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1、人因工程学课程设计说明书 题 目： 学生宿舍公共洗漱室的 人机学研究与设计 小 组： 成员姓名： 班级学号： 完成时间： 成 绩： （学校）（系别）目录人因工程学课程设计任务书1课程设计说明书2前言3一、选题的目的3二、选题的意义3三、设计程序3第一部分 评析准备4一、实地调研考察41.1、洗漱室实际情况及调查表41.2、问卷结果整理71.3、问卷结果分析14第二部分 人机评价及改进准备15一、洗漱室的整体布局评价152.1.1、门的宽度152.1.2、门的位置162.1.3人均使用面积16二、水龙头的使用及其与水管材料评价162.2.1 水龙头的清洁及损坏172.2.2 水龙头的使用空间17
2、三、水龙头的水流的评价17四、洗漱室水槽的评价182.4.1、水池太浅192.4.2、水槽的高度19五、晾衣绳的高度评价21六、洗漱室的灯光评价22七、地板湿滑积水评价232.7.1 地板湿滑232.7.2、地面积水24第三部分 改进设计27一、洗漱室的空间布局的设计改进27二、洗漱室水槽的设计改进28三、洗漱室的排水系统29第四部分 设计评价32总结33参考文献34附录35人因工程学课程设计任务书一、设计题目学生宿舍公共洗漱室的人机学研究与设计二、设计任务通过调研考察，分析现有学生宿舍洗漱室的人机关系是否合理，并结合所学人因工程学原理，对其进行调整设计，使得公共洗漱室能够得到更好地使用。课程
3、设计说明书指导教师： 小组编号： 成员姓名学号： 组长： 组员： 时间： 地点： 进度安排：（课程设计时间：1周）第一天，明确设计任务并完成选题。设计选题，设计选题，分析选题的适宜性、可行性，拟订实践工作计划设计调研，收集设计课题的相关信息资料。第2天，提出设计的人机学要求。调研资料整理、分析，总结课题中人机设计的相关因素，明确需要解决的人机学问题，并提出设计的人机学要求。第3天，构思设计方案。构思设计方案（草案设计阶段）。第4天，整理设计资料。修正、完善设计方案；按照报告书提纲整理设计资料。第5天，答辩。整理、归纳设计资料制作设计报告书提交课程设计作业；设计答辩，进行学习交流。前言一、选题的
4、目的从大学生学习、生活、活动的环境来看，宿舍楼的合理设计是最为重要的，作为公共空间，公共洗漱室是最为重要的，它的设计合理与否关系到每一个人。所以，在人因工程学理论可学习完成后，我们组利用所学习的知识，对学校学生宿舍公共洗漱室，进行人机学研究与设计。目的在于，理论联系实际，利用正确的人机环境理论，对现有的学生宿舍公共洗漱室进行合理的修正，以使之更好地为我们服务。二、选题的意义人因工程学是一门综合性的应用型学科，是实现人性化设计的重要理论指导和设计方法。在理论课之后，通过完成一次具体课题的设计，能使我们真正触摸实际设计中的人机工程学问题，真正体验所学知识与实际设计的联系，引导我们体验设计、发现问题
5、、分析问题，探索可能的设计改进，以及寻求更佳的设计方案，以提高我们运用人因工程学理论知识解决实际设计问题的能力。同时，完成课程设计需要作两方面的调研：现实情况的调研和文献资料查询，这部分工作超越课堂，超越教材，需要到图书馆、资料室、互联网以及设计的种种现场去进行调研，对激发我们的学习主动性，培养自我钻研、开拓进取的精神起着积极的促进作用。在把理论过度到实践同时，更培养了我们的团队协作能力。在老师的帮助下，通过大家的共同努力，我们能找出更好的设计方案，以使我们现有的资源得到更好，更充分的利用，也让我们的生活环境更加美好。三、设计程序评析准备人机评价及改进准备 改进设计 设计评价第一部分 评析准备
