基于人機工程學的校園公共設施分析

劉一涵（南昌大學 藝術與設計學院，江西 南昌 330031）

高校的校園建設是展現校園風采的一張名片，它代表著一所學校獨特的文化歷史和氣質特點。如今的高校建設不僅僅滿足于創造一個有利于老師和學生學習和溝通環境，也應該打造一個具有獨特校園文化風格、美麗舒適的居住和社交環境，從而更好地提高學生的文化修養和學習效率，增強歸屬感。

一、背景及研究意義

近年來，社會不斷發展和進步，人們對公共設施的需求和理解早已不僅僅滿足于基本的功能要求。其中高校校園的各項公共設施的建設，不僅是為同學們的大學生活提供便利，更是在一定程度上體現了校園文化的內涵。因此如何更好地對其進行設計和規劃，成為了高校建設中的重要一環。

公共設施的設計要考慮其服務對象的感受，如何能夠讓使用校園公共設施的人感覺到舒適、便捷，身心愉悅，是設計師需要重點考慮的因素。通過研究人機工程學在公共設施設計中運用的方法，目前存在的問題及改進措施，如何讓使用者、公共設施和它們之間的環境三者較好的合作等，可以更加深刻地了解這門學科及其應用。

二、國內外研究現狀

1.國外研究現狀

歐美國家的高校對于校園設施的建設非常的重視，不僅滿足了大學生的日常學習和生活的需求，還注重很多細節方面的設計。如在廁所設置烘干機，防止水滴灑濺在地上影響整潔；公共座椅的設計也是融合了校園的文化特點，舒適而又美觀；為節省瓶子和環保飲水而設置的直飲水裝置，教學樓和宿舍隔幾米就有一個；殘疾人設施也很完善，各種建筑基本都設有殘疾人專用通道，殘疾人通過按自動門的按鈕就可以方便通行。同時，公共設施管理嚴格，質量良好，一旦出現損壞的情況就要賠償罰款。

圖1 歐美國家大學的直飲水裝置

圖2 歐美國家大學的公共座椅

2. 國內研究現狀

國內高校對于校園公共設施的建設似乎還有些許欠缺之處。通過對我國多所大學校園公共設施的調研與分析，有很多在設計上存在諸多弊端，甚至未能真正遵循以用戶為中心的原則。例如，未加考慮地照搬知名設計師的設計作品，導致公共設施不能很好地融入校園環境；不重視校園特色文化的繼承和發展；校園公共設施設計的千篇一律；程式化過重，使人們產生視覺疲勞。

而一些比較注重校園建設的高等學府，將現代化的因素和傳統文化相結合進行公共設施的建設，能夠讓整個校園具有現代化的氣息又暗藏著一種獨特的文化底蘊。

圖3 重慶大學的公共設施

三、校園公共設施設計中的人機因素分析

公共設施的存在是為了給大家提供便利，并不是一個毫無意義的日常擺設。不合理的比例尺度、材料肌理，或是帶有誤導性的意符等諸多因素會導致一個產品不僅不能發揮自己應有的價值，還可能降低使用者的效率，更有甚者具有極大的安全隱患。公共設施的設計涵蓋了諸多因素，包括功能與安全、視覺與識別、文化與情感等方面。

1. 安全與功能

公共設施首先要滿足的便是保證一定的安全性。安全性的實現和設施的所處位置，結構加工的質量，材料的質量等都有一定的關聯；同時還要考慮人們心理的感受，這就要求在設計中對于各方面因素如形態結構、材料質地等綜合考量。

功能的滿足也是至關重要的一點。校園公共設施若是不能滿足人們日常的需求，只是一個累贅的擺設，那就失去了它最初設計的意義。為了讓它更好地實現自己的功能，我們需要對于它的各方面進行分析和研究，從而更好地服務于人。

2.視覺與識別

校園公共設施的視覺識別與統一是至關重要的，需充分考慮大學生的審美需求和大學的文化理念，設計時需要有總體觀念，使用統一的元素可以提高識別度。因此，無論是色彩的搭配還是材料的選擇都需考慮一些列人機因素，比如與校園環境的契合度以及學生的認知習慣，這樣的公共設施設計才是具有可操作性和實際價值的。

3.文化與情感

每一所高校都有其不同的發展歷史和文化特色，將這些校園文化元素融入公共設施的設計中，不僅形成了典型的文化體系，更增加了校園公共空間的文化積淀。校園的公共設施就應該是一個特別的存在，一個代表著校園特有韻味的媒介。它們在一定程度上能夠提高同學們的文化素養，并且還能提升歸屬感。

