安全人机工程学课程设计说明书精.docx

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安全人机工程学课程设计说明书精

长春建筑学院

安全人机工程课程设计

说明书

姓名：

赵亚杰

专业：

安全工程

班级学号：

安全1201班18号

指导教师：

周乾

日期：

2015.01.02

城建学院

摘要

安全人机工程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各种因素；人和机器及环境的相互作用；工作中、家庭生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的。

它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究手段和方法，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。

本次课程设计针对城建学院501教室现有的一些不足提出了一些修改意见，首先通过对教室及其中摆设的尺寸进行整体测量，考虑到人体尺寸百分位数，我国利用我国大学生的人体基本尺寸，课桌椅设计尺寸、温度环境和光环境等因素，找到存在的人机学问题。

把学生、教室、教室环境看做一个系统的三大要素，对照相关标准设计数据使系统三要素形成最佳组合的优化系统，让学生在教室上课时感到更加的舒适和人性化，提高听课率。

关键词：

安全人机工程；教室；课桌椅；光环境；温度环境

前言

随着我国高校招生规模的不断扩大和高校信息化进程的逐步加快，大学校园硬件建设高速度发展，各类先进设备不断引入，提高了学生的学习效率，但同学们每天大量使用的课桌椅却并不尽如人意。

本设计针对城建教学楼501教室的现状，从课桌椅的空间分布和舒适度等方面，并根据国家相关的设计规范与问卷调查反馈信息，发现课桌椅的设计时存在着许多问题，并提出相应的优化解决方案。

在学生听讲过程中，视觉的应用是最为重要和普遍的，大约80％以上的信息是由视觉得到的，当室内照明不良时，因反复努力辨认，易使视觉疲劳，学习效率下降。

本设计通过对教室的现状分析，从照明类别、照明设备的空间分布，整体视觉感的角度提出相应的优化措施。

教室内的温度环境是决定人的作业效能和健康的重要因素。

不当的温度环境会直接影响人的情绪，疲劳感和健康，从而使作业效率降低。

本设计通过对教室内的供暖设备，从热源位置的选择、管道的敷设，暖气片的安装位置等方面，找出现有状况下的问题，然后提出优化方案。

第一章绪论

1.1设计目的

教室是我们每日学习生活的地方，每个教室我们都会有很深的感情，但是，这并不能掩盖教室设计的不足，大部分的教室设计循规蹈矩，缺乏人性化设计，事实上，教室环境是关系到教学和学习效果的一个重要因素，教室设施的错误设计或不合适的配置，会对学生的身心健康带来不可忽视的影响。

