普通教室的空間設(shè)計(jì)

1、 普通教室的空間設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：工業(yè)工程111班所在院系：機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師：于曉洋（副教授）姓名：何岳謙 學(xué)號(hào)：1104050117（第三組）目 錄第一章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 11.1 課程設(shè)計(jì)目的11.2 技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要11.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容11.4 工作計(jì)劃1第二章 教室座椅和課桌的設(shè)計(jì) 22.1 教室座椅的設(shè)計(jì)與計(jì)算 22.1.1 座椅的設(shè)計(jì)思想、基本原則及原理 22.1.2 座椅尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 22.2 教室課桌的設(shè)計(jì)與計(jì)算 52.2.1 課桌的設(shè)計(jì)思想、基本原則及原理 52.2.2 課桌尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5第三章 教室的空間布局設(shè)計(jì) 93.1 繪制教室平面圖 93.1.1 準(zhǔn)備用具 9

2、3.1.2 測(cè)量方法 93.1.3 測(cè)量注意事項(xiàng) 93.1.4 繪制平面圖 93.2 課桌椅的布置 93.2.1 一組課桌椅所占空間的確定 93.2.2 橫排座位數(shù)的擺放方案 93.2.3 第一排起始位置103.2.4 桌椅擺放方案113.3 驗(yàn)算黑板高度12第四章 總結(jié)與心得 13專業(yè)課程實(shí)踐訓(xùn)練報(bào)告第一章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 課程設(shè)計(jì)目的該課程設(shè)計(jì)是工業(yè)工程專業(yè)的重要事件教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，對(duì)常見作業(yè)空間進(jìn)行作業(yè)空間設(shè)計(jì)的一次基本訓(xùn)練。設(shè)計(jì)目的具體如下：（1）能正確運(yùn)用人因工程的基本原理、方法及有關(guān)專業(yè)知識(shí)，掌握作業(yè)空間設(shè)計(jì)的方法；（2）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生如何編寫有關(guān)

3、技術(shù)文件；（3）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，初步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。1.2 技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求本次研究對(duì)象為實(shí)驗(yàn)館408房間，要求學(xué)生按照人因工程的原則和方法進(jìn)行學(xué)生用桌椅尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行整體布置設(shè)計(jì)。具體要求如下：（1）30人為一個(gè)自然班，滿足整數(shù)班數(shù)授課需要；（2）滿足考試需要。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）繪制房間408的平面圖；（2）設(shè)計(jì)桌椅尺寸、黑板尺寸；（3）進(jìn)行桌椅布置、包括講臺(tái)的布置；（4）繪制平面布置圖；（5）撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書（10000字左右）。1.4 工作計(jì)劃（1）測(cè)繪408房間平面圖（時(shí)間：1天）；（2）設(shè)計(jì)桌椅、黑板尺寸，繪制桌椅三維效果

4、圖（6天）；（3）進(jìn)行桌椅、黑板、講臺(tái)布置（3天）；（4）繪制平面布置圖（按比例進(jìn)行）（2天）；（5）按照要求撰寫說(shuō)明書（2天）；（6）參加答辯（1天）。第二章 教室座椅和課桌的設(shè)計(jì)2.1 教室座椅的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1.1 座椅的設(shè)計(jì)思想、基本原則及原理1.考慮到學(xué)生中的身高差距，本次座椅設(shè)計(jì)為高度可調(diào)節(jié)座椅，使得座椅的尺寸適應(yīng)各種人體尺度和坐姿。由于大學(xué)生上課的流動(dòng)性與中學(xué)的指定座位差別，所以座椅高度調(diào)節(jié)需簡(jiǎn)便易行，座椅利用傾斜的支撐柱使椅子坐板自然落下時(shí)的重力卡在座椅支撐柱上的原理，可快速進(jìn)行沿支撐柱方向的高度調(diào)節(jié)。2.靠背的結(jié)構(gòu)和形狀要盡可能減少就座者背部和脊部疲勞。3.給人留有足夠的空間

