. Z hlediska funkčnosti se jedná o praktickou baterii, avšak její estetická hodnota je snížena příliš zvláštním vzhledem.

Obr. 15 Elektronicky ovládaná baterie Hansacanyon. [21]

Obr. 16 Bezdotyková baterie Miscea. [22]

23

Průvodní zpráva Design bezdotykové vodovodní baterie


5. PRŮVODNÍ ZPRÁVA 5.1 Výchozí myšlenka Při řešení designu bezdotykové baterie mě ovlivňovala především myšlenka vytvořit skutečně plně bezdotykově ovládanou baterii. Tedy takovou, která by měla na rozdíl od běžných automatických baterií také bezdotykové ovládání teploty vody. Dále jsem se nechala inspirovat využitím moderních technologií a materiálů. Kombinací těchto prvků vznikla netradičně řešená automatická výtoková armatura vhodná především do veřejných sociálních zařízení, jako jsou hotely, restaurace, kulturní centra, či jiné reprezentativní prostory. Podle původní myšlenky bude navržená baterie fungovat tak, že bude mít jeden centrální snímač pro spouštění vody a po stranách těla baterie další dva. Jeden je určený pro přidávání teplé vody a další pro přidávání studené vody (Obr. 17).

Obr. 17 Výchozí koncepce.

5.2 První návrhy Nejprve jsem řešila, jak nejlépe umístit snímače na baterii. Při objasnění technických parametrů automatických baterií jsem došla k závěru, že nejjednodušší je umístění všech čidel ve spodní (přirozeně nejširší) části těla baterie. Z těchto faktů také vycházely mé první skici. Společně se skicami jsem řešila také podobu informačních prvků, které by úzce souvisely s umístěním snímačů. Z toho vyplynulo několik variant. Na počátku jsem uvažovala, že kryty čidel budou zvenčí viditelné tak, jak je tomu u ostatních automatických baterií. Až po zvážení různých možností jsem se rozhodla pro zabudování čidel pod skleněné prvky s LED diodovým podsvícením, což by mělo mít jak estetickou, tak informační hodnotu. Obr. 18 První varianta.

26


5.3 První varianta (Obr. 18) Hlavní čidlo pro spouštění vody jsem nechala na logickém místě v přední části baterie, pro další dvě jsem se snažila vytvořit vhodný prostor po stranách. Vycházela jsem nejprve z různých geometrických tvarů, především válcových těles. Ostré přechody mezi jednotlivými částmi zde však působily rušivým dojmem. Snažila jsem se tedy prostory pro vedlejší čidla maximálně zjemnit a celkovou představu jsem aplikovala na mohutnější oblé těleso. 5.4 Druhá varianta (Obr. 19) Po důkladném prozkoumání možností, jsem zjistila, že tvarové výčnělky po stranách lze zásadně eliminovat nebo úplně zrušit, protože by naopak mohly působit potíže při zavádění snímačů. Pro tuto možnost jsem zvolila celkově útlejší tělo baterie s průřezem tvaru sférického trojúhelníku. Boční snímače jsem mírně zdůraznila malými kroužky, které by mohly být barevně odlišeny od zbytku baterie.

Obr. 19 Druhá varianta.

5.5 Třetí varianta (Obr. 20) Při řešení informačních prvků jsem postupně začala zvažovat, zda nevyužít méně tradičních materiálů a technologií. Nejprve mě napadla varianta s digitálním displayem, který by znázorňoval teplotu vody. Bohužel by však obtížněji informoval o tom kde a jak se teplota reguluje. Kromě toho je přesná informace o teplotě vody pro běžného návštěvníka restaurace poměrně nepodstatná. Myslím, že obvykle člověk reguluje teplotu vody až poté, co zjistí, že mu daná teplota nevyhovuje a nastaví si ji podle vlastního pocitu, nikoliv podle číselného údaje. Dalším problémem by zřejmě bylo také umístění displaye. Ve spodní části baterie, by nebyl dostatečně na očích. Nicméně i tuto variantu jsem se snažila zpracovat. Povrch baterie jsem v tomto případě nechala zcela hladký bez výraznějších tvarových prvků. Hlavní čidlo by bylo umístěno ve společném pouzdře s displayem.

