安全人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書-精

長(zhǎng)春建筑學(xué)院安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)

說明書姓名： 趙亞杰專業(yè)： 安全工程班級(jí)學(xué)號(hào)：安全1201班18號(hào)指導(dǎo)教師： 周乾日期： 2015.01.02城建學(xué)院摘要安全人機(jī)工程是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素；人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用；工作中、家庭生活中怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的。它是運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)以及工程學(xué)等學(xué)科的研究手段和方法，綜合地進(jìn)行人體結(jié)構(gòu)、功能、心理以及力學(xué)等問題研究的學(xué)科。本次課程設(shè)計(jì)針對(duì)城建學(xué)院501教室現(xiàn)有的一些不足提出了一些修改意見，首先通過對(duì)教室及其中擺設(shè)的尺寸進(jìn)行整體測(cè)量，考慮到人體尺寸百分位數(shù)，我國利用我國大學(xué)生的人體基本尺寸，課桌椅設(shè)計(jì)尺寸、溫度環(huán)境和光環(huán)境等因素，找到存在的人機(jī)學(xué)問題。把學(xué)生、教室、教室環(huán)境看做一個(gè)系統(tǒng)的三大要素，對(duì)照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)使系統(tǒng)三要素形成最佳組合的優(yōu)化系統(tǒng)，讓學(xué)生在教室上課時(shí)感到更加的舒適和人性化，提高聽課率。關(guān)鍵詞：安全人機(jī)工程；教室；課桌椅；光環(huán)境；溫度環(huán)境安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)前言隨著我國高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大和高校信息化進(jìn)程的逐步加快，大學(xué)校園硬件建設(shè)高速度發(fā)展，各類先進(jìn)設(shè)備不斷引入，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，但同學(xué)們每天大量使用的課桌椅卻并不盡如人意。本設(shè)計(jì)針對(duì)城建教學(xué)樓501教室的現(xiàn)狀，從課桌椅的空間分布和舒適度等方面，并根據(jù)國家相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范與問卷調(diào)查反饋信息，發(fā)現(xiàn)課桌椅的設(shè)計(jì)時(shí)存在著許多問題，并提出相應(yīng)的優(yōu)化解決方案。在學(xué)生聽講過程中，視覺的應(yīng)用是最為重要和普遍的，大約80%以上的信息是由視覺得到的，當(dāng)室內(nèi)照明不良時(shí)，因反復(fù)努力辨認(rèn)，易使視覺疲勞，學(xué)習(xí)效率下降。本設(shè)計(jì)通過對(duì)教室的現(xiàn)狀分析，從照明類別、照明設(shè)備的空間分布，整體視覺感的角度提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。教室內(nèi)的溫度環(huán)境是決定人的作業(yè)效能和健康的重要因素。不當(dāng)?shù)臏囟拳h(huán)境會(huì)直接影響人的情緒，疲勞感和健康，從而使作業(yè)效率降低。本設(shè)計(jì)通過對(duì)教室內(nèi)的供暖設(shè)備，從熱源位置的選擇、管道的敷設(shè)，暖氣片的安裝位置等方面，找出現(xiàn)有狀況下的問題，然后提出優(yōu)化方案。目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章緒論 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)目的 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)步驟 1\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)背景 1\o"CurrentDocument"第二章教室現(xiàn)狀調(diào)研分析 3\o"CurrentDocument"對(duì)我校教室的人機(jī)學(xué)問卷調(diào)研 3\o"CurrentDocument"對(duì)我校教室的問卷進(jìn)行分析與總結(jié) 4\o"CurrentDocument"教室整體測(cè)量數(shù)據(jù) 4\o"CurrentDocument"教室局部測(cè)量數(shù)據(jù) 5\o"CurrentDocument"課桌椅測(cè)量數(shù)據(jù) 6\o"CurrentDocument"第三章現(xiàn)存問題及分析 7\o"CurrentDocument"課桌椅的問題及分析 7\o"CurrentDocument"課桌的問題及分析 