圖書館職能空間布局安全人機(jī)設(shè)計與改進(jìn)：

1、浙江海洋大學(xué) 石化與能源工程學(xué)院 安全人機(jī)工程課程設(shè)計圖書館職能空間安全人機(jī)設(shè)計與改進(jìn)姓 名 專 業(yè) 安全工程 課程名稱 安全人機(jī)工程 指導(dǎo)教師 2015/11/16圖書館職能空間安全人機(jī)改進(jìn)與設(shè)計摘要 ：針對浙江海洋大學(xué)圖書館閱覽室、藏書室的主要設(shè)施協(xié)調(diào)性和空間布局設(shè)計中存在的某些弊端，應(yīng)用安全人機(jī)工程學(xué)理論，分析安全人機(jī)工作空間設(shè)計中的工作空間人體尺寸，活動空間等設(shè)計方法和要求。分析圖書館書架設(shè)計中主要尺寸之間的關(guān)系，優(yōu)化圖書館空間布局，改進(jìn)書架及桌椅功能尺寸適應(yīng)性。探討在圖書館的“ 人機(jī)環(huán)境”系統(tǒng)中 , 如何應(yīng)用人機(jī)學(xué)原理，根據(jù)人的特性，設(shè)置符合人機(jī)測量尺寸、方便取放圖書的書架，符合人體

2、工程學(xué)要求的桌椅,適合人體活動的圖書館空間布局等關(guān)健詞：安全人機(jī)工程學(xué)：人性化設(shè)計：工作空間Library space improvement and design Abstract Aiming at some problems in the library reading room, the library of Zhejiang Ocean University, the main facility coordination and spatial layout design, the safety ergonomics theory is used to analyze the des

3、ign methods and requirements of the human body size, activity space, etc. Analysis of the relationship between the main dimensions of the library bookshelf design, optimize the layout of the library space, improve the shelf and tables and chairs function size adaptability. the author builds a charac

4、teristic Man-M achine-Environment li- brary system constituted by information-required ,information-supplier, computers, shelves and desks, society environment, lighting inside the lib rary, color environment , humidity environment and other factors .Then talks about how to use ergonomics principle,

5、 based on human character , to install bookshelves according with human measurement and being convenient to get or return books, install Tables and chairs according with the demands of ergonomics, and Library space layout for human activitiesg, and so on.key words Guan Jian word safety ergonomics :

6、human design : working space目錄前言41執(zhí)行總結(jié)41.1研究現(xiàn)狀41.1.1館內(nèi)的職能空間特征41.1.2存在的職能空間問題61.2研究目的與意義61.2.1課題研究目的61.2.2研究意義62存在問題的安全人機(jī)分析評價82.1預(yù)覽室桌椅協(xié)調(diào)問題82.1.1桌椅協(xié)調(diào)問題分析82.1.2安全人機(jī)評價與結(jié)論92.2藏書室書架設(shè)施問題92.2.1書架設(shè)施問題分析92.2.2安全人機(jī)評價與結(jié)論103圖書館布局安全人機(jī)設(shè)計與改進(jìn)113.1預(yù)覽室桌椅協(xié)調(diào)問題改進(jìn)設(shè)計113.1.1桌椅協(xié)調(diào)改進(jìn)依據(jù)和方案113.1.2方案設(shè)計結(jié)果113.2藏書室I型書架改進(jìn)應(yīng)用143.2.1書架改

