ABSTRAKT A KLÍČOVÁ SLOVA

ABSTRAKT A KLÍČOVÁ SLOVA

Abstrakt Tato práce je zaměřena na design umyvadlové vodovodní baterie. Snaží se přinést řešení invenční a nevšední řešení, avšak splňující základní technické a technologické požadavky. Mezi nejcharakterističtější prvky designu baterie patří umístění páky v přední části a pákový mechanismus, který funkčně více připomíná pípu než klasickou jednopákovou baterii.

Klíčová slova Umyvadlová jednopáková baterie, vodovodní baterie, armatury, netradiční design

Abstract This work is focused on the design of the single-lever washbasin mixer. Its aim is to bring up innovative and unconventional solution matching fundamental technical and technological requirements. Amongst the most characteristic features belongs: the position of the lever in the front part of the body, and the lever mechanism itself which functionally reminds sooner of the tap (e. g. beer tap ) than of a conventional sigle-lever mixer.

Keywords Bathroom mixer tap, single-lever washbasin tap, washbasin faucet, fittings, unconventional design

Bibliografická citace NEČAS, M. Design koupelnové baterie. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2006. 32 s. Vedoucí bakalářské práce akad. soch. Miroslav Zvonek, Ph.D.

MARTIN NEČAS: DESIGN KOUPELNOVÉ BATERIE

7

8

PROHLÁŠENÍ O PŮVODNOSTI

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Design koupelnové baterie, zpracoval samostatně, pouze s využitím pramenů uvedených v seznamu použité literatury.

VE ZKRATCE

Martin Nečas


9

10

OBSAH

Abstrakt a klíčová slova Prohlášení o původnosti Obsah

7 9 11

Úvod

12

01: Historická analýza 1.1 Starověk 1.2 Středověk a novověk - do poč. 20. stol 1.3 Moderní historie

13 14 14

02: Technická analýza 2.1 Rozdělení koupelnových baterií 2.2 Konstrukce baterie 2.3 Materiály

15 15 16

03: Designérská analýza 3.1 Srozumitelnost designu baterií 3.2 Bezpečnostní hledisko 3.3 Požadavek životnosti 3.4 Nevšední designérská řešení

18 18 18 19

04: Průvodní zpráva 4.1 Koncepce návrhu 4.2 Vymezení designérských požadavků 4.3 Vývoj návrhu 4.4 Design finálního řešení 4.5 Technické řešení 4.6 Ergonomické řešení

20 20 21 23 25 27

05: Závěr

28

Seznam literatury Seznam obrázků Seznam příloh Zmenšený sumarizační poster

29 30 31 32


11

ÚVOD

Umyvadlová baterie tvoří koncový prvek na cestě vody mezi pramenem třeba až někde v horách a člověkem, pro kterého je voda po vzduchu nejdůležitější životní esencí. Toto téma jsem si zvolil mimo jiné proto, že je mi blízká povaha tohoto objektu - ve velmi zajímavém poměru v sobě integruje technickou, estetickou a ergonomickou stránku designu, tak, že žádná z nich nepřevládá a žádnou nelze podcenit. Mým cílem je vytvořit životaschopný návrh umyvadlové baterie, který by splňoval tyto předpoklady: inovace funkčních prvků, ergonomie na vysoké úrovni, srozumitelnost ovládání, praktičnost, efektivita, nadčasovost designu, - vyrobitelnost konvenčními technologiemi.

12

01: HISTORICKÁ ANALÝZA 1.1 Starověk Vodovodní systémy a s nimi spojené předchůdci vodovodních baterií jsou známy od starověku. Kolem roku 1800 př.n.l. byla v VE Babylónii kodifikována soustava vodních zdrojů, včetně mnoha ZKRATCE přívodních řadů. Zdejší vodovodní systém zahrnoval závlahové nádrže, stoky a vodojemy, ovšem známé jsou již také soukromé koupelny. Minojský palác Knossos na Krétě byl již kolem roku 1700 před. n. l. vybaven keramickými (terra cotta) potrubími (obr. 1-1), které přiváděly samospádem vodu do kašen a vodovodních kohoutů z mramoru, zlata a stříbra. Vodovodní trubky byly na koncích kónicky zúženy, aby do sebe těsně zapadaly, a zatěsněny omotaným provazem. Je známo, že staří Řekové znali již i sprchování, používali speciální umyvadla na mytí vlasů či chodidel a vůbec na tom byli s kulturou těla na vysoké úrovni. Teplou vodu však považovali za zbytečné plýtvání a například Platón by povoloval teplé sprchování pouze nemocným a starým. V době vrcholu řecké civilizace (4. – 3. století př. n. l.) se však již setkáváme s teplými koupelemi, vanami i bazénky ve většině domů. Římané - jakožto dědicové tradic starých Řeků - převzali i jejich civilizační úroveň a dále ji rozvíjeli. V době římské republiky (2. století př. n. let. - 0) již bylo zvykem mít v obydlí jednu specializovanou místnost na hygienu a ohřev vody. Slavné římské veřejné lázně (obr. 1-2) bývaly taktéž vybaveny kohoutky ze stříbra s dalším příslušenstvím z mramoru a zlata.

