普通教室的空間設計

1、普通教室的空間設計專業(yè)班級：工業(yè)工程111班所在院系：機械工程學院指導教師：于曉洋（副教授）姓名：何岳謙目錄第一章課程設計任務書 11.1 課程設計目的 11.2 技術參數(shù)和設計要 11.3 設計內(nèi)容 11.4 工作計劃 1第二章教室座椅和課桌的設計 22.1 教室座椅的設計與計算 22.1.1 座椅的設計思想、基本原則及原理 22.1.2 座椅尺寸的設計與計算 22.2 教室課桌的設計與計算 52.2.1 課桌的設計思想、基本原則及原理 52.2.2 課桌尺寸的設計與計算 5第三章 教室的空間布局設計 93.1 繪制教室平面圖 93.1.1 準備用具93.1.2 測量方法93.1.3 測量注

2、意事項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 驗算黑板高度 12第四章總結與心得13第一章 課程設計任務1.1 課程設計目的該課程設計是工業(yè)工程專業(yè)的重要事件教學環(huán)節(jié)，是學生綜合運用所學專業(yè)知識，對常見作業(yè)空間進行作業(yè)空間設計的一次基本訓練。設計目的具體如下：（ 1）能正確運用人因工程的基本原理、方法及有關專業(yè)知識，掌握作業(yè)空間設計的方法；（ 2）通過課程設計，培養(yǎng)學生如何編寫有關技術文件；（ 3）通過課程設計，初步樹立正確的設計思想，培

3、養(yǎng)學生運用所學專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力。1.2 技術參數(shù)和設計要求本次研究對象為實驗館408 房間， 要求學生按照人因工程的原則和方法進行學生用桌椅尺寸進行設計，并進行整體布置設計。具體要求如下：（ 1） 30 人為一個自然班，滿足整數(shù)班數(shù)授課需要；（ 2）滿足考試需要。1.3 設計內(nèi)容（ 1）繪制房間408 的平面圖；（ 2）設計桌椅尺寸、黑板尺寸；（ 3）進行桌椅布置、包括講臺的布置；（ 4）繪制平面布置圖；（ 5）撰寫設計說明書（10000字左右） 。1.4 工作計劃（ 1）測繪408 房間平面圖（時間：1 天） ；（ 2）設計桌椅、黑板尺寸，繪制桌椅三維效果圖（6 天） ；（

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

5、留有足夠的空間，特別是腿的活動，以防止腿經(jīng)常疲勞椅子效果圖見圖2-3。1.座椅高度的設計考慮到全國人體數(shù)據(jù)和大學生平均身高的差距，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=412mmJ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=28mmb桌椅座面 高度的設計不許考慮心理修正量，即4 p=0。Xopm=Xa+f+ p=412+28+0=440mm座椅座面上下可調(diào) 200mm即X=440 200mm表2-1

6、廣東省青年人體尺寸單位：mm百分位測量測量項目男（18-25 歲）女（18-25 歲）151050909599151050909599立姿眼高14761511152915951661168017161357139814191496157315951636立姿肩局13351367138314431503151915511227126412841353142314431480小腿加足高403412418436454459469358369374395415420431座深446455461484500505516416428435459482489501身高15821619163917101780

7、1800183814541498152116041686170917532.座椅寬度的設計考慮到男女身體差異與男女肥胖者的需要，座椅寬度應大于等于女性中第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b 382+2X 3=388,由于大學生身高體重高于全國平均數(shù)值，所以 b=420mm表2-2人體水平尺寸單位：mm年齡分組立數(shù)測量項目男（1860 歲）女（1855 歲）1510509095991510509095994.1胸寬2422532592803073153312192332392602892993194.2胸厚1761861912122

8、372452611591701761992302392604.3肩寬3303443513753974034153043203283513713773874.4取大肩范3833984054314604694863473633713974284384584.5臀寬2732822883063273343462752902963173403463604.6坐姿臀寬2842953003213473553692953103183443743824004.7坐姿兩肘間寬3533713814224734895183263483604044604785094.8胸圍76279180686794497010187

