基于安全人机工程学的图书馆社科阅览室的优化设计2综述.docx

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基于安全人机工程学的图书馆社科阅览室的优化设计2综述

课

程

设

计

设计课题基于安全人机工程学的图书馆社科

阅览室的优化设

院部班级安全与环境工程学院安本1301班

所属专业安全工程

学生姓名杨洋李祥

指导教师刘爱群

设计时间2015.6.15～2015.6.28

目录

1前言3

2我校图书馆社科阅览室现状调查及相关测量6

2.1现状调查6

2.2测量数据6

3对阅览室功能划分的人机分析与优化7

3.1我校社科阅览室功能现状分析和改进7

5阅览室家具设备的人机分析与优化9

5.1阅览室书架和取书凳的人机分析与优化9

5.1.1书架设施存在的弊端和改进9

5.1.2功能单一的可移取书凳及改进10

5.3对桌椅进行合理性的分析和改进13

5.3.1对桌子合理性分析13

5.3.2对椅子的合理性分析15

5.3.3对桌椅合理性的改进16

5.3.4电源的合理布置17

6阅览室环境的人机分析与优化17

6.1阅览室内色彩环境的合理性改进17

6.1.1颜色的心理作用相关参数18

6.1.2阅览室内采光照明环境的合理性改进19

6.2阅览室温度湿度人机分析与优化19

6.2.1温度湿度分类相关参数19

6.2.2阅览室温度湿度的合理性改进20

4.1对阅览室噪音环境的合理性改进20

4.2对阅览室绿化环境的合理性改进21

7结束语21

8参考文献22

9致谢22

1前言

安全人机工程学（SafetyErgonomics）是研究人——机——环境三者之间相互关系的学科，是近几十年发展起来的一门边缘性应用学科。

该学科发展过程中有机地融合了生理学，心理学，医学，卫生学，人体测量学，劳动科学和环境科学密切联系，相互渗透，交叉。

其研究目的在于设计和改进人—机—环境，使系统获得较高的效率和利益，同时保证人的安全，健康和舒适。

安全人机工程学的研究涉及到人类工作，生活和休息的各个领域，随着现代技术的发展，科技和人的因素的含量在工作环境中日益增多，安全人机工程理论在我国图书馆的应用也逐渐受到重视，为研究安全人机工程学与阅览室设施及环境的设计问题，本人主要研究在图书馆社科阅览室中，读者，计算机和图书馆外环境，馆内空间（包括照明，温度，色彩，湿度，噪音，书架，桌椅，电源和信息服务）等因素组成了图书馆特有的人—机—环境系统。

在这个系统中，每个元素都决定着读者获取信息的效率和准确性，学习的舒适性，如何应用人机学原理，在图书馆中创造舒适的环境，设置十一人体测量尺寸的书架，符合人机工程要求的座椅和适合人体视觉的阅览桌等是本文探讨的主要内容，通过这些问题的研究，使图书馆人—机—环境达到最优化。

摘要

这篇课程设计应用人机工程学的有关理论，从安全人机的角度为出发点和着眼点，探讨在我校图书馆社科阅览室的“人——机——环境”系统中，如何应用人机学原理，根据人的特性，设置符合人机测量尺寸，人机测量方法，方便取放图书的书架，符合人机工程学要求的座椅，适合人体视觉习惯的阅览桌等，并探讨图书馆的视觉环境，温度，采光，照明环境和色彩环境对读者的学习，活动和健康的影响，主要包括人性化设计与改进的具体体现,同时也提出了一些解决办法和设计改进的思路，帮助图书馆阅览室功能区的划分，为我校学生营造舒适，安全，高效的学习环境。