6、一、 实地调研考察1.1、洗漱室实际情况及调查表为了更好地了解每个楼层的洗漱室的具体情况是否存在显著的差异性，我们对本校西区六号楼，六个楼层12个洗漱室进行了实地调研考察。经过考察发现，每个楼层的具体细节情况有所差异，但总体而言是一致的，由于宿舍楼在设计时不可能确定入住人员性别，所以我们的设计将不考虑性别差异，进行统一综合的分析设计。下图是最具代表性的一间洗漱室。整栋宿舍楼的洗漱室设计是一致的，但有的楼层有洗衣机，有的楼层有自动热水机，此楼层兼具两者，所以将以图1.1.1所示的洗漱室的状况进行优化设计。图1.1.1 六号楼公共洗漱室实际空间布局图从图中可以看出，存在着许多问题，针对这些问题，为
7、了更好地了解情况，给接下来的评析以及改进设计做好准备，我们做了一个问卷调查。问卷调查的内容，主要是根据考察和测量时发现的问题所提出来的，具有一定的代表性和实际意义。洗漱室各重要参数及问卷调查内容，分别见表1.1.1和表1.1.2，参数来源见图1.1.2。表1.1.1 洗漱室各重要尺寸 单位：cm位置长宽高洗漱室的整体空间660360256水槽整体（左）4806775水槽整体（右）5406775晾衣绳660215镜子12074120（底边距地面）水池8（壁厚）12（深）水龙头个数8个（远厕）7个（近厕）水龙头50（距水槽边）70（两个水龙头间距）28（距水池底）照明灯2个330（两灯间距）120
8、（里灯距水槽里边）支柱间距140集水池高12下水孔个数1个/洗漱池1个/集水池1个（池外）下水孔直径5水龙头和水管材料钢、塑料饮水机显示器高135双扇门总宽150图1.1.2 各参数来源表1.1.2 公共洗漱间问卷调查表调查项目选 项建议你对洗漱室的满意程度十分满意还行不满意洗漱室的布局你认为十分满意还行不满意洗漱室的水龙头使用是否方便方便一般不方便洗漱室的水槽高度低适中高深浅深适中浅设计好一般不好洗漱室自动饮水机使用十分满意还行不满意洗漱室洗衣机使用十分满意还行不满意洗漱室的晾衣绳的设计好一般不好洗漱室的灯光太亮适中太暗洗漱室的地板滑适中干洗漱室地面积水经常偶尔没有洗漱室的湿度潮湿适中干洗漱
9、高峰时感受一般不挤拥挤水龙头的使用单个使用空间大适中小水流大小范围大适中小洗漱室镜子大小正好大小洗漱室镜子的高度低适中高洗漱室的环境通风好一般差1.2、问卷结果整理此问卷主要对六号楼宿舍学生进行调研，调研结果更可靠。此问卷通过电子邮件发放，共收回60份。经过对收回的60份问卷进行分析，得到图1.2.1-图1.2.19。图1.2.1 对洗漱室的满意程度图1.2.2 对洗漱室的布局满意程度图1.2.3 洗漱室的水龙头使用是否方便满意程度图1.2.4 对洗漱室的水槽高度的满意程度图1.2.5 对洗漱室的水槽深浅的满意程度图1.2.6 对洗漱室水槽设计的满意程度图1.2.7 对洗漱室自动饮水机使用的满
10、意程度图1.2.8 对洗漱室洗衣机使用的满意程度图1.2.9 对洗漱室的晾衣绳的设计的满意程度图1.2.10 对洗漱室的灯光的满意程度图1.2.11 对洗漱室的地板的满意程度图1.2.12 对洗漱室的地面积水的满意程度图1.2.13 对洗漱室的湿度的满意程度图1.2.14 对洗漱室的洗漱高峰期的感受的满意程度图1.2.15 对洗漱室的水龙头单个使用空间大小的满意程度图1.2.16 对洗漱室的水龙头水流大小范围的满意程度图1.2.17 对洗漱室的镜子大小的满意程度图1.2.18 对洗漱室的镜子高度的满意程度图1.2.19 对洗漱室的环境通风的满意程度1.3、问卷结果分析完成问卷调研后，经过我们小
