安全人机课程设计.doc

湖 南 工 学 院 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 安全与化学化工 系 安全工程 教研室 学生姓名 学号 专业 1 设计题目 我校教学楼的照明适用程度分析与改进设计 2 设计期限 自 12 月 24 日开始至 1 月 4 日完成 3 设计原始资料 主要对我校教学楼的教室进行实得测量 针对 4504 和 1512 教室内的 灯具布局 光照以及照度值等实测数据 收集课程设计的相关资料和书籍 充分运用 安全人机工程学的原理和方法 对该教室的照明适用程度分析与改进设计 达到最合 适的人机匹配 4 设计完成的主要内容 对我校教学楼教室内的灯具布局 光照以及照度值 等进行实得测量 并对原有的设计中存在的问题依据人机匹配的原理进行改进和设计 使之符合安全人机工程学的原理 体现以人为本的中心 5 提交设计 设计说明书与图纸等 及要求 提交一份我校教学楼的照明适用程度分 析与改进设计报告和设计图纸二张 要求语句通顺 层次清楚 推理逻辑性强 设计 改进明确 可实施性强 报告要求用小四号宋体 A4 纸型打印 图纸部分要求运用 Auto CAD 严格按照作图规范绘制 采用国际统一标准符号和单位制 并打印 6 发题日期 2007 年 12 月 24 日 指导老师 签名 学 生 签名 湖湖 南南 工工 学学 院院 课课 程程 设设 计计 设计课题设计课题 我校教学楼的照明适用度分析与改进设计我校教学楼的照明适用度分析与改进设计 系部班级系部班级 所属专业所属专业 设设 计计 者者 指导教师指导教师 完成时间完成时间 目录目录 1 引言 1 2 理论依据 2 2 1 人机工程学的理论知识 2 2 2 照度标准 2 2 3 照明设计的相关知识 2 2 4 光环境 3 3 教室灯具分布图及观测点分布 4 4 分析及改进设计 9 4 1 照度值实测数据 9 4 2 分析 9 4 3 改进措施 10 5 结束语 11 6 参考文献 12 我校教学楼的照明适用度分析及改进设计我校教学楼的照明适用度分析及改进设计 陈 道 兵 湖南工学院安全与化学化工系 06 级安管二班 摘要 本次课程设计是针对我校教学楼照明系统而进行的初步分析 与改进设计 并通过对教室内的灯具布局 光照以及照度值的现场调查 与测量 运用安全人机工程学的原理和方法以及相关的科学理论知识分 析数据 提出相应的设计方案和改进措施 关键词 教学楼 照明适用度 评价 安全 Summary This course design is the first step which aims at teaching building in my school lighting system but carryies on analysis and improving design and passes to lamp in the classroom layout light shine on and shine on a degree value of the spot investigate and measure using safety person the machine engineering learn of principle and methods and related science theories or knowledge analyse all the datas put forward correspond of design project and improve measures The keyword teaching building illuminate to apply a degree an evaluation safety 1 1 引言引言 安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发来研究人与机的关系的 一门学科 运用安全人机工程学的原理和方法去解决系统中人机结合面的 安全问题实现一定的生产效率的同时 如何最大限度地保障人的安全健康 与舒适愉快 建筑照明设计标准 GB50034 2004 下面简称新标准 已于 20O4 年 12 月 1 日正式实施 该标准大幅度或成倍地提高了工作场所 的照度水平 一方面是与国际标准接轨 另一方面也是社会发展的需要 是人民生活水平提高的一个体现 本次课程设计是针对我校教学楼照明系 统而进行的初步分析 对存在的不利因素加以改进设计 提高教学和学习 效率 营造良好的学习环境 2 2 理论依据理论依据 2 1 人机工程学的理论知识人机工程学的理论知识 2 1 1 