关键词：

人机工程；视觉环境；采光；色彩；阅览舒适度；图书馆

ABSTRACT

Abstract：

Thecoursedesignofapplicationofthetheoryofergonomics,asthestartingpointandthestartingpoint,fromtheperspectiveofsafeman-machinesocialsciencestudyinouruniversitylibraryreadingroomofthe"human-machine-environment"system,howtoapplyergonomicsprinciple,accordingtothecharacterofthepeople,setupinlinewiththeman-machinemeasurements,human-machinemeasurement,convenienttakeputthebookshelf,tomeettherequirementsofergonomicsseat,suitableforhumanvisualhabitscarrel,etc,anddiscussesthelibraryofvisualenvironment,temperature,lighting,lightingenvironmentandcolorenvironmentforreaderslearn,activitiesandhealtheffects,includingtheconcreteembodimentofhumanizationdesignandimprovement,alsoputsforwardsomesolutionsanddesignimprovementideas,tohelpthelibraryreadingroomfunctiondivision,forthestudentsinourschoolcreateacomfortable,safe,andefficientlearningenvironment.

Keywords:

man-machineengineering;Visualenvironment;DaylightReadingcomfort;Thelibrary

2我校图书馆社科阅览室现状调查及相关测量

2.1现状调查

我校新校区图书馆于2007年底2.8万平方米的新馆建成并将投入使用，是湖南工学院新院区标志性建筑，馆内设立了采访编目部、办公室、技术部、信息咨询部、期刊阅览部、流通服务部等6个部门。

全馆共有职工82人，大学专科以上学历者有59人,大专以上学历占总人数72%。

星期一至星期天，每周开馆 74.4小时。

WEB服务器24小时提供在线查询馆藏及中外文电子文献服务。

近三年，年均借阅书刊 34.8万册次,接待读者借阅34.6万人次。

我馆以“读者第一，服务育人”为宗旨，以“圆融、进取、热忱、奉献”为馆训，以“树立服务新理念，建设文明图书馆”为目标，制定了较完善的规章制度，图书馆馆藏纸质文献总量为70.2万册；中文电子图书66.7万册；每年订购的中外文期刊1700多种。

我馆紧紧围绕学校教学和科研的需要，建立了较为系统和完整并具有鲜明学科特点的藏书体系。

同时拥有CNKI系列全文数据库、重庆维普信息资源系统等多个与学院专业相关的期刊全文数据库，同时还是湖南省高校数字化图书馆的成员馆,共享网上资源有:

国家法规数据库、中外专科信息服务平台、万方中国标准全文数据库等9个资源库。

我校图书馆馆采用ILASII图书自动化集成管理系统，业务工作和内部管理采用校园千兆网互联。

新院馆三楼有1个电子阅览室、一楼有1个全开放的检索室供读者使用，南院馆为读者提供了书刊借阅、借阅信息查询、信息检索、电子资源查询和下载、参考咨询、磁带光盘复制、文献复印等多类型、多层次的服务。

；图书馆网页内容丰富, 信息更新快，能十分方便地向师生提供信息服务。

图书馆将要围绕学校的学科建设创建 “专业虚拟数字图书馆”，开通“网上借还系统”，努力提高为教学科研服务的层次和质量，本课程设计以图书馆社科阅览室为着重点，经实地调查测量，得到以下数据及内容

2.2测量数据

用实地测量的方法使用5米长卷尺和量角器对社科阅览室座椅，书架，面积数据进行了准确测量，测量结果如表1表2所示

项目

数据

项目

数据

阅览室门宽度

260cm

书架区长度

2320cm

阅览室门高度

208cm

书架区宽度

1020cm

借阅区长度

1040cm

阅读区长度

680cm

借阅区宽度

1800mm

阅读区宽度

110cm

表1阅览室面积数据

项目

数据

项目

数据

书架高

260cm

书架长

800cm

书架间距

140cm

座椅高

48cm

靠背高

53cm

书桌高

60cm

书桌长

360cm

书桌宽

120cm

表2座椅和书架设计参数

:

3对阅览室功能划分的人机分析与优化

3.1我校社科阅览室功能现状分析和改进

我校社科阅览室功能的现状是典型的普通阅览室，主其主要功能分为两大部分，第一部分是藏书区；和阅览区，略显单调，另外阅览室进门口过道过长，闲置空间过大，见图2右下，不能合理利用阅览室空间，且无独立的储物台供读者摆放个人物品。