1:1 Terra cottová vana z Knossosu (1700 p. n. l.)

1:2 Římské lázně ve městě Bath (V. Británie)

1.2 Středověk a novověk - do poč. 20. stol V Evropě v dobách středověku obecně upadla úroveň hygieny. Pro osobní hygienu nebyl vyčleněn samostatný prostor. V renesanci se lidé myli v ložnici u jakési mycí skříňky – lavabo (obr. 1-3), což byl kus nábytku s poličkami a deskou, na níž stálo cínové nebo keramické umyvadlo. Nad ním nádoba na vodu s výpustním kohoutem, pod ním v uzavřené skříňce vědro na špínu. Zlom nastal až v polovině 18. století, tehdy se pozvolna lidé začali o svou hygienu více starat. V domácnostech se začínají objevovat dřevěné kádě, štoudve, necky, které sloužily k očistě těla všech členů rodiny. Časem se objevují plechové vany, které vyráběli klempíři z několika plechových dílů, měděné vany (ty byly samozřejmě drahé a používali je lidé z bohatších vrstev). Voda se do kádí nalévala vědry, takže zde nic jako kohoutky nebo baterie neexistovaly. Kádě pouze mívaly výpustní dřevěné kohouty.


1:3 Lavabo, zámek Lednice (renesance)

1:4 Replika dřezové baterie (Fancie, 19. stol.)

13

HISTORICKÁ ANALÝZA 1.3 Moderní historie Po mnoho let se uplatňovaly baterie s dvěma kohouty: jeden pro studenou a druhý pro teplou vodu. To se nezměnilo až do roku 1937, Američan Alfred Moen vynalezl jednopákovou baterii. Do výroby se mu s ní ale podařilo prorazit až o 10 let později (1947). Předtím v roce 1945 navrhl Landis Perry první kulový uzávěr pro baterie, jehož cílem bylo zajistit dostatečným směsný průtok a jeho plynulou kontrolu, přičemž mechanismus byl poměrně jednoduchý, účinný a dobře těsnící. Perry svůj vynález patentoval roku 1952. O 20 let později byly představeny baterie s keramickou kartuší a keramickým těsněním, které se hojně užívají dodnes. Oproti dřívějším gumovým mají mnohem větší životnost a lépé těsní. V méně dávné historii přišly vynálezy jako zabudované filtry redukující obsah chlóru, olova a bublinek ve vodě; zabudované nastavitelné spršky; baterie navržené pro postižené osoby nebo elektronicky ovládané baterie.

1:5 Koupelna, zámek Opočno (poč. 20. stol.)

1:6 Design jednopákové baterie (1962, Německo)

1:7 Baterie ovládaná tlačítkem (70. léta, Něm.) 1:8 Brutální design z 80. let (Německo)

14

02: TECHNICKÁ ANALÝZA 2.1 Rozdělení koupelnových baterií - podle umístění výtoku: - umyvadlové - sprchové - vanové - bidetové - podle způsobu montáže: - nástěnné (nadomítkové) - podomítkové - stojánkové

kartuš

- podle funkce: - kohoutkové - pákové - termostatické - bezdotykové - s časovým uzávěrem

2.2 Konstrukce baterií Konstrukce jednotlivých typů baterií se v principu příliš neliší a je úzce spojena s technologií výroby. V současnosti stále převládá odlévání mosazi a její následná povrchová úprava (např. galvanické pokovování). 2:1 Schéma systému baterie s ovládáním výpustě

Kartuš Je nejdůležitější část baterie, obstarává míchání teplé a studené vody a regulaci průtoku vjednom. Má válcovitý tvar a nejběžnější průměry jsou 35mm, 40mm (a větší). Princip funkce je takový, že dva jemně vybroušené keramické disky s otvory (na ilustraci zeleně) se vzájemně otáčí a podle toho jak se otvory překrývají, se řídí výsledný průtok a teplota. V současnosti je nejrozšířenější keramická kartuš – snižuje hlučnost, je odolnější a spolehlivější. Starší typy baterií využívají i jiné systémy míchání vody než keramickou kartuši, např. kovovou kouli v lůžku, která je zatěsněna gumovým těsněním. Toto řešení je méně spolehlivé a má kratší životnost. Perlátor (obr. 2-1) Je ústím baterie, kudy proudí voda ven. Jeho hlavní funkcí je usměrnění proudu vody vycházející z baterie a obohacení o vzduch (především za účelem snížení spotřeby vody). Existují


2:2 Keramická kartuš (průměr 40 mm)

