付老師課程設(shè)計-修改本2

1、安全工程技術(shù)課程設(shè)計1.21.31.4第一章通風櫥概況1.1實驗室通風櫥的設(shè)計要求 實驗室通風櫥大小要求通風櫥內(nèi)襯材料進風調(diào)節(jié)板和氣體導流板觀察窗設(shè)計要求1.5安全控制設(shè)計1.2怎么選擇實驗室通風柜 第二章通風櫥的現(xiàn)狀2.1實驗室的通風櫥的種類 固定容積通風櫥可變氣體容積通風櫥. 特殊用途通風櫥通風柜進口風速2.1.12.1.22.1.37888992.1.4第三章數(shù)據(jù)測量及存在的問題人體相關(guān)尺寸數(shù)據(jù).通風櫥相關(guān)實測數(shù)據(jù).通風櫥的不合理方面.3.3.1存在的問題.3.3.2心理方面的匹配3.13.23.3結(jié)論1012121516161719粉塵實驗室通風櫥安全人機分析及優(yōu)化設(shè)計摘要通風櫥又稱通

2、風柜，是化學實驗室的一種大型設(shè)備。其作用是減少實驗者和 和有害氣態(tài)的接觸，保證實驗安全可靠。通風櫥的種類有通用型、無管道型、補 風型、連體型、桌上型、兩面型、落地型。通風原理有無關(guān)通風和全通風。無關(guān) 通風是空氣由柜內(nèi)前上方的排風扇抽走后，先用泡沫塑料（使用壽命約6個月）過濾除塵，再用活性炭（使用壽命約2年（過濾，吸附掉很多化學物質(zhì)，之后重 新循環(huán)使用。有點是不需要外連管道，不污染外部環(huán)境，而且對實驗室溫度影響 較?。蝗秉c是必須定期更換過濾材料，實驗者接觸有害氣體的可能比使用抽氣通 風柜大，而且是因為多裝的排風扇離實驗者很近會造成噪音；全通風是空氣由柜 內(nèi)前上方的排風扇抽走后，經(jīng)管道引導別處。優(yōu)

3、點是比無管道通風能更有效地出 去實驗室有害氣體，噪音小，而且維護簡單，缺點是要安裝專用的排風管道，在 室內(nèi)外溫度不同的情況先可能阻礙實驗室維持恒溫，而且對環(huán)境衛(wèi)生不利。關(guān)鍵詞：通風櫥；人機協(xié)調(diào)；優(yōu)化設(shè)計1.1實驗室通風櫥的設(shè)計要求.實驗室通風櫥大小要求通風櫥內(nèi)襯材料進風調(diào)節(jié)板和氣體導流板觀察窗設(shè)計要求安全控制設(shè)計1.21.31.41.51.2怎么選擇實驗室通風柜 2.1實驗室的通風櫥的種類 固定容積通風櫥可變氣體容積通風櫥.特殊用途通風櫥通風柜進口風速2.1.12.1.22.1.32.1.4第三章 數(shù)據(jù)測量及存在的問題3.13.23.3人體相關(guān)尺寸數(shù)據(jù). 通風櫥相關(guān)實測數(shù)據(jù). 通風櫥的不合理方

4、面.3.3.1存在的問題.3.3.2心理方面的匹配667889910121215161617第一章通風櫥概況通風櫥是實驗室中主要的安全設(shè)備，為了控制有害物質(zhì)的外溢和保證實驗正 常進行，必須有效地控制罩面風速。在實驗過程中，隨著櫥門的操作，通風櫥開 口面積發(fā)生變化，罩面風速變化較大，通風系統(tǒng)達不到設(shè)計要求，影響實驗和效 果。通過 化學反伴隨著科學技術(shù)和工業(yè)化進程的發(fā)展， 科學實驗必不可少，各個領(lǐng)域?qū)嶒炇?建設(shè)已全面展開?？蒲性盒?、工礦企所、大專業(yè)都普遍要設(shè)置供試驗研究用的實 驗室。實驗室在試驗過程中，伴隨著大量有害物如氣體、蒸氣、粉塵和懸浮顆粒 等的產(chǎn)生，對試驗人員的健康造成了嚴重的損壞。 通風