7、進(jìn)依據(jù)與方案143.2.2方案設(shè)計結(jié)果154設(shè)計總結(jié)18參考文獻(xiàn)18前言安全人機(jī)工程學(xué)中工作空間設(shè)計包括近身作業(yè)空間和總體空間設(shè)計，而此次僅近身空間設(shè)計研究，找出人在圖書館重要的職能空間設(shè)計，如桌椅職能空間和藏書書架職能空間。研究此次其研究目的在于設(shè)計和改進(jìn)圖書館職能空間設(shè)計和改進(jìn)，使人學(xué)習(xí)獲得較高的效率和效益，同時保證人的安全、健康和舒適。為研究安全人機(jī)工程學(xué)與圖書館設(shè)施設(shè)計問題，將根據(jù)安全人機(jī)工程學(xué)的理淪、工作空間設(shè)計及相關(guān)資料書籍，首先對圖書館職能空間重要空間進(jìn)行屬性研究和評價，其次再對本校圖書館進(jìn)行某些設(shè)計與改進(jìn)，運(yùn)用安全人機(jī)工程學(xué)理論，引入人性化設(shè)計理念，設(shè)計具有安全人機(jī)工程學(xué)思想的

8、圖書館系列職能空間布局設(shè)置，優(yōu)化圖書館的人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)，營造出舒適、高效、便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境。本次擬著重介紹具有明顯安全人機(jī)工程學(xué)關(guān)系的浙江海洋大學(xué)圖書館二樓預(yù)覽室和藏書室的職能設(shè)施、主要活動職能空間的進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)與設(shè)計。1執(zhí)行總結(jié)1.1研究現(xiàn)狀1.1.1館內(nèi)的職能空間特征（1）圖書館的安全人機(jī)工作環(huán)境：圖書館的人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)由圖書館工作人員與讀者、家具、圖書、室內(nèi)環(huán)境（通風(fēng)、采光、色彩、照明、熱輻射、溫度和濕度等）因素構(gòu)成。（2）布局概況：主要由預(yù)覽室和藏書室組成閱覽室布局空曠，廣場式桌椅安排，桌椅行列依次排列，一書桌兩面四座椅空間，座椅是活動式四腳式木質(zhì)軟座，書桌為固定式硬板平面木桌。見下表1

9、藏書室以傳統(tǒng)圖書館藏書室相同，采用的書架一般是木制的六層雙面架，每一層附板都是水平放置的，圖書是豎放式，與地面成90“直角。每個行列式排列，圖片及書架尺寸見表2表1：圖書館桌椅相關(guān)尺寸及圖片序號項(xiàng)目尺寸、角度照片1桌面長度1600mm2桌面寬度1160mm3桌面高度720mm4桌面面板厚度38mm5容腿孔深度500mm6椅面高度460mm7放置深度距離900mm8座椅前沿面高度480mm9座椅座深540mm10大腿間隙300mm11靠背高度650mm1靠背傾角105o表2：圖書館藏書室書架尺寸布局及圖片序號項(xiàng)目尺寸/角度1總高度2100mm2最上層中間高度1900mm3最下一層中間高度210m

10、m4最下二層中間高度500mm5每層書架高度320mm6書架間距1000mm7寬度540mm（3）國內(nèi)圖書館現(xiàn)狀目前國內(nèi)外圖書館的家具設(shè)計和協(xié)調(diào)性與其他家具設(shè)計相比，發(fā)展較為緩慢，多年來少有創(chuàng)新。偏重經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，強(qiáng)調(diào)空間利用。因而忽視了人體功能學(xué)及空間協(xié)調(diào)等方面的問題，設(shè)計中很少應(yīng)用安全人機(jī)工程學(xué)理論思想，以致在閱覽室的人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)中存在著空間協(xié)調(diào)性和空間設(shè)計的一些不和諧因素。1.1.2存在的職能空間問題（1）預(yù)覽室桌椅協(xié)調(diào)弊端椅子笨重難以移動且人坐在椅子上過于僵硬，坐上去無法正常進(jìn)行靠背操作，且移動改觀困難。座椅過長，下肢在被桌面限制的情況下從力學(xué)上來說無法有效移動座椅位置。（2）藏書室書

