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1、安 全 人 机 工 程课程设计报告课 题 名 称： 学生公寓人机工程学分析评价及改进设计 学 生 姓 名： 傅裕 赵晶 董敏丽 专 业 班 级： 安全工程1202班 2014 年 12 月组员及任务分配姓名学号任务得分傅裕201207420206前言、摘要、对于阳台、门与风扇的改进、寝室噪声与光度参数测量并且分析、寝室平面图、汇总整理董敏丽201207420205寝室测量、环境分析、对于书桌的分析改进赵晶201207420221寝室测量、环境分析、对于浴室的分析改进学生公寓人机工程学分析评价及改进设计【摘要】： 安全人机工程是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安
2、全问题的一门新兴学科。研究人、机械、环境三者之间的相互关系，探讨如何使机械、环境符合人的形态学、心理学、心理学方面的特性，使人机械环境相互协调。本课程设计重点是针对学生公寓的基本结构、相关物件、噪音、照明度等人机关系进行分析评价，综合运用安全人机工程学的理论和分析方法，研究问题提出整改措施。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，并为学生提供一个合理、舒适的居住环境。【关键词】： 人机工程学；人机结合面；照明度；噪音目录一、前言2二、理论依据2三、 实测数据63.1测量仪器：63.2测量对象63.3测量目的：63.4测量数据：63.5公寓的整体布局的具体分析：8四、环境94.
3、1温度环境94.2宿舍照明度94.3宿舍噪声9五、 宿舍现状分析及改进措施105.1、对于浴室105.1.1门105.1.2卫生间105.1.3洗手台115.1.4热水器115.1.5地板115.1.6便池115.1.7改进意见115.2、对于书桌125.2.1书桌数据测量125.2.2测量数据分析135.2.3改进意见165.3、对于床与阳台门、风扇175.3.1床的高度175.3.2改进意见175.3.3梯子175.3.4改进意见185.3.5阳台门185.3.6改进意见185.3.7风扇195.3.8改进意见19六、 小结19附件20一、 数据收集20二、寝室平面放大图22一、前言学被称
4、为“象牙塔”、“自由的天堂”，很大一部分原因在于有更多的自由时间，就有更多的时间呆在宿舍。在一天二十四个小时里，大学生有超过12个小时在宿舍度过，这说明大学宿舍的重要性，同时也侧面说明对宿舍作深入研究的必要性。大学生公寓是大学生在校期间学习和生活的场所。主要满足大学生日常的休息、学习、 交往、 储物、用膳等多种要求需要的功能空间，主要包括卧室、 卫生间、 晾晒空间等。 设计应主要解决的问题是科学合理的空间划分、良好的自然通风和采光、舒适的空间尺度及合理功能分区既满足学生公寓的共性又突出不同消费群体的个性。二、理论依据表1-1 人体主要尺寸 单位：mm年龄分组女(18-55岁)百分位数1 5 1
5、0 50 90 95 99身高1449 1484 1503 1570 1640 1659 1697体重/kg39 42 44 52 63 66 71上臂长252 262 267 284 303 302 319前臂长185 193 193 213 229 234 242大腿长387 402 410 438 467 476 494小腿长300 313 319 344 370 375 390表1-2 立姿人体尺寸 单位：mm年龄分组女(18-55岁)百分位数1 5 10 50 90 95 99眼 高1337 1371 1388 1454 1522 1541 1579肩 高1166 1195 1211