9\o"CurrentDocument"溫度環(huán)境的問題及分析 10\o"CurrentDocument"教室布局的問題及分析 12\o"CurrentDocument"光環(huán)境的問題及分析 13\o"CurrentDocument"第四章優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則 16\o"CurrentDocument"課桌椅的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則 16\o"CurrentDocument"溫度環(huán)境的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則 17\o"CurrentDocument"教室布局的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則 18\o"CurrentDocument"光環(huán)境的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則 19趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第五章教師工作空間的設(shè)計(jì) 21\o"CurrentDocument"講臺(tái)的現(xiàn)狀分析 21\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)原則 21\o"CurrentDocument"5.3改進(jìn)措施 22\o"CurrentDocument"結(jié)論 23\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 24\o"CurrentDocument"致謝 25安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)第一章緒論設(shè)計(jì)目的教室是我們每日學(xué)習(xí)生活的地方，每個(gè)教室我們都會(huì)有很深的感情，但是，這并不能掩蓋教室設(shè)計(jì)的不足，大部分的教室設(shè)計(jì)循規(guī)蹈矩，缺乏人性化設(shè)計(jì)，事實(shí)上，教室環(huán)境是關(guān)系到教學(xué)和學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要因素，教室設(shè)施的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)或不合適的配置，會(huì)對(duì)學(xué)生的身心健康帶來不可忽視的影響。因而，本設(shè)計(jì)以平時(shí)感受到的教室功能的不足之處為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)國家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，查找一些改進(jìn)教室的人性化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。這里針對(duì)城建教學(xué)樓501教室進(jìn)行安全人機(jī)的分析與優(yōu)化。設(shè)計(jì)步驟501教室及實(shí)用情況的調(diào)研為了解城建教學(xué)樓501教室的現(xiàn)狀，對(duì)該教室進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，主要采用拍照、量尺寸和分發(fā)調(diào)查問卷的方式了解現(xiàn)有狀況，使我們隊(duì)研究對(duì)象有了一個(gè)初步感性的認(rèn)識(shí)。.設(shè)備尺寸及其分析根據(jù)第一步的調(diào)研成果，對(duì)調(diào)查對(duì)象的數(shù)量及外觀進(jìn)行細(xì)致的比較，分析所得的數(shù)據(jù)和調(diào)查問卷，從而對(duì)現(xiàn)狀有了較深入和理性的了解。然后用人機(jī)學(xué)的原理對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行人機(jī)學(xué)優(yōu)缺點(diǎn)的剖析，得出相應(yīng)結(jié)論，并提出了改進(jìn)措施。.進(jìn)行可行性分析與經(jīng)濟(jì)行分析對(duì)于提出的改進(jìn)措施是否可行，合理，是否符合國家相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于和可行的優(yōu)化方案，在對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，即有效花費(fèi)在承受范圍之內(nèi)，并且能取得預(yù)期的效果。1.3設(shè)計(jì)背景本文重點(diǎn)是對(duì)教室布局優(yōu)化的討論。501教室的布局形式太單一化，這雖然有利于節(jié)約建房成本，但是大大限制了教室的功能。例如，我們現(xiàn)在都強(qiáng)調(diào)小組合作，很多課堂上都是分小組討論進(jìn)行的，但現(xiàn)如今用的桌椅都是成排的，很不利于同學(xué)間相互交流。照明也是影響教室最重要因素，照明的好壞不僅影響學(xué)習(xí)效果、聽課質(zhì)量，長(zhǎng)期更影響我們的眼睛。1趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化教室的座椅和課桌是最直接的人機(jī)結(jié)合面，它們的舒適程度直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的效率與效果，教室講課時(shí)舒適度。因而，對(duì)課桌椅的改進(jìn)也是必要的。溫度環(huán)境是決定人的作業(yè)效能和健康的重要因素。當(dāng)氣溫低于21°C時(shí)，人一般不出汗。隨著氣溫的增高，出汗量逐漸增加，這時(shí)溫度的影響也越來越大。在氣溫低于35°C時(shí)，空氣的流動(dòng)性則能增加人體的散熱，而當(dāng)氣溫高于皮膚的溫度時(shí)，情況就比較復(fù)雜了。一方面空氣的流定能增加人體的散熱，而另一方面通過對(duì)流的方式，又使人體吸熱增加，而且氣溫愈高，吸熱量就愈多。因此，溫度環(huán)境因素對(duì)人體的影響要做綜合的分析。安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)第二章教室現(xiàn)狀調(diào)研分析對(duì)我校教室的人機(jī)學(xué)問卷調(diào)研親愛的同學(xué)，您好！首先感謝您的幫助?，F(xiàn)針對(duì)學(xué)校教室進(jìn)行一份人機(jī)學(xué)調(diào)查，請(qǐng)?jiān)谙铝兄羞x擇您認(rèn)為合適的選擇。.您對(duì)教室的環(huán)境及設(shè)備的整體滿意程度：（A）100%（B）70% （C）50% （D）20%.您對(duì)教室的桌椅滿意度：（A）100%（B）70% （C）50% （D）20%.您是否覺得教室的桌椅存在尺寸問題？（A）是（B）否.您是否覺得教室的椅子的后仰角度太??？（A）是（B）否.您是否覺得教室的課桌和座椅高度不搭配？（A）是（B）否.您是否覺得教室的椅子發(fā)出的噪音太大？（A）是（B）否.您是否覺得教室椅子坐的很舒適？（A）是（B）否.您是否覺得黑板上的板書受到外界燈光的干擾？（A）是（B）否.您是否覺得黑板與第一排課桌的距離不合適？（A）是（B）否.您覺得黑板的尺寸是否合理？（A）是（B）否.您是否覺得日光燈影響會(huì)影響到你看黑板？（A）是（B）否.您是否覺得整個(gè)教室的布局存在問題？（A）是 （B）否趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化.您是否覺得冬季教室內(nèi)的采暖溫度過低？（A）是（B）否.您是否覺得冬季教室內(nèi)的空氣濕度過??？（A）是（B）否對(duì)我校教室的問卷進(jìn)行分析與總結(jié)從調(diào)查問卷的匯總中可以看出，對(duì)于教室存在問題的主要有一下幾個(gè)方面的問題：1、教室課桌椅的尺寸、位置、材質(zhì)問題1）靠背的后仰角太小，看黑板時(shí)身體過于正立。2）課桌和座椅高度不搭配，在看書和寫字時(shí)，學(xué)生的身體刻意的前傾。座椅面通常是后仰的，書寫起來很不舒服。3）當(dāng)課上回答完問題坐下的時(shí)候，椅子發(fā)出的噪音太大，影響老師上課。4）椅子材質(zhì)過硬，尤其是冬季，坐著不舒服。5）有些桌椅未及時(shí)修理。2、黑板的尺寸大小、位置問題1）桌椅離黑板設(shè)計(jì)不合理，前排同學(xué)看黑板需要后仰，感覺很疲勞。2）黑板太過光面，反光嚴(yán)重。3、教室環(huán)境設(shè)施尺寸、高度、位置和室內(nèi)環(huán)境、照明問題1）窗戶太大，使得光線容易進(jìn)入，造成學(xué)生看不清黑板。2）課上不開窗戶，使得室內(nèi)空氣不易流通，導(dǎo)致室內(nèi)空氣污濁，缺氧、室溫上升。3）天花板的顏色和燈設(shè)計(jì)不是很合理。4）室內(nèi)的燈光效果不是很好。5）冬季室內(nèi)溫度過低，讓人產(chǎn)生不適感。6）窗戶缺少窗簾。教室整體測(cè)量數(shù)據(jù)501教室開間長(zhǎng)13.8m,進(jìn)深長(zhǎng)9.3m,總面積128.34m2,共80個(gè)座位。

安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)每層階梯高度詳情見表2-1。表2-1每層階梯高度表尺寸第一層第二層第三層第四層第五層實(shí)際數(shù)據(jù)(mm)150150100100100每排數(shù)據(jù)詳情見表2-2。表2-2每排數(shù)據(jù)表各排圓半徑（m）距前排距離（m）桌椅數(shù)（個(gè)）第一排1.81.8（距黑板）12第二排3.01.218第三排4.21.218第四排5.41.216第五排6.61.212第六排7.81.24教室局部測(cè)量數(shù)據(jù)詳情見表2-3和表2-4。表2-3局部測(cè)量表1名稱數(shù)量長(zhǎng)（mm）寬/高(mm)日光燈161200100(寬)窗戶106001200門215002000黑板155001200(高)

趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化表2-4局部測(cè)量表2名稱數(shù)量長(zhǎng)（mm）寬（mm）i!B（mm）散熱器51200100700講臺(tái)222001200180多媒體操作臺(tái)112008001000課桌椅測(cè)量數(shù)據(jù)如圖2-1和表2-5所示。500局部尺寸400圖2-1改進(jìn)前課桌椅示意圖o課桌課桌課桌椅面椅面靠背靠背桌下容人側(cè)桌緣局部尺寸400圖2-1改進(jìn)前課桌椅示意圖o課桌課桌課桌椅面椅面靠背靠背桌下容人側(cè)桌緣與靠（m高度寬度深度高度寬度深度（m高度寬度深度高度寬度深度寬度膝高度背面m）距離實(shí)際700 500 130 410 400 400 400 250 200數(shù)據(jù)安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)第三章現(xiàn)存問題及分析課桌椅的問題及分析課桌椅的問題闡述.座面傾角過大，坐著不舒服。.座椅之間間距過小，不方便出入問題。.課桌椅高度無法進(jìn)行高度調(diào)節(jié)的問題。.靠在靠背上時(shí)，感覺容易下滑。課桌椅的設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)GB/T3976-2002《學(xué)校課桌椅功能尺寸》其中關(guān)于高等學(xué)校課桌椅的規(guī)定，詳見表3-1。表3-1高校固定式課桌椅的主要尺寸尺寸名稱尺寸說明桌面高（hj730±10桌面深（tj350每個(gè)席位桌面寬（bj600桌下凈空高（與）>620桌下凈空深（t2、t3）>300座面高（h4）410±10,使h1-h4<320mm座面有效深《4）360或與后排桌前側(cè)一體化靠背上緣距座面高（與）>340靠背點(diǎn)以上向后傾斜6°?10°靠背點(diǎn)距座面高（3）210角?？勘诚戮壘嘧娓撸ㄅc）170坐人側(cè)桌緣與靠背點(diǎn)之間的水420平距離810?850每套課桌椅前后長(zhǎng)趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化課桌椅的設(shè)計(jì)原則.必須能提供坐者有足夠的支撐與穩(wěn)定作用。.必須能使坐者改變其姿勢(shì)，但其椅墊必須足以防止坐姿行為中的滑脫現(xiàn)象。.座椅座高：正確的座高應(yīng)使坐者大腿保持水平，小腿垂直，雙腿平放在地面上。對(duì)工作用椅而言，人體通常需以較直立式姿勢(shì)且雙腳平放于地面，其座高宜比休息用椅稍高。座高宜設(shè)定為可調(diào)整式的，以適應(yīng)多數(shù)人使用，工作用椅座高為35-50cm。.座椅寬度：座寬的設(shè)定必須適合于身材高大者，其相對(duì)應(yīng)的人體測(cè)量值是臀寬。座寬宜采用較高百分位的女性測(cè)量值為設(shè)計(jì)依據(jù)。對(duì)于排列成行的座椅，其座寬則應(yīng)以兩肘間的距離為基準(zhǔn)，。坐椅座寬宜為38-48cm。本文中討論的桌椅布局形式利于將座椅設(shè)計(jì)的更加人性化，可以使用舒適的工作用椅。.座椅座深：學(xué)習(xí)工作用椅使用者分布很廣，其座深可取身材較矮小者人體測(cè)量值作為設(shè)計(jì)依據(jù)，椅座深建議為30-40cm。.座椅座面角度：坐在前傾5度的座面比坐在后傾式者有較少的肌肉伸張，而座面壓力分布更為均勻，但應(yīng)注意防止身體有下滑趨勢(shì)。.座椅座墊：椅墊具有兩種重要功能,首先它有助于將坐骨結(jié)節(jié)和臀部的體重所產(chǎn)生的壓力予以分散，若此種壓力無法排除則會(huì)引起不舒適甚至疲勞感等；其次它使身體采取一種穩(wěn)定的姿勢(shì)，將身體凹陷入椅墊并予以支撐。坐墊必須有充分的襯墊和適當(dāng)?shù)挠捕?，使之有助于將人體的壓力分布于坐骨結(jié)節(jié)附近。建議坐墊前端應(yīng)比人體膝窩高低約5cm，而且使膝窩感受不出壓迫感，坐墊前端宜有半徑2.5-5cm的弧度。.座椅靠背：靠背，特別是在腰部的支撐，可降低脊柱所產(chǎn)生的緊張壓力。座椅的設(shè)計(jì)必須提供正確的腰部曲度，使脊柱處于自然均衡狀態(tài)。成年人腰部前彎曲率厚度約為1.5-2.5cm,縱向弧度約為25cm半徑，中心位置約在座面上方23-26cm處，而腰椎的支撐點(diǎn)位置則應(yīng)稍高一些，以達(dá)到支撐人體背部重量的目的。.座椅靠背角度：為了防止人體坐姿向前滑動(dòng)和引導(dǎo)腰彎部位（包括骶椎）依靠在靠背上，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮靠背與坐墊之間的角度。從人體脊柱形狀而言，靠背角度在115度較為合適，接近自然的腰部形狀。安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)課桌椅設(shè)計(jì)百分點(diǎn)及靜態(tài)與動(dòng)態(tài)尺寸的選擇實(shí)際設(shè)計(jì)中，桌椅不可能滿足一個(gè)群體內(nèi)的所有的尺寸范圍，尤其學(xué)校中的使用者的尺寸范圍更大，因此一般的滿足群體內(nèi)的90%的人就達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，也就是第5個(gè)百分點(diǎn)和第95個(gè)百分點(diǎn)之間的人群。同時(shí)人體尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)分為靜態(tài)尺寸和動(dòng)態(tài)尺寸（人體正在運(yùn)動(dòng)的尺寸）。一般來說靜態(tài)尺寸的正負(fù)偏差為5mm；動(dòng)態(tài)尺寸的正負(fù)偏差為20mm。課桌的問題及分析課桌的問題闡述.課桌椅色彩單一、造型呆板的問題。.現(xiàn)有課桌椅用材浪費(fèi)不環(huán)保，不物美價(jià)廉、經(jīng)濟(jì)適用。.