严格执行人机工程学的六字 方针 安全 高效 舒适 2 1 2 人机工程学的特点 人适机 机宜人 人机协调 2 1 3 以人为本的原则 2 1 4 简单 经济 方便的原则 2 2 照度标准照度标准 照度标准是照明设计和管理的重要依据 我国的照度标准是采用间接法 制定的 即从保证一定的视觉功能来选择最低照度值 同时进行大量的调查 和实测 并且考虑到我国的当前电力生产和消费水平 自 2004 年 12 月 1 日 开始实施的 建筑照明设计标准 GB50034 2004 将照明标准值按照 0 5 1 3 5 10 15 20 30 50 75 100 150 200 500 750 1000 1500 2000 3000 5000lx 分级 2 3 照明设计的相关知识照明设计的相关知识 2 3 1 照明方式 自然光是任何人工光源所不能比拟的 在设计时应 最大限度地利用自然光 尽量防止眩光 增加照度的稳定性和分布的均 匀性 协调性等 照明有 3 种方式 即自然照明 人工照明 自然照明 和人工照明同时使用的混合照明 2 3 2 光源选择 在设计时应最大限度地利用自然光 但是 光容 易受到昼夜 季节和不工作条件的限制 因此常用人工光源做补充照明 2 3 3 避免眩光 眩光源对视觉效率的影响程度与视线和眩光源的相 对位置有关 2 3 4 照明均匀度 Au 公共建筑的工作空间和作业区域内的一般 照明均匀度不应小于 07 2 3 5 亮度分布 工作空间的亮度过于均匀也不好 要求视野内有适 当的亮度分布 既能造成工作处有中心感的效果 有利于正确评定信息 有使工作环境协调 富有层次和愉快的气氛 2 3 6 照明的稳定性 光源不产生闪烁效应 照明稳定与否直接影响 照明质量的提高 2 4光环境光环境 良好的光环境是可以改善人的视觉条件和视觉环境以达到提高人 的工作效率 以下是学校建筑照明标准值列表 学校建筑照明标准值学校建筑照明标准值 房间或场所房间或场所参考平面及其高度参考平面及其高度照度标准值照度标准值 Lx UGRRa 教室课桌面3001980 实验室实验桌面3001980 美术教室桌面5001990 多媒体教室0 75m 水平面 3001980 教室黑板黑板面500 80 另外 照度对人也有很大的影响 表现在健康等个方面 舒适 照明的方向性 可见亮度分布 室内环境协调 积极性 愉快感 亲近感 年龄感 物理量 照 度 亮度 色度 造型 沉静性 单 纯性 明暗 性 2 4 1照度过低对视力的影响 2 4 2眩光对视觉健康的影响 2 4 3光色对视觉的影响 2 4 4频闪对眼睛的影响 2 4 5红外线和紫外线 创造一个舒适良好的照明环境 就是要恰当地规定视野范围内的亮度和消除 耀眼的眩光 良好的光环境可减低工人员的视觉疲劳 提高工作效率 减少 差错率和事故的发生率 3 教室灯具分布图及观测点分布教室灯具分布图及观测点分布 良好的照 明设计 良好的视 觉功能 可视性 视力 直射眩光 反射眩光 图1 4504 教室灯管平 面图 cm 注 灯管 PLAN 讲台 图1 4504 教室采光点 平面图 cm 注 灯管 采光点 PLAN 讲台 图1 1510教室灯管平面 图 cm 注 灯管 PLAN 讲台 图1 1510教室采光点平 面图 cm 注 灯管 采光点 PLAN 讲台 4 分析及改进设计分析及改进设计 4 1 照度值实测数据 表 1 4504 教室照度值实测数据 单位 lx 表 表 2 1510 教室照度值实测数据 单位 lx 10 3010 3015 1515 1519 00 阴天 灯全开 阴天 灯不开 阴天 灯全开 阴天 灯不开 阴天 灯全开 A63447414830114 B44335513564123 C6476091436697 D2761661091676 E228129981398 F29117211021103 G3121701262095 H214115921299 I1961361051577 时 间 照 度 值 测 量 点 注 因客观原因 1510 教室照度值实测数据缺少下午的部分数据 4 2 分析 4 2 1 要实现良好的照明环境 必须要有良好的光线质量和适宜的照度 4 2 2 由于受到天气 教室 测量点 日光灯 管理 照明的稳定性等个方面 因素的影响 各个测量点得到的数据不一样 着在另一方面说明了我校教学楼的照明不 具有稳定性 可能引起眩光的发生 4 2 3由 4504 1510 这 2 个教室 10 30 和 15 15 的照度值数据 包括 A B C D E F G H I 可知 上午的光照强度比下午的光照大 同时 比较 15 15 和 19 00 的照度值可知 晚上的照度值比下午所测得的数据大一些 比上午的照 度值小 