人因工程课程设计宿舍洗漱台设计 - 图文

http://www.kmust.edu.cn/ 姚Y FEI

呈贡校区宿舍洗漱台的人机环境设计

摘要：根据调查发现我校学生宿舍洗漱台设计不符合人因工程要求，这种不

合理的设计影响到学生的日常生活，同时也影响了学生的学习和身体健康。本文实地调查学校三个园区洗漱环境设计，并分析洗漱环境不合理的设计，利用人因工程的方法找出设计不合理原因，结合人因工程的方法提出来比较合理的结构空间设计尺寸，力求为以后宿舍洗漱台建设提供参考。 关键词：人因工程、洗漱环境、结构空间

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目录

1.绪论.......................................3

1.1人因工程学的概念.......................3 1.2 人因工程学的目的......................3 1.3人机工程学的应用领域...................3 1.4人机工程学的国内外研究.................3 1.5 本文的研究内容........................5

2.理论知识..................... ..............5

2.1洗漱台空间和机构分析....................5 2.2洗漱台人机环境分析......................7

3.改进设计....... ............................7

3.1洗漱台空间色彩改进.........................7 3.2洗漱台宽度改进.............................7 3.3洗漱台高度改进.............................8 3.4水龙头改进.................................9 3.5水槽深度改进...............................9 3.6洗漱台其它改进.............................9 3.7改进前后评价.................... ..........10 3.8改进后洗漱台结构图................. .......12

4.总结.........................................15

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1.绪论

1.1人因工程学的概念

人因工程学(Human Factors Engineering)是一门应用人性绩效(如生理、心理和工业工程)，改善工作系统(包括人、工作、工具、设备、工作场所、工作责任和周边环境)使得人员能在安全、卫生和舒适的情况下，发挥其最大工作效率、及提高生活品质的科学。亦即，人因工程学是研究人与工作场所、人与生活及工作环境、人与使用器具间接口之互动关系，且包含相关之设备、工作场所、工做方法、生活环境和器具的一门实用性科学。

1.2 人因工程学的目的

人因工程的主要目的在增进人员的绩效(如增加工作的速度、提高工作时的安全性和增进工作时的正确性)、减少能力的浪费与疲劳、减少不必要的训练和降低训练成本、减少对特殊技巧和能力的依赖、增进人力的使用、减少人为错误所引发的事故，以降低时间和设备的损失，以及改善使用者或操作员的舒适程度。

1.3人机工程学的应用领域

由于现代科技迅速的发展及经济快速的成长，在人们对生活和工作品质之要求日渐提升之下，人因工程所扮演的关键角色也日益重要，人因工程可应用的范围更加广泛，包括生产制造、服务业之设备及工作环境、公共及生活空间、消费产品设计、计算机硬件及软件等等。主要包括以下几个方面：（1）事故、健康与安全；（2）人体工作行为解剖学和人体测量；（3）认知工效学和复杂任务；（4）计算机软件人机工程；（5）计算机终端设计与布局；（6）显示与控制布局设计；（7）控制室设计；（8）环境人机工程；（9）专家论证：多工作环境；（10）人机界面设计与评价；（11）人的可靠性；（12）工业设计应用；（13）工业/商业工作空间设计；（14）管理与人机工程；（15）手工操作负荷，安全与培训；（16）办公室人机工程与设计；（17）生理学方面和医学人机工程；（18）产品设计与顾客；（19）风险评估，多种工作状况；（20）社会技术系统与人机工程；（21）系统分析；（22）任务分析；（23）管理培训

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与人员培训；（24）可用性评估；（25）用户需求与用户指导；（26）车辆与交通人机工程；（27）其它特殊的人机工程应用等。

1.4人机工程学的国内外研究

1.4.1 国内研究

人机工程技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。美国21世纪信息技术计划中的基础研究内容为4项：软件、人机交互、网络、高性能计算机。其中，人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一，并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性，对其它工业也很重要”。美国国防关键技术计划不仅把人机交互列为软件技术发展的重要内容之一，而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。日本也提出了FPIEND21计划（Future Personalties Information Environment Development），其目标就是要开发21世纪个性化的信息环境。我国973、S-863、十五计划及未来的十一五计划均将人机交互列为主要内容。