5、櫥是實驗室中主要的安全 設(shè)備，大部分實驗在通風櫥中完成，通風櫥是密閉罩的一種特殊形式， 產(chǎn)生有害 物的操作進程完全在罩內(nèi)進行。通風櫥一般設(shè)有可開閉的操作孔和觀察孔， 對通風櫥進行抽風，使櫥內(nèi)形成負壓，以防止通風櫥內(nèi)機械設(shè)備的擾動、 應(yīng)或熱源的熱壓，以及室內(nèi)橫向氣流的干擾等原因引起有害物的逸出。不同的地 下部排風問題的提出根據(jù)有害氣體密度與空氣密度大小的不同，通風櫥的形式有很多，方應(yīng)用不同形式的通風櫥。通風櫥主要形式包含：上部排風的通風櫥，的通風櫥，上下聯(lián)合排風的通風櫥。同時，還有節(jié)能型的供氣式通風櫥。通風櫥 的罩面風速是衡量排風櫥性能的主要技術(shù)指標， 它是指排風櫥開口拉門處的平均 入口風速，通

6、風櫥罩面風速的選定準則是：既要使有害氣體不能從櫥內(nèi)逸出，同 時也要避免在通風櫥內(nèi)產(chǎn)生紊流。過高的罩面風速可導至排風櫥內(nèi)臺上方空間內(nèi) 氣流紊亂，污染物可能在櫥內(nèi)某個角落積聚，還有可能吹熄火焰，破壞正在進行 的試驗，過低的罩面風速勢必造成污染物的逃逸，危害試驗人員的安全。對于有毒或有危險的有害物，其通風櫥操作口罩面風速一般取0.40.5m/s。通風櫥的排風量根據(jù)公式（1）計算1:對于一般試驗室通風櫥，當考慮房間內(nèi)的干擾氣 流和通風櫥操作口上吸速度的不均勻性，開啟面積應(yīng)取操作口量大的開啟面積。由以上公式可以看出，對于傳統(tǒng)的沒有調(diào)節(jié)系統(tǒng)的通風櫥， 當操作門全開時，可 以滿足0.40.5m/s的罩面風速

7、，當操作門開啟一半或全關(guān)時，操作面罩面風速 將大于設(shè)計值，這將影響實驗操作和排風的效果。 根據(jù)某通風櫥的實際測試2， 當櫥門完全開啟時，罩面風速為0.47m/s，當櫥門開啟一半時，罩面風速為0.86m/s。當櫥門接近全關(guān)時，其罩面風速將更大，這將大大影響排風及實驗效 果。因此，如何有效地控制罩面風速是對通風櫥有效排風的保障。實驗室通風櫥是實驗室設(shè)計中不可缺少的組成部分。為了使實驗室工作人員 免于吸入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學物質(zhì)，實驗室應(yīng)有良好的通風。為避免一些蒸汽、氣體和粒（煙霧、煤煙、灰塵等）的吸收，污染物質(zhì)必須使用通 風櫥、通風罩或局部通風的方法除去。1.1實驗室通風櫥的設(shè)計要

8、求1.1.1實驗室通風櫥大小要求教師用通風櫥一般高2.2m、長Im、寬0.65m。四面鑲玻璃或用透明有機玻 璃，正面設(shè)有供教師演示用的可以上下移動的進風調(diào)節(jié)板（櫥門高、寬各為0.5m）。上部設(shè)有通風孔，與排氣管、排風扇聯(lián)接，在實驗時可將有毒氣體排出 室外。學生實驗用通風櫥一般高2.2m,長0.8m，寬0.5m。正面鑲玻璃并裝有可以 上下移動的櫥門（櫥門高、寬各為0.5m）。上部設(shè)排氣孔，可供自然排風或強迫 排風用。特殊用途通風櫥一般高2.2m，長1 1.2m，寬0.5m.櫥內(nèi)裝有可動式多層 金屬網(wǎng)氣體導流板，或有孔木制氣體導流板。上部都設(shè)有排氣孔，底部側(cè)面開進 氣口。通風櫥尺寸可以根據(jù)實驗室特

9、點加以調(diào)整，如可以設(shè)計成可在教師演示臺上 操作的或可移動式通風櫥。1.1.2通風櫥內(nèi)襯材料選擇的管道材料應(yīng)該是耐用、抗化學侵蝕、阻燃和耐高溫的材料.通風櫥的 內(nèi)襯材料最好按照特定的實驗來確定.實驗室通風櫥排出物從類屬上可分為有機 或無機的化學氣體、汽化物、水蒸氣或煙霧、微粒等；從特性方面可分為酸、堿、 溶劑或油劑物質(zhì)。通風櫥內(nèi)襯材料易受這些物質(zhì)的侵蝕：（1）腐蝕（由化學或電化 學作用，對金屬或其它材料的破壞）；（2）分解（對涂覆材料和塑料的溶解作用）; （3）融化（在高溫時對一些塑料和涂覆材料）。通風櫥表面應(yīng)該考慮使用防污染材 料。通風櫥內(nèi)壁必須為全密封無縫連接，以滿足最佳清潔條件和最大限度地

