宿舍公共厕所盥洗池系统人机尺寸分析与改进

盛麟 张科 申跃耀

摘要：宿舍公共厕所盥洗池用户范围单一，为1825岁青少年，在设计时尽量满足多数人的需求。通过对盥洗池的人机尺寸分析，设计出适合的人机尺寸。

关键词：公厕；盥洗池系统；人机工程

1 人机尺寸分析

1.1 盥洗池系统人机尺寸分析

学校宿舍的盥洗池系统分为：盥洗台、水龙头。产品类型：盥洗台属于Ⅲ型产品 ，故选取P50作平均尺寸设计依据。盥洗池普遍的使用功能：刷牙、洗脸、洗衣服。宿舍公共厕所盥洗池使用时采用站立式操作，其相关尺寸包括：

静态尺寸：肘高、身高、肩高、视高、手功能高、上臂长、前臂长等；功能尺寸：手臂功能极限尺寸，手臂使用时舒适姿势的调节范围等。

1.1.1 身高和视高（确定盥洗台高度和置物台高度）

用户对象为1825岁男生和女生，在盥洗池洗漱的时候，身高是确定了盥洗池平台高度的重要依据，视高是用来检验置物台高度合理性的重要依据。表1是1825岁的男性与女性的身高百分位尺寸。

洗漱台的最佳功能尺寸=查表基于身高的设备高+由身高产生的功能修正量+心理修正量

由于是Ⅲ型产品 ，故选取P50作平均尺寸设计依据。

男性：h1（P50）=1686mm

女性：h2（P50）=1580mm

在洗漱的时候会弯腰，这个时候操作最舒适的平台高度可以查表——设备及用具与身高的关系（洗脸盆高度：设备高与身高之比：4/9）

由此可知：

对于男性，基于身高的设备高H1=4[]9h1=749.33mm

对于女性，基于身高的设备高H2=4[]9h2=702.22mm

由于盥洗台最佳功能尺寸Hb=查表基于身高的设备高H+穿鞋修正量a

功能修正量可以查表——正常人着装身材尺寸修正量

穿鞋修正量a=25—38，男性取a1=25，女性由于可能穿高跟，所以取a2=30

所以男性宿舍盥洗池高度：Hb=H1+a1=749.33+25=774.33mm

女性宿舍盥洗池高度：Hb=H2+a2=702.22+30=732.22mm

由于表设备及用具与身高的关系：使用方便的隔板高度，设备高与身高之比6/7

所以置物台的高度Hz=6/7h

男卫：Hz1=6/7h1=1445.14mm

女卫：Hz2=6/7h2=1354.29mm

1.1.2 手臂关节的活动范围和尺寸（确定盥洗台宽度、水龙头间距、边缘水龙头距洗漱台边缘的距离、水龙头距盥洗台上平面高度）

手臂关节活动范围是确定盥洗台宽度、水龙头间距、边缘水龙头距洗漱台边缘的距离、水龙头距盥洗台上平面高度的重要参数依据。

下图为人在站立时，躯干不动情况下，手在正前方的活动范围。其中，手臂的最大触及范围是大圆弧，前臂的正常活动范围是小圆弧，最有利的活动范围位于阴影区域。

手臂关节活动范围及尺寸图

（1）盥洗台宽度b：盥洗台都是站立作业，最大范围是以肩关节为中心，由图二可知，臂长为半径（720mm，包括手长）所划圆弧，正常舒适的作业范围是半径为300mm左右的圆弧，身体前倾时，半径可增大至400mm。因为盥洗池作业几乎是前倾的弯腰作业，且手操作的最大范围是508mm，所以宽度b=508mm。

（2）水龙头的间距d和边缘水龙头距洗漱台边缘的距离c：由于站立时半边手臂的水平正常活动范围是0580mm，所以水龙头的间距d应≥580mm，水龙头的间距d=2×（半边手臂正常最大活动范围+两肘间宽修正量/2）。

两肘间宽修正量为20.所以间距d=（580+20/2）×2=1180mm。

由以上计算可知，c=站立时半边手臂的水平正常活动范围=580mm，由于在最边缘没有拥挤的因素，所以不必要算肘间修正量。

（3）水龙头距盥洗台上平面高度D：由于站立时手臂垂直正常活动范围是从来肘高开始以上350，所以由表5知Pm（50）=1024mm，Pf（50）=960，那么手臂垂直的正常活动范围以地面为参考点，是男性1024mm1374mm，女性是960mm1310mm，由物理学可知，手臂抬的越高，消耗能量越多，越累，所以在正常活动范围内应该取最小值，男性取1024mm，女性取960mm，由于可能身体前倾，所以肩高中心下降，带动手肘中心下降，产生了修正量m，由1算出的最佳盥洗台高度，男宿水龙头距盥洗台平面高度为Hb=774.33mm。女性宿舍盥洗池高度：Hb=732.22mm，所以水龙头距盥洗台上表面高度为男宿D1=（1024774.33）m=249.67m.女宿D2=（960732.22）m=227.78m（m取决于是否前倾。若是前倾则取m为0.91之间）。

（4）盥洗台深度e：深度太浅，洗手刷牙的水会溅到衣服上，所以适当的深度会挡住水，但是深度太深，洗衣服或者一些用盆洗脸的同学又会不方便，针对这一问题，提出两种解决办法，a.由经验得知盥洗台的深度90mm120mm可以减少溅出量.b.可以借鉴家用盥洗池，可以做成凹状，这样可以反射一部分水花，减少水的溅出量，也方便擦洗。

1.2 由第一部分计算的人机尺寸可知存在的问题

（1）深度过深，使人弯腰角度大，容易疲劳（2）边缘问题：直角边缘，可能会对洗漱同学造成伤害（3）水龙头的安排；最边上的水龙头由于过分的靠里，就导致大量同学洗漱时这个水龙头的使用不便，利用率不高，水龙头的间距也較小，比较拥挤。

2 重新设计

（1）修改不符合人机的尺寸。（2）增加置物台。（3）边缘上应该采用圆弧状边缘，这样不仅看上美观大方而且比较安全。（4）最后我们认为在水龙头的安排应该在间距和水管长度具有统一的标准，这样才可以充分的利用。

参考文献：

[1]白玉兰.人机工程学（第五版）[M].北京：北京理工大学出版社，2017.