1.4.2 国外研究

在中国，人机工程学的研究在20世纪30年代开始即有少量和零星的开展，但系统和深入的开展则在“文革”以后。1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会，统一规划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。1984年，国防科工委成立了国家军用人－机－环境系统工程标准化技术委员会。这两个技术委员会的建立，有力地推动了我国人机工程学研究的发展。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会，再在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。20世纪90年代初，北京航空航天大学首先成立了我国该专业的第一个博士学科点，随后南京航空航天大学、西北工大、北京理工大学、北大医学部等大学也先后成立了相应的专业。当前，随着我国科技和经济的发展，人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高，对产品的人机工程特性也会日益重视。一些厂商把“以人为本”、“人体工学”的设计作为产品的卖点，也正是出于对这种新的需求取向的意识。

1.4.3 国内外人机工程学研究的方向

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近期国内外人机工程学研究的方向：工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因 素引起的生理负荷和心理负荷。工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因 素的人机工程学的研究。工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人的因素研究。 计算机设计与人机工程学研究。工作成效的测量与评定。机器人设计的智能模拟等。人- 机- 环境系统中心理学的研究。

1.4.4 人机工程学研究的前景展望

现代人机系统中，作业人员是在特定环境中操作和管理复杂系统和各种数字化设备，当人在这种环境中工作时，既要靠眼睛来观察环境，又要靠细致的注视来完成精确的控制动作，通过人机工程技术分析，就可知道人在操作时如何分配注意力、体力，同时了解仪表、屏幕以及外视景如何设计和合理分配才能获得最好的人机交互，既减轻操作人员的工作负荷又避免出错，切实提高人机工效。这对于计算机系统、自动化控制、交通运输、工业设计、军事领域以及社会系统中重大事变（战争、自然灾害、金融危机等）的应急指挥和组织系统、复杂工业系统中的故障快速处理、系统重构与修复、复杂坏境中仿人机器人的设计与制造等问题的解决都有着重要的参考价值。

1.5 本文的研究内容

在调查学校三个园区的洗漱台使用情况时，我发现洗漱台在机构和布局上设计的相当不合理，严重影响学生日常使用，给学生生活带来了不便。学生，作为社会中一个特殊的群体，他们拥有自己的心理和生理上的活动规律。在目前经济条件的限制的情况下，宿舍只简单的提供学生基本生活的条件，没有进行进一步人性化的考虑宿舍各个单元的的空间结构设计，特别是洗漱台的设计，极其不合理，他们早晨起床洗漱用到洗漱台，洗手、洗衣用到洗漱台，由于洗漱台的水龙头个数不够，导致宿舍早上起床需要轮流等待洗漱，浪费了大浪的宝贵时间，洗漱台的深度不够，洗漱的水溅到他们白色的T桖上面，甚至鞋上，特别是洗漱台的高度的不合理让他们在使用洗漱台时总是感到不舒服，大量的弯腰会使他们很年轻就得了腰椎病。特对学校洗漱台空间结构进行改进，力求为以后宿舍洗漱台建设提供参考。

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2.理论知识

2.1洗漱台空间和机构分析

2.1.1洗漱台设计调查分析

1）水龙头数。宿舍是2个水龙头，而87%同学觉得不够用3-4个为最佳。

2）水槽深度。85%同学觉得水槽深度应该为一个面盆的深度为最佳，15%同学觉得深度要达到半个桶的深度。而我们学校的只有1/4盆深度，严重影响洗漱，水还会溅到衣服上面。

3）放刷牙杯子的位置。100%同学同意放水槽上方的凸台。而我们学校的洗漱台没有这样设置。

4）水槽宽度。95%觉得一个半桶的宽度合适，5%同学觉得一个桶的刚好。

5)水龙头间隔。80%觉得要有两个桶的宽度，20%觉得要两个桶以上宽度。

6)洗漱台颜色。80%觉得白色就好，20%喜欢一些个性颜色。我们学校为白色，

7)水龙头高度。87%认为和桶高度一样最好，其余认为和盆高度为宜。

2.1.2洗漱台整体结构分析

水槽设置相当讲究，深了，拿进拿出桶和面盆不方便，浅了，洗漱的时候水很容易溅出来影响人情绪。要是深度为桶的高度，那要是用面盆洗东西就会很不方便。所以，稍深与面盆的深度为最佳。

因为人机工程分析，人拿前上方的东西会比较方便，所以，放杯子的凸台应设在水槽和水龙头之上。凸台的宽度应比一般杯子宽半个位置，能让杯子放得更稳固，刷牙的时候也可以把牙膏放那里。