5、，特別是腿的活動(dòng)，以防止腿經(jīng)常疲勞。椅子效果圖見圖2-3。2.1.2座椅尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.座椅高度的設(shè)計(jì)考慮到全國(guó)人體數(shù)據(jù)和大學(xué)生平均身高的差距，采用廣東省2012年18-25歲最新數(shù)據(jù)（見下表2.1），考慮到我校男女比例情況，座高取男子第5百分位的“小腿加足高”，以防大腿下面承受壓力引起疲勞和不舒適，查表2.1得Xa=412mm，功能修正主要考慮（1）鞋跟高，一般為2538mm，取31mm。（2）褲厚：一般為3mm。f=31-3=28mm。桌椅座面高度的設(shè)計(jì)不許考慮心理修正量，即p=0。Xopm=Xa+f+p=412+28+0=440mm座椅座面上下可調(diào)200mm，即X=440±

6、200mm表2-1 廣東省青年人體尺寸 單位：mm 百分位測(cè)量測(cè)量項(xiàng)目男（18-25歲）女（18-25歲）151050909599151050909599立姿眼高14761511152915951661168017161357139814191496157315951636立姿肩高13351367138314431503151915511227126412841353142314431480小腿加足高403412418436454459469358369374395415420431座深446455461484500505516416428435459482489501身高1582161916

7、39171017801800183814541498152116041686170917532.座椅寬度的設(shè)計(jì)考慮到男女身體差異與男女肥胖者的需要，座椅寬度應(yīng)大于等于女性中第95百分位的坐姿臀寬尺寸382mm，其部位如圖2-1，人體尺寸如表2-2。加上兩倍褲厚修正量，即b382+2×3=388，由于大學(xué)生身高體重高于全國(guó)平均數(shù)值，所以b=420mm。表2-2 人體水平尺寸 單位：mm 年齡分組百分位數(shù)測(cè)量項(xiàng)目男（1860歲）女（1855歲）1510509095991510509095994.1 胸寬2422532592803073153312192332392602892993194

8、.2 胸厚1761861912122372452611591701761992302392604.3 肩寬3303443513753974034153043203283513713773874.4 最大肩寬3833984054314604694863473633713974284384584.5 臀寬2732822883063273343462752902963173403463604.6 坐姿臀寬2842953003213473553692953103183443743824004.7 坐姿兩肘間寬3533713814224734895183263483604044604785094.8 胸

9、圍762791806867944970101871774576082591994910054.9 腰圍62065066573585989596062265968077290495010254.10 臀圍780805820875948970100979582484090097510001044圖2-1 人體水平尺寸部位3.座椅深度的設(shè)計(jì)根據(jù)我校男女比例，采用男性第5百分位座深455mm。尺寸見表2-1。4.座面曲線、傾角的設(shè)計(jì)原因及原理座面傾角是指座面前端翹高之后，座面相對(duì)于水平面的夾角，座面向后傾斜的座椅會(huì)使就座者自然的后倚，通過(guò)靠背的支撐減少背部肌肉承受的靜負(fù)荷，還可以防止就座者從座面上滑落

10、。工作座椅的后傾角取05°為宜，取4°。一般來(lái)說(shuō)，坐姿引起的壓力最大，其原因在于人坐下時(shí)骨盆和骶骨的位置變化。人體在骨盆下方有兩塊圓骨，稱為坐骨結(jié)構(gòu)。人體坐骨粗壯，比周圍的肌肉能承受更大的壓力；而大腿底部有大量血管和神經(jīng)系統(tǒng)，壓力過(guò)大會(huì)影響血液循環(huán)和神經(jīng)傳導(dǎo)而導(dǎo)致不適。所以，坐面上的壓力應(yīng)按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來(lái)設(shè)計(jì)，即在坐骨處壓力最大，向周圍逐漸減少，至大腿時(shí)壓力漸至最低值，如圖2-1。圖2-1 理想體壓分布曲線（102Pa）5.座椅靠背的設(shè)計(jì)如圖2-2正常的腰弧曲線是微微前突。為使坐姿下的腰弧曲線變形最小，座椅應(yīng)在腰椎部提供支撐。由于第5,6胸椎高度相當(dāng)于肩