桌面深度不夠，容易掉書。.看書久了，容易脊椎疼痛。.課桌下部空間狹小，伸不開腿。.課桌太窄，無法擺放課本和文具。課桌的設(shè)計(jì)原則.桌面高度設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)桌面高度時(shí)，可以從兩個(gè)方面加以考慮：一是當(dāng)座椅高度未定時(shí)，通常是以群體坐姿肘高的上限數(shù)來設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)可使手臂肘部得到依靠，減少學(xué)生書寫時(shí)的疲勞：二是當(dāng)座椅高度一定時(shí)，桌面下緣至座椅面的距離，應(yīng)以群體坐姿大腿厚的上限值來設(shè)計(jì)，并考慮使膝部有一定的上下活動(dòng)的余地。而桌面上緣的空間則考慮學(xué)生放書包、書籍用。由于桌子是坐著使用的，所以確定桌面高的正確方法是座高加上合理的桌面椅面高度差，即桌高二座高+桌椅高度差。高校桌面高度設(shè)計(jì)以坐姿肘高為尺寸依據(jù)，選取男生90百分位作為上限值，男=307mm，再適合附加穿衣修正量一6mm，則桌椅高度差約為300mm時(shí)，桌高在700mm—720mm內(nèi)比較適宜，同樣滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中桌椅高差4一h『320mm。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3326—1997男女通用的中等尺寸的辦公桌椅要求，與高校桌椅最佳尺寸相符。另外，針對(duì)于階梯教室的固定式桌椅的高度差數(shù)值僅為190±10mm，這是完全不合理趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化的。由于座椅與后排桌前前側(cè)一體化，然而在設(shè)計(jì)兩者高度差的時(shí)候未考慮階梯教室的地面的高度差及臺(tái)階的高度，以至于造成學(xué)生就坐的座面和伏案的座面的高差減小，腿部活動(dòng)空間受限。所以，對(duì)于階梯教室的固定一體化桌椅，為了保證大學(xué)生合理的坐姿空間，其后側(cè)桌的高度二桌椅高度差（300mm）+臺(tái)階高度。.桌下抽屜與凈空高：由于桌子凈空高不夠?qū)е聦W(xué)生在桌子底下腳伸不開，而由于桌子的適合高度為700mm—720mm,為了保證課桌下部空間尺寸，則課桌抽屜尺寸小于100mm，這就導(dǎo)致抽屜無法完成收納學(xué)生物品的功能，形同虛設(shè)。所以，為了解決桌下空間尺寸和抽屜功能的矛盾問題，并且抽屜設(shè)計(jì)位置不影響桌下腿部活動(dòng)空間的位置。解決此問題可以從以下三方面考慮：使抽屜深度減??；將抽屜設(shè)置于下部空間；將抽屜設(shè)置于座椅下部閑置空間。.桌椅的水平間距設(shè)計(jì)：桌椅水平距離是桌近緣向下所引垂線與座椅前緣之間的水平距離。這個(gè)尺寸空間的設(shè)置直接影響大學(xué)生使用桌椅時(shí)的坐姿，是一個(gè)決定性的重要因數(shù)。這個(gè)問題主要出現(xiàn)在多媒體教室的固定式桌椅，由于室內(nèi)空間有限，教室容量較大，桌椅大多固定于地面上，此時(shí)，就要嚴(yán)格科學(xué)的考慮學(xué)生的實(shí)際使用情況來設(shè)定桌椅的水平間距。一般大腿厚的上限數(shù)值為設(shè)計(jì)依據(jù)，這樣可以使人較方便地進(jìn)出。坐姿大腿厚的男154mm，加入適當(dāng)功能修正量10mm，所以一般以160—200mm為宜。.課桌椅色彩設(shè)計(jì)：色彩三要素：色相、色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度、色彩的飽和程度。在高校桌椅設(shè)計(jì)中既要保證課桌椅單體色彩的美觀，對(duì)大學(xué)生產(chǎn)生的心理作用，還要保證各種色彩在教室環(huán)境內(nèi)的協(xié)調(diào)性。總體來說課桌椅的設(shè)計(jì)要求色彩明朗、精神飽滿。因此，選取一些冷暖適中的色彩，并提高色彩的明度、降低色彩的飽和度就是折中的好辦法。這樣可以選取紅橙黃色或者藍(lán)青色等顏色。這樣既可以創(chuàng)造愉悅的氛圍，又不至于使學(xué)生過于興奮，達(dá)到輕松愉悅的環(huán)境氛圍。溫度環(huán)境的問題及分析教室布局的問題闡述由于長(zhǎng)春市屬于亞寒帶氣候，冬季十分寒冷。所以對(duì)于采暖的溫度要求比較高，現(xiàn)如今，501教室通過校內(nèi)鍋爐房直接供暖的方式進(jìn)行采暖，采暖期為每年11到第二年4月。10安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)教室內(nèi)共有6臺(tái)散熱器，但仍然存在溫度較低，冷熱分布不均勻的情況。改進(jìn)前的教室暖氣片示意圖如圖3-1所示。圖3-1改進(jìn)前暖氣示意圖溫度環(huán)境的設(shè)計(jì)原則根據(jù)研究，人體最適宜的溫度在18℃—24℃,人體最適宜的健康濕度在45%RH—65%RH之間，人體皮膚表面溫度約為33℃。據(jù)有關(guān)醫(yī)學(xué)保健方面的測(cè)試資料表明，當(dāng)人的正常體溫為37℃時(shí)，人體皮膚表面的溫度約為33℃左右，當(dāng)室內(nèi)溫度高于33℃時(shí)就會(huì)有熱的感覺，而低于33℃時(shí)則會(huì)有涼的感覺。