因而，本设计以平时感受到的教室功能的不足之处为出发点，根据国家相关设计规范，查找一些改进教室的人性化设计方案进行分析。

这里针对城建教学楼501教室进行安全人机的分析与优化。

1.2设计步骤

1.501教室及实用情况的调研

为了解城建教学楼501教室的现状，对该教室进行实地测量，主要采用拍照、量尺寸和分发调查问卷的方式了解现有状况，使我们队研究对象有了一个初步感性的认识。

2.设备尺寸及其分析

根据第一步的调研成果，对调查对象的数量及外观进行细致的比较，分析所得的数据和调查问卷，从而对现状有了较深入和理性的了解。

然后用人机学的原理对研究对象进行人机学优缺点的剖析，得出相应结论，并提出了改进措施。

3.进行可行性分析与经济行分析

对于提出的改进措施是否可行，合理，是否符合国家相关的设计标准，对于和可行的优化方案，在对其进行经济性分析，即有效花费在承受范围之内，并且能取得预期的效果。

1.3设计背景

本文重点是对教室布局优化的讨论。

501教室的布局形式太单一化，这虽然有利于节约建房成本，但是大大限制了教室的功能。

例如，我们现在都强调小组合作，很多课堂上都是分小组讨论进行的，但现如今用的桌椅都是成排的，很不利于同学间相互交流。

照明也是影响教室最重要因素，照明的好坏不仅影响学习效果、听课质量，长期更影响我们的眼睛。

教室的座椅和课桌是最直接的人机结合面，它们的舒适程度直接影响到学生学习时的效率与效果，教室讲课时舒适度。

因而，对课桌椅的改进也是必要的。

温度环境是决定人的作业效能和健康的重要因素。

当气温低于21°C时，人一般不出汗。

随着气温的增高，出汗量逐渐增加，这时温度的影响也越来越大。

在气温低于35°C时，空气的流动性则能增加人体的散热，而当气温高于皮肤的温度时，情况就比较复杂了。

一方面空气的流定能增加人体的散热，而另一方面通过对流的方式，又使人体吸热增加，而且气温愈高，吸热量就愈多。

因此，温度环境因素对人体的影响要做综合的分析。

第二章教室现状调研分析

2.1对我校教室的人机学问卷调研

亲爱的同学，您好！

首先感谢您的帮助。

现针对学校教室进行一份人机学调查，请在下列中选择您认为合适的选择。

1.您对教室的环境及设备的整体满意程度：

（A）100%（B）70%（C）50%（D）20%

2.您对教室的桌椅满意度：

（A）100%（B）70%（C）50%（D）20%

3.您是否觉得教室的桌椅存在尺寸问题？

（A）是（B）否

4.您是否觉得教室的椅子的后仰角度太小？

（A）是（B）否

5.您是否觉得教室的课桌和座椅高度不搭配？

（A）是（B）否

6.您是否觉得教室的椅子发出的噪音太大？

（A）是（B）否

7.您是否觉得教室椅子坐的很舒适？

（A）是（B）否

8.您是否觉得黑板上的板书受到外界灯光的干扰？

（A）是（B）否

9.您是否觉得黑板与第一排课桌的距离不合适？

（A）是（B）否

10.您觉得黑板的尺寸是否合理？

（A）是（B）否

11.您是否觉得日光灯影响会影响到你看黑板？

（A）是（B）否

12.您是否觉得整个教室的布局存在问题？

（A）是（B）否

13.您是否觉得冬季教室内的采暖温度过低？

（A）是（B）否

14.您是否觉得冬季教室内的空气湿度过小？

（A）是（B）否

2.2对我校教室的问卷进行分析与总结

从调查问卷的汇总中可以看出，对于教室存在问题的主要有一下几个方面的问题：

1、教室课桌椅的尺寸、位置、材质问题

1）靠背的后仰角太小，看黑板时身体过于正立。

2）课桌和座椅高度不搭配，在看书和写字时，学生的身体刻意的前倾。

座椅面通常是后仰的，书写起来很不舒服。

3）当课上回答完问题坐下的时候，椅子发出的噪音太大，影响老师上课。

4）椅子材质过硬，尤其是冬季，坐着不舒服。

5）有些桌椅未及时修理。

2、黑板的尺寸大小、位置问题

1）桌椅离黑板设计不合理，前排同学看黑板需要后仰，感觉很疲劳。

2）黑板太过光面，反光严重。

3、教室环境设施尺寸、高度、位置和室内环境、照明问题

1）窗户太大，使得光线容易进入，造成学生看不清黑板。

2）课上不开窗户，使得室内空气不易流通，导致室内空气污浊，缺氧、室温上升。

3）天花板的颜色和灯设计不是很合理。

4）室内的灯光效果不是很好。

5）冬季室内温度过低，让人产生不适感。

6）窗户缺少窗帘。