11、胛骨的高度，肩胛骨面積大，可承受較大壓力，所以支承應(yīng)位于第5,6胸椎之間。第5,6胸椎距椅面350400，取385。根據(jù)GB/T 14774-1993腰靠長(zhǎng)d=340380mm，取380mm?？勘硨抏=200300mm，取300mm?？勘硤A弧R=400700mm，取580mm?？勘硟A角=95°115°，取110°。圖2-2 脊柱及腰椎的前凸和后凸6.座椅支撐柱的設(shè)計(jì)座椅支撐柱采用80×20×832的鋼桿，座椅支撐柱中段固定600mm的鋸齒形膠皮用于增大摩擦并保護(hù)支撐柱不受損壞。2.2 教室課桌的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.2.1 課桌的設(shè)計(jì)思想、基本原則及使

12、用方法1.與座椅配套，本次課桌設(shè)計(jì)為高度可調(diào)節(jié)課桌，使得課桌與座椅適合各種身高的學(xué)生使用。和座椅的要求相同，課桌高度調(diào)節(jié)需簡(jiǎn)便易行，課桌兩側(cè)利用交叉桿一端固定，另一端前后滑動(dòng)的方式對(duì)課桌進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，只需踩下特制踏板，前后推動(dòng)即可，可以簡(jiǎn)單快捷對(duì)桌椅進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.書桌堂需留有至少能放下書包的空間。3.給人留有足夠的空間，特別是腿的活動(dòng)，以防止腿經(jīng)常疲勞。課桌效果圖見圖2-3。2.2.2課桌尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.課桌高度的設(shè)計(jì)查表2-3 設(shè)備及用具的高度與身高的關(guān)系第24項(xiàng)桌椅高差。桌椅高度差為3/17。Y=1619×3/17+椅高440=726mm，桌子上下可調(diào)80mm。Y=726&#

13、177;80mm表2-3 設(shè)備及用具的高度與身高的關(guān)系代號(hào)定義設(shè)備高與身高之比123456789101112131415161718192021222324252627舉手達(dá)到的高度可隨意取放東西的擱板高度（上限值）傾斜地面的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為5°15°）樓梯的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為25°35°）遮擋住直立姿勢(shì)實(shí)現(xiàn)的擱板高度（下限值）直立姿勢(shì)眼高抽屜高度（上限值）使用方便的擱板高度（上限值）斜坡大的樓梯的天棚高度（最小值，傾斜度為50°左右）能發(fā)揮最大拉力的高度人體重心高度采取智力姿勢(shì)時(shí)工作面的高度坐高（坐姿）灶臺(tái)高度洗臉盆

14、高度辦公桌高度（不包括鞋）垂直踏棍爬梯的空間尺寸（最小值，傾斜80°90°）手提物的長(zhǎng)度（最大值）使用方便的擱板高度（下限值）桌下空間（高度的最小值）工作椅高度輕度工作的工作椅高度小憩用椅子高度桌椅高差休息用的椅子高度椅子扶手高度工作用椅椅面至背靠點(diǎn)的距離4/37/68/71/133/3411/1210/116/73/43/55/96/116/1110/194/97/172/53/83/81/33/133/141/63/171/62/133/20 坐位基準(zhǔn)點(diǎn)的高度（不包括鞋）2.課桌寬度的設(shè)計(jì)課桌寬度應(yīng)大于等于小臂放在課桌時(shí)的肘間寬。即b=2×（肘高-手功能高）+