11、组分析讨论，将主要问题总结为表1.3.1。表1.3.1 问题总结调查项目存在问题洗漱室的整体布局男生洗漱室，在把门卸下的情况下布局基本合理，女生洗漱室冲洗拖把不方便。水龙头的使用水龙头95%左右都损坏，没有扳手使用很不方便。水龙头的水流水龙头水流细小，但水速大，很容易溅出。洗漱室的水槽水槽高度偏低，水池较浅，水容易溅出。洗漱室的晾衣绳晾衣绳的设计严重不合理，太高，位于水槽上方，当有衣服晾晒时，影响下方水龙头的正常使用。洗漱室的灯光灯光昏暗，夜间效果不好。洗漱室的地板地板很滑，行走不便。洗漱室地面积水积水严重。洗漱室湿度较潮湿，给洗漱室隔壁的宿舍造成一定影响。洗漱室使用高峰使用高峰期很拥挤。水管
12、和水龙头材料塑料制品较清洁，钢制的水管和水龙头生锈严重，锈渍较多。第二部分 人机评价及改进准备一、洗漱室的整体布局评价洗漱室的整体布局平面示意图，如图2.1.1所示。图2.1.1洗漱室的整体布局平面示意图2.1.1、门的宽度现有门的宽度为150cm，为双扇门设计，洗漱室的门主要考虑拿着脸盆能否方便地进出，平日的实际使用情况及实地试验表明，150cm的门宽度，已经足够双人进出，人流量能够得到保证。所以，门的设计在此处不存在显著缺陷。2.1.2、门的位置门的位置是调整的重点问题之一。此简图为原始洗漱室的空间布局简图，由于男生洗漱室没有门的影响，所以对冲洗拖把的水池不会产生影响。但女生洗漱室由于受到
13、门的影响，使得拖把冲洗池使用不便。由图2.1.1可以看出，当门打开时，拖把冲洗池几乎被完全遮挡。所以，门或者拖把冲洗池需要重新设计，以使冲洗池使用更方便。2.1.3人均使用面积每一层有32个寝室，每个寝室平均住7（八人寝设计，部分寝室无人居住，有的少于八人）名学生，即每一层共224名学生。每层有两个盥洗室（此处不考虑男女混合宿舍楼，洗漱室不能互换使用情况），则平均每个盥洗室的使用人数为112人，在高峰期时，同时使用的人常常超过20人。现洗漱室最大满足15个水龙头同时使用，显然不能够满足使用高峰期的使用需求。但现有使用面积一定，所以可以考虑增加水龙头的数目，同时提高水龙头的有效利用率。二、水龙头
14、的使用及其与水管材料评价由于水龙头数目较多，种类较复杂，且男女生使用过程中对其寿命影响存在一定差异性，本论文不考虑此差异。水龙头及水管现状，见图2.2.1。图2.2.1 水龙头及水管现状2.2.1 水龙头的清洁及损坏从现场考察发现，男生洗漱室水龙头损坏严重，女生洗漱室水龙头损坏相对较轻。一般的塑料制品和非钢金属制品易损坏，但与钢制品相比，比较清洁。如图2.2.1所圈水龙头，为塑料制品且不易损坏。从图中可以发现，钢制的输水管道易生锈，且锈渍较多且厚，严重影响清洁。考虑到这些问题，应该着力解决水龙头的使用寿命，以及使用过程中对清洁的保证。2.2.2 水龙头的使用空间从现场收集的数据看，水龙头之间的