15

TECHNICKÁ ANALÝZA

speciální typy, které mají další zvláštní funkce, např.: - omezení průtoku, - nastavení směru výtoku (otočná hlavice), - antivápenné perlátory (odolné vůči vodnímu kameni). „Vodní brzda“ Umožňuje v první fázi otevřít páku baterie do polohy, která propustí jen omezený proud vody, který ale bez problémů stačí na běžné umytí; chceme-li průtok zvýšit, je potřeba překonat odpor brzdy. Termostatické baterie Zajišťují přesné namíchání požadované teploty v krátkém čase a tím pádem spoří vody, která se plýtvá při odpouštění. Funkce termostatické směšovací vodovodní baterie je založena na jedné z vlastností materiálů s tvarovou pamětí. Využívá se dvou tlakových pružin, jedné běžné ocelové a druhé z SMA slitiny NiTi, které přes pohyb šoupátka ovládají přívod teplé a studené vody. Nastavením předpětí pomocí regulátoru lze nastavit požadovanou teplotu (polohu šoupátka) podle diagramu napětí - teplota. Stlačená SMA pružina reaguje na teplotu smíšené vody, při zvýšení teploty se roztahuje a uzavírá přívod teplé vody pohybem šoupátka a naopak otevírá při snížení teploty pod hodnotu zvolenou nastavením regulátoru. Trendy Mezi významné inovace patří v posledních letech především užití jednodotykových, bezdotykových a senzorových baterií. Své uplatnění mají především ve veřejných budovách a sociálních zařízeních, kde je jejich hlavní výhodou zvýšení hygienické úrovně. Pomalu narůstá také užívání filtrů vstupní vody, které prodlužují životnost baterií. V budoucnu lze očekávat nástup nových technologií pro úpravu povrchů. V současnosti je to např. technlogie PVD (Physical Vapour Deposition), která je charakterizována vznikem „kovové páry“, která reaguje různými plyny za vzniku tenkého kovového povlaku na materiálu.

16

2:3 Schéma funkce termostatické baterie

TECHNICKÁ ANALÝZA 2.3 Materiály Lesklý chrom Nejběžnější povrchová úprava baterií – asi 90% . Tělo baterie (obvykle z mosazi) je pochromováno tenkou vrstvou chrómu (tloušťka pouze 0,3 mikrometru). Chrom se dá nanášet i na jiné materiály – ovládací páky bývají u některých výrobců z plastu, což má tu výhodu, že páka není studená na dotek jak kov, je jednoduše ovladatelná a samozřejmě také levnější na výrobu. Matný chrom (Velur chrom) Matného chromového povrchu se dosáhne speciálním galvanickým nanášením chrómu. Povrch opět dobře odolává opotřebení a korozi. Nerezová ocel Matný povrch, velice odolný materiál - proti korozi, opotřebení, chemickému působení, vysokým teplotám. Ocel se často využívá ve zdravotnictví, neboť u ní lze dosáhnout až téměř sterilní čistoty. Využití oceli je ekologicky šetrnější – má vyšší životnost a je stoprocentně recyklovatelná a samotná výroba méně ohrožuje životní prostředí.

2:4 Lesklý chrom

2:5 Matný chrom

Satinox Je matný chrom s přídavkem niklu, který vytváří nazlátlou barvu povrchu. Nanáší se galvanicky na mosaz, odolává běžnému opotřebení i korozi. Speciální materiály a povrchy - hliník (povrch, označení ALU, ALUX apod.) - mosaz (celomosazová baterie) - měď - barvené kovy (nanášení práškové barvy, „zapečení“; podobné vlastnosti jako lak karoserie aut) - různobarevné a transparentní plasty - zlato (tenká povrchová vrstva) - dřevo (např. páka) - sklo

2:6 Nerezová ocel

2:7 Satinox


17

03: DESIGNÉRSKÁ ANALÝZA 3.1 Srozumitelnost designu baterie U zařízení jakým je vodovodní baterie je z designérského hlediska srozumitelnost designu jeden z nejdůležitějších faktorů. Řešení tohoto aspektu zahrnuje vhodně navrženou páku - případně jiné ovladače. Obrázek 3:1 ilustruje špatné řešení sprchové baterie. Toto řešení má několik nedostatků: - asi žádný jiný produkt nefunguje stejně; - ovladač na zapínání baterie nenaznačuje svou funkci, je ukryt. Naprosté selhání designu dokládá také vysvětlující štítek umístěný na baterii. Způsob ovládání by měl být patrný na první pohled, bez vysvětlujícího popisku.

3.2 Bezpečnostní hledisko Ochrana před opařením - někteří výrobci řeší u běžných umývadlových baterií jako doraz na straně teplé vody, teprve při vědomém odblokování tohoto dorazu může téci teplá voda s maximální teplotou, jak je dodávána v distribuční síti.