四、基于人機工程學的校園公共設施分析

在眾多的校園公共設施中，筆者選擇了以下幾種比較具有代表性的設施來進行分析。

1.主教學樓開水機

主教學樓的每層幾乎都有一個開水機，通過實地考察、拍照、測量尺寸以及調查部分同學使用情況，得到以下分析。

（1）開水機尺寸分析

表1 立姿人體主要尺寸

為了實現人性化設計，開水機的尺寸選擇必須以人體測量學數據為依據。通過分析觀察，在使用開水機時人體和機身關系基本是固定不動的，GB/T1000-1988《中國成年人人體尺寸》是我國重要的人機工程技術標準，這里參考其男女立姿人體尺寸數據 。 我們發現使用飲水機時下半身和肩部是相對靜止的，由上臂 、前臂運動進行操作 ，所以確定了主要測量尺寸為：1—身高、2—上臂長、3—前臂長、4—站姿肘高。

由表1可知，人體站姿肘高P50在1024～960mm的范圍內，開水機作為公共設施，不宜設計得過大或過小。男性P50 上臂長＋P50 肘高 ＝313＋1024 ＝1337mm ，女性P50上臂長 ＋P50 肘高 ＝284＋960 ＝1244mm ，由于這些身體尺寸數據是在光腳情況下測量得出的，因此穿鞋和姿勢放松引起的身高變化也應該加以考慮。 加上穿鞋后尺寸修正量為30mm ，姿勢修正量為-10mm，所以開水機出水口高度應在1264～1357mm之間。

經過測量得出，出水口高度大致在1300mm左右，基本符合人機工程學。

（2）開水機界面分析

校園開水機的人機界面較為簡單。考慮到同時有幾個同學一起裝水，所以也非常人性化地設置了兩個顯示界面，屬于視覺舒適區。高度為 160cm，而人眼高度根據人體尺寸表可得為 142～154cm 之間，略低于顯示界面的高度，由于在近距離接水時人眼的可視范圍較大，因此可以看到溫度顯示的數字。下方用紅色底白色文字標注開水，用藍色底白色文字標注溫開水，整體上設計還比較清晰。

但是在界面設計上還存在問題：

①藍色一般代表的是冷水，使用藍色底白色文字標注溫開水很有可能產生一種視覺誤導，而且溫開水的具體溫度界定非常的感性，每個人的理解也不大相同，所以對于其中水的溫度也不能讓人清楚的感知到。

②水位和溫度顯示并不準確，有時候當顯示100℃且水位也滿格的情況下，出水口并沒有水，這顯然是一種指示誤導；顯示屏右邊的控制鍵“溫度+/-”和“時間+/-”等其實并沒有特別高的使用率，同學們裝水的時候幾乎不會關注這些控制鍵，況且這是一個公共設施，在接水高峰期也不太可能根據個人的需求來調節溫度和時間。由此得出，開水機的人機界面還有一些值得修改的地方，提高它的實用性。

（3） 接水情況分析

接水時，大部分人一只手拿著水杯，一只手控制按鈕開關。由于大部分水杯都是實心的，所以當同學們接水的時候幾乎都要彎著頭來看杯中水位的高度或者湊近聽水的聲音來判斷高度。如果稍不留神，在裝開水的時候就容易溢出燙手，所以在這種情況下歪頭看水位似乎是不可避免的一件事情。若適當調整出水口的高度，讓人們稍稍低頭就能看見水杯中的水位高度，可能能夠更好地解決這個問題。

接水后，同學們會習慣性地把茶葉等廢料倒在接水臺上，雖然有一個塑料盒子用于裝殘渣，但是還是有人會倒在外面，因此應該設置一個便于倒廢料的裝置。

2.校內休閑座椅

在戶外休閑娛樂過程中，人們難免需要駐足休息，為了給高校師生提供自由休憩的空間，座椅的設計就顯得格外重要。筆者選取了藝術樓到商業街沿路的一些休閑座椅來進行分析。

（1） 座椅尺度分析

人機工程學對戶外座椅的具體要求包括：人們正常就坐時，使用者將身體重量壓在臀部和坐骨之上，使脊椎可保持較好的彎曲度；使用者在就坐時，腳部應剛好著地，同時椅面的前端與小腿保持一定距離，讓小腿有伸展空間。因此，座椅高度應保持在 0.36m～0.48m 之間。座面高度固定在0.43m 左右的高度可以適應大多數成年人，但少數個子過于矮小的女性則會碰不到地面，而座面高度低于 0.38m 則會使高個子男子感覺做起來不舒服，腿部血液流通不順暢。