2.3教室整体测量数据

501教室开间长13.8m,进深长9.3m,总面积128.34m2，共80个座位。

2.3.1每层阶梯高度

详情见表2-1。

表2-1每层阶梯高度表

尺寸

第一层

第二层

第三层

第四层

第五层

实际数据（mm）

150

150

100

100

100

2.3.2每排数据

详情见表2-2。

表2-2每排数据表

各排

圆半径（m）

距前排距离（m）

桌椅数（个）

第一排

1.8

1.8（距黑板）

12

第二排

3.0

1.2

18

第三排

4.2

1.2

18

第四排

5.4

1.2

16

第五排

6.6

1.2

12

第六排

7.8

1.2

4

2.4教室局部测量数据

详情见表2-3和表2-4。

表2-3局部测量表1

名称

数量

长（mm）

宽/高（mm）

日光灯

16

1200

100（宽）

窗户

10

600

1200

门

2

1500

2000

黑板

1

5500

1200（高）

表2-4局部测量表2

名称

数量

长（mm）

宽（mm）

高（mm）

散热器

5

1200

100

700

讲台

2

2200

1200

180

多媒体操作台

1

1200

800

1000

2.5课桌椅测量数据

如图2-1和表2-5所示。

图2-1改进前课桌椅示意图

表2-5改进前课桌椅尺寸表

局部

尺寸（m

m）

课桌

高度

课桌

宽度

课桌

深度

椅面

高度

椅面

宽度

靠背

深度

靠背

宽度

桌下容膝高度

人侧

桌缘

与靠

背面

距离

实际

数据

700

500

130

410

400

400

400

250

200

第三章现存问题及分析

3.1课桌椅的问题及分析

3.1.1课桌椅的问题阐述

1.座面倾角过大，坐着不舒服。

2.座椅之间间距过小，不方便出入问题。

3.课桌椅高度无法进行高度调节的问题。

4.靠在靠背上时，感觉容易下滑。

3.1.2课桌椅的设计规范

根据GB/T3976－2002《学校课桌椅功能尺寸》其中关于高等学校课桌椅的规定，详见表3-1。

表3-1高校固定式课桌椅的主要尺寸

尺寸名称

尺  寸

说   明

桌面高（h1）

桌面深（t1）

每个席位桌面宽（b1）

桌下净空高（h2）

桌下净空深（t2、t3）

座面高（h4）

座面有效深（t4）

靠背上缘距座面高（h5）

靠背点距座面高（ω）

靠背下缘距座面高（h5）

坐人侧桌缘与靠背点之间的水平距离

每套课桌椅前后长

730±10

350

600

≥620

≥300

410±10，

360

≥340

210

170

420

810～850

使h1 -h4≤320mm

或与后排桌前侧一体化

靠背点以上向后倾斜6º～10º角。

3.1.3课桌椅的设计原则

1.必须能提供坐者有足够的支撑与稳定作用。

2.必须能使坐者改变其姿势，但其椅垫必须足以防止坐姿行为中的滑脱现象。

3.座椅座高：

正确的座高应使坐者大腿保持水平，小腿垂直，双腿平放在地面上。

对工作用椅而言，人体通常需以较直立式姿势且双脚平放于地面，其座高宜比休息用椅稍高。

座高宜设定为可调整式的，以适应多数人使用，工作用椅座高为35-50cm。

4.座椅宽度：

座宽的设定必须适合于身材高大者,其相对应的人体测量值是臀宽。

座宽宜采用较高百分位的女性测量值为设计依据。

对于排列成行的座椅，其座宽则应以两肘间的距离为基准,。

坐椅座宽宜为38-48cm。

本文中讨论的桌椅布局形式利于将座椅设计的更加人性化，可以使用舒适的工作用椅。

5.座椅座深：

学习工作用椅使用者分布很广，其座深可取身材较矮小者人体测量值作为设计依据，椅座深建议为30-40cm。

6.座椅座面角度：

坐在前倾5度的座面比坐在后倾式者有较少的肌肉伸张，而座面压力分布更为均匀，但应注意防止身体有下滑趋势。

7.座椅座垫：

椅垫具有两种重要功能,首先它有助于将坐骨结节和臀部的体重所产生的压力予以分散，若此种压力无法排除则会引起不舒适甚至疲劳感等；其次它使身体采取一种稳定的姿势,将身体凹陷入椅垫并予以支撑。

坐垫必须有充分的衬垫和适当的硬度，使之有