9、1774576082591994910054.9腰圍62065066573585989596062265968077290495010254.10臀圍780805820875948970100979582484090097510001044圖2-1人體水平尺寸部位3 .座椅深度的設計根據(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、傾角的設計原因及原理座面傾角是指座面前端翹高之后，座面相對于水平面的夾角，座面向后傾斜的座椅 會使就座者自然的后倚，通過靠背的支撐減少背部肌肉承受的靜負荷，還可以防止就座 者從座面上滑落。工作座椅的后傾角a取 05為宜，取4。一般來

10、說，坐姿引起的壓力最大，其原因在于人坐下時骨盆和吸骨的位置變化。人 體在骨盆下方有兩塊圓骨，稱為坐骨結構。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)，壓力過大會影響血液循環(huán)和神經(jīng)傳導而導致 不適。所以，坐面上的壓力應按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來設計，即在坐骨 處壓力最大，向周圍逐漸減少，至大腿時壓力漸至最低值，如圖 2-1 o2圖2-1理想體壓分布曲線（10 Pa）5 .座椅靠背的設計如圖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，座椅應在 腰椎部提供支撐。由于第5,6胸椎高度相當于肩胛骨的高度，肩胛骨面積大，可承受較 大壓力，所以支

11、承應位于第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 d=340380mm 取 380mm 靠背寬 e=200300mm 取 300mm 靠 背圓弧 R=400700mm取 580mm 靠背彳K角 0 =95 115 ,取 110 。致曲I圖2-2脊柱及腰椎的前凸和后凸6 .座椅支撐柱的設計座椅支撐柱采用80X20X 832的鋼桿，座椅支撐柱中段固定600mm勺鋸齒形膠皮用 于增大摩擦并保護支撐柱不受損壞。7 .2教室課桌的設計與計算2.2.1 課桌的設計思想、基本原則及使用方法1 .與座椅配套，本次課桌設計為高度可調(diào)節(jié)課桌，使得課桌

12、與座椅適合各種身高的 學生使用。和座椅的要求相同，課桌高度調(diào)節(jié)需簡便易行，課桌兩側利用交叉桿一端固 定，另一端前后滑動的方式對課桌進行上下調(diào)節(jié)，只需踩下特制踏板，前后推動即可， 可以簡單快捷對桌椅進行調(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，以防止腿經(jīng)常疲勞。課桌效果圖見圖2-3。2.2.2 課桌尺寸的設計與計算1 .課桌高度的設計查表2-3設備及用具的高度與身高的關系第 24項桌椅高差。桌椅高度差為3/17Y=1619X 3/17+ 椅高 440=726mm 桌子上下可調(diào) 80mm Y=726 80mm表2-3設備及用具的高度與身高的關系代號設備

13、高與身高之比4/3舉手達到的高度2可隨意取放東西的擱板高度（上限值）7/63傾斜地面的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為5 15 ）8/74樓梯的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為 25 35。）1/15遮擋住直立姿勢實現(xiàn)的擱板高度（下限值）33/346直立姿勢眼局11/127抽屜高度（上限值）10/118使用方便的擱板高度（上限值）6/79斜坡大的樓梯的大棚高度（最小值，傾斜度為50左右）3/410能發(fā)揮最大拉力的高度3/511人體重心高度5/912米取智力姿勢時工作面的高度6/1113坐高（坐姿）6/1114灶臺高度10/1915洗臉盆高度4/916辦公桌高度（不包括鞋）7/1717垂直踏棍爬梯的