藝術樓外的石椅的高度為0.4m，在舒適高度范圍內，但是沒有扶手和靠背，不能讓人們在入座時保持舒適的生理彎曲度，因此應適當換成帶有扶手和靠背的座椅；

商業街的兩處石椅的高度為0.34m，低于座椅高度要求值，但是也都缺乏扶手，座椅的舒適度有待提高。

（2）座椅材質分析

通過調研發現這幾個座椅都是采用石材為主要原料，不僅質地堅硬而且抗腐蝕性和抗沖擊力較強。但是由于加工造型方面有限制，石質座椅在舒適度方面似乎不夠好，并且就使用場景而言，這幾個座椅的使用材質過于單一，沒有就使用環境進行材質的區分。

圖4 校園休閑椅

（3）座椅外觀分析

校園座椅的外觀設計不僅要考慮高校學生的審美傾向、與校園環境的融合度，還要適當加入校園風格的獨特元素。但是就目前調研結果來看，校園內部的座椅整體設計風格單一，并無創意，不能很好地展示校園文化。因此，應該從造型、尺寸、風格等各方面重新改良校園的座椅設計。

（4）座椅維護與管理

校園內有多處座椅座面上有如小廣告、落葉殘渣、灰塵等污漬，加上陰雨天露天座椅表面會有很多水漬，降低了戶外休閑座椅的美觀程度和使用率。因此戶外公共設施的維護和管理制度也需要進一步完善。

3.學校浴室淋浴器

女生宿舍的衛生間今年重新裝修之后，整體設施有極大改良，但在使用過程中仍然存在一些問題，我對此進行了調研分析。

（1） 淋浴器尺寸分析

對于淋浴頭至地面的高度，查人體主要尺寸表可得，成年女性的身高P95值為1659mm，取1659mm。功能修正量為鞋底的厚度，一般為25mm。心理修正量應相對大，過小的心理修正量會使人感覺有壓抑感，通常取300mm左右，最佳功能尺寸=人體尺寸百分位數+功能修正量+心理修正量，算得最合適的高度為1659+25+300=1984mm。

對于淋浴頭至墻面距離，查人體水平尺寸表可得，成年女性的人體最大厚度P95值為239mm。由于人體在淋浴時要有各種擦洗動作，所以功能修正量取50mm。如果淋浴頭至墻面距離過大，會使人的安全感減弱，所以心理修正量不宜過大，取10mm。所以淋浴頭至墻面的最佳距離為239mm+50mm+10mm=299mm。

經過測量與研究發現，女生浴室的淋浴頭距離地面的高度為2000mm左右，淋浴頭距墻面距離約300mm左右，尺寸均符合最佳尺寸。

（2） 淋浴器角度分析

由圖可知，學校的淋浴噴頭角度固定，且噴口垂直朝下，這樣的設計就非常不合理了。人們在洗澡的時候為了避免頭發被淋濕，不得不把頭往前伸，并且在整個洗澡的過程中都要保持這樣的姿勢，從而降低了洗澡的舒適度。

市場上大部分淋浴頭都是可以調節角度的，可以上下45°進行調節。學校的淋浴噴頭雖然是固定的，但是也可以參考游泳館的公共浴室淋浴頭的角度進行固定安裝，這樣更加符合人機工程學，使人們使用更舒適。

（3） 校園淋浴器設計的其他問題

女生在洗澡的時候會有些許毛發的掉落，校園浴室人流量大，無法保證每個人都能自覺地清理掉落的毛發，由此導致每一天洗澡高峰期時，都會出現地面積水現象。

若是參考游泳館公共浴室的設計，將排水結構統一設置在每一個隔間的后半部分，形成一長條的排水溝，并且為了防止頭發堵塞排水口，不再采用過濾網的結構，這樣大可避免積水過多的尷尬場景。

結語

本文基于人機工程學為校園部分公共設施進行了實地調研與分析，并針對存在的一些問題提出了可行性建議。總的來說，在大學校園公共設施的設計過程中，要從校園建設的長遠發展角度進行規劃，并且要與時俱進。同時必須考慮學校的文化特色、地理位置等因素，將公共設施的造型色彩、結構材料等和校園文化理念相結合，不僅注重實用功能和形式美感，還要注重精神需求，并確保與其所處的校園環境的融合程度。與此同時，還要適當地添加一些人性化無障礙設施，以方便殘疾人正常生活和學習。對弱勢群體的關愛更能體現一個大學對于人性關懷的培養，讓同學們明白生而為人的基本素養。