15、间距为70cm，基本合理，不会引起与邻边同学发生较有力的接触。另一种造成水龙头有效使用个数减少的原因是，同学们不能及时洗涤的衣服，在浸泡过程中所占据的水龙头位置，此种现象较常见。有效解决办法可以考虑，在水槽下方搭建一个平台，以供放置脸盆使用。三、水龙头的水流的评价经调查，大部分塑料和非钢金属制品的水龙头，因为设计的缺陷，导致水流细小，但水速较高，这样就导致水的飞溅，此处存在严重的人机问题。这种细小高速的水流，利用率极低，不但严重浪费水资源，而且飞溅的水流给使用者以及旁边的人，造成严重的影响。当这种高速水流撞击到平面水池底时，最大有效反射角度约20度左右，加上水流的速度，经实地实验能飞出洗漱池3
16、0cm左右，影响范围广，是急待解决的。此问题可以通过改变水龙头，以及池底情况解决。其飞溅示意简图，如图2.3.1。图2.3.1 水流飞溅示意简图四、洗漱室水槽的评价洗漱室水槽的断面简图如图2.4.1所示。图2.4.1 洗漱室水槽的断面示意简图从洗漱室的断面示意简图，可以看出存在着许多不足之处。经过调研和分析存在以下几大问题。2.4.1、水池太浅图2.4.1所示水池深，虽与脸盆高度相适应，但不能阻挡溅出的水。按实际模拟的溅出水的角度（最大20度左右），可以看出一部分水是很容易溅出的。假设最大反射角度为25度，则可以计算出在不更换水龙头的基础上，理论水池深。从上述结果可以看出，即使用脸盆也不能阻止
17、水的溅出，所以说水池的深度，不是影响是否溅水的主要因素，其主要因素还是在于水龙头。水池的深度设计合理，而水龙头的选用及水池底面的状况是影响溅水的主要因素。2.4.2、水槽的高度根据实际情况，我们做了一个模拟刷牙和洗脸时的使用效果示意简图。如图2.4.2和图2.4.2.2所示。图2.4.2.1 洗漱室刷牙模拟示意简图图2.4.2.2 洗漱室洗脸模拟示意简图从图2.4.2.1和图4.2.2.2洗漱室刷牙、洗脸模拟示意简图可以看出，刷牙、洗脸以及洗衣服时弯腰较深，容易造成疲劳。由于我校学生来自全国各地，所以图2.4.2.1和图2.4.2.2中的人体尺寸是按照中国成年人第九十百分位数的身高加穿鞋修正量
18、后，进行的人体建模。由于水槽高度太低，容易给使用者带来疲劳，所以，提高水槽的高度是解决此问题的关键所在。五、晾衣绳的高度评价从洗漱室测得晾衣绳的高度为215cm，而经查阅课本得出男性平均身高在171cm左右，女性在160cm左右，显然215cm的高度太高。而且晾衣绳位于水龙头的正上方，当有衣物晾晒时严重影响下方水龙头的使用，见图2.5.1所示情况，请注意所圈区域。图2.5.1 洗漱室晾衣绳及衣物对水龙头使用影响从图2.5.1可以看出，若使用晾衣绳势必会对水龙头的使用造成影响，而洗漱室的通风不好，且位于阴面。所以，虽然能起到一定的晾晒效果，但效果不是很好，加上影响水龙头的正常使用，我组拟定去掉晾
19、衣绳。六、洗漱室的灯光评价洗漱室现有灯光效果见图2.6.1和2.6.2。图2.6.1 女生洗漱室三楼照明效果图2.6.2 男生洗漱室三楼照明效果图2.6.1和图2.6.2拍摄时间均为下午一点左右，排除拍摄差异，结合问卷调查结果，以及实地考察结果。洗漱室的灯光偏暗，而且灯整天都处于接通状态，浪费严重。灯光偏暗的原因主要有两点，第一是灯泡本身的功率偏小，第二是由于灯罩年久失修，没有按时清理，导致灯罩透光度极度偏低。从灯的分布以及空间的大小来看，两盏灯的分布合理，无需调整，但从照明状况看，应该换较大功率的灯泡，以及新的灯罩，灯泡功率建议38瓦三基色节能灯，并装配光控装置，以节约用电。七、地板湿滑积水