然而，當(dāng)環(huán)境條件為溫度25℃,相對(duì)濕度50%,氣流速度0.15米/秒時(shí)，人體處于最正常最理想的熱平衡狀態(tài)，也就是說，感覺最為舒適，反應(yīng)最為良好。在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮人的因素，不但利于人的健康，而且也更經(jīng)濟(jì)，節(jié)能。對(duì)于供暖系統(tǒng)來說，必須要考慮到供暖的空間大小，對(duì)于我們學(xué)校來說，教室、宿舍居多，大小不一，要考慮各個(gè)教室，宿舍，辦公室的空間大小，來決定安裝暖氣片的個(gè)數(shù)。一般暖氣片每片的散熱面積在1.2—1.6平方米，鋼制暖氣片散熱面積數(shù)值要小些，銅鋁和鋁制暖氣片的散熱數(shù)值則要大些，這樣，我們?cè)谠O(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)時(shí)就要根據(jù)每個(gè)空間的面積來確定暖氣片數(shù)量。譬如，面積為10平方米的房間，選用每片散熱量為1.5平方米的暖氣11

趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化片，需要的片數(shù)大約在6片左右即可。.暖氣片安裝的位置：從經(jīng)濟(jì)，節(jié)能的角度考慮的話，暖氣片的安裝位置也要必須注意，暖氣片的安裝位置都在窗戶的下面?，F(xiàn)在新型的暖氣片顏色豐富，造型多變，用于取暖的同時(shí)也是家中頗有特色的一種裝飾品，于是一些人隨意選擇暖氣片的擺放置，成為一種誤區(qū)。其實(shí)，暖氣片位置的選擇從經(jīng)濟(jì)，節(jié)能的角度考慮是有講究的。.選擇合適的墻面：暖氣片并不是安裝在任何位置都能發(fā)揮其最好的作用。想達(dá)到最佳的采暖效果，應(yīng)該安在外墻的窗下，如果是落地窗也可以安裝在窗與窗之前的墻上，反正只要是靠外墻的地方，都會(huì)達(dá)到不錯(cuò)的采暖效果。.把握合適的安裝尺寸：一般暖氣片沿外墻窗下安裝，距地面100mm以上，背面距墻多為30mm，利用暖氣片與墻面的空隙促使氣體流動(dòng)并隔熱。暖氣片盡可能明裝，必須設(shè)罩時(shí)，要選用對(duì)散熱無嚴(yán)重影響的罩型。教室布局的問題及分析教室布局的問題闡述平時(shí)上課最常用的教室布局方式，是一排排整齊的桌椅，符合填鴨式的教學(xué)方式。如今，大學(xué)里上課，學(xué)生和老師都喜歡互相交流，但是，目前的教室布局并不適應(yīng)現(xiàn)在上課經(jīng)常需要討論的現(xiàn)實(shí)情況。同時(shí)，相鄰的兩個(gè)人之間距離非常小，不符合大學(xué)生的習(xí)慣。改進(jìn)前教室布局示意如圖3-2所示，A-A剖面圖如圖3-3所示。712712安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)圖3-3A-A剖面圖教室布局的設(shè)計(jì)原則1、統(tǒng)籌規(guī)劃：因?yàn)榻淌抑胁粌H擺放著桌椅，還有其他重要設(shè)備，比如黑板，日光燈，衛(wèi)生工具等。一定要全盤規(guī)劃，做到空間布局合理、利用率高、使用方便、美觀大方、協(xié)調(diào)一致。2、充分、合理利用空間：充分利用空間，合理布局，主要是為了方便學(xué)生和教師走動(dòng)，這樣就要求留有足夠的空間以免造成不便。3、美觀大方，構(gòu)思新穎：美觀大方、富有格調(diào)的教室會(huì)令人心曠神怡，心情愉快，從而提高工作和學(xué)習(xí)效率。光環(huán)境的問題及分析光環(huán)境的問題闡述.現(xiàn)在教室中，用于課桌面照明的燈，大多為單、雙管普通支架式熒光燈具，它們垂直于黑板安裝，由于燈管裸露，這對(duì)后排學(xué)生還是有很強(qiáng)的直接眩光。.有些教室存在高亮度的問題，一方面原因由于設(shè)計(jì)不合理（照度達(dá)800-1000Ix）。另一方面反映在南向的“陽光”教室中。一般來說，太陽光在桌面上照度可達(dá)數(shù)千Ix以上，在這種高照度下，學(xué)生無法看清老師在黑板上的板書，造成嚴(yán)重視覺疲勞。其效果是學(xué)生13趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化書本和課桌面形成很強(qiáng)的反射眩光，從而學(xué)生反映眼睛累。.教室內(nèi)燈具分布不合理。教室白天太陽光直射學(xué)生桌面，嚴(yán)重影響教室的視覺環(huán)境等。眾所周知，學(xué)生視力下降近視率上升，是諸多因素綜合作用的結(jié)果。但是除原發(fā)性因素外，用眼過度疲勞則是引發(fā)近視的主要因素了。在正常用眼狀態(tài)下，照明條件合理與否，直接影響用眼的疲勞程度。.窗戶太大，使得光線容易進(jìn)入，造成學(xué)生看不清黑板。改進(jìn)前的教室日光燈示意圖如圖3-4所示。光環(huán)境的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教室照明的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB7793-87)如下：1、凡教室均應(yīng)裝設(shè)人工照明。2、教室課桌面上的平均照度值不應(yīng)低于150lx，其照度均勻度不應(yīng)低于0.7。