6、 1271 1333 1350 1385肘 高873 899 913 960 1009 1023 1050手功能高630 650 662 704 746 757 778会阴高648 673 686 732 779 792 819胫骨点高363 377 384 410 437 444 459表1-3 坐姿人体尺寸 单位：mm年龄分组女(18-55岁)百分位数1 5 10 50 90 95 99坐 高789 809 819 855 891 901 920坐姿颈椎点高563 579 587 617 648 657 675坐姿眼高678 659 704 739 773 783 803坐姿肩高504 5
7、18 526 556 589 594 609坐姿肘高201 215 223 251 277 284 299坐姿大腿厚107 113 117 130 146 151 160坐姿膝高410 424 431 458 486 494 507小腿加足高331 341 350 382 399 405 417坐 深388 401 408 433 461 469 486臂膝距481 495 502 521 561 570 587坐姿下肢长826 851 861 921 960 975 1005表1-4 人体水平尺寸 单位：mm年龄分组女(18-55岁)百分位数1 5 10 50 90 95 99胸 宽219
8、233 239 260 289 299 319胸 厚159 170 176 199 230 239 260肩 宽304 320 328 351 371 377 387最大肩宽347 363 371 387 428 438 458臀 宽275 290 296 317 340 346 360坐姿臀宽295 310 318 344 374 382 400坐姿两肘间宽326 348 360 404 460 379 509胸 围717 745 760 826 919 949 1005腰 围622 659 680 772 904 950 1025臀 围795 824 840 900 975 1000 10
9、44三、 实测数据3.1测量仪器：卷尺、声级计、数位式照度计 3.2测量对象（1）寝室基本结构的测量（包括空间结构，温度、声、光、电等环境）；（2）寝室相关物件的测量（包括如床、柜、桌、椅、便池、洗漱台、风扇、电灯等）3.3测量目的：用具体的数据来说明、分析宿舍的人机界面的不合理性，从而为下一步改进措施提供有利的测量数据本文所设计的四人间公寓为长8.13m、宽3.31m、高3.15m的一线型空间，充分考虑学生的实际生活，休息、学习、洗漱空间是必备的，同时，也需要有一定的自由支配空间。为保证室内空气的清新，洗漱空间（卫生间、洗漱台）要与休息（床）、学习空间（室内主体）相隔开。运用落地玻璃门隔开，
10、将整个公寓分开为室内和室外两部分。在整体布置上，将休息、学习空间放在室内，阳台为放松区域。3.4测量数据：表2-1 宿舍实测数据 长度（mm）宽度(mm) 高度(mm)宿舍813033103150前门7950381900前窗795038385床铺20008001780书桌1315580770壁柜4804892683凳子360260436阳台门13552340阳台331011202830洗漱台1200580830厕所门5902015厕所240018203170阳台栏杆331011501120书架780250320钥匙孔925开关1225门把手1020噪声（Leq）：位置第一次第二次第三次平均阳台
11、49.354.643.549.1室内41.253.532.063.4座位29.732.536.933.0浴室38.752.650.847.4表2-2 不同时间段光照度位置照度时间段阳台座位1座位2座位3座位4厕所9-11221519.620.624.116.625.611-13279025.336.136.723.124.713-15323029.140.8445.728.728.715-17112011.328.629.310.429.6平均2238.821.331.533.919.727.23.5公寓的整体布局的具体分析：图1：座位主视图西3-513寝室平面图四、环境4.1温度环境由于寝室