3.3 Požadavek životnosti Požadavek na technologickou životnost by měl činit kolem 10 let. Morální životnost výrobku může být často nižší (především u módních a výstředních designů). Kvalita zpracování výrobku by ale neměla být uměle snižována, aby se technologická životnost přiblížila nižší morální životnosti baterie. Dlouhá životnost závisí také na povrchové úpravě baterie - ta by měla být odolná a snadno udržovatelná.

3.4 Ekonomické hledisko - úspora zdrojů Možnosti úspory vody: - moderní typ kartuše; - omezovače průtoku - možnost úspory až 50% [12]; - eliminace přepouštění jedné vody do druhé: vzhledem ke kolísání tlaku teplé vody i vody studené v distribuční síti musí být dán požadavek na technické řešení v samotné vodovodní baterii proti přepouštění vody studené do teplé a také naopak; - užití termostatických baterií - při častém používání (např. v nemocnicích) jsou úspory velké, návratnost vyšší pořizovací ceny je do 1 roku; 18

3:1 Ukázka špatného designu sprchové baterie

DESIGNÉRSKÁ ANALÝZA

- užití bezkontaktních armatur - ve veřejných přinášejí významné úspory, dnes se stávají oblíbenější i v soukromých koupelnách. Důraz na použití úsporných armatur v posledních letech roste. Cena vody relativně k ceně baterií poměrně významně stoupá. Tím pádem investice do úsporné baterie se navrátí mnohem dřív než v minulosti. Do budoucna je třeba počítat s pokračováním tohoto trendu.

3.4 Nevšední designérská řešení

3:2 Půvabný design z dílny studia Art.Lebedev

Mamilla 500 (obr. 3:2) - esteticky velmi působivá páková baterie designérského studia Art.Lebedev. Vyniká čistotou tvarů, které připomínají ladné tělo delfína. Inspirace přírodou je patrná i u minimalistické baterie Phillipa Starcka (obr. 3:3), který se údajně nechal inspirovat tokem vody v krajině (soutok dvou řek). Takřka revoluční sprcha od firmy Hansa (obr. 3:4) spojuje tradiční funkci sprchy s napouštěním vany. Vše řeší jednoduchý posuvný mechanismus, který přepíná mezi výpustí přepadem pro napouštění a klasickými jemnými kanálky, kterými proudí voda při sprchování. Baterie tedy má zcela jiný charakter. Jedině páka pro volbu průtoku a teploty zůstala oddělena.

3:3 Baterie z řady Axor Starck od Hansgrohe

3:4 Koncepčně zajímavá baterie Hansa2day


19

04: PRŮVODNÍ ZPRÁVA 4.1 Koncepce návrhu V této 4. části textu bakalářské práce se budu zabývat samotným designérským řešením mého zadání. S ohledem na dělení koupelnových baterií v části 3 se návrh mé baterie řádí do těchto kategorií: - umyvadlová - stojánková - jednopáková Navrhovaná baterie předpokládá široké užití, především pak v domácnostech - v koupelnách. Své místo by však našla i jinde, např. v koupelnách hotelů. Tvarově se vyznačuje dynamickým pojetím, nevšední je umístění páky a její konstrukce. Nebylo mým cílem přinést originální řešení za každou cenu, velice podstatná byla při navrhování funkčnost, praktičnost a logika designu.

4.2

Vymezení designérských požadavků

Ergonomické požadavky Návrh by měl maximálně respektovat fyziologii lidského těla tak, aby umožňoval snadnou a efektivní obsluhu. Nepodstatná není ani otázka srozumitelnosti ovládání. Ekologické požadavky Dnes si již řada výrobních subjektů začíná uvědomovat, že dlouhodobý komerční úspěch je závislý na šetrném přístupu k životnímu prostředí. Mým cílem je ve svém návrhu zohlednit ekologické hledisko. Technické požadavky Návrh by měl respektovat podmínku vyrobitelnosti (tzn. jednak praktická možnost výrobek zhotovit současnými technologiemi v dostatečné kvalitě, ale také zachovat v rámci možností jeho vyrobitelnost z hlediska ekonomie výroby). Sociální požadavky Ideálně by měl návrh společnosti přinášet užitek ve všech ohledech. Můj koncept by měl především reflektovat (skutečné) potřeby lidí. Esteticko – výtvarné požadavky S ohledem na zadání práce je prioritou nadčasovost designu. 20

PRŮVODNÍ ZPRÁVA

Baterie by měla mít esteticky vyvážené, čisté tvarování, bez zbytečných agresivních prvků.