在新近落成的图书馆阅览室布局时，应以人性化作为指导原则，以社会发展为准绳尽量向读者提供舒适度不低于其他公共设施的阅读环境，而不仅仅容纳下多少藏书阅览室布置要注意的另一原则，是实用性原则

图1阅览室现状

5阅览室家具设备的人机分析与优化

5.1阅览室书架和取书凳的人机分析与优化

安全人机工程学致力于人-机-环境之间的协调。

要改进阅览室设施，改善工作环境，应从保证人体健康、安全、舒适和高效出发，综合运用安全人机工程学理论，增加产品的科技和人的含量，设计出具有创新性和人性化的图书馆新型家具产品，消除阅览室中的不和谐因素，优化阅览室的人-机-环境系统。

设计阅览室家具时，运用人体科学研究方法，分析人体结构及机能特征，为设计考虑人的因素提供人体尺度参数，如：

人体各部分的合理尺寸，人体各部分活动时的发力范围、活动范围、可及范围、动作速度、重心变化以及动作惯性等动态参数。

另外，须分析图书馆工作人员工作时的生理变化、能量消耗、疲劳程度等。

探讨工作中影响图书馆工作人员心理状态的各种因素，及其对工作效率的影响，优化家具产品与人相关的各种功能，设计出与人的生理和心理机能相协调的产品，这些产品包括：

书架、书架梯、阅览桌等办公家具。

本文主要介绍具有创新意义的书架和书架梯，这两者配合使用，可使人们对书架最下层及最高层的图书均可取放自如

5.1.1书架设施存在的弊端和改进

作为阅览室最重要的办公家具，书架的主要功能是便于人们取阅和保管图书、节省时间及空间。

其造型、高度、颜色及放置方向等因素，将直接影响图书馆工作人员整理书架及读者检索图书的便利程度。

反观本校图书馆的书架，各书架藏书标识贴于距地面160mm处，较为符合人站姿眼高，标志为白色纸张显得单调，用胶水粘于书架侧面，容易玷污且容易脱落和老化，出于安全人机工程学中人的视觉特性分析容易使人出现辨别错误，对于书架在使用过程中，由于每一层隔板都是水平放置的，令排放于其上的图书必须竖放，书脊和书标朝外，与地面成90°直角，人们在查找存放于最下面两层的图书时，参照人体参数，可知低于手指至地面高的书籍，超出人体立恣时的视野和手臂活动范围，即让人看不到碰不着，使得人不得不采取下蹲姿势，弯腰侧头才能使眼睛平视书标，看清书名。

这样，从安全人机工程学的观点来看，参照部分人的尺寸（见表1）与书架尺寸（见表2）以及视觉特性，分析出是不合理的，所以存在下列问题：

人去取低于手指至地面高的书籍时，都需要人体弯腰，使得腰部位产生很多的重复受力，使人累积损伤疾病，如腰部酸痛等等；图书馆工作人员上架、倒架、整架时，须保持这种姿势移动视线和弯腰，容易产生体力疲劳和视觉疲劳；身材高大的读者更会极其不方便，疲劳效果会更加严重。

对书架设计进行改进我们可以对标志的材质换作金属隔玻璃外框内装纸质标志图，边框颜色与书架颜色一致，这样让人感觉很自然如与书架时浑然一体，毫无违和感，美观更可促进人的积极心理反应。

对书架隔板进行方位调整，将书架下两层隔板的设计角度由平面改为斜面，使底层书籍在人体垂直视野内，改进后，书架总的高度和宽度不变，上面四层净空高度保持350mm，隔板保持水平放置，底下两层净空高度改为420mm，隔板向内侧倾斜，与地面成15°倾斜角，这样，置于底下两层的图书也向内侧倾斜15°，人们无需采取蹲姿，站立时即可看到架上图书书脊的书名及索取号，大大提高了图书馆工作人员和读者整理书架、检索图书舒适性及高效性。

