基于人機(jī)工程學(xué)的火災(zāi)應(yīng)急產(chǎn)品改良設(shè)計(jì)

賀孝梅　王恒志　楊茂盛

摘 要：從人機(jī)工程角度出發(fā)研究火災(zāi)應(yīng)急產(chǎn)品。結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的研究方法對火災(zāi)應(yīng)急產(chǎn)品進(jìn)行改良設(shè)計(jì)研究。改變產(chǎn)品的使用體驗(yàn)以及使用方式。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；火災(zāi)產(chǎn)品；改良

隨著城市化進(jìn)程的加快，形形色色材料的產(chǎn)品被放置在家中供使用、評價(jià)或是欣賞，但是現(xiàn)在人們的防火意識(shí)并沒有隨著城市化的推進(jìn)而達(dá)到很高的水平。在我們的生活中不合理的生活習(xí)慣、行為等有可能導(dǎo)致火災(zāi)的爆發(fā)，我國的火災(zāi)形勢呈現(xiàn)嚴(yán)重化的趨勢。

1 火災(zāi)自救產(chǎn)品現(xiàn)狀分析

目前，國內(nèi)外對家庭火災(zāi)應(yīng)急自救產(chǎn)品的重視程度越來越高，但與國外相比，目前國內(nèi)社會(huì)上的家庭應(yīng)急自救產(chǎn)品還是較少。國外由于對火災(zāi)預(yù)防和治理的意識(shí)很強(qiáng)，在相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求中更加的規(guī)范，產(chǎn)品設(shè)計(jì)也更加的人性化。很多發(fā)達(dá)國家的居民家庭都配備了相應(yīng)的火災(zāi)逃生產(chǎn)品，例如新型火災(zāi)安全逃生系統(tǒng)、塑料消防救生袋等。

在造型上，國內(nèi)產(chǎn)品主要集中在工程應(yīng)用的層面上，產(chǎn)品大多缺乏易用性。造型的種類上過于單一，重視功能性的需要而忽略了人機(jī)工程學(xué)方面用戶的需要。

目前針對家庭中整合的火災(zāi)應(yīng)急自救產(chǎn)品在市場中很是少見。此類更具易用性和實(shí)用性，關(guān)注人機(jī)工程的系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)更具市場前景。

2 火災(zāi)自救產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)分析

2.1環(huán)境分析

家庭住宅樓環(huán)境主要分為室內(nèi)與室外環(huán)境。住宅室內(nèi)環(huán)境結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝飾材料使用多，火勢較大時(shí)，居家環(huán)境的大量裝飾品、家具、電器等，受熱燃燒，一些物品還會(huì)發(fā)生爆炸，人在逃生時(shí)，容易受到地面物品及落物的阻礙。對于有隔墻的較大空間的室內(nèi)住宅環(huán)境，可以設(shè)置醒目一些的指示符號(hào)，標(biāo)志出自救逃生設(shè)備的存放處，在緊急情況下，快速指引人們明確方向，找到并使用自救逃生設(shè)備。居民住宅樓道間不同于商業(yè)樓，經(jīng)常堆放大量物品，火災(zāi)發(fā)生時(shí)不僅是易燃品，還惡化火勢并阻礙逃生。室外環(huán)境主要就是整座住宅建筑體的外環(huán)境，例如住戶窗外防護(hù)欄、周圍的電線分布、小區(qū)設(shè)施、綠化植物等，以及火勢產(chǎn)生的危害物滲漏到樓體外也會(huì)對逃生人員產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)上也要考慮這種火災(zāi)的外環(huán)境，例如利用逃生繩、逃生梯等從窗口在樓體外表進(jìn)行向下逃生的過程中，要注意外環(huán)境的樹木、公共設(shè)施等，避免下落過程中發(fā)生刮碰。人體下落逃生過程中，從不同樓層窗戶躥出的火焰，玻璃爆炸碎片都會(huì)對身體造成傷害，所以從樓體外進(jìn)行逃生時(shí)，也要做一定的身體防護(hù)，保護(hù)身體要害部位。

2.2人機(jī)工程學(xué)尺寸分析

在火場中人員逃生的過程中，人體的人機(jī)工程學(xué)分析主要集中在體力分配和產(chǎn)品的使用上，涉及到得人機(jī)知識(shí)有：方向敏感度、溫度覺、肢體的出力范圍和人體的身高等。在這里我們主要探討肢體的出力范圍和人體的身高。