4.3 Vývoj návrhu Po průzkumu problematiky jsem se nakonec rozhodl pro design baterie jednopákové a stojánkové. Baterie ovládané jednou pákou jsem totiž shledal jako neefektivnější řešení současnosti. I když se jedná o poměrně letitý vynález (1937), nedomnívám se, že by byl překonaný. Co se týče výhodnosti stojánkové oproti nástěnné baterii, zde je to věc diskuze, avšak já jsem došel k závěru, že ve většině situací je v koupelnách výhodnější stojánková. Její montáž je daleko jednodušší, po skončení životnosti nebo při výměně se dá jednoduše demontovat a nemusí se narušovat stěna za umyvadlem jako v případě nástěnné verze. Výhodou nástěnné může být pro někoho zas to, že může mít delší otočné rameno a pod výtok se může umístit i větší nádoba. Motivační podnět, který stál na začátku mého navrhování, se týkal designu pákového mechanismu. Cítil jsem potřebu inovace pákového mechanismu ve smyslu jeho zracionalizování a zpřesnění. Většina současných řešení totiž dnes nabízí poměrně efektivní a rychlé míchání teploty, kdežto pohyb páky už tak dokonalý není a často vyžaduje poměrně soustředěný pohyb ruky k dosažení správné teploty a průtoku. Jako řešení tohoto problému jsem navrhl mechanismus, který je preciznější a jasnější. Je totiž „rozložen“ do dvou rotačních pohybů. Přesnost spočívá v tom, že při pohybu kolem jedné osy zůstává páka v klidu vzhledem k druhé ose. Na druhou stranu moje řešení dovoluje i klasickou všesměrnou manipulaci stejně pohodlně jako běžné páky. Jednoduše řečeno, člověk má páku a její pohyb více pod kontrolou. První verze (obr. 4-1, na další straně) Tato verze vznikla úplně v počátcích navrhování a v průběhu jsem se k ní vracel. Má poměrně hodně výhod. Tvarování je geometricky přísné, až technicistní. Rozhodně se nejedná o model s vyhlídkou popularity u široké veřejnosti. Geometeričnost však není ryze samoúčelná. Tvarování se odvíjí od ústřední části, kterou je originální pákový mechanismus popsaný výše. Po ideové představě vbrzku následovala výroba testovacího modelu (obr. 4:1), na kterém jsem si chtěl ověřit, zda je toto řešení páky opravdu tak


21

PRŮVODNÍ ZPRÁVA

výhodné. Po delším zabývání se touto variantou a především dořešení konstrukčních detailů jsem došel k minimalistickému řešení, které má předpoklad dobré funkčnosti (obr. 4:3, 4:2) Návrh však měl (mimo další), jednu podstatnou nevýhodu. K zvětšení průtoku je nutné páku přitáhnout směrem k sobě a ta se pak dostane do prostoru přímo nad umyvadlo. Tam by mohlo dojít k tomu, že se člověk udeří o páku, když se skloní k umyvadlu (např. při oplachování obličeje nebo pití vody). Hrany jsou na páce sice zaoblené, ale i tak představují riziko (při úderu do hlavy). Odstranit tuto komplikaci může změna pohybu páky (odpředu dozadu), což je ale nelogické a nesmyslné. Taky jsem mohl změnit tvarování, pro což jsem se nakonec rozhodl. Strohé hranaté tvarování přes všechny výhody pocitově nepůsobilo nejlépe a z hlediska tvarování nešlo o nic převratného. Druhá verze (obr. 4:4, 4:5) Hmotový koncept toho návrhu vznikl docela odděleně od první varianty. Má společné funkční členění, kdy páka je opět vepředu, navazuje plynule na hmotu baterie. Mechanismus pohybu z první verze mi přišel natolik dobrý, že jsem se ho snažil použít i zde. Po usilovném řešení především technické stránky, jsem tento návrh také opustil. Tvarování této verze je dynamičtější a uhlazenější. Bohužel tvarová čistota se mi nepodařila udržet ve všech polohách páky a také zde byl problém konstrukčního charakteru v oblasti, kde se páka rozevírá (což by se dalo, věřím, za pomoci odborníka vyřešit). Třetí verze (obr. 4:6) Poté jsem se pokusil nastoupit trochu jinou cestu a nevázat se tolik na předchozí řešení, avšak využívat dosavadních poznatků. Pro vyřešení konstrukčního problému předchozí varianty jsem přistoupil k poměrně radikální změně. Pohyb páky ve směru od sebe – k sobě zůstal pro regulaci proudu. Avšak regulace teploty byla přenesena na otočný volič na horním konci páky. Tento volič by se ovládal palcem ruky, která uchopí páku. Volič by měl krokovaný chod, tzn. že doleva by bylo asi 5 stupňů pro vlažnou až teplou, doprava dalších 5 ke studené. Toto řešení vyšlo z představy, že člověk normálně nepotřebuje takový rozsah teplot, myslím, že 10 hodnot by bohatě postačovalo a otočným voličem by se dalo navolit docela pohodlně. Problém tohoto řešení je ale zřejmý. I když jsem se snažil maximálně vyhovět ergonomickým požadavkům, tak návrh nemůže zdaleka konkurovat páce, která nemá

22

4:1 Testovací model z polystyrenu (HPS)

4:2 První vývojová verze

4:3 První vývojová verze

4:4 Druhá vývojová verze

PRŮVODNÍ ZPRÁVA

tak velké požadavky na přesné zacházení. Většina jednopákových baterií se totiž dá ovládat dokonce bez použití ruky, jde třeba jen do páky šťouchnout loktem. Zní to kuriózně, ale myslím si, že toto zacházení je mezi lidmi docela běžné, např. když mají hodně špinavé ruce a nechtějí jimi sahat na páku.