5.1.2功能单一的可移取书凳及改进

在我国，根据1989年7月1日开始实施的成年人人体尺寸国家标准GB10000—1988（见表1），成年男子身高大于或等于1678mm的百分位数为50，成年女子身高大于或等于1640mm的百分位数为90。

而图书馆采用的书架顶层隔板一般1730mm，可见，这一高度适宜于50%左右的男子，但对于80%左右的女子来说，确是较高的。

而在阅览室工作的图书馆工作人员常以女性居多，面对高大的书架，身材矮小的图书馆工作人员对存放顶层隔板上的图书进行上架、倒架、整架时，往往力不从心，令存放在顶层隔板上的图书容易产生乱架现象，不利于读者查阅。

但书架高度因为空间有效利用等原因一般不会进行调整，所以这里就要用到移动取书凳，这是传统的工具。

而这种移动取书凳虽然可以登高作业。

但由于其存在诸多缺点：

功能单一，十分笨重，不便于牵拉移动，会增加图书馆工作人员工作中的能量消耗及疲劳程度，降低工作效率。

所以，有必要对其进行改进和设计，使工作人员和读者能安全、舒适和高效的使用。

对于功能单一的取书凳我们可以改进为轻便灵活的多功能的书架梯，为便于身材矮小的图书馆工作人员和读者检索置于高层书架的图书，采用轻质材料，运用伸缩、滑轮、折叠等设计方法，设计出多功能书架梯。

它轻便灵活，具有体积小、多功能等特色，宽度仅35cm，不致阻挡书架间的通道；且一梯多用集书架、助站椅、周转台于一体。

读者检视存放于高层书架的图书时，可登上书架梯，座在助站椅上悠闲地翻看；图书馆工作人员整理书架时，可利用书架梯的椅面放置图书，登上书架梯，再把图书按索取号的顺序插入高层架位；梯子装有滑轮，便于随时牵动，可沿多功能书架底部的地轨直线移动；不需要使用时，还可折叠靠墙存放，不占用空间。

人性化的书架梯，在国内图书馆家具设备中尚属创新型产品，具有美学意识和人体工程学科技内涵，为身材矮小的读者和图书馆工作人员提供了极大的便利。

单位：

mm

部位

较高身材地区

中等身材地区

较低身材地区

男

女

男

女

男

女

身高

1690

1580

1670

1560

1630

1530

前臂长

238

220

238

220

245

220

上身高

600

561

586

546

566

524

上腿长

415

395

409

379

403

378

下腿长

397

373

392

369

391

363

肩至头高

293

285

291

282

285

269

表3我国各地区人体各部分平均尺寸

项目

数据

项目

数据

书架高

260cm

书架长

800cm

书架间距

140cm

座椅高

48cm

靠背高

53cm

书桌高

60cm

书桌长

360cm

书桌宽

120cm

表4家具尺寸

图2

注：

图2中所示两直线所夹角为人的垂直视野，水平向上夹50度水平向下夹70度总为120度.

对书架设计进行改进我们可以对标志的材质换作金属隔玻璃外框内装纸质标志图，边框颜色与书架颜色一致，这样让人感觉很自然如与书架时浑然一体，毫无违和感，美观更可促进人的积极心理反应。

对书架隔板进行方位调整，将书架下两层隔板的设计角度由平面改为斜面，使底层书籍在人体垂直视野内，改进后，书架总的高度和宽度不变，上面四层净空高度保持350mm，隔板保持水平放置，底下两层净空高度改为420mm，隔板向内侧倾斜，与地面成15°倾斜角，这样，置于底下两层的图书也向内侧倾斜15°，人们无需采取蹲姿，站立时即可看到架上图书书脊的书名及索取号，大大提高了图书馆工作人员和读者整理书架、检索图书舒适性及高效性。