12、背阳，夏天比较凉爽；冬天则非常寒冷。其中，夏天有空调与电扇，可以降温。冬天开空调则会使人感觉干燥，不适。且常年阴冷，室内潮气很重，令人不适。4.2宿舍照明度因为宿舍背阳，阳光不足。但是宿舍内安装有两个白炽灯管。方便夜间学习生活。但是日光灯的光线分布不合理，当学生坐在电脑桌前时正好挡住了光线，不利于学习，每个学生的电脑桌上方装备一个节能灯，既能保证足够的光线也不会浪费太多的能源。由测得的数据显示寝室的关照度不足。4.3宿舍噪声（1） 人耳的可听范围。无论是从所响应的频率范围。还是从强度的大小来看，人耳都有很高的灵敏度，可听声主要取决于声音的频率。具体正常听力的青少年能够感觉到的频率范围大约为16
13、20000Hz，一般人的最佳听力范围是2020000Hz。噪声： 音高和音强变化混乱、听起来不谐和的声音。是由发音体不规则的振动产生的（区别于【乐音】），从物理学的角度来看：噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。 同【噪声】：在一定环境中不应有而有的声音。泛指嘈杂、刺耳的声音。从环境保护的角度看：凡是妨碍到人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。噪声是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。噪声污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。由以上的测量数据来看，寝室的噪声基本没有。对于学习
14、、休息、娱乐都是没有影响的。五、宿舍现状分析及改进措施5.1、对于浴室5.1.1门卫生间门宽59cm，高200cm，打开范围098，只能向内打开。查阅资料知，男性第95百分位肩宽为40.3cm，身高为177.5cm，女性第95百分位肩宽为37.7cm，身高为165.9.所以此门是符合人体尺寸设计的。门把高102cm，人立资手向前倾3045，男性第95百分位值为83.4cm，女性第95百分位值为71.2cm，所以门把过高。5.1.2卫生间卫生间的灯光颜色是明亮的，无窗。排风扇排风效果一般。卫生间与洗手间没有分开，但中间装有帘杆，可以使用帘子，使得洗手间与卫生间能够同时使用。5.1.3洗漱台洗手池
15、形状似半径50cm的半圆，高80cm，洗漱洗衣服时，需弯腰、低头，时间久了，人就会感到酸累。洗手池的镜子长80cm，宽70cm，较大，实际使用面积很少，照镜距离58.5cm以上，此距离照镜子适中。洗手台形状为正方形，长为120cm，宽58.5cm，高80cm，具有足够大的空间放置盆等生活用品。5.1.4热水器热水器电源开关高217cm，太高，一般人无法顺利控制电源开关，但旁边有便池台克服了这障碍，但却过于麻烦。热水器沐浴器高200cm，较高，但旁边有便池台，高29cm，克服了开关障碍，但却过于麻烦。浴霸高181cm，较高，但是是非固定式的，旁边有便池台，有助于将其摘取下来，但却过于麻烦。5.1
16、.5地板地板太滑，是普通的瓷砖，防滑系数太低，因为洗手间本来就是盥洗的地方，容易打湿地面，这一状况是个很大的安全隐患。5.1.6便池便池最小宽度约为24cm，长约41cm，设有防滑槽，并在高29cm上的便池台上，设计较合理。冲洗按钮高64cm，有点低，使用时需弯腰。5.1.7改进意见就卫生间的功能，是为人提供一个沐浴和清洁空间，人在进入卫生间时与卫生间形成一个人机系统，就与卫生间有了一个整体的人机关系网。对卫生间的改进主要是以人的身高，手上举高等人体参数为依据。1、门把高102cm，过高，人立资手向前倾3045，男女第选50百分位值约为850950cm，考虑鞋衣服的修正量15mm，所以门把应设
