2、电源插座的优化设计
电源插座位于通风橱柜体外面,需要用到电器时,电源线位于操作台外面,橱窗需要关闭,这是橱窗下拉时会压到电源线,长时间的使用会使电源线的保护层磨损,极易造成触电事故,威胁到操作者的人生安全。因此将电源插座昂、放在通风橱内部的面板上,距离台面300mm的位置。
3、柜门把手的设计
除尘实验室的把手凸出柜门裸露在柜门外面,位于柜门的中上部,当人们需要放去物品时需要弯腰,甚至蹲下造成很大的不便。而且进行实验室操作者习惯将身体靠在柜体上,这样凸出的极易与腿部接触,造成疼痛感,影响操作者的心情。基于安全人机工程学的原理,将现有的把手改为凹凸一字型拉手,位于柜门的上端,这样能够有效地节省材料,还能够考虑到操作者的感受。
4、容足空间的设计
当擦坐着使用通风橱时,习惯性的将膝盖靠在通风橱柜门上,这样是为了身体与操作台更近,更好的进行实验。然而除尘实验室的通风橱下端几乎是柜门在统一平面上,操作者的脚正好顶在上面,身体不能够完全靠在通风橱上面,造成不适。
由于是男女通用性产品,中国男性足长P90=260mm,因此设计通风橱时在柜体下端留下宽2600mm高80mm的容足空间。
4.2.2通风橱视窗的优化设计
1、视窗缓冲的设计
通风橱的视窗时可上下拉动的,且可以悬停在任意位置,这样能够应对各类实验。现有的视窗地段有两块圆柱形的胶塞,放置用力过大时视窗与柜体发生冲撞,起到缓冲的作用。然而由于胶塞有一定的厚度,视窗不能完全降落,有些实验会产生有毒气体,会通过这个缝隙泄露出来,对操作的身体造成威胁。出于对操作者人身安全的考虑,将胶塞去除,改成磁铁,安放在底端。这样能够有效的减小视窗与柜体的间隙。
2、视窗把手的改进
视窗两把手的间距为980mm。立姿时两肘展开宽P90男=859mm,P10女=766mm,平均值812mm,四舍五入为820mm。基于人机工程学,当手臂弯曲垂直时,双手
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姿势最舒服,因此将视窗两把手的间距改为820mm。
3、玻璃窗的优化设计
视窗有三块普通玻璃组成,每块玻璃上有一个认为抠出来的凹口,作用是调节玻璃的位置。然后这样的设计没有充分考虑到人身的安全。首先,通风橱内进行的实验有时会产生大量的热及压力,普通玻璃在受热受压的情况下极易发生爆炸,威胁着操作者的人身安全。其次,抠出来的凹口不够圆滑且过浅,当需要移动玻璃时,需要操作者用很大的力气,很容易被玻璃划伤。
基于安全人机工程学的原理,将三块普通玻璃换为强度更高的两块钢化的玻璃,并在每块玻璃上安装一块吸盘式的把手,能够有效的拉动玻璃。
4.2.3通风橱排气通道的设计
通风橱最主要的作用是将实验室产生的烟气排出去,为了防止烟气从通风橱的入口泄露出去,要求实验时烟气源靠近通风橱的内侧,但若靠的太近,不利于烟气的排出。除尘实验室的导流板距离通风橱的后壁距离为50mm,离后壁太近,形成的通道窄,气流量小,无法有效的排出烟气。
查询有关资料后最终确定导流板与后壁的距离为100mm,此距离为导流板与后壁的黄金距离。为了避免风机对通风橱入口的直接抽吸,在通风橱顶部增加一块倾斜的导流板,角度为20°。同时增加一个吸口,加强对烟气的抽吸。采用两块导流板,烟气少时,主要从下端的导流板后排出;烟气多时,主要从中间通道排出,双排风口的设计能够有效地将烟气排出。
4.3药品柜的优化设计
基于安全人机工程学的原理,考虑到人身的安全,对药品柜进行改进设计。将药品柜设计成上中下三层。上层柜体是透明玻璃,用于放置需要不怕阳光直射的药品。中间一层油凸出的两个抽屉组成,用于放置取放药品的记录册,便于知道药品柜内的药品剩余多少,以及使用量使用人员,确保药品合理使用,下层有封闭式的钢制柜门,放置怕阳光直射的药品以及易挥发药品。中间抽屉以及下层柜体采用一字型把手,这样取药品时不至于腿部磕在把手上。由图3-2、表3-2可知,站姿时肩高P90男=1435mm,P10女=1211.实验室药品柜是男女通用型产品,根据《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》,取男女的平均值为
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1323mm,因此将上层柜门的把手调整为距离地面1400mm。另外在上下柜门安装圆孔锁,便于安全保存药品。
4.4内部情感的优化设计
所谓情感,是指人们的快乐、愤怒、悲伤、喜悦等心理形态。它反映了人们对外界事物的主观态度。情感是人们必须满足自己的需要和目标的一种心理反应形式,是客观现实的一种特殊的反应。在室内环境中,情感是指空间环境对人的感觉器官的心理反应。
4.4.1实验室内色彩的设计