Obr. 20 Třetí varianta.

27


5.6 Definitivní řešení (Obr. 21) Myslím, že přidávání a ubírání teploty lze dostatečně srozumitelně naznačit i symbolicky, například intenzitou světla. Zde se nabízí použití LED diod, které jsou malé, výkonné, energeticky nenáročné a mají vysokou životnost. Skla umístěná před diodami pak mohou světlo příjemně rozptýlit. Tuto koncepci jsem zvolila jako nejvhodnější a snažila jsem se ji dále vyvíjet. Základní tvar těla baterie neměl být příliš odlišný od předchozích návrhů. Zásadní změna proběhla právě v aplikaci skla a LED diod. Tvar těla baterie jsem od počátku přizpůsobovala především technickým možnostem. Spodní část musí být dostatečně mohutná kvůli umístění optoelektronické jednotky a elektromagnetického ventilu. Souběžně jsem řešila také podobu a umístění skel v těle baterie, což samozřejmě úzce souviselo i s polohou čidel. Postupně jsem zavrhla několik variant, které by byly příliš náročné na výrobu nebo údržbu.

Obr. 21 Definitivní řešení.

5.7 Technické řešení Celkový design baterie se v tomto případě podstatně odvíjí od technických parametrů. Již na počátku jsem musela uvažovat, jaké součástky se musí vmístit do těla baterie a co mohu případně vyřešit jinak. Ve spodní části těla baterie je dutina určená pro uložení optoelektronických snímačů a elektromagnetického ventilu. Co se týká regulátoru teploty vody a samotného směšovače, mohla jsem si v tomto případě dovolit umístit obě tyto jednotky mimo baterii, tedy nejlépe do prostoru pod umyvadlem. Popis k Obr. 22 1 – Optoelektronický blok 2 – Elektromagnetický ventil 3 – Výstup vody do těla baterie 4 – Destička pro kotvení baterie 5 – Otvor pro provlečení kabelů

Obr. 22 Vnitřní uspořádání.

Všechny důležité součásti zajišťující funkci baterie jsem rozdělila do těchto částí:

28


A. Optoelektronický blok s LED diodami B. Elektromagnetický ventil C. Směšovač s regulátorem teploty vody a servopohonem. D. Kotvení baterie a přívod vody E. Perlátor A. Optoelektronický blok Nedílnou součástí optoelektronického bloku je LED dioda. „LED dioda je elektronická polovodičová součástka obsahující P-N přechod (propouští elektrický proud pouze jedním směrem). Je-li P-N přechod zapojen v obvodu v propustném směru dioda emituje nekoherentní světlo. Pásmo spektra záření diody je závislé na chemickém složení použitého polovodiče.“ [7] LED diody mohou vyzařovat světla v pásmu od infračerveného po ultrafialové. Jejich pouzdra mohou mít různý tvar i velikost, nejběžnější jsou cylindrické diody o průměru 3 mm nebo 5 mm. V jediném optoelektronickém bloku jsou umístěny tři snímače a navíc sada červených a modrých LED diod pro podsvícení. Samotné snímače také obsahují LED diody, ty však produkují neviditelné infračervené světlo, sloužící pouze k zaznamenávání objektů v zóně snímání. Snímače komunikují jednak s elektromagnetickým ventilem, který zajišťuje spouštění vody a dále také s regulátorem teploty vody. V optoelektronickém bloku musí být LED diody produkující viditelné světlo umístěné tak, aby nebránily správné funkci snímačů. Tomu nejlépe zabrání uložení snímače ve zvláštním pouzdře, které zajistí odstínění okolního světla. Navíc nesmí docházet k odrazu světla od skleněných destiček do přijímače snímače. Tento fakt klade poměrně velké nároky na výrobu sklíček, která musejí propouštět infračervené záření. Před uvedením baterie do provozu se provede přednastavení některých funkcí pomocí dálkového ovládání. Nastavuje se především dosah snímačů, základní teplota vody při spuštění, doba tečení při trvalém odrazu, doba tečení po vyjmutí předmětu ze zóny snímání a automatické proplachování. Optoelektronika je uzavřena ve vodotěsném plastovém krytu. Při montáži se vloží do těla baterie jako první součástka a částečně se zajistí vzepřením, díky pružnému pouzdru, v němž je uložena. Plně zajištěna bude až po vložení elektromagnetického ventilu a krytu pro kotvení.