4.4 Design finálního řešení Výsledná podoba řešení (obr. 4:7, 4:8, ...) navazuje na Druhou verzi. U té je naprosto identický koncept pohybu páky. Dořešil jsem okolí styku jednotlivých dílů tak, aby při pohybu páky byla zachována optická celistvost baterie. Rozhodl jsem se navíc také nezakrývat táhlo, které se objeví, při rozevření mezery mezi pákou a tělem. Před návrhem složitého krycího dílu, který by patrně přispěl k ještě větší členitosti v okolí dolní části páky, jsem upřednostnil čisté, technicistní řešení. Došel jsem i k jinému tvarování páky (oproti Druhé verzi, kde páka působila trochu „hamatně.“). Celkově jsem páku odlehčil, čímž jsem ještě více podpořil tektoniku návrhu. Ta se pak stává jedním z nejvýraznějších výtvarných prostředků. Mimo jiné z bezpečnostních důvodů jsem páce dal dostatečný průhyb dozadu, aby i při vyklopení dopředu neznamenala žádné ohrožení. Designérské parametry povrchu baterie jsou neméně podstatné. Jako preferovaný materiál jsem zvolil lesklý chrom. Ten působí odlehčujícím dojmem a více podpoří dynamiku tvarování. Další možností je baterie z nerezové oceli. Její povrch působí sice chladnějším dojmem, avšak dnes je tento materiál u armatur na vzestupu, nejenom pro své estetické kvality, hygieničnost (používá se ve zdravotnictví), ale také jeho výroba je šetrnější k životnímu prostředí než galvanické pochromování a s ním spojené postupy. Z těchto důvodů bych rozhodně s nerezovou ocelí počítal v alternativním provedení.


4:5 Druhá vývojová verze

4:6 Třetí vývojová verze

23

PRŮVODNÍ ZPRÁVA

4:7 Finální řešení - perspektivní pohled na baterie s pákou v mezních polohách (provedení nerezová ocel)

4:8 Vizualizace umístění baterie na umyvadle (chrom)

24

4:9 Návrh značek pro teplou a studenou vodu

PRŮVODNÍ ZPRÁVA 4.5

Technické řešení

Základní technické uspořádání Baterie má tyto základní části (jejichž řešení jsem věnoval pozornost): - vlastní tělo baterie (bez páky) - páka - pákový mechanismus - vnitřní mechanismus pro přenos pohybu z páky na kartuši - kartuš pro míchání vody a ostatní technické prvky - výtok s perlátorem Technologie výroby a materiály pro výrobu těla baterie Nejprve stručně popíši technologii výroby vodovodních baterií, která by byla užita i v případě mého návrhu. Základní surovinou je mosaz, která dobře odolává korozi i usazování vodního kamene. Pro odlévání se nepoužívá čistá mosaz (slitina mědi a zinku), ale je legována, např. bismutem, který zajišťuje lepší tvárnost. Výroba je dnes vysoce automatizovaná. Základní postup je 1) tváření těla armatury, 2) nanášení povrchu, 3) sestavení a montáž dílů, 4) výstupní kontrola, 5) balení a expedice. Z mosazi je vyrobeno obvykle jen tělo baterie, ostatní části jako páka jsou z jiných materiálů (plast, keramika, aj.). Povrch je poté jednotně upraven. Chrom je již klasickým materiálem pro povrchovou úpravu. Jeho předností je výborná odolnost proti korozi. Než se začne galvanicky nanášet chrom, je nutné na očištěnou mosaz (louhováním), taktéž galvanicky nanést tenkou vrstvu niklu. Páka baterie Páka by byla vyrobena pravděpodobně z odolného plastu nebo levnější oceli. Jelikož na páku podle mého návrhu jsou kladeny poměrně větší nároky na mechanickou odolnost a jakost povrchu, je sporné, zda by bylo užití plastu dostatečné. 4:10 Funkce páky

Pákový mechanismus (obr. 4-11) Do páky (1) je zasazen čep (2), který je uložen ve valivém kuličkovém ložisku (3). Toto ložisko je vlisováno do středního dílu baterie (4), který je klíčovým mechanickým elementem. V podstatě tvoří výklopný mechanismus pro ložisko, ve kterém se otáčí páka. Střední díl (4) je otočně spojen s tělem baterie (5). Do čepu (2) je zároveň vsazen mnohohran, který je spojen s kardanovým táhlem (6), které přenáší jak posuvný, tak rotační pohyb, do kartuše (7).

