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安全人机课程设计

湖南工学院

课

程

设

计

设计课题学生公寓阳台安全人机学分析与评价

系部班级

所属专业

设计者

指导教师

完成时间

湖南工学院

课程设计任务书

安全与环境工程系

学生姓名学号：

专业：

安全工程

1.设计题目：

学生公寓阳台安全人机学评价与分析

2．设计期限：

自2010-5-25开始至2010-6-15

3．设计原始资料：

设计者的实地测量，分析；和同学的讨论研究，并结合查阅安全人机工程学教材相关内容，以及网络上搜索的阳台设计的各种标准，对我校的学生公寓阳台分析评价其合理与不合理之处。

4．设计完成的主要内容:

通过运用所学的安全人机分析方法，对我校的学生公寓阳台采集和测量的数据进行人机学分析，为学生的居住环境提供好的参照，并在设计过程中，深入了解本门课程的运用，最终培养专业的安全人机知识。

5．提交设计形式（设计说明书与图纸、计算等）及要求：

提交一份多媒体教学课件设计方案报告，语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，论点明确、论据真实充分、有力；图纸部分：

采用CAD绘制，严格按照作图规范，用四号图纸绘制，采用国际统一标准符号和单位制；文字部分用小四号字体、A4号纸型打印。

6．发题日期：

2010年5月25日

指导老师（签名）：

学生（签名）：

【摘要】本设计文章重点是针对学生公寓阳台的栏杆，推拉门，晾衣架等的高度，材料进行人机学分析，附带补充一点阳台的防水，通风的问题，及其他设施进行评价和分析，综合运用安全人机工程学的理论和分析方法。

旨在学会独立运用所学的专业知识，培养分析和解决问题的能力，并为学生提出一个合理，舒适的居住环境。

【关键字】阳台栏杆推拉门人机分析

目录

1、前言6

2、阳台实测数据6

2．1阳台的简单平面图形7

2.2实地测量数据及存在问题：

9

2.2.1数据9

2.2.2存在的问题11

3阳台的人机分析11

3．1理论依据——国家标准11

3.2阳台的栏杆13

3.2.1栏杆的规定13

3.2.2栏杆的高度与人体重心14

3.2.3对栏杆的分析：

14

3.3阳台推拉门14

3.3．1推拉门的高度14

3.3.2推拉门的把手15

3.4阳台晾衣架15

3.4.1晾衣架的材料15

3.4.2晾衣架的高度15

3.5洗漱台和水龙头16

3.6其他17

3.6.1阳台的采光，通风，防水17

3.6.2综合分析评价19

4.对阳台的改进设计20

4.1设计图形20

4.2设计说明：

22

5.结束语23

6.参考文献：

24

1、前言

学生公寓是与大学生的学习生活息息相关的，安全舒适的居住环境对大学生的学习，和身心健康的发展有着重要的影响。

而我分析和评价的寝室阳台，则是学生公寓的重要组成部分。

生活质量的提高，必然要求居住环境的相应改善，对我校的学生公寓阳台的安全人机分析，有利于提高大学生的生活质量，改善生活环境。

阳台是现今住宅设计中不可缺少的一部分,是居住者接受光照,吸收新鲜空气,进行户外锻炼、观赏、纳凉等接触自然、与环境对话的中介场所。

它兼具实用性和景观性两大功能,这两大功能的意义体现在阳台与自然接触中所展现出来的生机,让人们感受到一般室内无法得到的感官和心理享受。

阳台是室内与室外之间的一个过渡空间，是呼吸新鲜空气，沐浴温暖阳光的理想场所。

站在阳台上，人们既能凭栏远眺，也可以晾晒衣物、养花种草，绘生活增添一份悠闲自得的情趣。

现在阳台的功能有了很大的扩展，但对于学生所需要的阳台，具备的主要功能有晾晒衣物，洗衣，通风，消防，休闲观赏，种植植物，洗漱，简单的锻炼空间，远眺，呼吸新鲜空气等。

然而学校学生公寓阳台的设计是否合理呢？

这就是这次设计要着重分析和评价的。

在设计的过程中，我们要查阅各种资料，灵活的运用安全人机工程学的一些，分析方法和测量数据的处理，联系实际情况将人、设备、环境有机结合，设计出适合人的生理、心里特征及生物力学等一系列要求设计出适宜学生生活的舒适的寝室阳台，这同时也有助于我们更深入了解专业知识，并培养自己分析和解决问题的能力。