这说明了充分利用自然光照是最有效 也是最好的方法 但是 如果自然采光 11 0011 0019 00 阴天 灯全开 阴天 灯不开 阴天 灯全开 A196108137 B299182167 C 425 358 89 D108818123 E378212121 F192111123 G212105120 H761728104 I353255161 时 间 照 度 值 测 量 点 的效果不好的话 应该适当的辅以人工照明 4 2 4 由于我校的教室因根据不同的教学需要 设置了不同大小的教室 如果大 小不一的教室采用相同的光源设置方法 这必定会引起照度值不相同 光照不均匀的现 象 因此 我校光源的设置不能统一 因具体情况具体分析 这也要求我们学校的管理 员和所有的师生共同爱护我们的灯具设施 4 2 5 测量点如同学生的座位一样 教室的各个位置的光照是不一样的 靠近 窗户和日光灯的地方 照度值大一些 另外在相同情况下 向光面比背光面的光照大 对同学而言 不易产生疲劳感 更容易集中精力 提高学习效率 4 2 6 从现场的测量中 我们可以发现教室内有部分的日光灯已经失修 我校 的管理员没有及时更换 各个地方的日光灯数量不够 造成了我校的亮度分布不均匀 稳定性性能差 4 2 7 因我校的电压不稳定 容易产生波动和频闪 容易造成视觉疲劳 视力 下降 这严重影响了我校学生的视力和健康 4 2 8 另外 我校教室的黑板发射性差以及日光灯的悬挂的高度过高 达到了 170cm 等方面 这影响了光照的效果 导致了资源的浪费 4 3 改进措施 4 3 1 黑板照明十分重要 提高黑板照度不但能减轻学生承载瞬时适应所造成 的视觉疲劳 而后排的学生也有良好的可见度 同时也有益于吸引学生的注意力 另外 在必要时白天打开黑板局部照明 4 3 2 对墙壁进行清洁 加强对灯具的维护和保养 对灯管进行清洁 同时对 损坏的灯管及时更换 对窗户玻璃进行定期清洁 以增加自然光的透射率达到增加亮 度的目的 4 3 3 限制和减少眩光效应 限制光源亮度 安装 2 个电灯管 现有情况不变 但在晴天控制线路 只让 1 个电灯管通路 合理布置光源 灯管数目的增减见图 5 8 4 3 4 适当提高环境亮度 使物体亮度与背景亮度的对比减少 防止对比眩光产 生 即保持各个窗户的玻璃透明 反射性高 经现场测量窗户的距离较合适 同时考虑 到经济和实际情况 不必进行大的改进 只需要加强日常的卫生清洁工作 4 3 5 尽可能将光源布置在视线外的微弱刺激区 即光照强度不大 测量数据较 小的区域 如 4514 教室的 E H I 点 1510 教室的 B F G 点 可以适当的降低 悬挂高度 使光源在视线 45 范围以上 4514 和 1510 教室的改进方案设计见图 6 7 9 10 附 改进设计 即让光源在视线 45 范围 的计算方法如下 对 4514 教室而言 因教室的面积为 104 平方厘米 而教室的日光灯数量达到 18 2 盏 会引起眩光 故减少灯的数量 变为 13 盏 竖排平均长度不变 横排平 均长度为 260cm 按照入射角和反射角之和为 45 学习照度有效工作面为 30 40 平方厘米其照度差异应不大于 10 的原则 以长度的中点位置为参考点 所以灯的 高度计算为 H 260 2 tan45 130cm 同时书桌的高度为 80cm 因而灯的最适悬挂 高度为 H H 80 210cm 对 1510 教室而言 因教室的面积为 102 平方厘米 而教室的日光灯数量达到 9 2 盏 光照强度不大 故增加灯的数量 变为 12 2 盏 横排平均长度不变 保持为 270cm 竖排平均长度为 145cm 按照入射角和反射角之和为 45 学习 照度有效工作面为 30 40 平方厘米其照度差异应不大于 10 的原则 以长度的中 点位置为参考点 所以灯的高度计算为 H 270 2 tan45 135cm 同时书桌的高 度为 80cm 因而灯的最适悬挂高度为 H H 80 215cm 4 3 6 视看对象的亮度与环境亮度有关 两者差别越小 舒适感越好 物件的亮 度应等与或稍大于环境的亮度 所以应尽量保持环境洁净 最经济的方法是种植树木改 善周边环境 但此种方法要由学校实际发展情况而定 4 3 7 合理布置灯具是解决照度均匀的重要方法 边行灯具至教室墙壁的距离 应该保持在 L 2 L 3 之间 其中 L 为灯具的距离 改进方案设计见图 5 8 附 改进设计 即让灯具与教室墙壁的距离保持在 L 2 L 3 之间 的计算方法如 下 对 4514 教室而言 边行灯具至教室墙壁 黑板边 的距离为 59 cm 刚好为灯具的 L 2 5 非常合理 而边行灯具至教室墙壁 位置左右边 的距离为 260cm 可能很大 但是