20、评价2.7.1 地板湿滑当前地板材质为瓷砖，瓷砖表面光滑，不具备防滑效果。见图2.7.1。图2.7.1.1 当前地板瓷砖表面现状此问题只要更换防滑瓷砖即可解决。2.7.2、地面积水地面积水是所有公共洗漱室都不可避免问题，我们所调研的西区六号楼也存在此问题，而且很严重，几乎每个洗漱室一整天都处于积水状态。现状见图2.7.2.1。图2.7.2.1 洗漱室积水现状洗漱室的技术严重情况从图中很容易看出，造成积水的原因不单与学生用水有关，更与排水系统不合理有很大相关。针对这些问题学校也进行了一些补救措施，但几乎没有效果可言。图2.7.2.2为根据当前地板平面，现场测量所得出的理论截面轮廓线，图2.7.2
21、.3为学校现有的排水系统，图2.7.2.4为学校解决积水所使用的方法。从这些图中可以看出，洗漱室地板在铺设时就存在严重的缺陷，这种缺陷是导致积水的直接原因。解决此问题的唯一途径就是重新铺设地板，将过去的铺设缺陷弥补过来。另外即使地板地面不存在铺设缺陷，由于排水系统的限制，也必将导致一定的积水出现，排水系统只有一个下水孔，且孔径较小。而学校所用的解决方案，从图中也能看出，几乎不起作用，而这样做的后果会直接导致宿舍楼的潮湿，严重影响学生的生活。引起的潮湿现象，可见图2.7.2.5。图2.7.2.2 地板平面理论截面轮廓线示意图图2.7.2.3 学校现有排水系统图2.7.2.4 学校解决积水方案图2
22、.7.2.5 由于潮湿引起的墙体剥落第三部分 改进设计综合对以上问题的分析，我们小组提出了一下设计方案。一、洗漱室的空间布局的设计改进洗漱室的整体空间布局基本合理，但由于开门对拖把冲洗池的影响，经讨论决定，改变冲洗池的位置。因为洗衣机不是每间洗漱室都有，而且可以放到洗手间门廊处，且有足够空间，所以此处不考虑洗衣机的摆放。将靠近厕所一边的水槽进行调整，调整后其靠近窗边的位置恰好能修建拖把冲洗池，由于原水池单独修建，有自己的壁厚，虽说调整后总空间较原来较小，但我们采用借助已有墙体进行修建，可以扩出三条边的壁厚，冲洗池大小与原来相比大小几乎不变。调整后的总体布局见图3.1.1。图3.1.1 更改后的
23、空间简图二、洗漱室水槽的设计改进经第二部分分析，水槽的宽度以及水龙头的间距基本合理，所以不需要调整。但由于水槽的高度存在严重问题，以及溅水现象的发生。我们小组讨论后决定采用台下盆，对现有水槽进行调整。经过市场调研，我们采用如图3.2.1所示台下盆进行设计，其改进后的效果图，见图3.2.2所示。图3.2.1 台下盆图3.2.2 台下盆使用效果图对水槽的高及整体设计，考虑到女生的使用，经过计算将水台的高增加到85cm，并在下方设计出放水盆的平台，用来解决待洗衣物占用水龙头现象。由于晾衣绳的晾衣效果不显著，而且严重影响水龙头的使用，经讨论去掉晾衣绳，而在水龙头上方装上金属承物支架，可以解决洗漱时毛巾
24、等物品的放置。经过调整后的水台示意简图见图3.2.3。图3.2.3 调整后的水台示意简图三、洗漱室的排水系统设计改进由于洗漱室积水严重，而现有的排水系统即使再增加几个下水孔，以及改变地板地面轮廓也不能很好的达到排水效果。所以，我们组根据生活常识，利用人因学知识设计了如图3.3.1所示的排水系统。图3.3.1 排水沟槽此排水系统能够有效的排除地面积水，但在修建此排水系统前必须进行地板的修整。地板的修整，一方面是为了更换防滑瓷砖，另一方面是为了改变地板地面轮廓，以满足排水需求，保证地面不会积水。经过休整后的地面轮廓示意图，如图3.3.2所示。图3.3.2 休整后的地板地面轮廓示意图经过全面调整后的