10、保證 實驗人員的安全。1.1.3進風調(diào)節(jié)板和氣體導流板進風調(diào)節(jié)板在彈著點和防輻射方面提供一些人體防護.它是透明的，故便于從外面觀察。進風調(diào)節(jié)板可設(shè)計成垂直上下滑動、 水平滑動或水平和垂直滑動的 組合應(yīng)用。只要能升降自由、省力、安全、便于實驗操作和控制抽風量就可以。防爆玻璃是最普通的選擇，是進風調(diào)節(jié)板材料經(jīng)濟的選擇。當使用氟化氫(HF 酸類)物質(zhì)時，筆者推薦選擇聚碳酸酯進風調(diào)節(jié)板。因為這種材料在處于HF氣體 條件下沒有霧或腐蝕產(chǎn)生。氣體導流板的設(shè)計應(yīng)充分考慮空氣動力學因素、專有的導流板技術(shù)，提高有 毒氣體的收集、排放效率。1.1.4觀察窗設(shè)計要求觀察窗采用無段變速平衡砝碼設(shè)計， 可以在任意位置停

11、止，便于推拉.懸吊 觀察窗的鋼索外置于工作空間外，不直接接觸通風櫥的工作環(huán)境，其承重能力達 到150kg，確保長期使用無變化。觀察窗把手符合人體工程學，使推拉更方便且 美觀大方。該把手噴涂聚四氟乙烯，有很好的防酸堿能力。觀察窗玻璃與把手的 連接運用物理學原理使二者緊密結(jié)合在一起，觀察窗玻璃采用5mr鋼化玻璃貼進口的化學實驗室專用貼膜。該貼膜在各種強酸堿溶液中浸泡 48h無任何變化，既 有很好的防腐蝕能力，又不影響實驗室人員對內(nèi)部儀器的觀察。1.1.5安全控制設(shè)計(1) 工作區(qū)域安全設(shè)計當實“使工作區(qū)裝配有工作檢測傳感器，用于檢測實驗人員在通風櫥前的狀況。 驗人員在工作區(qū)時，傳感器將信號傳送給通

12、風櫥系統(tǒng)使之設(shè)置在風量較高的 用”工作模式，因而提高了安全性。當操作人員離開工作區(qū)時，傳感器將信號傳 送給通風櫥系統(tǒng)使之設(shè)置在風量較低的“待命”工作模式。有害氣體檢測傳感器用于檢測通風櫥前溢出氣體的狀況。當有有害氣體溢出時，報警系統(tǒng)就會報警，以免實驗人員吸入有害氣體。(2) 采用智能風量調(diào)節(jié)技術(shù)當實驗人員在工作區(qū)時，風量調(diào)節(jié)設(shè)備反應(yīng)速度應(yīng)在Is之內(nèi)，精確風量調(diào)節(jié) 比為20:1(最大：最小)，確保通風櫥工作時追蹤恒定的面風速；進風調(diào)節(jié)板任意 調(diào)節(jié)時，確保無溢出，并且具有報警顯示功能。(3) 排風方式排風方式應(yīng)采用三段狹縫式，氣流無遮擋，能將不同比重的有害氣體高效率地排出，使實驗室操作者及實驗室其

13、他人員避免有害物質(zhì)的侵害.所有水、氣閥 門及櫥體均應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)耐用、阻燃和抗腐蝕材料。還應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)、平穩(wěn)、可靠、 噪音低的排風馬達。1.2怎么選擇實驗室通風柜實驗室家具里的通風柜的架構(gòu)主要包括四個部分，分別是：低柜、上柜、臺 面和一些附屬配件。要選購前，就得要從這四個部分的細節(jié)考慮， 選擇適合自己 實驗需要的通風柜： 首先怎么挑選通風柜的低柜:a. 氣、電、水等備置是否合理，安不安全。b. 如果實驗中要用到揮發(fā)性的藥品，則需要選擇有抽氣功能的；C.材質(zhì)牢不牢固，能不能防火，能不能承受實驗室的各種化學物質(zhì)的侵蝕其次怎么挑選通風柜的上柜:通風柜的上柜里面最常見的有三種款式：落地式、矮臺式、標準式，在

14、選擇 上柜時要考慮：a. 看選擇環(huán)氧樹脂板還是抗貝特板為內(nèi)襯材料的通風柜；b. 應(yīng)該選擇自適應(yīng)性控制系統(tǒng)還是變風量或定風量 ；C.通風柜的開口位置適不適合實驗室的空間；d.風速能不能夠達到要求。第三怎么選擇合適的通風柜臺面:a. 有沒有出水槽和放杯子的槽；b. 出風口設(shè)計能不能適應(yīng)本實驗室的環(huán)境；C.臺面的材質(zhì)的特性能不能附合實驗要求； d.是不是有設(shè)計能防止液體外漏的碟狀防護邊。第四還要考慮在內(nèi)的附屬配件有哪些:a. 選擇通風柜時要考慮電氣設(shè)備的耐用性、電壓大小、型號和防爆性；b. 需不需要柜門，如果有通風柜的柜門，將有利于通風柜的整潔衛(wèi)生，當然 也更美觀；C.氣是采用空氣、氧氣或是氮氣；d

