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安全人机课程设计

河南城建学院

《安全人机工程学》课程设计

班级0234091

专业安全工程

姓名任停停　

学号　*********

课程名称安全人机工程

指导教师万祥云刘章现黄战峰

环境与市政工程系

2011年12月16日

1.前言2

2.评析准备8

3.人机评价及改进准备11

4.改进设计14

5.课程设计小结16

6.参考文献资料17

我校学生公寓盥洗室的人机学评价和改进设计

1前言：

随着科学技术的发展和社会的进步，安全人机工程学科也得到了快速的发展，对其需求和研究的领域也不断扩大，由于原来的设计已不能适应安全人机工程学最新发展和最新研究成果，因此需要改进的越来越多。

本文就对我校学生公寓盥洗室进行改进。

我校学生公寓盥洗室的改进设计是整个学生公寓设计中最复杂但也是最重要的一部分，合理的学生公寓盥洗室设计能够减轻学生的疲劳与损伤，提高学习效率，为学生带来和谐，愉快的气氛以及更加美好的环境。

本文运用人机工程的主要原则与理论，利用真实具体的数据，为学生公寓盥洗室进行了个性化设计，涉及布局，尺寸，环境，色彩与通风等各个主要方面，充分体现了人机工程的核心“以人为本，提高效率”。

盥洗台是我们一天当中使用次数最多的地方之一，也是使用时间最长的产品,作用地位突出。

盥洗设备作为一种功能性极强的产品,应以产品的使用简单、舒适、安全等作为设计的基本条件,要以人们要求的好用作为基本目标，拥有一个舒适的洗漱环境和平台对提高我们的生活质量作用很大。

通过对我校学生公寓盥洗台的人机学评析，发现其中的不足与不便之处，通过参考文献资料和网络对盥洗台的现状进行评价和改进设计。

1.1发展历史

当今中国高校的学生公寓已经公寓化，服务性设施也在改进。

有关资料将我校高校的学生宿舍发展分为三个阶段。

了解三个阶段中宿舍楼的盥洗室的发展情况，将使本文的评价更加具有现实针对性。

1）解放后到文化大革命以前，学生宿舍每层有集中的盥洗室和卫生间。

2）1977年文化大革命后，新学生宿舍楼采用砖混结构中廊式布局，通常6-7层，每层采用集中的浴洗室和卫生间。

中央走道两侧排列房间和公用的浴洗室及卫生间。

3）1990年以来宿舍分为三类：

1单元是学生公寓。

一般是3间宿舍共用一个中厅、玉洗室和卫生间（由于低年级学生每天的作息时间十分相近，同时起床、同事就寝，会造成盥洗室和卫生间的拥挤。

）；2旅馆式学生公寓，是为了解决高校扩招学生增多问题而建，设施设计上受很多条件限制，电梯、浴洗室和卫生间在使用中拥挤现象十分严重。

我校男生公寓楼属于最后一种类型——高层学生公寓，在浴洗室的设计方面受到了面积、空间等因素的限制。

本文将在基本不突破这些限制的前提下，作进一步评析，盥洗设备作为卫浴间中使用最频繁、使用时间最长的产品,作用地位突出。

盥洗设备作为一种功能性极强的产品,应以产品的使用简单、舒适、安全等作为设计的基本条件,要以人们要求的好用作为基本目标。

人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素,研究人和机器及环境的相互作用,研究在工作、生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科。