15、2×肩-肘修正量=2×（1096-801）+2×8=606mm。3.課桌深度的設(shè)計(jì)根據(jù)表2-4我國(guó)成人男女上肢功能尺寸，桌深用男性第5百分位坐姿前臂手功能前伸長(zhǎng)416mm。表2-4 我國(guó)成人男女上肢功能尺寸 單位：mm測(cè)量項(xiàng)目男（1860歲）女（1855歲）P5 P50 P95P5 P50 P95立姿雙手上舉高立姿雙手功能上舉高立姿雙手左右平展寬立姿雙臂功能平展寬立姿雙肘平展寬坐姿前臂手前伸長(zhǎng)坐姿前臂手功能前伸長(zhǎng)坐姿上肢錢伸長(zhǎng)坐姿上肢功能前伸長(zhǎng)坐姿雙手上舉高跑姿體長(zhǎng)跪姿體高俯臥體長(zhǎng)俯臥體高爬姿體長(zhǎng)爬姿體高1971 2108 22451869 2003 213815

16、79 1691 18021374 1483 1593816 875 934416 447 478310 343 376777 834 892673 730 7891249 1339 1426592 626 6611190 1260 13302000 2127 2257364 372 3831247 1315 1384761 798 8361845 1968 20891741 1860 19761457 1559 16591248 1344 1438756 811 869383 413 442277 306 333712 764 818607 657 7071173 1251 1328553 5

17、87 6241137 1196 12581867 1982 2102359 369 3841183 1239 1296694 738 7834.下桌板高度的設(shè)計(jì)下桌板高度應(yīng)大于等于椅面高加大腿厚，即h440+151=591mm，取596。則桌堂高度=726-596-30（上桌板厚20+下桌板厚10）=100mm。5.課桌兩側(cè)支撐架及地腳設(shè)計(jì)兩側(cè)采用2×3×(20mm×30mm×730mm)鋼管并列交叉連接放置，鋼管間距10mm。地腳厚48mm，地腳上及桌面下配置配套滑道。6.特制踏板的設(shè)計(jì)及原理自制踏板100mm×50mm×30mm，

18、表面放置高2mm齒狀膠皮，用于增大腳底摩擦力。踏板與交叉管滑動(dòng)端的管套相連，管套不受外力時(shí)自然下降，管套下端金屬柱塊卡在滑道下方齒狀道中，使桌子前后固定。踩下腳踏時(shí)，管套上升，交叉管滑動(dòng)端可前后滑動(dòng)，使課桌上下移動(dòng)。圖2-3 桌椅效果圖第三章 教室的空間布局設(shè)計(jì)3.1 繪制教室平面圖3.1.1 準(zhǔn)備用具白紙2張（用于粗略的記錄數(shù)據(jù)和最后的抄寫），筆，卷尺。3.1.2 測(cè)量方法先測(cè)量了整體長(zhǎng)方形輪廓的長(zhǎng)度，再?gòu)倪M(jìn)門處慢慢在草圖上添加黑板，講臺(tái)，多媒體，講桌，窗戶，多個(gè)柱子等元素，最后用黑色簽字筆將房間具體輪廓描出。3.1.3 測(cè)量注意事項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，卷尺應(yīng)緊貼被測(cè)量面，這樣才會(huì)盡量減小誤差。3.

19、1.4 繪制平面圖小組測(cè)量教室尺寸后用CAD繪制出S-408的平面圖，如圖3-1。3.2 課桌椅的布置3.2.1 一組課桌椅所占空間的確定課桌椅之間距離取男性第95百分位大腿厚151，則兩桌子前桌面距離L=416+459+151=1206mm。 3.2.2 橫排座位數(shù)的擺放方案由于屋子寬10230mm，每張桌子寬606mm。一、布局采用4個(gè)過(guò)道，每個(gè)1M左右，則可擺放10個(gè)桌子，采用3-4-3的布局，中間過(guò)道1050mm，兩邊過(guò)道1035mm。二、布局采用2個(gè)過(guò)道，每個(gè)1M左右，則可擺放12個(gè)桌子，采用4-4-4的布局，過(guò)道1479mm。對(duì)比兩個(gè)方案，方案二雖然可供上課人數(shù)更多，但是只有兩條過(guò)