15、.水是采用純水、逆滲透水還是蒸餾水。重要的是安全性，實驗室家具里的通風柜最主要的功能應(yīng)該是防止有害氣體污染實驗室的環(huán)境及保障使用者的安全。安全是通風柜的首要考慮因素。第二章通風櫥的現(xiàn)狀通用型和補風型.通用型通風櫥適用于最 補風型通風櫥適用于室內(nèi)有空調(diào)的實驗環(huán) 減輕實驗室空調(diào)的負荷。通風櫥使用2.1實驗室的通風櫥的種類實驗室通風櫥一般分為兩種類型： 普通的物理、化學、生物等實驗環(huán)境； 境，它能使櫥內(nèi)空氣與室外空氣直接對流， 排風系統(tǒng)類型可分為固定氣體容積或可變氣體容積。2.1.1固定容積通風櫥(1) 通用型通風櫥通用型通風櫥是很常用的，其內(nèi)部具有一個氣體導流板以及活動的進風調(diào)節(jié) 板.通用通風櫥通

16、常以固定的排風容積運行， 大部分有害氣體通過進風調(diào)節(jié)板孔 進入通風櫥。減小進風調(diào)節(jié)板孔會增大通過進風調(diào)節(jié)板孔的空氣的速度。通用通風櫥最便宜，但是它的使用性能很大程度上取決于進風調(diào)節(jié)板的位置 的高低。當進風調(diào)節(jié)板接近關(guān)閉位置時，通過進風調(diào)節(jié)板孔的高速氣流可能會吹 翻重量微小的儀器，干擾測試設(shè)備，降低蒸餾速率，降低加熱溫度，吹散有價值 的試樣材料或在通風櫥內(nèi)產(chǎn)生紊亂。(2) 旁通式通風櫥當實驗室要大幅度排除室內(nèi)空氣時， 采用這種通風櫥比較合適，因為當櫥門 全閉時并不影響室內(nèi)的換氣量。旁通通風櫥中的補償進風孔起限制進風調(diào)節(jié)板孔進入通風櫥的氣流速度的 作用，因為進風調(diào)節(jié)板可以上升或下降。旁通通風櫥一般

17、以固定氣體容積工作. 當進風調(diào)節(jié)板關(guān)閉時，進入通風櫥的 氣流方向?qū)⒅匦路植?，因此使通風櫥中的高速氣流流量減至最少。 進風調(diào)節(jié)板上 升或降低，都會減小氣流速度。因此，旁通通風櫥的進風調(diào)節(jié)板孔進入通風櫥的氣流速度一般不會妨礙通風櫥的設(shè)備和操作。旁通式通風處優(yōu)化了進氣系統(tǒng)的設(shè)計，保證了進風調(diào)節(jié)板升降時櫥內(nèi)氣體的 平衡。（3）補風型通風櫥補風型通風櫥是旁通通風櫥的變種。補風型通風櫥能降低室內(nèi)空調(diào)的負荷， 將室外空氣輸入實驗室內(nèi)以降低室內(nèi)有害物質(zhì)的濃度，改善實驗人員的工作環(huán) 境。有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實驗室采用這種通風櫥是很理想的，既節(jié)省能量，又不影響室內(nèi)的氣流組織。補風型通風櫥存在一些缺點。因為需要兩個通風

18、機和兩套通風管道，所以組 裝成本比一般的通風櫥高；因為輔助進氣系統(tǒng)需要大功率的排風系統(tǒng)， 所以要平 衡輔助進氣系統(tǒng)，防止在通風櫥的正面有不希望的干擾氣流。此外，輔助空氣應(yīng) 該純凈、干燥，不能干擾正在進行的實驗。2.1.2可變氣體容積通風櫥一個方法是根 另一個方法是改 兩種方法都可使可變氣體容積通風櫥可以改變室內(nèi)排風量， 而在一定范圍內(nèi)保持操作面的氣 流速度?？勺儦怏w容積通風櫥可使用不同的方法來改變排氣容積. 據(jù)進風調(diào)節(jié)板打開的位置高低和排氣控制板的閉合程度來調(diào)節(jié)； 變排風速度來滿足風量要求。當多個通風櫥共享一個抽風機時， 用。一些可變氣體可變氣體容積通風櫥系統(tǒng)排風櫥一般作為通用的通風櫥使用。容