Obr. 23 Vnitřní uspořádání B. Elektromagnetický ventil

29


Elektromagnetický ventil přijímá informace z hlavního snímače a spouští nebo uzavírá průtok vody. Je uložen v dutině za optoelektronickou jednotkou. C. Směšovač s regulátorem teploty vody a servopohonem Tyto součásti již jsou umístěné mimo baterii pod umyvadlem. Směšovač s regulátorem teploty jsou obvykle uložené v těle baterie (viz Obr. 8). Zde to ovšem není nutné, protože regulace teploty se nebude provádět pomocí páčky přímo na těle baterie. Princip je prakticky stejný, pohon pro otáčení regulátoru zde však zajišťuje elektronický servomotor, který umí nastavit přesnou polohu natočení osy. D. Kotvení baterie a přívod vody Baterie se ukotví tradičně za pomoci dvou dlouhých šroubů, podložek a matic. Voda se přivádí hadicemi skrz vstupní filtry a zpětné klapky. Popis k Obr. 24: 1 – Díry pro kotvící šrouby 2 – Otvor pro provlečení kabelů 3 – Vstup vody z regulátoru do baterie E. Perlátor Perlátor provzdušňuje vodu a tím zajišťuje rovnoměrné smáčení omývaných předmětů. Tato funkce přispívá k úspoře vody. V této baterii je použitý běžný typový perlátor, který lze v případě potřeby vyměnit.

Obr. 24 Kotvení baterie a přívod vody.

Použité materiály Pro výrobu těla baterie jsem se rozhodla použít nejosvědčenější materiál v tomto oboru a to je mosaz. Co se týká povrchových úprav, mohlo by se při výrobě uplatnit i více variant. Jako základní povrchovou úpravu jsem zvolila lesklý chrom. K oživení celkového vzhledu přispějí skleněné kryty optoelektronické jednotky. Výroba a montáž Mosazný základ baterie se vyrobí odléváním a poté se provede pochromování. Před montáží vnitřních součástí se vlepí skleněné destičky ve spodní části baterie. Při montáži se nejprve zavede optoelektronický blok, který se zajistí umístěním elektromagnetického ventilu s trubičkou pro přívod vody. Elektromagnetický ventil je uložený na silnější kovové destičce, v níž jsou zespodu otvory pro kotvící šrouby, vstupní otvor pro vodu a navíc díra pro provlečení kabelů (napájení a pro přenos informací do regulátoru teploty). Tato součástka prakticky uzavře dutinu ve spodní části baterie. Baterie s těmito součástmi se dále upevní k umyvadlu kotvícími šrouby a maticemi. Poté se připojí regulátor teploty vody se servopohonem. Tuto jednotku je potřeba připevnit ke vstupu vody do baterie a připojit kabelem k optoelektronickému bloku a napájení. Do regulátoru vstupují dvě hadice pro přívod vody se zpětnými klapkami a vstupními filtry.

30


Obr. 25 Rozměry, měřítko 1:2 Rozměry Celkové rozměry jsem volila s ohledem na předpokládané využití baterie. Pro dané účely postačuje nižší těleso. Velikost skleněných destiček je přiměřená k celkové velikosti baterie. Umístění perlátoru zajišťuje dostatečný manipulační prostor.