1

5

6

2 3

7

4 4:11 Technický detail pákového mechanismu


25

PRŮVODNÍ ZPRÁVA

Kartuše Kartuše se montují buď přímo do těla baterie, nebo jsou umístěny až pod umyvadlem. V mém návrhu by bylo vzhledem k povaze konstrukčního řešení výhodnější umístit kartuši do těla. Navržené řešení poskytuje prostor pro montáž kartuše o průměru 30 – 35 mm. Obr. 4:11 a 4:10 naznačují napojení kardanového táhla na klasickou kartuš. Toto řešení je technicky poněkud komplikované, čehož jsem si vědom. Jistě by se možná vyplatilo vyvinout nový typ kartuše tak, aby již nebylo třeba druhého kloubu na kardanovém táhlu. Vodní brzda Vodní brzda slouží k úspoře vody. Pracuje na mechanickém principu, kdy je v určité poloze páky nutné překonat odpor k dosažení plného průtoku vody. Byla by umístěna před kartuší. Její konstrukcí jsem se hlouběji nezabýval. Vraceč páky Zajímavou inovací přináší automatický vraceč páky do její svislé polohy (vlažná voda). Tento vraceč by fungoval mechanicky, např. by mohl využívat materiál s tvarovou pamětí. Byl by aktivován pouze při zavřeném průtoku. Člověk by otevřel průtok přitažením páky k sobě, potom by navolil teplotu a po umytí logicky ihned zastavil vodu odtažením páky. Tudíž páka zůstane natočená v poloze pro teplotu, která byla předtím navolena. Pak se aktivuje vraceč, který plynule otočí páku zpět do svislé polohy. Navrácení do svislé polohy, která odpovídá vlažné vodě, by mělo zároveň bezpečnostní funkci. Po otevření průtoku by se nemohlo stát, že poteče horká voda, jedině kdyby člověk páku otočil do této polohy. Mechanismus vraceče by byl situován v okolí čepu (2) (obr. 4:10). Pertátor Perlátor je důležitým prvkem baterie. Zefektivňuje funkci baterie tím, že provzdušňuje vodu a snižuje její spotřebu. Navíc také usměrňuje proud vody. Designéři ve své honbě za originalitou občas sáhnou k řešení bez efektivního perlátoru. Jedná se o řešení s výtokem přepadem přes hranu apod. Tato řešení jsou na hranici dobrého designu. Já jsem užil perlátor o vnitřním průměru 20mm, s objímkou mírně konvexního tvaru. Perlátor musí přečnívat několik mm nad povrch těla baterie, aby byl z vnějšku lehko demontovatelný.

26

PRŮVODNÍ ZPRÁVA 4.6 Ergonomické řešení Ovládání páky Jedním z nejdůležitějších ergonomických hledisek je pohodlnost (přívětivost) ovládání páky. Její tvarování respektuje fyziologii lidské ruky. Rukojeť je dostatečně dlouhá a umožňuje rychlé a přesné uchopení. Ovládáním se liší od klasické páky, která má polohy otevřeno nahoře, zavřeno - dole. Tato páka má polohy: k sobě - otevřeno, od sebe - zavřeno, což je princip podobný pípě. Domnívám se, že tento pohyb je přirozenější a efektivnější, což jistě vyváží to, že lidé by si museli na netradiční ovládání chvíli zvykat. Kužel mezního vychýlení páky (obr. 4:12) Je udávám mezními úhly vychýlení. Ty jsou v rovině Otevřeno Zavřeno 25°a v rovině Teplá - Studená celkem 44°. Především úhel 44°patří v porovnání s běžnou produkcí k menším, což je nevýhoda. Tento nedostatek však vcelku úspěšně kompenzuje délka páky, která je nadprůměrná a tím se prodlužuje i délka dráhy pohybu konce páky, za který ji držíme. Návrh značek pro teplou a studenou vodu Užití značek napomáhá rychlejší a snadnější orientaci. Grafické řešení značek (obr. 4:13 a 4:9) je decentní a respektuje tvarosloví páky a celé baterie. Některé typy baterií dokonce označení nemívají, avšak z hlediska bezpečnosti toto považuji za nutnost. Technologicky by bylo barevné označení vyřešeno několik desetin mm hlubokým zapuštěním povrchu a nanesením barvy na kovový povrch. Při udržení vysoké kvality v detailech by bylo možné použít i vložené plastové dílky.