从人机工程学的角度分析和研究盥洗设备的设计,针对人们生理和心理尺度来展开,满足学生在使用过程中的舒适性、方便性和安全性的要求是可行,也是有意义的。

通过对调研结果的分析,总结出设计上的不足之处,并提出盥洗设备设计的要求,进一步确立了设计的定位和着眼点。

依据人机工程学理论,展开对盥洗核心设备—水龙头和洗漱台的设计分析,依据人体测量学原理,进行了盥洗设备的功能尺寸分析与计算,得出完善的盥洗设备的功能尺寸图。

盥洗台的尺寸设计应当选择适当百分位，应该注意以下要点：

（1）由人体某一部分决定物体，诸如臂长、腿长决定的座平面高度和手所能

触及的范围等，其尺寸应以第5百分位为依据，小个子够得着，大个子自然没问题。

（2）由人体总高度、宽度决定的实体，其尺寸应以95百分位的数值为依据，

能满足大个的需要，小个子自然没问题。

（3）特殊情况下，如果以第5百分位或第95百分位为限值会造成界限以外的人员使用时不仅不舒适，而且有损健康和造成危险时，尺寸界限应扩大至第l百分位和第99百分位。

（4）目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围时，这时应以第50百分位为依据。

1.2课程设计背景：

第十六周是我们的人机工程课程设计周，我们的题目跟学生公寓盥洗室有关，给了我们机会对学生公寓盥洗室进行了解与改进。

我们小组选择的对象是一区二号楼男生公寓盥洗室进行了测定和设计。

通过对楼层同学的问卷调查以及平时同学们的反应来看，学生公寓盥洗室的设计明显存在着诸多不合理的地方，包括环境、照明……等一系列的问题需要解决。

本次课程设计就一区二号楼学生公寓盥洗室的情况进行分析，所有有关尺寸均为实际尺寸，希望通过比较各方面因素的关系，为其现状找到一个合适的解决方案。

1.3课程设计的目的及意义：

1.3.1课程设计的目的

通过本次课程设计，学生能够运用所学相关课程的理论知识并积极寻找直接或间接资料来解决一些新的问题，既能够加深对理论知识的理解和掌握，又能培养其综合应用所学的理论知识进行分析解决实际问题的能力，还能锻炼其全面考虑问题的思想方法、工作方法以及计算、绘图和编写设计文件的能力，并了解有关人机工程学的设计标准。

1.3.2课程设计的意义

人机工程学主要是从人的角度出发来研究人－机－环境这三个因素。

如何相互协调而达到效能最优，可以说其立足点在于保证人在工作过程中既能安全又能舒适地工作。

实践表明在设计中忽视人性化设计而导致作业疲劳引发事故的情况并不少见，而且随着人们对生活质量的进一步要求，各种产品的设计均要考虑到宜人的原则，这些都是人机工程学所要研究的内容。

摘要

Anergonomicprocessisaplaninwhichafacilitygathersallrelevantinformationonworkorganization,solvingproblemscapabilitiesandlimitations,andwork-relatedMSD（musculoskeletaldisorders）,todevelopsolutionstobetteraccommodatetheseproblemsandreduceMSD（musculoskeletaldisorder）ratesandtheirassociatedcosts.

一项人机工程学过程就是对工作组织、解决难题能力和限制以及与工作相关的琐碎事物和为更好接纳这些难题和减少烦琐机率与相关花费的解决方式的有关信息和设备大集合。

Oneimportantaspect,actuallytheprocesskeypurpose,istocommunicateinformationamongallthoseinvolved,sothatadequateandfeasiblesolutionstoproblemshavingergonomicsissuescanbesolved.