19、積通風櫥包括改良的旁通系統(tǒng)?？梢员ＷC足夠的送風，以在進風調(diào)節(jié)板的位置 最低時能夠充分地控制和加入排出氣體?？勺儦怏w容積通風櫥系統(tǒng)可在制作時嵌入在通風櫥的內(nèi)部，作為一個輔助設(shè)備添加到通風櫥上。一些可變氣體容積通風櫥配有電子設(shè)備， 它們與實驗樓的保 溫、通風和空調(diào)設(shè)備連接在一起，可從控制中心位置監(jiān)視通風櫥排氣以及控制實 驗室送風情況?？勺儦怏w容積通風櫥比傳統(tǒng)的旁通和補風型通風櫥節(jié)約能源。同時，它們提供穩(wěn)定的氣流，是操作復雜或?qū)嶒灂r間較長的實驗的最佳選擇。 此外，大部分可 變氣體容積通風櫥系統(tǒng)擁有監(jiān)視器和報警器，它可以警告實驗人員氣流不安全的 情況。2.1.3特殊用途通風櫥特殊通風櫥一般用于特殊的、

20、專門的實驗。以下是一些常用的特殊用途通風 櫥。（1）過氯酸通風櫥過氯酸通風櫥專門用于過氯酸實驗。有機材料不應(yīng)用于制作過氯酸通風櫥， 因為過氯酸與有機材料起化學反應(yīng)時會產(chǎn)生爆炸。它必須用相對惰性的材料來制作，如316型不銹鋼、1型未加塑噴涂的聚氯乙烯或陶瓷材料。 特殊用途通風櫥具 有安全的工作面、耐蝕內(nèi)腔材料和容易徹底清潔的排放口。該通風櫥要求具有可沖洗特性，因為通風櫥和管道系統(tǒng)在每一次使用后必須 充分清洗，以防止?jié)撛诳煞磻?yīng)的高氯酸鹽類的物質(zhì)積存. 通風櫥內(nèi)部應(yīng)避免銳角 或隱蔽位置，以便于殘積物的徹底沖洗。過氯酸通風櫥要求具有一定沖洗能力的 專用排出系統(tǒng)。(2) 用于放射性實驗的通風櫥用于放射性

21、實驗的通風櫥應(yīng)具有高度安全的工作面和通風櫥內(nèi)部的安全防 護。通風櫥內(nèi)部的襯料不應(yīng)該為放射性物質(zhì)所滲透。 觀察窗口應(yīng)采用適當?shù)钠帘?材料，不同的射線對屏蔽的要求也不同。由于 a射線粒子重、速度慢，故只要一 張紙就可以擋住；P射線用有機玻璃就可以擋?。欢?射線則要求用混凝土、鉛 磚、鉛屏風等作防護層。一般在放射藥品源和人體之間放置 7個半值層厚度的屏 蔽物，就可使劑量率降低1%在排氣管道系統(tǒng)中應(yīng)使用易于高效吸收微粒的過濾器或活性炭過濾器。(3) 蒸餾通風櫥和落地通風櫥蒸餾通風櫥和落地通風櫥具有較大的內(nèi)部高度，以適應(yīng)大儀器的實驗的使 用。蒸餾通風櫥一般安裝在一個平臺上， 而落地通風櫥安裝在地面上，以

22、便于重 儀器或大儀器的推入。雖然稱為落地通風櫥，當實驗時操作員決不能站在通風櫥 里面。(4) 防爆式通風櫥在進行易燃或易爆炸物的特定實驗時要求使用防爆通風櫥。防爆式通風櫥實質(zhì)上是配備特殊電器的通風櫥，如防爆燈裝置。防爆并不意味著通風櫥能夠控制 或抵抗爆炸，它指的是其電氣部件用來排除電火花，防止可能點燃易燃材料的火 花或發(fā)熱源產(chǎn)生。防爆通風櫥的電器部件，如防爆的電源開關(guān)、插座和內(nèi)部線路 是專利許可的，必須滿足相應(yīng)的國家標準。除通風櫥上的部件外，通風櫥內(nèi)部使 用的電氣設(shè)備也應(yīng)該是防爆的。2.1.4通風柜進口風速通風柜的進口風速應(yīng)保持在一個合適的范圍(通常0.3-0.5m/s )。通常情況下，推薦的