11、架設(shè)施問題不合理的底層和上層隔板角度：尋找存放在最下面兩層的圖書時，不得不采取下蹲姿勢，彎腰側(cè)頭才能使眼晴平視書標(biāo)，看清書名。這樣，就會由于人體背部位產(chǎn)生很多的重復(fù)受力，且尋找效率低。上尋找層圖書不得不墊腳，以盡量保持直視，尋找圖書困難。1.2研究目的與意義1.2.1課題研究目的研究目的在于通過對圖書館的重要職能人體活動空間進(jìn)行安全人機(jī)現(xiàn)狀分析和評價，找出其中存在的問題和弊端，設(shè)計改進(jìn)方案，人性化設(shè)計和改進(jìn)圖書館職能空間設(shè)施，讓讀者在圖書館有著良好的職能設(shè)施和個人空間效能。使讀者在獲得較高的效率和效益下，同時保證人的安全、健康和舒適。1.2.2研究意義圖書館是一個讓人能夠找書和讀書的地方，在這

12、個講究效率、舒適和簡捷的年代。有一個舒適和方便的讀書空間和能快捷有效的尋找藏書的書架。將是圖書館的必要發(fā)展。這次研究的針對物主要是桌椅和書架。讀者在坐姿的狀態(tài)下學(xué)習(xí)的，為了使讀者者在使用時處于舒適的狀態(tài)和適宜的環(huán)境中，在設(shè)計上就必須充分考慮人體坐姿的尺度。來考慮座寬、座高、座深的設(shè)計尺寸。并協(xié)調(diào)各項(xiàng)參數(shù)和人性化。使讀者在操作過程中始終處于安全和能夠準(zhǔn)確有效無誤的完成操作。因?yàn)槿说纳砀呦薅ú蛔?。在查書過程中應(yīng)該設(shè)計盡量少動全身，有效利用頸部的運(yùn)動特性，來設(shè)計能讓讀者輕松快捷的查書的書架。讓讀者在學(xué)習(xí)時間不會處于疲勞和不適的狀態(tài)。2存在問題的安全人機(jī)分析評價2.1預(yù)覽室桌椅協(xié)調(diào)問題2.1.1桌椅協(xié)

13、調(diào)問題分析分析認(rèn)為是因?yàn)閳D書館現(xiàn)有座椅尺寸、座椅重量和桌椅協(xié)調(diào)問題存在問題桌椅人機(jī)工程有著一系列的空間要求，如表3表3：圖書館桌椅及空間要求尺寸序號項(xiàng)目尺寸/角度1單座桌面最佳寬度910mm2桌面最佳高度740mm3桌面面板厚度800mm7座椅前沿面高度380-450mm8座椅座深450mm9大腿間隙240mm10靠背最佳高度500mm11靠背最佳傾角1100對比圖書館桌椅同類尺寸并且考慮滿足人與物的造型尺度和考慮到與服務(wù)對象的相互關(guān)系得到如下問題原因分析。(l）座椅前沿面高度高于小腿高度。高度為460mm大于中國人正常標(biāo)準(zhǔn)小腿高380-450mm使下肢著力不完全，不利于兩腳前后移動，增加了臀

14、部的壓力，座椅前沿壓迫大腿。(2）座椅座深過長導(dǎo)致無法正?？勘撑c移動座椅座深為540mm遠(yuǎn)大于正常尺寸450mm。在圖書館讀者長期處于坐姿，座深過長會導(dǎo)致坐姿不正常，且無法有效使用靠背，過多使用腰部力量和脊椎骨骼。將會引起快速疲勞，長期以此將引起一系列脊椎腰椎類疾病。再者座深過長將導(dǎo)致正常合適坐姿下會離桌面太遠(yuǎn)，看書時角度和視距不合理，手部處于過多空立狀態(tài)。導(dǎo)致快速疲勞和身體不適。(3）座椅前沿過厚，質(zhì)量過大，移動困難座椅質(zhì)量過大，導(dǎo)致移動性差。座椅前沿過厚，小腿無法在座椅座面下空間伸展，且下肢在被桌面限制的情況下從力學(xué)角度上來說無法有效移動座椅位置，導(dǎo)致無法靈活調(diào)整座椅前后距離，會帶來一系列