5.8 Funkce systému

31


Funkce celého sytému je následující: Při vložení rukou do zóny snímání hlavního snímače spustí elektromagnetický ventil vodu. V tuto chvíli vytéká z baterie voda o předem nastavené teplotě (například 28 °C). Vložením rukou do zóny snímání levého nebo pravého snímače se aktivuje servopohon, který otočí regulátorem teploty vody do příslušné polohy a přidá tak teplou nebo studenou vodu. Přiváděná voda se mísí ve směšovači a proteče skrz elektromagnetický ventil dále do těla baterie. Teplota vody se zvyšuje nebo snižuje podle délky setrvání rukou v zóně snímání daného snímače. Při uvedení baterie do provozu dojde také k rozsvícení LED diod (Obr. 26). Ve chvíli, kdy se otevře elektromagnetický ventil, pod bočními sklíčky se slabě rozsvítí červené a modré LED diody, které upozorní na možnost regulace teploty. Při regulování teploty vody se postupně zintenzivní červené nebo modré světlo, podle toho, jak regulujeme teplotu. Druhá barva zhasne (Obr. 27). Po vyjmutí rukou ze zóny snímání hlavního snímače uzavře (podle nastavení i s určitou prodlevou) elektromagnetický ventil průtok vody. Servopohon navrátí regulátor teploty do přednastavené polohy a světlo zhasne. Vedlejší snímače jsou po dobu uzavření ventilu nefunkční. Aby nedocházelo k omylům, je optoelektronická jednotka nastavena tak, že při současném vložení předmětů do zóny snímání všech tří snímačů se zastaví regulování teploty vody.

Obr. 26 Rozsvícení diod při spuštění vody.

Obr. 27 Intenzivně svítící červená barva značí přidávání teploty.

5.9 Ergonomie Pohodlnost ovládání bezdotykové baterie spočívá především ve správném nastavení snímačů. Nejdůležitějším parametrem je dosah snímačů, který musí být kratší, než je vzdálenost k okraji umyvadla. Mnou navržená baterie má tři snímací zóny. Poloha snímačů zde má velký vliv na směr zón. Z principu je zřejmé, že zóny se navzájem nesmí překrývat. Tento problém je ošetřen jednak tvarem těla baterie a také dosahem zón. Hlavní snímací zóna je nejdůležitější a tedy i největší. Vedlejší zóny se nastavují na kratší vzdálenosti, ale tak, aby byly v pohodlném dosahu pro uživatele.

32


Správnost ergonomie spočívá také v jednoduchosti a srozumitelnosti informačního systému. Světla z LED diod jsou pro tento účel dostatečně výrazná. Původně jsem zvažovala také použití třetího světla pro hlavní snímací zónu, ale tuto variantu jsem nakonec zavrhla právě z důvodu srozumitelnosti. 5.10 Psychologická funkce Ergonomie úzce souvisí také s psychologickou funkcí, protože správné rozmístění a dosah snímacích zón ovlivní spokojenost uživatele. V tomto případě má tedy na člověka vliv hlavně ovládání a estetické působení. Nespornou výhodou při používání bezdo- Obr. 28 Spouštění vody. tykových baterii je naprostá hygienická nezávadnost a snadná údržba povrchu. 5.11 Estetická funkce Celkový tvar těla baterie jsem musela od počátku přizpůsobovat jednak funkci a dále také technickým možnostem. Zároveň jsem chtěla, aby výsledný produkt působil i jako estetický doplněk, což vyplynulo z účelu, pro který je tato baterie určená. Základní tvary jsem zvolila více organické kvůli souvislosti s vodou. Hmotu jsem soustředila do podstavné části tak, jak je to přirozené a v tomto případě i nutné kvůli rozmístění součástek. Tato koncepce také napomáhá zdůraznit polohu snímačů. Použití LED diod pro osvětlení ovládacích prvků zde má nejen informační, ale také estetickou funkci. Barevné řešení se Obr. 29 Snižování teploty vody. v tomto případě muselo držet určitých zásad, takže aplikace červených a modrých LED diod byla podmínkou. Pro povrch těla baterie jsem jako základní materiál zvolila lesklý chrom, který se hodí k různým prostředím. Sklíčka jsem nechala čirá, ale díky tomu, že optoelektronický blok má černou barvu, jeví se jako zatmavená.

33


5.12 Ekonomická a sociální funkce Můj návrh bezdotykové vodovodní baterie respektuje požadavky pro instalaci ve veřejných sociálních zařízeních – v hotelech, restauracích a reprezentativních prostorách. Nepředpokládá se jeho časté použití v provozech stravovacích zařízení nebo ve zdravotnictví. Většímu rozšíření v domácnostech by mohla bránit vyšší cena a také fakt, že v domácnostech se bezdotyková zařízení příliš neuplatňují. Na ceně výrobku se promítne především složitost konstrukce, použité technologie a materiály a předpokládaná malosériová výroba. Při prodeji zákazníkovi by se tedy cena pohybovala okolo 20 000 Kč. Zásadní ekonomickou výhodou bezdotykových baterií je úspora vody, což je především ve veřejných zařízeních na místě.