23、通風柜進口風速應(yīng)在 0.4-0.5m/s 之間。對于少數(shù)藥品毒 性較高或當外界對于通風柜的氣流抑制能力有不利影響時，可采取進口分速為 0.5-0.6m/s。但是通風柜的能耗一般是與進口風速成線性關(guān)系的。當進口風速接 近或超過0.75m/s時，會在通風柜內(nèi)形成紊流，從而降低通風柜的氣流抑制效 率。供風分布：典型的通風柜使用是操作者站在通風柜前，伸手進入通風柜 內(nèi)部進行實驗操作。此時進入通風柜的氣流會在操作者身邊形成旋轉(zhuǎn)氣流，從而引起柜內(nèi)氣體溢出，甚至沿操作者身體到底呼吸區(qū)域。 進口風速越大，形成的旋 轉(zhuǎn)氣流就越強。進口風速的選擇：實驗室內(nèi)的供風口供風與通風柜進口風速的相互影響， 會使得任何關(guān)于通

24、風柜進口風速的總括性的規(guī)范標準失去參考價值。較高的進口風速在浪費能耗的同時，卻不會提高，甚至有可能會惡化通風柜的氣流抑制效果。 美國國家標準化組織/美國暖通制冷和空調(diào)工程師協(xié)會 (ANSI/ASHRA)的通風柜 性能測試標準可以用來作為通風柜生產(chǎn)廠家或者實驗室氣流控制設(shè)計者的規(guī)范。實驗室通風柜的進口風速和排風量應(yīng)能很好地抑制通風柜內(nèi)產(chǎn)生的污染氣 體，并盡快將其排出實驗室。當通風柜內(nèi)有化學物品進行操作時， 應(yīng)能夠抑制潛 在毒害氣體的外溢，保護實驗室員工的安全。根據(jù)測試以確定通風柜合適的進口風速。依據(jù)以下測試來決定滿足規(guī)范要求 的進口風速。合適的進口風速目的是為了使通風柜提供安全的氣流抑制。進口風

25、速本身并不是一個衡量安全的因素。進口風速指引-實驗室通風柜進口風速應(yīng)根 據(jù)通風柜內(nèi)進行試驗的藥品或試劑的毒性以及潛在危險來確定。采用的最為廣泛的通風柜進口風速為0.5m/s。通風柜柜口的進口風速會有0.1m/s的波動。第三章數(shù)據(jù)測量及存在的問題3.1人體相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)為了使各種與人有關(guān)的機械、設(shè)備、產(chǎn)品等能夠在安全的前提下高效能的 工作，實現(xiàn)人-機優(yōu)勢的最優(yōu)結(jié)合，并使人在使用時處于安全、舒適的狀態(tài)和無 害、宜人的環(huán)境之中?，F(xiàn)在各種機械、設(shè)備、產(chǎn)品的設(shè)計必須充分考慮人體的各 種人機學參數(shù)。因此，在產(chǎn)品的設(shè)計制造過程中了解、熟悉、掌握有關(guān)設(shè)計所需 的人機學參數(shù)的性質(zhì)和使用條件是十分必要的。在“實驗者

26、與通風櫥”這一人機 系統(tǒng)的設(shè)計及使用過程中應(yīng)考慮一下一些人體人機學參數(shù)：在設(shè)計中要用到的人體有關(guān)參數(shù)。這些數(shù)據(jù)主要來自于GB/T 100001988和GB/T 135471992工作空間人體尺寸。所運用的數(shù)據(jù)如下表所示：立姿人體尺寸及部位見圖表1立姿人體尺寸（男）mm1860歲1825歲1510 50909599151050 9095994.2.1眼高1436 14741495158616431664170514441482150215761653167817144.2.2肩咼1244 12811299136714351455149412451285130013721442146415074.

27、2.3肘高925 954 968 1024107910961128929 957 973 1028 1088110211404.2.4手功能高656 680 693 741 787 801 828 659683 696 745 792 808 8314.2.5會陰高701 728 741 790 840 856 887 707734 749 796 848 864 8954.2.6脛骨點高394 409 417 444 472 481 498 397411 419 446 475 485 5002635歲3660歲1510 50909599151050 9095994.2.1眼高1437 14

28、781497157216451667170514291465148815581629165116894.2.2肩高1244 12831303136914381456149612411278129513601426144514824.2.3肘高9125 956 971 1026108110971128921 950 963 1019 1072108711194.2.4手功能高658 683 965 742 789 802 828 651676 689 736 782 795 8184.2.5會陰高703 728 742 792 841 857 886 700724 736 784 832 846

29、 8754.2.6脛骨點高394 409 417 444 473 481 498 392407 415 441 469 478 493表4立姿人體尺寸mm1825歲1855歲1510 50 90 95 991510 50 90 95 99421眼高133 137 138 145152 154 157134 138 139146 152 154 15871842191063998422肩咼116 119 121 127 133 135 138117 119 121 127 133 135 13965113052966633423肘高873 899 913 960 100 102 105877 9