25、整体效果示意简图，见图3.3.3，此图没有完全画出水台和排水沟槽，排水沟槽和合水台都是对称的，其中水龙头整体数目不变。图3.3.3 经过全面调整后的整体效果示意简图第四部分 设计评价此设计书，主要解决了水台缺陷和排水缺陷两大主要缺陷。同时给出了一些小问题的解决办法，例如更换节能灯、改换防滑地板、去除晾衣绳改换承物架、水台下加修平台等。两大问题的解决会带来一系列的变化。水台缺陷的解决，不单是让使用者使用过程中感觉更舒适，更重要的是改善了水台的使用环境，较改造前更清洁，同时节约了水资源。平台的加修，晾衣绳的去除，间接的起到了增加水龙头的目的，因为原空间有限，不能再增加水龙头的数目，所以提高水龙头的
26、有效利用，是解决水龙头使用紧张的有效手段，我们做到了这一点。排水缺陷的解决，解决了地面积水，给同学们营造了良好的使用环境。由于积水能很快排除，不会出现积水，这样就降低了洗漱室的空气湿度，也不会对靠近洗漱室的宿舍造成影响。本设计由于时间仓促，忽略问题较多，所以存在一定的缺陷，但与设计前相比有很多优秀之处，许多问题得到了解决。总结经过为时一周的人因工程学课程设计，学到了很多书本以外的知识，同时更加加深了对课本理论知识的理解，熟悉了理论与实际问题的转换路径。在实际的调研过程中，深刻的体验到了合作的力量，在寻找问题，发现问题，探索问题，解决问题的过程中，更是培养团队精神的最好环境，尤其是对我们这种没有
27、接触过真正团队合作的人来说，是一次很好的培训。这次培训，能让你体会到不同人的魅力，更是督促自己不安于现状的强大动力。实际问题远远比课本上假设的环境复杂的多，面对这些复杂的问题，我们通过各种可能的途径去探索问题的答案，这种过程激发了我们的学习主动性，以及自我钻研的精神、开拓进取的精神，接受不同思想的勇气和能力。课程设计的成功完成离不开老师的指导，以及队友间的互助合作，再次表示感谢。虽然课程设计只有短短的一周，但却是结课以来过得最充实的一周，它让我们相信，忙碌在自己喜欢的事上的人生是幸福的。参考文献1阮宝湘.人机工程学 课程设计/课程论文选编.第一版.机械工业出版社，2005：P18-P302郭伏
28、,钱省三.人因工程学.第一版.机械工业出版社，2011附录部分问卷调查情况:调查项目选 项建议你对洗漱室的满意程度十分满意还行不满意洗漱室的布局你认为十分满意还行不满意洗漱室的水龙头使用是否方便方便一般不方便洗漱室的水槽高度低适中高深浅深适中浅设计好一般不好洗漱室自动饮水机使用十分满意还行不满意洗漱室洗衣机使用十分满意还行不满意洗漱室的晾衣绳的设计好一般不好洗漱室的灯光太亮适中太暗洗漱室的地板滑适中干洗漱室地面积水经常偶尔没有洗漱室的湿度潮湿适中干洗漱高峰时感受一般不挤拥挤水龙头的使用单个使用空间大适中小水流大小范围大适中小洗漱室镜子大小正好大小洗漱室镜子的高度低适中高洗漱室的环境通风好一般差调查项目选 项建议你对洗漱室的满意程度十分满意还行不满意洗漱室的布局你认为十分满意还行不满意洗漱室的水龙头使用是否方便方便一般不方便洗漱室的水槽高度低适中高深浅深适中浅设计好一般不好洗漱室自动饮水机使用十分满意还行不满意洗漱室洗衣机使用十分满意还行不满意洗漱室的晾衣绳的设计好一般不好洗漱室的灯光太亮适中太暗洗漱室的地板滑适中干洗漱室地面积水经常偶尔没有洗漱室的湿度潮湿适中干洗漱高峰时感受一般不挤拥挤水龙头的使用单个使用空间大适中小水流大小范围大适中小洗漱室镜子大小正好大小洗漱室镜子的高度低适中高洗漱室的环境通风好一般差