15、身體不適問題2.1.2安全人機(jī)評價與結(jié)論圖書館書桌尺寸合理，但是座椅與其協(xié)調(diào)性不好，雖然圖書館座椅很豪華結(jié)實(shí)，但是沒有滿足人與物的造型尺度和服務(wù)對象的相互關(guān)系，在座椅方面有很大弊端，無法適應(yīng)圖書館讀者的職能要求，必須合理化設(shè)計相關(guān)尺寸，人性化設(shè)計、特種化設(shè)計和解決高度和前后移動和舒適性問題。2.2藏書室書架設(shè)施問題2.2.1書架設(shè)施問題分析人在圖書館會有取書，查書等活動。人在圖書館活動姿勢示意圖1圖1如圖可知，人在圖書館的5種體位。直接可以看出需要注意的是過道寬度和書架高度的尺寸和人身體尺寸的相互關(guān)系，人體站姿相關(guān)尺寸:見下表4表4：國內(nèi)南方人體尺寸平均值序號項(xiàng)目尺寸mm1立姿高16302立姿

16、眼高14203可放置高物高度平均上限值19004肩寬4205下蹲眼高1000從以上浙江海洋大學(xué)書架相關(guān)尺寸和人體尺寸作綜合分析對比可知有如下弊端（1）人眼和書籍書目界面存在大的角度和視距。人體立姿眼高為1420mm而第六層書架中間高度為1900，雖然為人體可放置高度上限，取放書還算合理。不過在查書過程中。通過仰頭查找第六層書本時，視平線以上或以下700為正常人體極限仰頭或低頭視區(qū)。經(jīng)過計算垂直距離為1900mm-1420mm=480mm，視角為700。視距為:480/sin(700)=510mm。由于書目界面和視野存在大的角度，會存在視野模糊、錯亂等情況。同理對于下層書刊，雖然人下蹲依然存在視

17、平線差:1000mm-210mm=790mm。同理計算視距為840mm，書目界面與眼睛視野平面角度相差更大。在不下蹲的情況下最下面兩層既不易瀏覽書目又不方便取出、整理。（2）過道堵塞問題人體距離書架水平距離：910/2=455。加上人體寬度。占用空間600mm，將會帶來過道堵塞問題。2.2.2安全人機(jī)評價與結(jié)論傳統(tǒng)式圖書館書架安裝簡單，整齊統(tǒng)一，書本存放量大，占地面積小，可是尋找或者存放上層和下層書本時，會出現(xiàn)書目界面不平行，存在視野模糊、錯亂等情況，彎腰側(cè)頭才能平視書標(biāo)，看清書名。其次，存放不得不采取下蹲姿勢，導(dǎo)致人體艘背部位產(chǎn)生很多的重復(fù)受力，會使人產(chǎn)生寨積損傷疾病圖書館工作人員上架、倒架

18、、整架時，須保持這種姿勢移動視線和身體，容易產(chǎn)生體力疲勞。 起因主要是書目界面與視野有大的角度。所以主要優(yōu)化對象就是改變書目界面角度。3圖書館布局安全人機(jī)設(shè)計與改進(jìn)3.1預(yù)覽室桌椅協(xié)調(diào)問題改進(jìn)設(shè)計3.1.1桌椅協(xié)調(diào)改進(jìn)依據(jù)和方案依據(jù)安全人機(jī)工程學(xué)和海大圖書館閱覽室桌椅職能空間問題協(xié)調(diào)設(shè)計優(yōu)化相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)，(l）椅面前沿面高度略低于小腿高度（420mm）：目的是使下肢著力于整個腳掌，并有利于兩腳前后移動，減少臀部的壓力。(2）減輕座椅質(zhì)量，采用更輕質(zhì)木材，減少不必要結(jié)構(gòu)應(yīng)用：目的是方便移動，讓人方便入座，坐下后方便移動，(3）減小座深至450mm：設(shè)計成最佳適合尺寸，人性化方便簡捷。在保證健康舒