水槽宽度窄了会影响拿放桶盆，宽了浪费位置而且让人离水龙头的距离边远开关水龙头不是很方便。

水龙头间隔取决于两个方面，洗漱的时候和洗东西的时候。洗漱的时候因为水龙头数有限，全宿舍一起出动的时候可能要三个人用两个水龙

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头，而两个桶的间隔，刚好合适，因为男女生的肩宽不同，所以可能男女生宿舍的洗漱台的这个方面需要考虑不同。

白色会让人觉得干净整洁，因而洗漱台用白色是最适合不过的，要是黑色一类的，虽然是不太会显出脏，可是，黑色本来就给人一种压抑的感觉，一大清早起床看到这样的洗漱台会让人一天的心情都很差吧。

洗漱台是比较湿润的地方，很容易滋生细菌霉菌，看得到看不到的都有。为了卫生着想，要经常清洗，因而，把整个洗漱台贴上瓷砖则方便于清洗和保持干净。

水槽下方留出空位是为了能更好的利用空间资源，把桶放下面。而作为支持和加强筋的面板做成倒梯形，也是充分为使用者着想，在洗漱的时候不会踢到。

整个洗漱台的高度应该以人的平均身高做为重要参考去设计，让人一方面不会有洗衣服洗到腰酸背痛的不适，也不会难于拿取桶盆的不便。

2.1.3 现洗漱台主要数据

水槽总长1500mm，宽度550mm，深度30mm，高度800mm，凸台无，镜子离水槽430mm。 2.2洗漱台人机环境分析

通过实地调查发现，学生使用洗漱台时站立作业，所以本文主要以站

姿进行分析，主要运用到人因工程中人体测量、作业环境、作业空间设计、人机系统等方面的的内容对洗漱环境进行分析优化和改进。

3.改进设计

3.1洗漱台空间色彩改进

色彩能唤起人们的第一视觉感受，作为环境中最敏感的视觉要素，对环境起着美化、装点的作用。此外色彩还能影响人们的思想情绪、行为心理等。一个完美的洗漱台，除了干净舒适之外，视觉上的质感也举足轻重。色彩运用得当，可让宿舍洗漱台更精致、更个性化。营造一个明亮、宽敞、洁净的洗漱空间环境要从空间界面、灯光、材质色彩方面入手。

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1.1空间界面：地面、墙面、洗漱台平面为主要的空间界面，洗漱空间界面的色彩如果运用得当，能改变洗漱空间的气氛。洗漱台选用独具个性的蔚蓝色瓷砖代替现有的灰色瓷砖，衬着白色的墙，让人不由自主的想起蓝天白云，心情自然轻松下来。空间色彩应用得当，能改变整个洗漱环境的气氛，做到鲜艳而不妩媚、清新而不失华贵、平和而不忘个性。 1.2灯光：除了色彩本身，照明效果就像色彩的“魔术师”，平和的颜色常因不同的光线亮度，使我们在视觉上产生差别。因此洗漱环境选择色调之前，应综合考虑，不同的颜色有其不同的个性。现宿舍洗漱台使用的是白炽灯光，光线强烈刺眼，特别是早晨起床就去洗漱对眼睛刺激很大。因为白色能产生明亮洁白感，最具反射效果，弥补洗漱空间光线不足的缺憾，所以应将白炽灯改为光线柔和的暖色调白色灯光 。一般为100LX。

3.2洗漱台宽度改进

洗漱台作业范围：洗漱台都是站立作业，最大可及范围是以肩关节为中心，臂的长度为半径（720mm，包括手长）所划过的圆弧。正常或舒适的作业范围是半径为300mm左右的圆弧。身体向前倾时，半径可增大至400mm。因为洗漱台作业几乎都是向前倾的弯腰作业，且手操作的最大范围是508mm,所以将宽度550mm缩小至508mm，从而增大宿舍空间。

图3-1 立姿作业的作业范围/㎜

3.3洗漱台高度改进

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图3-2 三种肘部工作时的肘部高度和站姿

表2-1 立姿工作时推荐的工作面高度/cm

由

工作类型 对男性的推荐高度 对女性的推荐高度 精密工作 100-110 95-105 轻度工作 90-95 85-90 重工作 75-90 70-85 表2-1可知，洗漱台作业是轻度作业，工作面高度应在肘部之下，由于我国的人均身高比西方国家的人均身高要低5cm，因此采用上面数据时应考虑这一差异。所以洗漱台高度应设置为900mm为宜，即将现在洗漱台高度800mm增加到900mm。