17、于高852952cm的位置。2、洗漱台设计成方形，角状容易割伤人，改为弧状。3、依据理论依据洗漱台的高为：洗漱台高/人身高=4/9。学生95百分位数的身高为1678mm，因此洗漱台高为：1678*4/9=737mm。考虑鞋衣服的修正量15mm，所以设计时洗漱台高为740+15=755mm。模拟如图： (a)刷牙 （b）洗脸4、地板太滑，且容易积水，应采用防滑系数较高的地板，或者贴防滑地板膜，并使地板向排水口有一定的倾斜角度。5、热水器电源开关的设置，根据人站姿双手功能上举高，且不靠便池台，应在185-195cm之间。如图：6、淋浴头安装高度，参照一般学生第95百分位的身高为准。再加上人穿鞋的修
18、正量30mm。依据学生第95百分位身高1678mm、淋浴浴霸座高/人高=4/3、考虑鞋的修正量30mm；所以设计时浴霸高为S=2307.5+30=2337.5mm。 7、对于冲洗按钮，人立资手向前倾3045，男性第95百分位值为83.4cm，女性第95百分位值为71.2cm，所以冲洗按钮应在70-85cm之间。8、没有悬挂拖把的地方，宿舍的拖把堆积。9、浴室的色彩：其一可以通过通过灯光的效果，其二是地板颜色的映衬。色彩的选择应符合室内环境的特性。值得注意得是，各种室内视觉环境有一个基本相同的要求，就是上部应该比下部明亮。这样，人在空间里有一个空间的层次感，不会压抑。综上考虑，在浴室的色彩搭配中
19、将采取以下的设计：洗漱间与浴室隔开，在洗漱间一侧的色彩将采用冷色基调，灯光用比较亮的白色。由于的空间有限，四面的墙将采用高明度的淡色白色，以达到扩大空间的效果。里侧的淋浴间采用灯光暖色调色彩，暖黄色。采用此色可是整个室内空间显得温暖，缓解疲劳，放松心情，在洗浴的时候打打一个全身心的放松。墙的下部分可以采用米白色的墙砖。地板采用蓝色、白色相间地板砖，使整个室内的色调协调，美感。使气氛中跳跃着生动活泼的青春气息。设计参考表：5.2、对于书桌书桌是供学生在学校宿舍中书写、阅读、休闲娱乐之用，占据寝室空间很大的一部分，与学生的关系甚为密切，因此，对书桌的合理设计是至关重要的。在对书桌的分析与设计过程中
20、，我们通过查阅有关资料，将安全人机学中的分析方法与数据测量及处理方法灵活运用到实际中，仔细求证书桌的设计是否吻合人机工程学的要求，并根据人机学的规范和人的使用习惯提出了一些改进意见。5.2.1书桌数据测量目前学校四人寝室的书桌构造包括以下几个部分：桌面为标准的矩形设计，桌面两侧分别为衣柜和书架；书架以隔板为界分为三块；书架一侧桌面以下部分设计为鞋柜，鞋柜共有两层。其具体尺寸参数详见下表： 长度/高度（mm）宽度(mm)桌面1315580衣柜1790600书柜（整体）1020820书柜（单层）340820鞋柜640820桌高7705.2.2测量数据分析 （1）桌面宽度为58cm 图1为人体在水平
21、面作业时的正常作业域和最大作业域，由图可以看出，左手作业的最大范围半径为50.8cm，右手作业的最大范围半径为39.4cm，考虑到电脑等物品的修正量为7cm，因此，书桌的宽度应为：50.8+7=57.8cm。实际中宿舍桌面的宽度测量值为58cm，基本符合人机学要求，可认为该设计是合理的。图1-手在水平面的正常作业域和最大作业域 （2）桌下可用高度为64cm，书桌高度为77cm 由表1可以得出，桌下空间与人身高的比值为1/3。根据人体运用准则，选取女子身高第95个百分位数为参数，查表得：1659mm，因此桌下空间高度为：16591/3=553mm，再考虑到鞋与衣服的修正量33mm,因此桌下可用空
