人因工程课程设计

人因工程课程设计图书馆照明环境及桌椅布局研究班级：工业工程0901指导老师：陈铓组员：张诗明余学培龙兴平周路课程设计时间：2011-6-13~2011-6-24-1-目录一、设计题目及说明……………………….2二、现状调研……………………….3三、调研结果分析……………………….6四、改善方案……………………….11五、课程设计小结……………………….15六、参考文献资料..……………………..-2-一：设计题目及说明题目:图书馆照明环境及桌椅布局研究说明：图书馆照明环境及桌椅布局设计是图书馆设计中复杂但也是很重要的一部分,合理的照明环境和桌椅布局能够减少学生和工作者的疲劳程度,提高工作效率,为学生明亮舒适的读书环境.本文运用人因工程的主要原则与理论,利用真实具体的数据,为学校图书馆的照明及桌椅进行了个性化设计,涉及布局,用材，尺寸，环境等各个主要方面,充分体现了人因工程的核心“以人为本,提高效率”。背景:第17周和第18周是我们的人因工程课程设计周,我们的题目跟图书馆直接相关，让我们更深切的去了解图书馆的环境，给予了我们去改善图书馆照明和桌椅摆放布局的机会。我们这里选择研究的是图书馆的书库、阅览室以及自修室。在图书馆里，我们可以看到这样的情景：有许多阅读爱好者在书库选书时，有时会沉迷于书的美丽世界中，但处于一个昏暗的地方阅读很容易造成学生疲劳和视力下降。在阅览室有时会看到有的学生因体型太大而无法入座的尴尬，还有就是桌椅摆放后造成没有了活动的空间，人保持一个姿势太久容易造成身体疲劳等，为了自己的身体及视力的健康学生们十分关心这些问题。然而对于学校图书馆的角度来说，虽说增加灯的数量和功率可以使照明得到改善，增加桌椅的空间和对多种类型操作人员的考虑，提高学生对学校图书馆的满意度，从而使学生更放心的阅读和学习，但是同时也会增加图书馆的耗电量得激急增，以及阅览室座位的减少等。因此如何在这两者之间进行权衡，找到最佳的契合点，对学生和学校双方都有帮助。这次课程设计就湖南工程学院南院图书馆的概况进行分析，通过比较各方面因素的关系，为其现状找到一个合适的解决方案。-3-二：现状调研图书馆照明问题研究自修室灯管布局自修室窗户布局①书库的书架和灯的相对位置不合理。灯在书架的上面，那样光线没有直接照到书上，没有起到应有的作用。②经我们测量所得，灯与灯之间的横向间距4.5米，纵向间距1.2米，由于灯的功率有限，横向间距太大导致中间区域光线较弱，比较昏暗，需要改善。③书库窗户的设计已无法改变，窗户是55*110（cm），尺寸太小无法起到充分采光的作用。这是书库避免自然光照的一个特点。如图④在自修室对于夜晚，灯离书桌的距离太大，日光灯采用的是安装在天花板上，但房屋高度过大，在晚上自修室照度不够。平面图⑤自修室窗户一面墙是大型的玻璃窗，其余两面是小窗户，深度采光较差，阴天室内较暗。-4-窗户平面图⑥自修室内日光灯的间距为一米，过于频繁，产生了浪费。距桌椅约4米，太高，灯光效果差。灯管平面图（四）自修室桌椅布局调研1)桌子间距太过紧凑，不合理，不方便进出走行。-5-桌椅平面图2)椅子体积有点大，也笨重，浪费不必要的空间。3)自修室内就一条进出走道，不仅不符合安全通道的逃生布局，给进出桌椅间的同学也带来不必要的麻烦。4)各项尺寸调查如下：长宽高桌椅整体150cm83cm70cm台面尺寸150cm83cm4cm座椅尺寸37cm37cm40cm桌椅材料：木质桌椅之间通道宽度：行间距110.00cm列间距80.00cm三：调研结果分析（一）照明问题的重要性：照明对学习工作的影响，尤其表现在照明不好的情况下，人会很快的疲劳，工作效率低、效果差。照明条件不好，由于反复努力辨认，造成视觉疲劳。眼睛疲劳会引起视力下降、眼胀、头疼以及其他疾病，影响健康。不同照度下，看书后眼睛疲劳可以通过眨眼次数的变化来说明，如表1：表1照度/Lx101001000最初及最后5min阅读眨眼次数/35-6035-4636-39-6-次最后5min眨眼次数增加百分数（%）71.531.48.3改善照明不仅可以减少视觉疲劳，而且也会提高学习效率。