3.4水龙头改进

站立用空间≥760 mm，最好大于910mm，而洗漱台总长为1500mm（现无法对洗漱台长度进行更改），所以洗漱台只能安放2个水龙头。水龙头间隔为750mm，基本合理。现水龙头出水高度为150mm，水龙头出水出水高

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度设计涉及到人使用时身体弯曲程度的人机问题，水龙头出水高度太低，导致洁具（如盆、桶）无法正常接到水，水龙头太高，又会使人打开水龙头阀困难以及水水溅出来，经调查发现宿舍用的水桶一般是深369mm的塑胶水桶，所以宿舍的水龙头出水高度应为369-380mm之间，最好为375mm。

3.5水槽深度改进

水槽的深度太浅，当你洗手时水龙头的水落在水槽里会溅到衣服上，或者是漱口时水一样会溅到衣服上，这样会弄脏学生的干净衣服，所以适当的水槽深度会挡住溅出来的水，由能量守恒，水下落后速度为零，故下落的水的动能转化为溅起水的动能，但由于溅起的水方向无法确定，故无法确定水溅起的高度。现水槽深度为50mm，经试验得知将水槽深度设计为90-120之间可以减少水滴溅出，但还是有极少量水滴会溅出来，若高于150mm，导致水槽面高度为水槽高度—水槽深度=900—150=750mm，导致使用时人过度弯腰，所以水槽深度设置为90mm为宜。

3.6洗漱台其它改进

1） 通过调查发现学校三个园区的洗漱台都没有放盆的地方，盆几乎都是放在地面上的，这样的摆放方式放盆沾上地面泥土等，从人际角度来分析，这样摆放当人在使用时要极度弯腰才能够到盆，所以应在洗漱台下面设置一个凸台摆放盆等洁具，从而减少移动和弯腰作业。高度应为洗漱台高度—盆的深度即900—180mm（学生使用最深盆深度）=720mm。 2） 洗漱台侧面有一铝合金管做的两层架子，用于放置洗漱用品（如牙刷、牙膏、水杯、洗发水、洗面奶等），经测量和调查发现架子长度有限，只有480mm，一个水杯直径为85mm，一瓶洗发水有50mm，加上各种洗漱用品的空间，480mm远远不够，应该加长架子的长度至1000mm。

3.7改进前后评价

通过对宿舍洗漱台的空间结构改进，改变了学生的洗漱环境，使学校的洗漱环境更人性化,为学生创造了一个温馨的洗漱氛围。对水龙头高度的改进减少的学生过度弯腰作业，从以前不能使用桶到很好使用桶，并且让同学开关水变得简单方便；对洗漱台水槽的加深、极大的减少的水的溢出，避免了学生洗漱时水溢出弄脏鞋和衣服，并保持宿舍的干燥；对洗漱台高度的改进，使得洗漱更加舒适，不用过度弯曲而带来疲劳，从而增加学习压力；对

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作出相应改进。运用人因工程所学的知识，对洗漱作业环境以及洗漱作业系统进行优化改进，对不合理的设计进行改进，使之符合人性化，最后使同学使用更方便。

通过这次实践，我发现要做好一件事：第一要有深厚的理论知识储备；第二要有耐心和信心，不要害怕出错大胆发挥自己的想象和创新；第三要有创新意识，大胆发挥自己的想象，并将想象努力变为现实。作为一个工业工程的学生，我会将我不断加强对专业知识的学习并不断应用于实践中。

参考文献：

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雷月，罗齐汉等. 一种新型的马桶节水装置. 武汉. 节能与环保.

430063 ?

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陈幼图. 日本卫生间的人性设计. 观天下

附录

1.宿舍水龙头数个数应设置多少个合理？ A 2个 B 4个 C 6个 2.现在宿舍水槽深度怎么样？ A 合理 B 不合理 C 无所谓

3.放刷牙杯子的位置是否合理？

A 应设置一个凸台 B 保持现状 C无所谓 4.水槽宽度是否合理？

A 合理 B 不合理 C能接受 5.水龙头间隔是否合理？ A 合理 B 不合理 C能接受

6)洗漱台颜色怎么样？

A 白色最好 B 蓝色最好 C都能接受 7)水龙头高度应设置多高？

A 一个盆高度 B 一个桶高度 C随便都行

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