30、04 916 965 101 102 1069303704.2.4手功能高630 650 662 704 746 757 778633 653 665 707 749 760 7844.2.5會陰高648 673 686 732 779 792 819653 680 694 738 785 797 8274.2.6脛骨點高363 377 384 410 437 444 459366 379 387 412 439 446 4632635歲3655歲1510 50 90 95 991510 50 90 95 994.2.1眼高133 137 138 145152 154 158133 136 1

31、38 144 151 153 156519544135030014.2.2肩高116 119 121 127 133 135 138116 119 120126 132 134 137662352531555364.2.3肘高873 900 913 961 101 102 104871 895 908 956 100 101 1040584824.2.4手功能高628 649 662 704 746 757 778628 646 660 700 742 753 7754.2.5會陰高647 672 686 732 780 793 819646 668 681 726 771 784 8104.

32、2.6脛骨點高362 376 384 410 438 445 460363 375 382 407 433 441 4563.2通風櫥相關(guān)實測數(shù)據(jù)在一個人機系統(tǒng)中為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能，使人和機有效地結(jié)合，機的結(jié) 構(gòu)及功能尺寸是十分重要的。產(chǎn)品設(shè)計者在設(shè)計、制造和使用的工程中也應(yīng)考慮 有關(guān)的人機學參數(shù)，選擇合適的人體尺寸和百分位數(shù)。我們也知道一個產(chǎn)品并不 是滿足所有的使用者才是最好的，它有一個合理的限度。在充分考慮經(jīng)濟、使用 群體、產(chǎn)品適用度等一些客觀條件以后設(shè)計的產(chǎn)品才更加趨于合理。但是在產(chǎn)品的使用中，使用群體是不斷變化的，產(chǎn)品適用度也會隨之變化。所以本課程設(shè)計 在考慮適用群體相關(guān)尺寸變化及

33、產(chǎn)品適用度等前提條件下，對通風櫥及相關(guān)產(chǎn)品 的尺寸進行實地測量，然后結(jié)合適用群體的有關(guān)人機學參數(shù)做出分析評價。視圖標準中的成年人坐姿膝高49cm,小腿加足高為41cm,立姿橫向的活動間距最 小局限為100cm向后活動間距最小局限為100cm腿部空間進深為：坐姿工作 崗位最小局限為33cm立姿工作崗位最小局限為 8厘米，腳的空間進深為：坐 姿大于53cm立姿大于15cm坐姿腳的空間高度為小于34cm立姿腳的空間高 度大于12厘米，腳部空間寬度：坐姿時大于 48cm所以我們設(shè)定的腿部空間的 范圍是52cm.符合人機的作業(yè)崗位尺寸要求。標準控制臺的最大高度為158cm我們?nèi)∵m宜的高度為85cm因為操

34、作者有 時需要站著、有時需要坐著，所以必須兼顧兩種操作姿勢時的舒適性和方便性，所以設(shè)定為85cm.標準操作臺臺面至頂部的高度，站姿為 91cm坐姿為66cm,考慮男女的平 均身高，小個女性一般身高為153cm,大個男性身高為190cm左右，加上地面到 操作臺頂面的高度為180cm所以我們設(shè)定操作臺臺面到頂部的高度為 90cm.符 合人機的要求。水平作業(yè)面的正常尺寸和最大尺寸：正常左手的活動區(qū)域為39.4c m，左手最大的活動區(qū)域為59.7cm，右手的正?；顒訁^(qū)域為39.4，最大活動區(qū)域為50.8cm, 所以我們設(shè)置水平作業(yè)面的長度為 154cm3.3通風櫥的不合理方面331存在的問題（1）通風

35、櫥上的插座設(shè)置的太少。有時所做實驗需要帶電腦查找資料，而 所做實驗也需要連接插座，而且，很多時候在實驗室做實驗的人有很多， 常常會 帶來不必要的麻煩。（2）通風櫥的門是上下拉的。在做試驗的時候，特別是在做一些危險性較 大的試驗的時候，有時化學反應(yīng)較劇烈，反應(yīng)物溢出等對通風櫥造成損害，而用 上拉門從打開到處理時間比較長，不利于處理緊急事故。（3）通風櫥下面的小柜子太多。小柜子太多，沒有足夠的空間放腳，加重 了做實驗人員的疲憊感。（4）在實驗臺上，沒有足夠的空間放置實驗物品。有時做實驗需要較多的 實驗器材和藥品，而實驗臺上的空間有限，為為做實驗帶來了不便。（5）通風櫥內(nèi)沒有溫度計，壓力表。由于化學