34

Závěr Design bezdotykové vodovodní baterie

6. ZÁVĚR Ve své bakalářské práci jsem vytvořila moderní bezdotykovou vodovodní baterii vhodnou zejména do sanitárních zařízení veřejných prostor. Řešila jsem především problematiku bezkontaktního ovládání teploty vody a myslím, že se mi podařilo tuto otázku splnit. Samozřejmě jsem musela brát ohled na další funkce, především designérskou, technickou, estetickou a ergonomickou. Věřím, že se mi tyto funkce podařilo co nejlépe vystihnout. Snažila jsem se zde uplatnit co nejvíce získaných poznatků o vodovodních systémech. Jsem si vědoma, že výroba takového produktu by byla poměrně technicky a finančně náročná. Před plánováním výroby je nutná spolupráce s odborníky v oblasti optiky a dále s technology a konstruktéry. Velmi důležité je také ozkoušení takového systému v praxi, kde se mnohem snáze mohou odhalit případné nedostatky, bránící bezproblémové funkci.

35

Použitá literatura Design bezdotykové vodovodní baterie

Seznam použité literatury [1]

Čistá voda – zdravý život URL: [citováno 2008-02-16]

[2]

TAMBINI, Michael. Design - Klassiker des 20. Jahrhunderts. Přepracované vydání. Starnberg: Dorling Kindersley Verlag GmbH, 2000. ISBN 3-8310-9044-0. s. 168 - 175.

[3]

About Moen URL: [citováno 2008-02-16]

[4]

Gio Ponti URL: [citováno 2008-02-17]

[5]

Faucet – The manufacturing process URL:< http://www.madehow.com/Volume-6/Faucet.html> [citováno 2 008-02-27]

[6]

Baterie URL: [citováno 2008-02-25]

[7]

LED URL:< http://cs.wikipedia.org/wiki/LED_dioda> [citováno 2008-04-08]

36

Použité obrázky Design bezdotykové vodovodní baterie

Seznam použitých obrázků [8] Příklady kohoutkových baterií z let 1900-1920. URL: [citováno 2008-02-16] [9] Francouzská sprcha se směšovacím ventilem (1915). URL: [citováno 2008-02-16] [10] Kohoutková baterie (Hansa, 1950). URL: [citováno 2008-02-17] [11] Páková baterie (Hansa, 1962). URL: [citováno 2008-02-17] [12] Bezdotyková baterie (Hansa, 1976). URL: [citováno 2008-02-17] [13] Bezdotykový model Hansacobra (1997). URL: [citováno 2008-02-17] [14] Moderní baterie Hansacanyon. URL: [citováno 2008-02-17] [15] Součásti automatické bezdotykové baterie s regulací teploty vody. Uživateľský manuál – automatická výtoková armatúra. Košice: Senzor s.r.o. [16] Pákové baterie s povrchem z matného chromu. URL: [citováno 2008-02-27] [17] Automatická nerezová baterie. URL: [citováno 2008-02-27] [18] Páková baterie s plastovými doplňky. URL: [citováno 2008-02-27] [19] Automatický výtoková armatura Sanela SLU 26. URL: [citováno 2008-03-12]

37

Použité obrázky Design bezdotykové vodovodní baterie

[20]

Automatická výtoková armatura Grohe Pulsomat Surf. URL:< http://www.lafon.com.tw/grohe02.htm> [citováno 2008-03-12]

[21]

Elektronicky ovládaná baterie Hansacanyon. URL: [citováno 2008-03-12]

[22]

Bezdotyková baterie Miscea. URL: [citováno 2008-03-12]

Neuvedené obrázky jsou dílem autora.

38

Seznam příloh Design bezdotykové vodovodní baterie

Seznam příloh Sumarizační plakát Model v měřítku 1:1 CD s kompletní bakalářskou prací

.

39

Přílohy Design bezdotykové vodovodní baterie

Sumarizační plakát

40

Design bezdotykové vodovodní baterie Magda Rozehnalová

Recommend Documents