5.1.2功能单一的可移取书凳及改进

在我国，根据1989年7月1日开始实施的成年人人体尺寸国家标准GB10000—1988，成年男子身高大于或等于1678mm的百分位数为50，成年女子身高大于或等于1640mm的百分位数为90。

而图书馆采用的书架顶层隔板一般1730mm，可见，这一高度适宜于50%左右的男子，但对于80%左右的女子来说，确是较高的。

而在阅览室工作的图书馆工作人员常以女性居多，面对高大的书架，身材矮小的图书馆工作人员对存放顶层隔板上的图书进行上架、倒架、整架时，往往力不从心，令存放在顶层隔板上的图书容易产生乱架现象，不利于读者查阅。

但书架高度因为空间有效利用等原因一般不会进行调整，所以这里就要用到移动取书凳，这是传统的工具。

而这种移动取书凳虽然可以登高作业。

但由于其存在诸多缺点：

功能单一，十分笨重，不便于牵拉移动，会增加图书馆工作人员工作中的能量消耗及疲劳程度，降低工作效率。

所以，有必要对其进行改进和设计，使工作人员和读者能安全、舒适和高效的使用。

对于功能单一的取书凳我们可以改进为轻便灵活的多功能的书架梯，为便于身材矮小的图书馆工作人员和读者检索置于高层书架的图书，采用轻质材料，运用伸缩、滑轮、折叠等设计方法，设计出多功能书架梯。

它轻便灵活，具有体积小、多功能等特色，宽度仅35cm，不致阻挡书架间的通道；且一梯多用集书架、助站椅、周转台于一体。

读者检视存放于高层书架的图书时，可登上书架梯，座在助站椅上悠闲地翻看；图书馆工作人员整理书架时，可利用书架梯的椅面放置图书，登上书架梯，再把图书按索取号的顺序插入高层架位；梯子装有滑轮，便于随时牵动，可沿多功能书架底部的地轨直线移动；不需要使用时，还可折叠靠墙存放，不占用空间。