22、间的高度应为：553+33=586mm，实际测量值为64cm，满足该标准，且与图2所示的坐姿立体作业范围的要求基本符合，故该设计是合理的。 表1得到合理的办公桌高度与人身高的比值为7/17，即书桌高度为16597/17=683.12mm，考虑到鞋与衣服的修正量33mm,因此桌高应为：683.12+33=716.12mm，实际桌面高度测量值为770mm，满足该标准。表1-设备和用具的高度与身高的关系图2-坐姿立体作业范围 （3）桌面宽度为58cm人体在水平面作业时的最大作业范围为150cm，但在书桌利用过程中极少数需要人体完全伸张双手操作，因此，不将此标准纳为考量桌面设计合理度的指标之一。桌面的
23、宽窄，其主要影响在与是否会给人以压迫感，在平时的使用中，我们没有感受到不便，亦没有不舒适的感受，故认为此设计合理。（4） 书柜第二层距桌面高度为34cm 图3表示的是坐姿作业时手的垂直作业范围，图中显示，坐姿时垂直方向上手臂伸长的舒适高度与臀线间的距离应为500mm。实际测得板凳高度为44cm，经计算，易得书柜第一块隔板，即第二层 ，距凳面高度为：770+340-440=670mm，大于理想数值，坐姿书架取物时会有疲劳感，存在不合理。图3-坐姿作业时手的垂直作业范围5.2.3改进意见 （1） 书桌上方是床，因床板材料为木材且床板为条缝式，时常有粉尘、木屑等异物掉落，再加上书桌的置物空间很有限，
24、故建议在书桌上方设计储物柜，但应合理控制储物柜的宽度，不宜在人体立姿时头部的可触及范围以内，避免人体伤害。（2） 重新设计书架的隔板高度，第一层的高度可适当降低，应以人体感受舒适为设计目标。 如能根据不同性别的需求，科学的设计出不同的功能区，将更大程度上方便学生的生活。（3） 改变插座和网线插孔的位置。现在设计在书桌内侧墙壁的插座与书桌隔板的距离太近，没有预留出接线板插入的高度和距离，直接导致了接线板的不能使用；网线插孔被设计在衣柜后侧，亦不能充分利用，明显存在着不合理处。所以，我们的建议是将插座和网线插孔调节到方便使用的位置，解决当前的窘迫。5.3、对于床与阳台门、风扇5.3.1床的高度当代
25、人用的床，对床的要求首先是稳固，不能睡上去有摇晃的感觉。床铺上下铺净高度属于一般用途设计，根据人体数据运用准则，应选用中国男子坐姿身高第95百分位为基本参数，查表1-3取=958mm，衣裤厚度（功能）修正量取8mm，人头顶无压迫感最小高度（心理修正量）为100mm，则上下铺最小净空间距和最佳净空间分别为：S=+=958+8=966mm=S+=958+8+100=1066mm所以本设计采用最佳净空间1066mm。5.3.2改进意见一般情况下，下层床面高度为800mm，则上层床面的高度应为1801mm。由上述分析，宿舍的床将采用2m0.8m1.8m的设计。5.3.3梯子（1）梯子的防滑系数不够大，
26、住在上铺的同学在攀爬的过程中，易发生滑倒、跌倒现象。(2)梯子的设计为垂直九十度，不利于上铺的同学下床。(3)梯子宽度不够合理，过窄，导致同学攀爬的时候，脚着面太少，攀爬费力、不舒服。(4)有同学受伤则上下床是个问题。5.3.4改进意见可以改进成如下的图中所示：5.3.5阳台门寝室阳台门如图所示 阳台门没有纱窗。夏天开门通风，蚊虫易飞进。造成人体的不适。5.3.6改进意见增加纱窗门。5.3.7风扇我校风扇一般都位于宿舍的正中部，且只有一个，而床位的摆放在长度上不是以宿舍为对称。在夏天的时候，风扇不能扇到每个床位上。5.3.8改进意见在寝室安装两个两个风扇，并安排在两个对床的中间。六、小结改良设计是建立在对较为详细的人机分析的基础上，较为全面地将设计成果展现出来。收获：（1）更好地认识和学习了人机工程学，同时也清楚地认识到人工程学，涉及生活的方方面面，起着很大的作用。（2）对人机工程学在宿舍的应用掌握得比较透彻，之后对宿舍里的床、衣柜、壁橱、盥洗室、阳台、纱门等方面作了改善并提出了相应的设计方案。（3）掌握了人机工程学的研究方法及实践方法，在进行市场调查的过程中了解了更多宿舍中存在的问题，加强了同宿舍楼同学间的联系，为营造良好的宿舍氛围尽了一分力。（4）对宿舍的人机分析及改善设计方案的提出，让我们对在宿舍生活舒适有了更高的期待。附件一、 数据收集二、寝室平面放大图