在一个重要的方面，实际上过程的核心目的就是所包含的内容之间的信息联系。

因此，对于含有人机工程学问题的难题的充足和可见的解决方式将会得出。

本论文应用人机工程学的知识，对我校男生高层公寓的盥洗室进行评价并作改进设计。

通过调查问卷反馈的信息发现问题，提出质疑，查找资料，解决问题，设计提案并加以总结。

通过绘图软件的应用提高评价和设计的精确度和可信度。

设计方案是在原有环境限制基础上进行的改进，具有可操作性和可实现性。

关键词：

盥洗室人机工程

第2部分评析准备

2.1调查表

为了给评析提供依据，更好地发现问题，进行了问卷调查。

调查表见表1

表1关于男生公寓楼盥洗室的调查表

你对盥洗室满意程度

十分满意

还行

不满意

盥洗室的布局你认为

十分满意

还行

不满意

盥洗室的水龙头使用是否方便

方便

一般

不方便

浴洗室的水台

高度

低

适中

高

深浅

深

适中

浅

设计

好

一般

不好

盥洗室的浴室

淋浴的高度

高了

适中

低了

淋浴的操作

方便

适中

不方便

放衣架的设计

方便

适中

不方便

灯光

太亮

适中

太暗

洗漱高峰时

一般

不挤

拥挤

不能忍受

水龙头使用上

操作

方便

一般

不方便

水流大小范围

太大

大

适中

小

窗户采光

好

一般

合格

差

环境通风

好

一般

差

极差

排水孔排水效果

好

一般

差

极差

2.2调查统计结果

调查结果的统计分析见表2

表2调查表接过的数据汇总

项目

选项

其它

你对盥洗室满意程度

十分满意1%

还行30%

不满意69%

盥洗室的布局你认为

十分满意20%

还行60%

不满意20%

盥洗室的水龙头使用是否方便

方便60%

一般20%

不方便20%

浴洗室的水台

高度

低10%

适中12%

高78%

深浅

深100%

适中0%

浅0%

设计

好8%

一般10%

不好82%

浴洗室的灯光

太亮0%

适中26%

太暗74%

浴洗室的地板

滑30%

适中52%

干18%

浴洗室的湿度

潮湿86%

适中12%

干2%

洗漱高峰时

一般2%

不挤18%

拥挤45%

不能忍受35%

水龙头使用上

操作

方便76%

一般12%

不方便12%

水流大小范围

太大10%

大20%

适中58%

小12%

窗户采光

好64%

一般22%

合格8%

差6%

环境通风

好9%

一般46%

差32%

极差13%

排水孔排水效果

好12%

一般35%

差30%

极差23%

2.3调查小结

完成调研后，经过分析，问题总结见表3

项目

问题

思考

盥洗室的布局

在高峰期的时候比较拥挤

1．我们从多个角度对男生的盥洗室进行了评析，并综合几个方面，一一解决遇到的问题。

2．要查阅书籍，了解遇到的问题与人机学的联系

3．设计将在原有公寓楼盥洗室的位置和面积基本不变的条件下推进，以使本论文具有现实价值

盥洗室的水台

水池太深，洗个衣服弓着身不方便，而且洗头时太过于不方便，特别是对于个矮的同学太被动；同时没有放牙刷杯子等东西的地方，有的同学泡着衣服不洗，占着水龙头，浪费资源。

盥洗室的排水

地板排水孔排水效果不是太理想，在5个或5个水龙头同时开着的情况下，其水池内的排水孔的排水效果合格，但是地板上的排水孔无法使水排下，造成地面积水，使地面偏滑。

盥洗室的环境

十分潮湿；室内的灯光太暗，只有一个30W的小灯泡。

第3部分人机评价及改进准备

3.1盥洗室的布局（布局平面图附尾页）

3.1.1门的宽度

现有门的宽度为900mm，洗手间的门应该考虑拿着脸盆能方便地进出，平日的实际使用情况及实地试验表明，900mm的门宽度已经足够。

3.1.2门的位置

门的位置是调超的重点问题之一，从盥洗室的平面图可以看出其部置较合理，而我校将门的位置保留下来却未安装门，这样保证了空间的足够，但不符合采暖学和环境学（内侧是厕所，没有门的阻隔会有异味散发到盥洗室和外面走廊上）的设计理念。