2、阳台实测数据

通过调查了解，我们学校的公寓阳台是两间寝室共用的，阳台的空间面积看起来挺大，但是供八个人生活是否舒适呢？

还有这样的设计是否安全？

寝室的采光又是否满足学生晾晒衣服的要求？

阳台门窗的高度是否符合人体学参数？

阳台的栏杆是否符合安全建筑的标准？

首先对阳台进行整体框架的了解和数据测量

2．1阳台的简单平面图形

图1顺风公寓阳台的俯视图

图2顺枫公寓阳台的主视图

图3-1测量数据对应标号

图3-2测量数据对应标号

2.2实地测量数据及存在问题：

2.2.1数据

表1阳台实地测量数据（单位：

cm）

测量物

长度或宽度（高度）

1阳台的最窄宽度

382

9阳台的最长宽度

395cm

10阳台的最小长度

203cm

11阳台的最大长度

253cm

2阳台的高度

297cm

3阳台的栏杆的高度

102cm

阳台的栏杆宽度

22cm

4晾衣架的高度

277cm

5洗漱台的高度

80cm

洗漱台水龙头的高度

93cm

12洗漱台的宽度

85cm

13浴室门的高度

193cm

浴室门的宽度

62cm

6阳台开关灯高度

147cm

7推拉门的高度

202cm

14推拉门的宽度

92cm

8窗户总的宽度

175cm

推拉门的把手的高度

100cm

2.2.2存在的问题

通过调查了解，我们学校的公寓阳台是两间寝室共用的，阳台的空间面积看起来挺大，但是供八个人生活是否舒适呢？

还有这样的设计是否安全？

寝室的采光又是否满足学生晾晒衣服的要求？

我校每栋宿舍楼分两边，而被阳的一边就无法满足充足的照度，给学生的晒衣带来了困难，再加上，这样的阳台对学生的财产安全问题是否提供保障？

阳台的通风采光和照明是否达到要求？

阳台门窗的高度是否符合人体学参数？

阳台的栏杆是否符合安全建筑的标准？

这就是存在的，有待分析，评价和改进的问题。

3阳台的人机分析

3．1理论依据——国家标准

表2

GB/T13547—1992《工作空间人体尺寸》。

所运用的数据如下表所示：

年龄分组

男（18-60岁）

女（18-55岁）

百分位数

151050909599

151050909599

身高

1543158316041678175417751814

1449148415031570164016591697

体重/kg

44485059707583

39424452636671

上臂长

279289294313333338349

252262267284303302319

前臂长

206216220237253258268

185193193213229234242

大腿长

413428436465496505523

387402410438467476494

小腿长

324338344369396403419

300313319344370375390

表2-1人体主要尺寸单位：

mm

年龄分组

男（18-60岁）

女（18-55岁）

百分位数

151050909599

151050909599

眼高

1436147414951568164316641705

1337137113881454152215411579

肩高

1244128112991367143514551494

1166119512111271133313501385

肘高

9259549681024107910961128

873899913960100910231050

手功能高

656680693741787801828

630650662704746757778

会阴高

701728741790840856887

648673686732779792819

胫骨点高

394409417444472481498

363377384410437444459

表3

单位：

mm

百分位数

男（18岁～60岁）

女（18岁～55岁）

立姿

5

50

95

5

50

95

中指指尖点上举高

1971

2108

2245

1845

1968

2089

双臂功能上举高

1869

2003

2138

1741

1860

1976

两臂展开宽

1579

1691

1802

1457

1559

1659

两臂功能展开宽

1374

1483

1593

1248

1344

1438

两肘展开宽

816

875

936

756

811

869

前臂加手前伸长

416

447

478

383

413

442

前臂加手功能前伸长

310

343

376

277

306

333

上肢前伸长

777

834

892

712

764

818

上肢功能前伸长

673

730

789

607

657

707

中指指尖点上举高

1249

1339

1426

1173

1251

1328

体长

2000

2127

2257

1867

1982

2102

体高

364

372

383

359

369

384

3.2阳台的栏杆

3.2.1栏杆的规定

阳台，凡阳台、外廊、室内回廊、内天井、上人屋面及室外楼梯等临空处应设置防护栏杆，并应符合下列规定：

一、栏杆应以坚固、耐久的材料制作，并能承受荷载规范规定的水平荷载；

二、栏杆高度不应小于1.05m，高层建筑的栏杆高度应再适当提高，但不宜超过1.20m；

三、栏杆离地面或屋面0.10m高度内不应留空；

3.2.2栏杆的高度与人体重心

栏杆高度应超过人体重心高度，才能避免人体靠近栏杆时因重心外移而坠落。

据有关单位1980年对我国14个省人体测量结果：

我国男子平均身高为1656.03mm，换算成人体直立状态下的重心高度是994mm，穿鞋子后的重心高度为994＋20＝1014mm，因此在国标《固定式工业防护栏杆》中规定：