3、教室黑板應(yīng)設(shè)局部照明燈，其平均垂直照度不應(yīng)低于200lx，照度均勻度不應(yīng)低于0.7。4、教室照明宜采用熒光燈。5、為了減少照明引起的直接眩光，教室不宜采用裸燈照明。燈具距課桌面的最低懸掛高度不應(yīng)低于1.7m。燈管排列宜采用其長(zhǎng)軸垂直于黑板面布置。對(duì)于階梯教室，前排燈14安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)不應(yīng)對(duì)后排學(xué)生產(chǎn)生的直接眩光。6、照明設(shè)計(jì)計(jì)算照度時(shí)，照度補(bǔ)償系數(shù)取1.3。照度均勻度：在給定的工作面上，最低照度與平均照度之比。照度補(bǔ)償系數(shù)：新的照明器在工作面上產(chǎn)生的平均照度與同一照明器在使用一定時(shí)間以后，在同樣條件下所產(chǎn)生的平均照度之比。15

趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化第四章優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則課桌椅的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則提出優(yōu)化方案詳情見表4-1和圖4-1。圖4-1改進(jìn)后課桌椅示意圖表4-1改進(jìn)后課桌椅尺寸表局部尺寸座面椅面座面座面靠背靠背課桌課桌課桌（mm）高度寬度深度角度高度角度高度深度寬度實(shí)際400 460 400 0° 520 8° 770 400 500數(shù)據(jù)16安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)可行性與經(jīng)濟(jì)性.上表為優(yōu)化設(shè)計(jì)后的學(xué)習(xí)工作用椅尺寸表，各種尺寸都是在符合人體測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)而成的。同現(xiàn)在使用的各種教室用椅相比，它顯然在人體生理結(jié)構(gòu)方面更具優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)尺寸的定量設(shè)計(jì)使得使用者使用時(shí)更為舒適。例如，靠背的設(shè)計(jì)能有效提供支撐力，減少肌肉受力，使使用者學(xué)習(xí)時(shí)的有效時(shí)間更長(zhǎng)，并且方法可行，雖修改幅度不大，但效果尚佳，符合可行性原則。.改進(jìn)后的設(shè)計(jì)應(yīng)用了理論知識(shí)中提及的各種人體工程學(xué)原理以及人體解剖學(xué)原理，綜合考慮了各種影響因素?？梢哉f是一種理想設(shè)計(jì)，故對(duì)于實(shí)際中不同的學(xué)習(xí)工作場(chǎng)景還需要改進(jìn)或舍棄一些優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如，高低可調(diào)節(jié)的功能、椅座可旋轉(zhuǎn)的功能在座椅密集布置的情況下并不適用，可優(yōu)先應(yīng)用其靠背、坐墊的各種設(shè)計(jì)，在一定程度上滿足需要即可，況且針對(duì)學(xué)校座椅數(shù)量較多的問題，小幅改動(dòng)可以節(jié)省校方重新購買設(shè)施所用的經(jīng)費(fèi)，只需在原有基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)尺寸即可，符合經(jīng)濟(jì)性原則。溫度環(huán)境的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則提出優(yōu)化方案針對(duì)教室采暖設(shè)備供熱溫度較低的問題。本設(shè)計(jì)建議采用局部調(diào)整暖氣片位置，數(shù)量的方式，以提高教室內(nèi)溫度。改進(jìn)后教室暖氣分布如圖4-2所示。多媒體暖氣暖氣17

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圖4-2改進(jìn)后的暖氣分布圖可行性與經(jīng)濟(jì)性針對(duì)教室暖氣溫度不高的問題，本設(shè)計(jì)采用增加暖氣數(shù)量的方式以提高室內(nèi)溫度，由于樓體結(jié)構(gòu)不易更改，且更改的花費(fèi)巨大，不符合經(jīng)濟(jì)性原則，而單純的增加暖氣數(shù)量并不影響的建筑整體建構(gòu)，只需在相應(yīng)位置增設(shè)給水立管和采暖設(shè)備即可，符合可行性原則。教室布局的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則提出優(yōu)化方案改進(jìn)后的教室布局如下圖4-3和圖4-4B-B剖面圖所示。這種布局豎向成排，一般是八縱列，保持80個(gè)座位不變，有利于教師在上課過程中的觀察和同學(xué)間、師生間的交流是比較好的一種形式，國外已經(jīng)有不少的教室采用這種方式。1380015001500講臺(tái)講臺(tái)簍墟慘gooSiOo忘O■440055001380015001500講臺(tái)講臺(tái)簍墟慘gooSiOo忘O■440055002200 ? 