因为除了在门后放一个垃圾桶外还存留有1.5m的空间，足够一扇90cm的门完全打开，同时为了学生的出入和缓解拥挤，可运用弹簧门，使门自动闭合。

3.1.3人均使用面积

每一层有30个寝室，每个寝室住4名学生，即每一层共120名学生。

每层有两个盥洗室，则平均每个盥洗室的使用人数为60人，每个盥洗有十个水龙头，即高峰期时平均六个人共用一个水龙头，拥挤情况不是很严重，且根据人数和盥洗

室面积考虑，水龙头布局较合理。

3.1.4盥洗室的水池

盥洗室水台的尺寸明显的存在人机方面的问题。

水池高度为87cm，个子矮的同学在使用时太过于吃力，根据人机工程学的设计理念，由人的平均身高设计为80cm。

1）盥洗池太深，深度达到37.5cm，学生在使用时弯腰程度接近90度才可够到洗脸盆，这在洗衣服和洗头时太不舒服。

2）学生们换下脏衣服以后，未必都能及时洗掉，先用盆泡起来放着是常见不过的。

盥洗池下面有预留的空间，但由于下面与地面相接，有污水和其他杂物，同学们不愿意把盆子放到下面，于是盥洗池中常放着不少衣服盆，使好些个水龙头无法正常使用。

由于水池下面预留有净高50cm的空间，因此可在下面设计一个放脸盆的架子，距地面25cm，有高为3cm的边缘。

3）现水龙头之间的间距为800mm，基本合理。

3.2盥洗室的使用情况

因建校时间不长，盥洗室内各使用设备现在无重大故障，故无须有大的更换，管线布置合理且使用正常，由于水龙头使用时间长和次数多，容易发生故障和损坏，要及时维修和更换。

室内没有附使用细则和注意事项表，应有此设施，一方面可以使学生的使用更合乎规范，另一方面合理的使用可以延长设备的有效使用时间，减少更换次数，体现环保性和经济性。

盥洗室内没有安装镜子。

如果在墙上安装一面长镜，会有三个方面的好处：

一、学生洗漱时方便；二、可以使学生通过镜子规范自己的行为；三、镜子可以产生光的反射和折射，加强盥洗室的采光。

盥洗室的地板排水孔排水不利，在高峰期时地面的积水严重致使地面偏滑，虽然有两个排水孔，但是也只是能够满足一般情况下的排水，经查询资料，将地板上的排水孔直径改为4.5cm，这样可以有效的缓解高峰期的排水压力。

3.3盥洗室的环境

3.3.1光环境的评析

自然采光来自盥洗室的一端，自然光通过窗户射入。

窗户高165cm，宽180cm，最上端距室顶52cm，最下端距地面103cm，满足自然采光的要求和人机操作规范。

补光措施主要是安装光源。

现室内只有一个30w的灯泡，无法满足人为补光，因此应将灯泡换成节能灯，一方面可以很好地满足补光，另一方面符合环保学原理。

3.3.2盥洗室的通风

盥洗室的窗户居中，自然通风下风先经人员工作区域，采用活塞通风模式，但由于门居右且地面排水孔排水效果不佳，所以室内较潮湿，故将地面排水系统调整后，盥洗室的通风可以达到合格目标。

第4部分改进设计

4.1盥洗室的改进

对于盥洗室的改进，除了上面所述的将水池高度由87cm改为80cm、在水池下面设计一个距地面30cm，有3cm高的边缘的放脸盆的架子、将地板排水孔直径改为4.5cm外，将水池深由原来的37.5cm改为25cm，该数据由市场调查得出；在距水池顶沿35cm高处设计一个凸槽用来放刷牙杯子等物品，该凸槽宽15cm,厚4cm，并且要有边缘，防止杯子等物品掉落。

如图示：

经过如上改进设计的盥洗室，明亮通透，消除了很多泡衣服脸盆造成的“视觉污染”和实际不便，洗漱用品放置方便，进入盥洗室后的心情也将大为改善。

下图为在其中洗漱的模拟图。

*盥洗室平面图与立体图附后

第5部分课程设计小结

为期一周的人机工程学课程设计结束了，它锻炼了我们小组查阅资料，进行方案构思，解决问题的能力。

在设计过程中，我们按照任务书逐步完善设计方案。

对所出现的问题进行了详细的修改。

完成了设计任务，但也暴露出了一些问题。

由于考虑的不全面，因此在周一测量完数据后，于第二天作报告时出现了少数据的问题，这给我们绘图带来了麻烦，于是我们组专门花了两个小时的时间将所需要的数据列成表，逐一测量完善，并最终达到了各方面的要求。

本次人机工程课程设计，充分运用了我们在课堂上所学到的知识，真正的做到了理论与实际相结合。

只有通过这样的方法，才能让我们对所学的知识有一个系统的认识，所以这样的课程设计是非常必要的。

最后我很欣慰，由于同组人员的精心合作，设计过程中，我们查阅大量的资料，然后交流各自的意见，逐步完善，虽历经了艰辛，但收获颇丰。

在整个实心设计中，我们懂得了许多。

不仅增进了同学的友谊，也增强了我解决问题的能力。

对我与同学间的交流和人际交往有了一次不错的锻炼。

学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

虽然这个设计做的不是最好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，它使我们终身受益。

第6部分参考文献资料

1.　张力　廖可兵　主编　中国劳动社会保障出版社2007

2.　朱祖祥　主编　人类工效学　杭州　浙江教育出版社1994

3.　阮宝湘编　人机工程学课程设计　北京　机械工业出版社2006

4.　色彩设计学　黄国松　北京　中国纺织出版社2001

5.　郭伏、钱省三　主编　人因工程学　北京　机械工业出版社2001

6.GB/T12985-1991　在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则

7.　GB/T13547－1992　工作空间人体尺寸

8.　GB10000-1988　中国成年人人体尺寸