4:12 Kužel mezního vychýlení páky

4:13 Návrh značek pro teplou a studenou vodu

27

05: ZÁVĚR

Mým cílem bylo navrhnout koupelnovou baterii s předpokladem dobré funkčnosti, zajímavého a originálního vzhledu a také s naznačením možné inovace v technickém řešení. Během poměrně velmi krátké doby se mi, myslím, moje stanovené cíle podařilo naplnit z podstatné části. Čím hlouběji se člověk problémem zabývá, tím více se vyskytují další a další komplikace. Já jsem si vědom především problému s možná malým vychýlením páky do stran. Toto je přímo spojeno s druhou nejpodstatnější „vadou na kráse“ a totiž s přečníváním hran při pohybu páku. Toto je jednak problém estetický, ale také funkční (bezpečnostní). Výsledné tvarové řešení páky je kompromisem, tak aby byly tyto hlavní dva problémy co nejvíce eliminovány. Podařilo se mi poměrně dobře proniknout do technologie výroby současných baterií. Avšak pro prozkoumání jiných, pokrokových technologií, které se zatím u výroby baterií neprosadily (a které by mohly být perspektivní), zde nebylo dostatek prostoru. Tato cesta by byla jistě náročnější, ale na druhou stranu by mohla přinést mnohem originálnější designérské řešení, přímo vázané na danou technologii. Rád bych poděkoval všem, kteří přispěli k řešení mé práce.

28

SEZNAM LITERATURY

[1]

The History of Plumbing – Babylonia URL: [citováno 2007-02-15]

[2]

The History of Plumbing – CRETE URL: [citováno 2007-02-15]

[3]

Knossos – Wikepedia, the free encyklopedia URL: [citováno 2007-02-15]

[4]

Babylon - Wikipedie, otevřená encyklopedie URL: [citováno 2007-02-16]

[5]

Vodovody a kanalizace Mladá Boleslav, a.s.: Počátky vodárenství ve světě a u nás URL: [citováno 2007-02-16]

[6]

Kdo vynalezl sprchu? Aneb lázeňství a antika. URL: [citováno 2007-02-15]

[7]

ČRO - Radio Praha: Koupelna v proměnách staletí aneb Každodennost potřetí URL: [citováno 2007-02-16]

[8]

ŘEZNÍČKOVÁ, Alena – MAŇÁK, Hynek. Moderné bývanie - Materiály a technické vybavenie súčasného interiéru. Bratislava: Jaga group v.o.s., 2002 ISBN 80-88905-66-4

[9]

WATERSAVERS - Antivápenné úsporné perlátory URL: [citováno 2007-02-26]

[10]

Faucet: How products are made URL: [citováno 2007-02-15]

[11]

Vodovodní baterie (termostatické směšovací vodovodní baterie) URL: [citováno 2007-02-15]

[12]

Rozdílné pohledy projektanta, uživatele-investora a realizační firmy: VODOVODNÍ BATERIE URL: [citováno 2007-03-11]

[13]

Katalog Hansgrohe AXOR 2006 Obj. č.: 84 220 107; vydavatel: Werbung tec., Stuttgart Hansgrohe CS s. r. o., Moravanská 85, 619 00 Brno

[14]

Katalog Hansa for the Bath URL: [citováno 2007-02-13]

[15]

Katalog DURAVIT BADMAGAZIN URL: [citováno 2007-02-15]

[16]

FIELL, Charlotte – FIELL, Peter. Design Handbook – Concepts, Materials, Styles. Köln (BRD): Taschen GmbH, 2006 ISBN 3-8228-4633-3

[18]

Design Secrets: Products: 50 Real-Life Projects Uncovered. Massachusetts (USA): Industrial Designers Society of America (IDSA), Rockport Publishers, Inc., 2003 paperback ISBN-10: 1-56496-476-0 ISBN-13: 978-1-56496-476-2


29

SEZNAM OBRÁZKŮ

1:1

URL: , [citováno 2007-02-17]

1:2

URL: , [citováno 2007-05-09]

1:3

Časopis Living – speciál Koupelna, 1/2005, vyšlo 25.3.2005 ISSN 1214-682X

1:4

URL: , [citováno 2007-04-09]

1:5

URL: , [citováno 2007-02-16]

1:6 – 1:8, 3:4

URL: , [citováno 2007-02-13]

2:1

URL: , [citováno 15.2.2007]

2:2

grafika autor

2:3

URL:, [citováno 2007-02-13]

2:4, 2:6, 2:7, 3:3

Katalog Hansgrohe AXOR 2006 Obj. č.: 84 220 107; vydavatel: Werbung tec., Stuttgart Hansgrohe CS s. r. o., Moravanská 85, 619 00 Brno

2:5

URL: , [citováno 2007-05-09]

3:1

URL: , [citováno 2007-05-09]

3:2

URL: , [citováno 2007-05-09]

4:1

foto autor

4:2 – 4:13

grafika autor

30

SEZNAM PŘÍLOH

1 2 3 4 5

Sumarizační poster (A1) Náhled sumarizačního posteru (A4, str. 32) Model 1:1 Prezentační CD Design portfolio


31

originální velikost: 594 x 841 mm (A1)

32

ABSTRAKT A KLÍČOVÁ SLOVA

Recommend Documents