因为提高照度值可以提高识别速度和主观视觉，从而提高学习效率和准确度，下图表示了生产率、视疲劳与照度的关系：图2根据生理和心理方面的研究表明，照明会影响人的情绪，影响人的一般兴奋性和积极性，从而也影响了工作效率。昼夜光线条件的变化，在很大程度上决定着24内的生物周期。一般认为，明亮的房间令人愉快，如果让被试者在不同照度的房间中选择工作场所的话，一般都选择比较明亮的地方。在做无序很大视觉努力的工作时，改善照明也可以提高工作学习效率。眩目的光线使人感到不愉快，被试者都尽量避免眩光和反射光许多人还喜欢光从左侧投射。总之，改善工作环境的照明，可以改善视觉条件，节省工作时间，提高工作质量，保护视力，减轻疲劳，提高工作效率，减少差错，有助于提高工作学习的兴趣，改进工作环境。（二）研究基本原理（1）光的物理性质关于光的波动性理论认为，光是一种电磁辐射被。电磁波的波谱范同极其广泛，其中人眼所能感受到的电磁波长为380一780nm，这个范围的光叫可见光。在可见九个，不向波长的光所呈现的色彩依次是：红、侵、黄、绿、青、蓝、紫。只含单一波长成分的光称为单色光，包含两种以上成分的光标为复合光。复合光给人眼的刺激呈混合色，所有可见波长混合起来则产生白色。-7-（2）光通量光通量是最基本的光度量，它可定义为单位时间内通过的光量，是用国际照明组织规定的标准人眼视觉特性(光谱光效率函数)来评价的辐射通量，单位为流明(1m)。利用光电管可测量光通量。（3）发光强度发光强度简称光强，是指光源发出并包含在给定方向上单位立体角内的光通量，常用来描述点光源的发光特性。光强与光通量之间的关系由下式表示式小I——光强，单位为坎德拉(cd)φ——光通量(1m)；Ω——立体角(球面度，Sr)。（4）亮度指发光面在指定方向的发光强度与发光B的平面上的投影面积之比，亮度的单位为坎[德拉]每平方米(cd／m2)，亮度的定义式为：在垂直于所取方向越大．而在该方向看到的发光面积越小，则看到的明亮程度越高，即亮度越大：这里的发光而可以是直接辐射的点光源，也可以是被光照射的反射面而或透射面。亮度可用亮度计直接测量。（5）照度照度是被照面单位面积上所接受的光通量，单位为勒克司(1x)。照度的定义式为：E——照度(1x)；Q——光通景(1m)；S——受照物体表面面积(m2)。一点光源照射到某一物体表面时-8-式中E——照度(1x)；θ——受照物体表面法线与点光源照明方向的夹角；d——受照面与点光源之间的BP离(m)；I——点光源发光强度(cd)o上式表明：受点光源照明的物体垂直面卜的照度与光源和受照面之间的距离的平方成反比，与光源的发光强度成正比c由此可知，增加或减少点光源的光强度、改变受照物体与光源的距离、调整光源与受照体之间的夹角，均是改善受照物体表面照度的有效途径。（6）视觉特性：明暗视觉与色彩视觉、明适应与暗适应、调节、视角与视野（7）视度物体具有一定的亮度，才能在视网膜上成像，引起视觉感觉。这种视觉感觉的清楚程度称为视度。为了改善视觉条件，需要考虑影响视度的因素。适当的亮度物体具有—定亮度，是在视网膜上成像引起视觉的基本条件。物体的尺寸视力是评价眼睛分辨细小物体的能力。同样大小的物体，距眼睛近时容易看得清楚。（8）亮度阀限当背景亮度Lb近似为0，而观察目标又足够大，该目标形成的视角不小于30度时，眼睛能是识别的最低亮度称为视觉的绝对亮度阀限。实验证明，当观察目标发射或反射、投射出的光是具有连续光谱的白光，则视觉的绝对亮度阀限约为10^-6cd/m2-9-书库调研结果分析1.采光分析书库两面墙上有窗，一面32个。另一面24个，窗户尺寸长110厘米，宽55厘米，较小，采光效果不好，如图。自修室室内较长，天气不好是采光效果差，为节约电能，在墙上设整面的玻璃窗，如下图：-10-2.照明分析由于书库灯在书架之上，出现一些昏暗地带。对于找书看书会有一定的困难，针对这一问题，2.