政大大學報

氣體監測結合警示設計 防下水道工人缺氧中毒

【記者吳曼嘉綜合報導】下水道時常充斥有害氣體,導致工人在工作時有安全上的疑慮。明志科技大學工業設計系學生陳昱仁、張幻柔及黃雷洋的畢業製作作品「下水道守護員」,整合下水道相關有害氣體檢測工具,能夠以閃光和發出警示音等方式達到警示作用,藉此降低工人因此死亡或昏迷的機率,於「2019台灣國際學生創意設計大賽產品設計類」獲得銀獎。

「下水道守護員」團隊成員合影,分別為黃雷洋(左一)、張幻柔(右一)、陳昱仁(右二)。 圖/陳昱仁提供

下水道屬於局限空間(註1),根據監察院調查報告顯示,局限空間作業災害每年平均造成13人死傷,主因為吸入硫化氫毒氣或所處工作環境為缺氧狀態。而預防此狀況最直接的方式,便是確實讓其達到通風換氣,並進行氣體監測。

註1:根據《職業安全衛生設施規則》,勞工進出方法受限制,且無法以自然通風來維持充分、清淨空氣之空間。
「下水道守護員」以橘色和黑色為主色,主機為三角形狀,期望達到警示作用。 圖/陳昱仁提供

下水道守護員由主機、通風管和隨身檢測儀構成,裝置前端有一根9公尺長的通風管,工人在進行下水道工程前,會先拉出通風管,放入下水道檢測氣體濃度是否處於安全範圍內。確認安全後,工人便可配戴隨身檢測儀於安全帽上,開始作業。當過程遇到有害氣體濃度過高時,主機透過LED燈發亮及聲音警示,提醒施工人員立即疏散,隨身檢測儀則會發出無線電波訊號給路面主機,提醒地上人員打電話求助,主機也能主動通報附近醫院。

起初團隊利用光纖導光(註2)技術,纏繞在通風管上,但團隊指導老師吳田瑜認為,整段通風管都會發光其實無助於警示,因此只在工人會看到的主機前端和管子末端裝設LED燈即可。同時他們也針對使用步驟進行調整,從最初的五個增加至七個步驟,加入「通風管偵測到有害氣體的發亮警示」及「地上人員的通報」,讓檢測流程更為完善。

註2:利用玻璃原絲和塑膠導光材質,導引光的走向。

最初由對社會議題非常關心的張幻柔,提議製作跟下水道工程有關的設計作品,希望能解決工人困境,而後團隊三人再一起思考如何設計出確實有效的裝置。陳昱仁說:「但因為這一個領域是我們不太熟悉的,所以比較不確定網路資料是否正確。」因此團隊成員會直接詢問校門口進行電線維修的施工人員,方得以驗證其正確性。

不過黃雷洋也坦承下水道守護員還有很多不完美,他說:「技術方面其實是需要電子工程師去驗證的,但這牽扯到成本及研發時間太短的問題。」產品開發從資料蒐集、市場調查到最後生產要耗時一至兩年,而畢業製作時程短,但黃雷洋強調,下水道守護員的概念是可行的,也希望未來可以與政府部門合作,保障所有作業人員的人身安全。

台灣下水道協會理事長江黎明肯定下水道守護員的一機多用,他說:「其實通風設備原來就有,但它(下水道守護員)已經再進化,變成除了通風以外,它還可以檢測氣體濃度。」同時他也注意到通風管可以收縮,利於工人收納攜帶,江黎明認為此為非常體貼工人的設計細節。

「下水道守護員」的1:2模型,隨身檢測儀可以夾在安全帽上,幫助工人在進入下水道後檢測有害氣體濃度。 圖/陳昱仁提供