36、反應(yīng)的不確定性，在實驗過 程中，溫度、壓強都在變化，沒有溫度表、壓力表的時時檢測，可能會引起爆炸、 燙傷等事故的發(fā)生。（6）通風櫥的玻璃門，如果破碎了，很容易傷到實驗人員。（7）通風櫥上的外部調(diào)整按鈕鍵太小，顏色辨認度不高，不利于實驗人員識別與操作。(8) 某些實驗需要實驗人員一直注視著通風櫥內(nèi)的情況，而且時間較長, 實驗人員沒有坐的地方來休息。332心理方面的匹配(1) 環(huán)境因素的生理效應(yīng)：實驗環(huán)境中的物理因素有氣溫、濕度、噪聲等。在高溫的實驗環(huán)境中會使人體出現(xiàn)一系列生理變化，表現(xiàn)為脈搏加快、體溫升高、 頭暈、頭痛、惡心、極度疲勞等，會在一定情況下影響做實驗效率；在低溫環(huán)境 中則會表現(xiàn)出血壓

37、降低、脈搏呼吸減弱、有時還會出現(xiàn)局部凍傷等癥狀，也會影 響實驗效率；在極度潮濕的環(huán)境和噪音環(huán)境下則表現(xiàn)出煩惱、焦急、討厭、生氣 的不愉快的心情，進而降低實驗效率。(2) 色彩對心理狀態(tài)的影響：人們處于不同的顏色環(huán)境中，除了視覺辨別力受到影響、視野發(fā)生變化外，人的心理感覺也會有所變化，不同的顏色會產(chǎn)生不 同的抽象概念和不同的感覺。如表：表各種顏色的心理作用顏 色引起心理作用和感覺的聯(lián)想興奮憂 郁安 慰熱 情爽 快輕 松沉重遙 遠接 近溫 暖寒 冷安 靜憤 怒力 量柔 和希 望警覺安 詳紅000000橙0000黃00000綠00000000t t - 監(jiān)000000紫00000白00灰00里00說

38、明：表中有“ 0”的表示有該種心理作用或感覺聯(lián)想。 冷暖感。如紅色、黃色和橙色給人以暖的心理感覺；藍色的衣服看上去涼爽。 興奮和壓抑感。如紅色、黃色等暖色調(diào)給人以興奮感，使人情緒高漲、精神振 奮、易于激動；藍色等冷色調(diào)使人冷靜，抑制人的情緒。 輕松和壓抑感。明度搞的顏色會使人感到輕松、自在、舒暢的感覺；明度低的 顏色使人產(chǎn)生壓抑和不安的感覺。 軟硬感。明度高的顏色感覺軟；明度低的顏色感覺就硬。等等。（3）采光與照明對心理狀態(tài)的影響： 照明環(huán)境不但要使人看清對象，而且要 給人舒適的感覺。研究表明，照明會影響人的情緒，影響人的一般興奮性和積極 性，從而也影響工作效率。一般認為，明亮的房間會使人愉快

39、。應(yīng)照明不足，學 生在實驗時會產(chǎn)生疲勞，引起心理上的變化，長時間持續(xù)會對實驗者在生理上造 成一定影響。改善實驗環(huán)境的照明條件，改進學習環(huán)境，可以改善視覺條件，節(jié) 省工作時間，提高工作質(zhì)量，保護視力，減輕疲勞，提高實驗效率和興趣。第四章系統(tǒng)的改進（1）在通風櫥上多設(shè)置幾個插座或在通風櫥的空閑處安裝個插排。這樣就 會滿足了對插座的需求。（2）把上下拉的門換成平推門，這樣操作更加方便，更便于處理緊急事故。（3）可以把通風櫥下面的中間的小柜子去掉，只保留兩邊的，這樣腿部就 有足夠大的空間，伸展自如，而又不影響存放實驗物品。（4）在通風櫥的一側(cè)安裝個小柜，用來放置一些試驗中臨時用的物品，這 樣可以用在試驗臺與通風櫥之間來回跑，減少體力的消耗，提高實驗效率。（5）在通風櫥里面安裝上壓力表與溫度表， 如果通風櫥出現(xiàn)不工作的情況， 可以時時監(jiān)測，避免事故的發(fā)生。（6）實驗時，實驗人員要穿戴手套，防止玻璃破碎，刮傷實驗者。（7）操作按鈕設(shè)置的大一點，便于識別。（8）準備一把椅子，這把椅子可以調(diào)整高度，也可以讓實驗人員躺著。也 可以放一個踏板，配合椅子使用。根據(jù)安全人機工程學和解剖生理學的相關(guān)知 識理論，一般的椅子坐面還是以無凹凸形的坐面為宜， 如果需要的話可以加些坐 墊，以增加接觸面積，減少壓力的集中分布。坐墊的材質(zhì)以纖維為宜，既