桌椅分析通过问卷调查显示，大部分同学对自修室和阅览室的桌椅布局是肯定的。但是，也有小部分人持反对意见，对于那部分身高较高，体型相对较大或因病伤残的同学，他们认为图书馆的该种布局有一定的局限性，不能满足他们的学习的需求，没有充分考虑到他们，应该加以考虑。表5坐着工作时推荐的工作面高度[3]单位：mm工作类型对男性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作900-1100800-1000轻工作740-780700-740用力工作680650由此可见，桌椅尺寸基本符合人机工程。人机学上坐椅的主要参数见表6：表6坐椅的主要参数[3]单位:mm参数符号数值坐高a360-480坐宽b400坐深c380腰靠长d330腰靠宽e250腰靠高g165-210由此可见，坐椅的坐宽，坐深，腰靠宽，腰靠高均过大，体积的庞大，使得椅子占地面积大，显得拥挤。浪费材料不说，移动起来也颇费劲。四：改善方案-11-书库采光改进方案：a)将小窗改换成大窗，并且是整面的玻璃窗。b)从室内照明方面进行弥补，改进。c)考虑到实际情况，楼房已是定式，要从窗户方面改进，比较困难，因此采取b方案。书库光照改进方案：a）书架摆放：为便于取书、看书，将书架间距设为120厘米。b）日光灯安放：为弥补采光差，将日光灯安放在书架走道之间，每条走道要并排安放三盏日光灯。日光灯间距170厘米，走道上灯距100厘米，灯管距地面高度250厘米。（图）书架及灯光安放示意图1书架及灯光安放示意图2自修室灯光改进方案：Ⅰ照明方式阅览室一般可采用一般照明方式或混合照明方式。面积较大的阅览室宜采用-12-分区一般照明或混合照明方式。阅览室照明方式如图所示。自修室照明方式示意图（a）一般照明方式（b）分区一般照明方式（c）混合照明方式当采用分区一般照明方式时，非阅览区的照度，一般可为阅览区桌面平均照度的1/3~1/2。当采用混合照明方式时，一般照明的照度宜占总照度的1/3~1/2。Ⅱ光源与灯具的选择（1）光源选择。阅览室宜采用荧光灯照明，应注意选择优质镇流器，如采用优质电子镇流器或低噪音节能型电感镇流器，要求更高的场所宜将电感镇流器移至室外集中设置，防止镇流器产生噪声干扰。（2）灯具选择如下。1）宜选用限制眩光性能好的开启式灯具、带格栅或带漫反射罩、漫反射板等型灯具。2）灯具格栅及反射器不宜选用全镜面、高亮度材料，宜用半镜面、低亮度材料。3）宜选用蝙蝠翼式光强分布特性的灯具。4）选用的灯具应与室内装修相协调。Ⅲ灯具布置灯具布置对照明效果有一定影响。阅览室内照明灯具布置的一般原则：（1）灯具不宜布置在干扰区内，否则易产生光幕反射。干扰区示意图，干扰区即为容易在作业上产生光幕反射的区域。灯具如能布置在阅读者的两侧（单侧时宜为左侧），对桌面形成两侧（或左侧）投射光，如图2所示，效果更好。-13-干扰区示意图灯具布置在阅读者两侧（2）为减少直接眩光的影响，灯具长边应与阅读者主视线方向平行，一般多余外侧窗平行方向布置。（3）面积较大的阅览室，条件允许时，宜采用双管或多管嵌入式荧光灯光带或块形布灯方案，其目的是加大非干扰区，减少顶棚灯具的数量，增加灯具的光输出面积，降低灯具的表面亮度，提高室内照明质量。（4）阅览室多采用混合照明方式。阅览桌上的局部照明也宜采用荧光灯。局部照明灯具的位置不宜设置在阅读者的正前方，宜设置在左前方，以避免产生眼中的光幕反射，提高可见度。自修室桌椅改进方案：1.开辟一间特殊自修室，有专门的桌椅，专为满足学校里那些比较特别一点，比如伤残，高个等一些学生。2.可以把笨重的椅子，尝试换成灵活性较高的小凳子，以节省空间。3.桌椅高度似乎还合理，但还可以把长度加大，便于长时间看书身体适当一些活动的调节。-14-4.自修室里的通道，可以适当调整成两条走道以便通行，进出。5.桌椅布局的改善根据人因工程知识，得出学校阅读书桌尺寸如下表长宽高桌椅整体160cm80cm70cm台面尺寸160cm80cm4cm座椅尺寸40cm40