19、適的情況下考慮與桌子的協(xié)調(diào)作用。方便讀者對座椅和書桌前后距離的調(diào)節(jié)。(4）減小靠背高度至500mm，角度為1100，采用舒適軟性材料：目的是讓讀者在閱讀和學(xué)習(xí)過程中后背有支撐。起到一定的固定作用，減少腰部和頸椎的過度用力，保證學(xué)習(xí)效率和身體健康。(5）書桌長寬高厚和座椅的座寬坐面傾斜度等一切按照人機(jī)工程中最佳尺寸設(shè)計。桌面與椅面差將會進(jìn)行協(xié)調(diào)。全方位設(shè)計打造人機(jī)工程化、人性化和舒適化桌椅職能空間尺寸。3.1.2方案設(shè)計結(jié)果經(jīng)過查閱和自我設(shè)計，集合圖書館現(xiàn)有桌椅相關(guān)尺寸最終得到如下尺寸：（1）書桌（如圖2）：依舊設(shè)計為兩面四座式大木桌式，單座桌面最佳寬度900mm，則并排雙座則為1800mm，容

20、腿孔最佳深度為800mm，兩面對坐形式，桌寬則設(shè)計為1600mm，桌面最佳高度應(yīng)取c級臺面高度為740mm。桌面面板厚度設(shè)計為40mm。采用實(shí)木材料（以增加書桌質(zhì)量辦證其穩(wěn)定性）。圖2最終得到表5尺寸歸總表:表5：書桌尺寸設(shè)計方案項(xiàng)目尺寸mm桌長1800mm桌寬1600mm桌高740mm面板厚40mm側(cè)面支板厚56mm桌下空間長1688mm（2）座椅：椅面高度根據(jù)坐姿腘窩高和坐姿高時的第50%百分位數(shù)值設(shè)計。找到最佳尺寸椅面高度為440mm，因?yàn)橐紤]圖書館座椅和書桌尺寸協(xié)調(diào)作用。由桌面面板下測高度：740mm-40mm=700mm再減去椅面高度440mm得到大腿間隙最佳為260mm，符合椅面

21、最佳大腿間隙最佳范圍。從而設(shè)計座椅前沿面高度為450mm。符合座椅前沿面最佳高度范圍，又保證了一定的椅面傾斜度。設(shè)計座椅座深450mm、靠背傾角1050mm靠背高度540mm。三個參數(shù)均來自于設(shè)計最佳尺寸，能夠達(dá)到靠背設(shè)計目的。最終得到尺寸數(shù)據(jù)如下 圖3經(jīng)過尺寸設(shè)計得到座椅尺寸見下表6：表6：座椅設(shè)計尺寸數(shù)據(jù)項(xiàng)目尺寸椅面高度440mm座椅前沿面高度450mm座椅座深450mm靠背傾角1050mm靠背高度540mm座椅寬度400mm扶手高度100mm座椅平面角度50經(jīng)過桌椅尺寸設(shè)計得到空間（見圖4）參數(shù)如下表7：圖4表7：桌椅職能空間數(shù)據(jù)項(xiàng)目尺寸mm容腿孔深度=800mm放置深度距離800mm大

