安全人机工程学课程设计说明书

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；温度环境安全人机工程课程设计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。目录第一章绪论..............................................11.1设计目的.............................................11.2设计步骤.............................................11.3设计背景.............................................1第二章教室现状调研分析..................................32.1对我校教室的人机学问卷调研...........................32.2对我校教室的问卷进行分析与总结.......................42.3教室整体测量数据.....................................42.4教室局部测量数据.....................................52.5课桌椅测量数据.......................................6第三章现存问题及分析....................................73.1课桌椅的问题及分析...................................73.2课桌的问题及分析.....................................93.3温度环境的问题及分析................................103.4教室布局的问题及分析................................123.5光环境的问题及分析..................................13第四章优化方案及经济性原则.............................164.1课桌椅的优化方案及经济性原则........................164.2温度环境的优化方案及经济性原则......................174.3教室布局的优化方案及经济性原则......................184.4光环境的优化方案及经济性原则........................19赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化第五章教师工作空间的设计...............................215.1讲台的现状分析......................................215.2设计原则............................................215.3改进措施............................................22结论....................................................23参考文献................................................24致谢....................................................25安全人机工程课程设计1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。赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化2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。安全人机工程课程设计3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）否赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化413.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。安全人机工程课程设计52.3.1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）1501501001001002.3.2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1.81.8（距黑板）12第二排3.01.218第三排4.21.218第四排5.41.216第五排6.61.212第六排7.81.242.4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161200100（宽）窗户106001200门215002000黑板155001200（高）赵亚杰：城建教学楼501教室安全人机的分析与优化6表2-4局部测量表2名称数量长（mm）宽（mm）高（mm）散热器51200100700讲台222001200180多媒体操作台1120080010002.5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（mm）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700500130410400400400250200安全人机工程课程设计7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