20、道，兩邊坐在里面的同學(xué)進(jìn)出很不方便，而且由于兩面桌子靠墻，考慮到最邊上的同學(xué)看黑板的角度需大于等于30度，不能很好的利用教室的長(zhǎng)度，故而采用第一種方案。圖3-1 408教室平面圖3.2.3 第一排起始位置第一排起始位置需從兩個(gè)方面考慮，一、第一排課桌前沿與黑板距離不宜小于2000mm。二、第一排最遠(yuǎn)的同學(xué)看黑板距離不宜小于30°?；?08教室的大小考慮，距黑板2.5M時(shí)第一排最遠(yuǎn)的同學(xué)看黑板小于30°，所以第一排起始位置應(yīng)按照第二因素考慮。人眼距黑板距離L6662×tan30°=3846.3,mm，取3850mm，課桌深416mm，所以，第一排距黑板3

21、430mm。3.2.4 桌椅擺放方案由于第一排距黑板3430mm，黑板厚220mm，全長(zhǎng)16820mm，沒套桌椅長(zhǎng)1206mm，由于后門需留出進(jìn)出人的位置，需至少2010mm，則可排列9排，符合30人一個(gè)自然班，整班人數(shù)授課需要，如圖3-2。由于是單人可移動(dòng)式桌椅，考試時(shí)只需簡(jiǎn)易移動(dòng)桌椅即可滿足兩班考試，移動(dòng)方式可以為左右兩排向兩邊移動(dòng)，四豎排每排最后加一套桌椅即可。圖3-2 408教室布局圖3.3驗(yàn)算黑板高度第一排看黑板的仰角應(yīng)為30°。經(jīng)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)S-408教室的多媒體高度為1210mm。因?yàn)镾-408的黑板是帶有滑倒的，可以上下平移，所以在黑板滑到最高點(diǎn)的時(shí)候，它的下邊沿應(yīng)該不

22、低于1210mm。運(yùn)用三角函數(shù)，已知30°，長(zhǎng)邊2630mm，得出該三角形的短邊為1518mm。測(cè)量得出黑板的邊長(zhǎng)數(shù)據(jù)為150mm×2600mm，其長(zhǎng)度較小，基本符合這個(gè)條件。 第四章 總結(jié)與心得三周的課程設(shè)計(jì)到這里就告一段落了。這次的課程設(shè)計(jì)題目是對(duì)普通教室的空間設(shè)計(jì)，較之以前偏理工科的畫圖設(shè)計(jì)減速器來(lái)說(shuō)，這次的課程設(shè)計(jì)更加偏向管理科學(xué)，尤其是分析布局的時(shí)候，需要的綜合能力非常多。設(shè)計(jì)桌椅的時(shí)候，我用到了人因工程學(xué)中的人體坐姿、站姿等的尺寸，在設(shè)計(jì)教室空間布局的時(shí)候，我應(yīng)用了人因工程學(xué)科中對(duì)作業(yè)空間布置的相關(guān)知識(shí)，但是因?yàn)榻淌业脑O(shè)計(jì)和作業(yè)空間的設(shè)計(jì)相比所需的空間并不是那么大，所以可以適當(dāng)?shù)臏p小數(shù)值，也可以滿足學(xué)習(xí)需要。在最后總結(jié)分析各種材質(zhì)的桌椅的時(shí)候，我也運(yùn)用了一部分物流設(shè)施方面的知識(shí)來(lái)幫助我選擇方案。在設(shè)計(jì)中我了解到了是怎么樣把人因工程中的一切書面理論運(yùn)用到實(shí)際中的方法， 也了解到了科學(xué)的理論值在實(shí)際生活