22001-4001400圖4-3改進(jìn)后的教室布局平面圖18安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)圖4-4B-B剖面圖可行性與經(jīng)濟(jì)性這種方案的優(yōu)點(diǎn)是教師只要在講臺(tái)上兩邊走動(dòng)一下，就可以方便地看到學(xué)生的情況了；同樣也增進(jìn)了學(xué)生與老師間的課堂交流，增進(jìn)學(xué)生間的友誼。在原有教室大小的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)，也不需要花費(fèi)太大的改進(jìn)費(fèi)用。這種方案的缺點(diǎn)是空間的利用率不高，改進(jìn)后的布局比改進(jìn)前相比，所能坐下的學(xué)生數(shù)量有所減少。光環(huán)境的優(yōu)化方案及經(jīng)濟(jì)性原則提出優(yōu)化方案1、教室盡可能采用帶格柵的支架燈作為主照明，這樣可以明顯地改善后排學(xué)生視覺效果。2、為防止太陽光直接照在桌面上，教室必須安裝窗簾。建議學(xué)校可配備一只便攜式照度計(jì)，檢查教室光照度狀態(tài)。以分析室內(nèi)照度均勻度，同時(shí)也可了解燈管長(zhǎng)久使用所出現(xiàn)的光衰現(xiàn)象，做到及時(shí)更換燈管。19趙亞杰：城建教學(xué)樓501教室安全人機(jī)的分析與優(yōu)化3、學(xué)校的一般教室的照明燈具，都應(yīng)該使用三基色熒光燈，這不但可以與普通熒光燈更亮約20%，而且顯色指數(shù)＞80%，學(xué)生視覺疲勞程度會(huì)得到改善在學(xué)校的功能性教室里，例如，美術(shù)教室，幼兒園的活動(dòng)室、繪畫室，展示室等場(chǎng)合，則可以安裝高顯色熒光燈，這種燈的光譜與陽光近似，被照物體非常鮮艷逼真在這種光照下人眼的疲勞感，也會(huì)明顯降低。根據(jù)以上分析結(jié)果，對(duì)教室燈光光源分布做了改進(jìn)（如圖4-4所示）：可行性與經(jīng)濟(jì)性本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單調(diào)整了了教室的光源分布。這樣的光源分布，針對(duì)后排同學(xué)可以有效減少發(fā)生炫光的發(fā)生。減少直接影響用眼的疲勞程度，同時(shí)加裝窗簾可以有效減少自然光源進(jìn)入，防止學(xué)生看不清黑板的情況出現(xiàn)，具有可行性。同時(shí)改進(jìn)措施不會(huì)花費(fèi)過多費(fèi)用，校方易于承受，符合經(jīng)濟(jì)性原則。20安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)第五章教師工作空間的設(shè)計(jì)講臺(tái)的現(xiàn)狀分析.造型單一，大多數(shù)是長(zhǎng)方體的造型。.有些多媒體操作臺(tái)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的長(zhǎng)方體的臺(tái)面，沒有其它的的結(jié)構(gòu)。.在臺(tái)面下面增加了一個(gè)儲(chǔ)物柜，有的在兩邊有箱子。.有些講臺(tái)現(xiàn)在增加了一些結(jié)構(gòu)，比如在外邊緣增加了一塊板。.材料單一，絕大多數(shù)是用的木材，少數(shù)多媒體操作臺(tái)有用塑料的。.高度和位置都是固定不可調(diào)的。.有些多媒體操作臺(tái)在制造時(shí)沒有進(jìn)行足夠的倒角和圓角。.很少的多媒體操作臺(tái)有其他的輔助上課設(shè)備。設(shè)計(jì)原則人機(jī)系統(tǒng)工作效能的高低首先取決于它的總體設(shè)計(jì)。而人機(jī)配合成功的基本原因是兩者都要有自己的特點(diǎn)且要相互適合才行。對(duì)于大學(xué)多媒體操作臺(tái)的人機(jī)設(shè)計(jì)而言，首先要考慮到大學(xué)老師的上課特點(diǎn)，特別是老師的活動(dòng)空間，來決定多媒體操作臺(tái)臺(tái)面的尺寸。再要對(duì)老師的身高和肘高等要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來確定多媒體操作臺(tái)的高度。這些尺寸的設(shè)計(jì)直接影響到老師上課的方便性，如果尺寸過大或過小都會(huì)使老師用起來不舒適。所以在人機(jī)系統(tǒng)中，要充分發(fā)揮人與機(jī)械各自的特長(zhǎng)，互補(bǔ)縮短，以達(dá)到人機(jī)系統(tǒng)整體的最佳效率與總體功能，這是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。從尺寸既環(huán)境分析入手，在尺寸的選擇時(shí)要充分考慮到人的活動(dòng)空間和范圍，有以下幾個(gè)方面。.老師的身高，這又聯(lián)系著肘高，肘的高低影響著多媒體操作臺(tái)的高度。當(dāng)人處于立姿作業(yè)時(shí)，操作臺(tái)面的高度影響著人的舒適度特別是人手的舒適度，根據(jù)立姿作業(yè)的姿勢(shì)，臺(tái)面的高度受到肘高的影響。所以在確定多媒體操作臺(tái)高度時(shí)要統(tǒng)計(jì)教師的肘高。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的作業(yè)面高度的確定方法，一般作業(yè)面的高度應(yīng)該在肘部以下10-20cm，對(duì)于特定的作業(yè)環(huán)境，其作業(yè)高度