14、空間尺寸（最小值，傾斜800 90 ）2/518手提物的長度（最大值）3/819使用方便的擱板高度（下限值）3/820久下空間（高度的最小值）1/321工作椅高度3/1322輕度工作的工作椅高度3/1423小憩用椅子高度1/624桌椅高專3/1725休息用的椅子高度1/626椅子扶手高度2/1327，作用椅椅面至背靠點的跑離3/20坐位基準點的高度（不包括鞋）2 .課桌寬度的設計課桌寬度應大于等于小臂放在課桌時的肘間寬。即b=2X （肘高-手功能高）+2X肩-肘修正量=2X （ 1096-801） +2X 8=606mm3 .課桌深度的設計根據(jù)表2-4我國成人男女上肢功能尺寸，桌深用男性第5百

15、分位坐姿前臂手功能前伸長416mm表2-4我國成人男女上肢功能尺寸單位：mm測量項目男（1860 歲）女（1855 歲）P520P95P520P95立姿雙手上舉高197121082245184519682089立姿雙手功能上舉高186920032138174118601976立姿雙手左右平展寬157916911802145715591659立姿雙臂功能平展寬137414831593124813441438立姿雙肘平展寬816875934756811869坐姿前臂手前仰矢416447478383413442坐姿前臂手功能前伸長310343376277306333坐姿上肢錢彳/7778348927

16、12764818坐姿上肢功能前彳/673730789607657707坐姿雙手上舉高124913391426117312511328跑姿體長592626661553587624跪姿體高119012601330113711961258俯臥體長200021272257186719822102俯臥體高364372383359369384爬姿體長124713151384118312391296爬姿體高7617988366947387834.下桌板高度的設計下桌板高度應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） =10

17、0mm5.課桌兩側支撐架及地腳設計兩側采用2X3X（20mm6662Xtan30 =3846.3,mm,取3850mm課桌深416mm所以，第一排距黑板3430mm。3.2.4 桌椅擺放方案由于第一排距黑板3430mm黑板厚220mm全長16820mm沒套桌椅長1206mm由 于后門需留出進出人的位置，需至少 2010mm則可排列9排，符合30人一個自然班， 整班人數(shù)授課需要，如圖3-2。由于是單人可移動式桌椅，考試時只需簡易移動桌椅即可滿足兩班考試，移動方式可以為左右兩排向兩邊移動，四豎排每排最后加一套桌椅即 可。 cI人sexcnm 一 一- 口Bn 一 nm 一圖3-2 408教室布局圖

18、3.3 驗算黑板高度第一排看黑板的仰角應為30。經(jīng)測量，發(fā)現(xiàn)S-408教室的多媒體高度為1210mm 因為S-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的時候，它的 下邊沿應該不低于1210mm運用三角函數(shù)，已知30 ,長邊2630mm得出該三角形的 短邊為1518mm測量得出黑板的邊長數(shù)據(jù)為150m由2600mm其長度較小，基本符合這 個條件。第四章總結與心得三周的課程設計到這里就告一段落了。 這次的課程設計題目是對普通教室的空間設 計，較之以前偏理工科的畫圖設計減速器來說，這次的課程設計更加偏向管理科學，尤 其是分析布局的時候，需要的綜合能力非常多。設計桌椅的時候，我用到

19、了人因工程學 中的人體坐姿、站姿等的尺寸，在設計教室空間布局的時候，我應用了人因工程學科中 對作業(yè)空間布置的相關知識，但是因為教室的設計和作業(yè)空間的設計相比所需的空間并 不是那么大，所以可以適當?shù)臏p小數(shù)值，也可以滿足學習需要。在最后總結分析各種材 質的桌椅的時候，我也運用了 一部分物流設施方面的知識來幫助我選擇方案。在設計中我了解到了是怎么樣把人因工程中的一切書面理論運用到實際中的方法，也了解到了科學的理論值在實際生活中可能還會有一些偏差需要修正，正是這些小細節(jié)讓我更佩服那些致力于人因工程研究的科學家和老師們。在我列出第四章那些個方案的時候，雖然那些方案還算簡單易懂，但是實在是麻煩，在逐個驗算并檢查的時候我也曾 經(jīng)一度想：“反正是自己設計，少些兩個又能怎樣