“防护栏杆的高度不得低于1050mm”，故本条规定24m以下临空高度（相当于低层、多层建筑的高度）的栏杆高度不应低于1.05m，超过24m临空高度（相当于高层及中高层住宅的高度）的栏杆高度不应低于1.10m，对于高层建筑，因高空俯视会有恐惧感，所以加高至1.10m。

注中说明当栏杆底部有宽度大于或等于0.22m，且高度低于或等于0.45m的可踏部位，按正常人上踏步情况，人很容易踏上并站立眺望（不是攀登），此时，栏杆高度如从楼地面或屋面起算，则至栏杆扶手顶面高度会低于人的重心高度，很不安全，故应从可踏部位顶面起计算，

3.2.3对栏杆的分析：

我校公寓的阳台实测数据为：

102cm

可知102cm﹤105cm

即没有达到标准的要求，尽管我校还未出现过学生不小心坠楼的事故，但是因为低于标准的栏杆高度，与我校学生的身高高度，以及重心联系来说是存在安全隐患的。

3.3阳台推拉门

3.3．1推拉门的高度

推拉门的高度是和人体的身体尺寸，即人体学参数相关的，它们之间存在着人机匹配问题，推拉门的高度应符合人体的平均身高的第95个甚至更高99个百分位数。

根据表一可查的对应的高度，再加上空间，高度产生的心理压迫感即空间修正量，还要考虑心里修正量和衣鞋的修正量，综合的和，就是门的理想高度。

这样就能保证99%的人不会碰到头，这也是我们学安全需要考虑和设计的问题。

我校公寓的推拉门高度较符合标准，不会因太低，而影响室内照明通风，不会给人造成压迫感，和碰头事故。

3.3.2推拉门的把手

推拉门的把手，结合人体学参数，上述标准中人的身高，把手的高度要满足人的手的功能高，这样方便施力，也方便门的开启。

从测量数据中得到把手的高度为100cm这个高度不适合手的最佳施力位置，因此需要改进，根据人机工程学中的分析计算，高度应该提高到110cm.

3.4阳台晾衣架

3.4.1晾衣架的材料

晾衣架的材料一般为复合钢管，这样的材料承重能力好，不易于因承载过重而弯曲变形，这样就保证了安全，不会因为衣架掉落，砸伤到人。

3.4.2晾衣架的高度

同样的道理，对其高度的设计要灵活运用人体学参数进行分析计算，而这里用到的是人的手功能上举高，因为需要满足小个子晾衣服的要求，就应当选择小百分位，应选表3中女子或男子手功能上举高的第5个百分位数据进行分析和计算。

3.5洗漱台和水龙头

依据理论依据洗漱台的高为洗漱台高/人身高=4/9

依表2女子第95个百分位数的身高为1659mm

因此洗漱台高为1659*4/9=737mm

考虑鞋衣服的修正量25mm

所以设计时洗漱台高为740+25=765mm

设计洗漱台时还应该考虑其面积，方便人们放置洗漱用品和其他所需放置的物品。

图五实测的洗漱台相关数据

3.6其他

3.6.1阳台的采光，通风，防水

阳台的采光是一个很重要的问题，充足的照度不仅能满足学生晾晒衣物的需要，而且是保持阳台和寝室干净卫生的重要影响因素。

充足的光照可以使室内保持干燥，还有杀毒的作用，从而防止细菌和微小生物给学生的身体健康带来的危害入侵。

阳台应选择有良好的日照条件，采光通风良好的地段。

朝向是一个很重要的问题。

采光的标准计算

——标准全阴天空CIEstandardovercastsky

天空相对亮度分布满足6.1.11式条件的完全被云所遮盖的天空。

（6.1.11）

式中——天空某点在地平面上的高度角，sr；

Loc——天空某点在全阴天空下的亮度，cd/m2；

Lzoc——全阴天空的天顶亮度，cd/m2。

——E标准全晴天空CIEstandardclearsky

天空相对亮度分布满足6.1.12式条件的无云天空。

（6.1.12）

式中——天空某点在地平面上的高度角，sr；

s——太阳在地平面上的高度角，sr；

f（）——晴天郊区大气的相对漫射指标；

（）——大气透明度函数；

——天空某点与太阳之间的夹角，sr；

Lcl——天空某点晴天天空下的亮度，cd/m2;