人性化的书架梯，在国内图书馆家具设备中尚属创新型产品，具有美学意识和人体工程学科技内涵，为身材矮小的读者和图书馆工作人员提供了极大的便利。

5.3对桌椅进行合理性的分析和改进

5.3.1对桌子合理性分析

从人因工程学的角度出发，考虑到工作高度是允许大臂在工作中保持自然放松的姿势。

在读书，写字时保持大臂的放松姿势以及保持在90°可以使人在工作中很舒适，同时可以保持腕部处于中立的姿势。

我校图书馆桌子高度为75cm，根据表2，一些工作的建议工作面高度，读写一栏，男性为74^78cm，女性为70^75cm，较为合理。

作业类型

男性

女性

精细作业（如钟表装配）

99~105

89~95

较精密作业（如机械装配）

89~94

82~87

写字或轻型装配

74~78

70~75

重负荷作业

69~72

66~70

图3坐姿作业面高度

同时阅览桌与读者密切接触,桌子高、宽、材料和色彩对人的心理和舒适性也有影响。

桌面太高,书本离眼睛太近,久而久之会造成眼睛疲劳甚至近视;桌面太低,必然导致颈部弯曲,很快疲倦。

由于不适宜的桌面高度,工作人员和读者 常常是手臂向前悬空,体重就全部需要由脊柱来承担,腰背容易疲劳酸痛。

鉴于这些在图书馆里司空见惯的现象,非常有必要在图书馆中大力提倡应用人机工 程学的原理和技术,选择适合人体尺寸的阅览桌。

桌面高度,首先要参照坐姿时的肘高,其次要考虑平坐时的膝面高度,然后留够双腿的活动空间,最后安排桌面厚度及桌面下的抽屉。

必要时把抽屉设在桌面下的两侧,以免影响双腿的活动。

如果条件允许,桌面的高度要根据人体测量尺寸,设计成高低不等,为身材高大读者和身材矮小读者服务。

5.3.2对椅子的合理性分析

根据表3中各座椅的高度设计建议，又根据ANSI（美国国家标准学会）推荐最小范围为40~52cm。

不可调节的、普通用途的座面应该具有46~48cm的高度，我校阅览室的椅子座面距地面的高度为43cm，较为符合要求。

ANSI推荐的下列用于计算机工作站的座椅参数见表4：

座椅深度：

38~43cm，座椅宽度：

45cm。

而我校阅览室的椅子宽度为46cm,故较为合理。

图书馆坐姿工作和学习要比立姿多,所以工作椅配置合理,可以减少人的疲劳,保护人的健康,提高工作效率和质量。

从人机工程学的观点来看,椅子是坐的机器,从简单的板凳到牙科诊所的医疗椅,座椅的复杂程度以及它与人的关系相差很大。

同一张座椅,如果其背部曲线与座面的设计不同,给人的感觉完全是两样的。

图书馆的座椅分工作用椅、休息用椅和多功能椅。

工作用椅应考虑 保持稳定、 舒适性与操作效率;休息用椅以舒适为主,靠背倾角要大些,使人体尽量得到放松;多功能椅适用于多种场合 ,既可用于会议,也可作为工作用椅或备用椅,要便于搬动和堆贮。

学习用椅靠背倾角较小,一般以95度为宜,座面倾角在0~3度。

工作用椅的选择,应考虑选用曲面，并加设一定厚度坐垫的椅子,扩大人体与椅面接触面,椅面倾角以2~5度为宜 ,使身体重量分布均匀。

 椅面的宽度,要让读者坐下后有适当活动的余地,椅面的深度要让人的膝盖不受压迫,小腿活动自如。

椅面的高度最值得关注,应与膝盖的高度相适应,椅面偏高,脚不触地坐不稳,椅面偏低,膝盖肌肉紧张,膝关节吃力。

座椅要有适当的腰部支撑,最好支撑在4~5节腰椎处,靠背倾角约在 110 度较为合适。

读者在长时间坐姿看书时,躯干挺直或屈曲, 都会造成脊柱及相关韧带、肌肉承受过多压力,所以,椅背必须适合人的脊柱自然弯曲度。

椅背对人体的适度支持, 能减少人体对椅面的压力, 也使人觉得更舒适一些。

因此工作椅的关键是如何适 应人体作业和休息等不同姿势,使人体能随意频繁地变换身体姿势,减轻疲劳,提高工作效率,提高工作舒适度。

名称

汽车乘客座

客机乘客座

轿车驾驶座

客车驾驶座

座高/CM

48~45~44

38.1

30~35

40~47

座宽/CM

45~48~53

50.8

48~52

48~52

座深/CM

42~46

43.2

40`42

40~42

靠背高/cm

53~56

95.5

45~50

45~50

扶手高/CM

23~24

20.3

~

~

座面与靠背夹角/（度）

105~110~115

115

100

96

座面斜度/（度）

6~7

7

12

9

图4座椅设计参数

5.3.3对桌椅合理性的改进

根据安全人机工程学分析可以实行沙发式的S型桌椅一体化，他的结构是前座后桌，与教室桌椅相似，但其靠椅高度长出一般座椅60mm，这点又与写字楼里办公桌的隔板相似，但厚度比其厚些许需承受人的靠压，其形状呈S型，即可有舒适个人空间感，也可隔绝外部微小声音，尺寸可参照根据座椅参数表，可适当取值，保证其采光充足即可，坐垫采用弹性棉，可以提高人的阅览书籍的兴奋度，延缓疲劳，靠背板可以阻挡外物的干扰，可以提供个人的适当学习安排，在带有空调的阅览室，还可以在其上小憩，有助于提高人的学习效率，极大的帮助和满足人的需求，可以说是一种享受。

沙发式S型桌椅一体图的粗略单张示意图见图5

图5沙发式座椅一体化

5.3.4电源的合理布置

 针对我校图书馆社科阅览室电缆布置不合理，电源布置少，读者电脑，手机等不能电源补给等情况，利用安全人机工程学原理对