色彩与人们的情感和意志密切相关。不同的颜色能给人不同的心理感受。心理研究表明,温暖会导致瞳孔扩张,心跳加速,感觉兴奋,冷色让心脏、脉搏稳定跳动,以平静,收缩和寒冷的感觉。除尘实验室是一个特殊的环境,需要操作者集中精力专心进行实验,所以要选用冷色调。
除尘实验室的墙壁是白色的,以白色为单一色可以使空间变大,气氛温暖,而且具有明快、简洁、纯净、清爽的感觉。但是实验室是个特殊的环境,有时需要操作者长时间的在实验室室内进行科学研究,长时间的白色墙壁会使人们的视觉及神经压迫,让人感到枯燥、没有活力。
本次设计将墙壁的颜色换为浅绿色。绿色是治愈的颜色,可以消除神经紧张,缓解眼睛的疲劳,给人一种宁静的感觉。而且绿色的墙壁能与实验台产生鲜明的对比,便于识别,增强安全系数。
实验台和通风橱的操作台面采用深蓝色,实验台、通风橱以及药品柜柜体采用象牙白色,柜体上的把手采用天蓝色。
4.4.2实验室内照明的设计
一般化学和物理实验室,房间面积较大,要求灯具布置均匀,灯具最好不要离开实验台台面1.8-2.0m。白天在室内一般采用自然光,由窗户进来的自然光进行照明,晚上则由灯具来进行照明。实验室一般采用全面性照明,避免强烈的眩光,光线要舒适柔和。
除尘实验室的照明是由两排白炽灯组成的,每排三个,位于中央台的两侧,。进行实验室,操作者的身体靠近实验台,会阻挡部分光线。再加上物料台位于操
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作台上方,也会阻挡光线,不利于操作者观察实验的进度及现象。根据安全工程学的原理,现在实验台正上方增加一排白炽灯,增大光源,利于观察实验现象。在实验台上安装可拉动的台灯,随意改变台灯的位置,使之靠近实验仪器,便于观察更细微的变化。
4.4.3 实验室材料的选择
材料选择是产品设计中的一个重要问题。材料的成本、密度、硬度、加工性能和使用性能是影响材料选择的重要因素。近年来,环境因素已成为材料选择的重要条件。一方面,通过开发友好的新材料;另一方面,通过分析现有材料对环境的影响特征和影响程度的大小,帮助设计人员进行材料选择和角色评估。
由于除尘实验室,有时候会进行燃爆以及最低着火温度等设计到火源的实验,因此要选择一些耐火的材料。通风橱整体采用钢板结构,能够有效的防止火灾的发生;视窗采用透明的钢化玻璃,既能看清通风橱内的实验现象,也能防止高温使玻璃破碎。药品柜柜体采用实芯理化板,这种材料耐腐蚀性好,且价格便宜;上层柜门采用透明玻璃。实验台台面同样采用实芯理化板,硬度高,耐火耐腐蚀;物料台采用10mm厚的钢化玻璃;柜体采用理化板。实验室座椅采用优质海绵,使操作者坐起来更加舒适。
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第5章 结论
通过实验室内部环境的分析,运用人机工程学原理,得到一套实验室环境设计的基本参数。
本设计是安全人机工程学在实验室内部环境中的应用设计,以人机工程学的知识为基础,通过对人、机、环境问题及其相互关系进行分析,包括实验台、通风橱、药品柜、实验室内部情感等问题,对现有的实验室内部设施存在的问题做出了具体的分析。其次通过测量,准确的量取设施的具体尺寸,做出统计。最后结合《中国成年人人体尺寸》等相关依据,对各部分尺寸进行了重新的研究与设计,使之充分符合人体工程学,使人体尺寸在实验室内部环境设计中的应用更符合实际,更具科学性。
安全人机工程等学科的知识在本次设计中得到了充分的运用,通过安全人机工程学的原理找出实验室中存在的不足,分析并改进。本次设计的对象是实验楼除尘实验室,我们对人机系统建立合理的方案,更好地在人机之间合理的分配功能,这是关系到人与机能否有效发挥作用,最大限度地提供安全和舒适的操作空间和环境,保护人们的健康,舒适,愉快的活动,提高实验操作的效率。
本次设计运用安全人机工程的原理,设计改进了实验室的内部设施(实验台、通风橱、药品柜)以及内部情感(照明、颜色)。改变实验台台面的高度,使之适应更多的人使用;在台面增加挡板,放置玻璃器皿滑落桌面;将台面下的空间设计成可移动的箱体,更好的利用空间。通风橱的主要作用是将实验产生的气体迅速的排出通风橱内,设计两个排风口将会有更大的吸力;将电源插座移到内部,更好的确保实验人员的安全;柜体底部留出容足空间,方便实验人员近距离操作。
药品柜分为上中下三层,放置不同性质的药品;柜门上安置锁,安全合理的取放药品。改变实验室整体的颜色,是实验人员能够舒适的进行实验;合理的照明对实验进程有很大的辅助作用。
实验室是高校进行科学实验、研究的重要场所,设计改进让实验室的布局更加人性化,内部设计的设计所用的设计全部符合国家标准,通过这些改进,进一步完善实验室内部环境,使用起来更加安全方便,达到安全人机工程学的要求,提高实验效率,更好的进行科学实验研究。
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