22、腿間隙260mm容腿孔寬度=900mm3.2藏書室I型書架改進(jìn)應(yīng)用3.2.1書架改進(jìn)依據(jù)與方案根據(jù)人體立姿尺寸和活動范圍。參考傳統(tǒng)式書架和I型系列書架人機(jī)工程設(shè)計尺寸。優(yōu)化設(shè)計得到如下方案：（1）書架間距應(yīng)該大于兩倍平均肩寬值大于兩倍平均肩寬才不至于相向行走時的發(fā)生碰撞或者和書架直接接觸。遂設(shè)計間距應(yīng)大于420mm2=840mm（2）“I”形書架的設(shè)計理念應(yīng)用“I”形書架整體造型形態(tài)呈“I”形，見下圖圖5圖5它是在利用人機(jī)工程學(xué)和人性化設(shè)計提出的滿足用戶查閱、整理圖書的需求的一種書架理念。為了使讀者和管理員輕松地查找和整理最上層以及最下層的圖書，使得讀者不用完全蹲下就可以瀏覽、查閱、整理所有書

23、目。經(jīng)此對書架隔板角度的調(diào)整，完全可以達(dá)到本次設(shè)計目的：改善書目界面和人視野的角度。但是此種書架也只是一種理念，尚未投入設(shè)計與生產(chǎn)。本次解決書目界面角度問題遂根據(jù)“I”型書架理念來設(shè)計圖書館書架。 因最上層書目界面角度偏差不嚴(yán)重，其次上層角度修正過大會增加書整理和儲放困難。在保障安全的情況下，合理設(shè)計最上面一層有防滑欄，且微微向下傾斜的隔板角度，使其在不影響燈光照明和防止書籍滑落的前提下減小用戶的視野目光與書目界面之間的角度，使用戶輕易地瀏覽最上層書架的書目；針對最下面兩層既不易瀏覽書目又不方便取出、整理的情況，本款書架將最下面兩層書架的隔板均向上傾斜一定角度。最下面兩層設(shè)計中考慮因?yàn)槿梭w不蹲

24、立時對下層角度的需求大于蹲立的需求。只要符合了站立要求。那么俯身是完全能夠滿足輕易地對最下兩層書的瀏覽、取放和整理。在保證不影響通行的情況下，參考海大圖書館其中少部分瀏覽型書架得尺寸空間設(shè)計，合理設(shè)計書目界面角度。解決下面兩層瀏覽難和取放難問題。3.2.2方案設(shè)計結(jié)果（1）間距優(yōu)化改進(jìn)間距協(xié)調(diào)設(shè)定為1000mm。由于“I”型書架得應(yīng)用。必然導(dǎo)致書架下部突出，座椅間距測量點(diǎn)應(yīng)該是書架最底端。（2）最上層邊緣裝訂約10mm的防滑擋板。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)和參考其他文獻(xiàn)。由問題分析中可知人眼和書目界面角度為200.查閱人機(jī)工程課本可知。人和字符的最小視角是100-300 。本次是改善視角，人性化增大視角，滿

25、足更多人的要求。那么應(yīng)該取300為最低標(biāo)準(zhǔn)。所以上層隔板的設(shè)計向下傾斜角度應(yīng)該等于：300-200=100。小于450（平衡角度）且小于300（安全角度）符合設(shè)計安全人機(jī)要求。（3）參考海大圖書館其中少部分瀏覽型書架得尺寸空間設(shè)計和傾斜角度。再計算：人體眼高為1420mm倒數(shù)第二層書目中間高為500mm高度差為：1420mm-500mm=880mm因?yàn)槭堑皖^人離書架距離一般為300mm-400mm。以最低值300mm來運(yùn)算。那么人眼目光與書目角度=arctan (880mm/300mm)=70.150與最上層角度基本相同。那么只需要向上傾斜100則可。而最下一層計算類似：高度差=1420-210=1210mm角度為=arctan (1210/500)=760則視角為約150。則待改正角度為300-150=150則設(shè)計方案為最下一層隔板向上傾斜150則相對的書目和目光視角就增加150。彌補(bǔ)了待矯正角。（4）書柜總體尺寸設(shè)定書柜最上層偏移角度為100，每層高為320。則伸出正常矩形垂直寬度(伸出量)=2tan100320mm=112.8mm。