Lzcl——晴天天空的天顶高度，cd/m2。

4、阳台的通风问题

阳台通风的任务是使新鲜空气连续不断的进入室内，并及时的排出生活中的废气和有害气体。

大多数情况下，可以利用建筑物本身的门窗进行换气，利用穿堂风降温等手段满足建筑通风的要求。

当这些方法不能满足通风要求时，也利用机器通风，将污染气体及时排出。

通风对与人的身体健康密切相关，气流的流速过大会引起风寒感冒，气流速度过小则会感觉气闷和呼吸不畅。

因此通风是衡量阳台好坏的重要标准。

5、阳台的防水问题

防水包括两个方面，第一个防水是指阳台防雨水，我校公寓的设计是属于无窗的敞开式，对雨天的防水不是很好，从而导致地面积水，这也是这种设计的一个弊端；第二个防水则指的是阳台地面的防水，因为阳台的主要功能是供学生洗漱和洗衣服的，所以地面经常会有积水，积水在相对较低的地面聚集并长期积留的话，就容易导致安全事故，比如学生在阳台上滑到，伤到手或骨头等，并且，积水可能渗透到楼下的寝室，影响生活等。

因此防水第一就是要确保地面有坡度。

低的一边为排水口。

第二就是要确保阳台和室内房间至少要有2-3公分的高度差。

我校寝室阳台的地板的材质是瓷砖的，无亲水性，粘滞性，拍摄图片见下

图4阳台地板拍摄图片

3.6.2综合分析评价

我校的阳台，是属于内陷式无窗的敞阳台，和外界直接联系，通风好。

也有利于学生进行户外的一些简单的锻炼，特别是当疲劳的看书和看电脑后，就可以在阳台上远眺，缓解眼睛疲劳。

对于我校A6栋，阳台的对外景观的布局也是很好的，可以欣赏到远处的风景。

这样的设计也满足了通风的要求，但是由于我们的公寓是采用两边分开式的，有一边是向阳，而另外的一边则是背阳的，这就有了很大的弊端和设计缺陷，我的寝室是向阳的，所以没有感觉到这种缺陷所带来的不方便，但是经常就有对面背阳的同学抱怨，冬天衣服不干，而且阳台上照度严重不足，经常积水严重，这样一来，这样的寝室潮湿的环境长期得不到改善就可能导致细菌滋生，和滑到摔伤的事故，影响学生学习和健康生活。

4.对阳台的改进设计

4.1设计图形

通过上述的人机分析，和对存在的问题进行改进后的寝室阳台，更符合安全人机学要求。

在以上理论和计算依据的条件下，我对寝室阳台进行了改进设计，设计改进的阳台平面图形见下

4.2设计说明：

由分析得知的寝室的栏杆高度不合理，所以改进时将阳台栏杆的高度由102cm提高到110cm

阳台的面积长宽加大，使其满足放置物品和活动的要求，面积增加到400cm×400cm

洗漱台的高度，和水龙头的高度经分析也不合理，改进后的洗漱台高度台面基本符合要求，但是水龙头的洗漱台的间隔高度不合理，从生活中的感受和同学的调查发现，水龙头和台面，洗脸盆太靠近，洗脸时不方便，弯腰辛苦。

而且，不便于用洗脸盆接水，改进后的水龙头高度由原来的93cm伸高到98cm.

晾衣架的高度，从生活上反映出，这样的高度没有给学生带来什么困难，晾衣杆的长度，往往可以满足晒衣者身高的要求。

推拉门的设计是采用的钢化玻璃，这样能够提高照明环境，和清晰透明度。

阳台推拉门高度合理，但是手把的位置不是很好，改进后将其提高到110cm。

阳台的面积和空间大小，满足放置热水瓶，和洗漱的盆和桶，以及其他一些植物和杂物时人的活动空间就会不足，改进时整体的面积扩大一点

5.结束语

经过两周多的查找资料和实地测量，完成了这次设计，这次设计主要是针对公寓阳台进行评价和分析，由于受测量工具和条件的限制，有些数据无法获取，和测量过程中的一些不可避免的误差，可能导致数据分析时不精确和分析不到位，不全面，如双寝室阳台的优点和缺陷：

我校的阳台是两间寝室共用的，这样的设计可以节省和扩大阳台的活动空间，也可以节省建筑材料。

还有阳台的灯的照度和阳台开关的布局要考虑，高度也要和人体功能尺寸相匹配。

但是，从安全的角度讲，这样是不合要求的，特别是学生的财产安全，现在50%--60%的大学生都配备了电脑，而在我校，电脑被盗的事也时有发生，而且两间往往同时被盗。

这和寝室的布局有很大关系。

但是从整体上来讲，这次设计对宿阳台存在的一些问题提出了科学的理论依据和科学的分析，为学生的居住环境设计和改进提供了帮助。

通过这次设计也让我学会了独立分析和处理问题，并把学到的安全人机学知识运用到了实际的生活当中，进一步巩固和深化了我所学的知识。

6.参考文献：

【1】张力，廖可兵主编的《安全人机工程学》

【2】《国家建筑标准》的部分内容和标准

【3】XX搜索相关资料