肢體的出力范圍在某種程度上決定了產(chǎn)品的尺寸和最佳的使用方式，如圖一。肌體的力量來自于肌肉的收縮，我們在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中考慮到力量的需求，我們應(yīng)該把人在產(chǎn)品中受力的過程放置在較大的范圍空間之中，這樣用戶使用產(chǎn)品更加省力以及達(dá)到我們逃生的目的。圖1中左邊是立姿彎臂的力量分布，我們可以參考這個(gè)人機(jī)模型設(shè)計(jì)緩降器和滅火器產(chǎn)品。圖一右邊是立姿狀態(tài)手臂受拉力狀態(tài)圖，將用戶自救過程中人拉力控制在較大的范圍內(nèi)，此圖可以為我們的緩降器以及升降設(shè)備、救助設(shè)備等提供人機(jī)模型。

3 火災(zāi)自救產(chǎn)品改良設(shè)計(jì)

3.1 火災(zāi)滅火器的改良設(shè)計(jì)

在緊急情況下，對產(chǎn)品不熟悉的人員很大程度上會(huì)忽視傳統(tǒng)滅火器的安全銷設(shè)計(jì)，這個(gè)設(shè)計(jì)出于保護(hù)滅火器在正常情況下的誤操作，同時(shí)也延長了人員滅火的準(zhǔn)備時(shí)間，在一定程度上加重了火勢。傳統(tǒng)滅火器的設(shè)計(jì)適合近距離的滅火和消防，在火勢阻擋逃生路線的情況下，近距離的滅火會(huì)嚴(yán)重影響人員的生命健康安全。我們將滅火器分為兩部分，一部分是近距離的滅火，另一部分是遠(yuǎn)距離的滅火，我們的改良設(shè)計(jì)如圖2。

旋鈕式安全閥取代傳統(tǒng)拔銷式安全銷，將擠壓式的開關(guān)換成拇指式開關(guān)設(shè)計(jì)。旋鈕式的開關(guān)輔助OFF和ON的字符提醒。在旋轉(zhuǎn)方向上的提示設(shè)計(jì)采用熒光設(shè)計(jì)，在煙塵中我們可以清楚地看到。噴嘴是可收縮的設(shè)計(jì)，幫助火災(zāi)中人員加長噴射的距離。我們將儲(chǔ)藏滅火劑的罐隱藏于滅火器的內(nèi)部，在內(nèi)部進(jìn)行溶液的混合或是收儲(chǔ)。

拋擲式的滅火器采用惰性壓縮氣體與滅火劑混合儲(chǔ)存，外體采用易碎材料，保證在遠(yuǎn)距離拋碰后可以崩裂，惰性氣體受高溫升華將滅火劑以較高的速度分散，同時(shí)驅(qū)離周圍的氧氣，達(dá)到滅火目的。

3.2 火災(zāi)緩降器的設(shè)計(jì)

在高層建筑中，受災(zāi)人員在低樓層火災(zāi)情況下不是都能夠有效地脫離受災(zāi)區(qū)，我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)旨在幫助人員在建筑物內(nèi)部無法通過的情況下可以很快地通過室外建筑面脫離火災(zāi)區(qū)（如圖3）。

產(chǎn)品在未使用中是可收疊設(shè)計(jì)，方便收納。此時(shí)產(chǎn)品可以做成沖擊錘，破碎玻璃等障礙。收納式的把手放下，將頭部安全扣扣于鋼筋等材料上?？紤]到安全繩的受力和高溫火焰，將安全繩分為鋼絲內(nèi)芯和外尼龍包裹兩部分，既可以達(dá)到堅(jiān)固的要求又可以防滑，減輕人員的壓力。腰帶設(shè)計(jì)充分考慮人體脊柱的受力，幫助用戶更好地分配力量。

4 結(jié)語

火災(zāi)自救產(chǎn)品改良設(shè)計(jì)方案是充分應(yīng)用了人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，無論是前期研究產(chǎn)品的資料和調(diào)研，產(chǎn)品的人機(jī)分析及其產(chǎn)品的改良方案，可以幫助我們獲得意想不到的驚喜。

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本文系國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201410290053）