高校公共照明設(shè)施開(kāi)關(guān)研究

馬廣韜　鄭世明

摘要：

目的：為了研究高校公共照明設(shè)施開(kāi)關(guān)的人機(jī)尺寸、色彩、導(dǎo)視等方面，讓用戶更準(zhǔn)確地找到照明設(shè)施所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)并方便使用，從而減少誤操作，節(jié)省用戶的時(shí)間，找到保護(hù)產(chǎn)品和節(jié)約能源。方法：通過(guò)實(shí)地調(diào)研分析，人機(jī)工程學(xué)人體尺寸、色彩和導(dǎo)視系統(tǒng)的運(yùn)用，計(jì)算出照明設(shè)施開(kāi)關(guān)的尺寸，合理利用色彩，推算出合理的具有導(dǎo)視功能的照明設(shè)施開(kāi)關(guān)。結(jié)果：設(shè)施開(kāi)關(guān)尺寸大小與人體尺寸、視距有直接的關(guān)系，色彩亮度對(duì)比度影響用戶的使用，給用戶正確指引，避免操作失誤。結(jié)論：為公共照明設(shè)施開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，讓用戶更加準(zhǔn)確地使用照明設(shè)施開(kāi)關(guān)，延長(zhǎng)照明設(shè)施的使用壽命，減少能源耗損，提高用戶的工作效率。

關(guān)鍵詞：

照明設(shè)施開(kāi)關(guān) 導(dǎo)視 人機(jī)工程 色彩

中圖分類號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2015）02-0112-02

1 提出問(wèn)題

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用戶走進(jìn)一間教室，一間陌生的房間，甚至是自己熟悉的房間，想準(zhǔn)確打開(kāi)或關(guān)閉其中一個(gè)照明設(shè)施是不容易的。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)自己想打開(kāi)頭頂那盞照明設(shè)施時(shí)，卻錯(cuò)誤地打開(kāi)了其他的照明設(shè)施，而又不得不再將其重新關(guān)閉：當(dāng)老師在講課打開(kāi)多媒體需要關(guān)閉前排照明設(shè)施時(shí)，卻錯(cuò)誤地關(guān)閉了后排的照明設(shè)施，以至于需要用戶去依次驗(yàn)證哪一個(gè)開(kāi)關(guān)是控制前排的照明設(shè)施。這樣一來(lái)既耗損了照明設(shè)施的壽命，又消耗了能源，浪費(fèi)了用戶的時(shí)間，降低了用戶的體驗(yàn)。

用戶在使用公共照明設(shè)施開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)出現(xiàn)操作失誤。研究其中原因發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：

①開(kāi)關(guān)安裝分布與現(xiàn)實(shí)照明設(shè)施分布不對(duì)應(yīng)。如圖（1） -間教室照明設(shè)施分布情況。而開(kāi)關(guān)則安裝在垂直于照明設(shè)施平面的教室墻上如圖（2），這樣一來(lái)用戶很難從垂直的墻面開(kāi)關(guān)上找到對(duì)應(yīng)控制的照明設(shè)施。所以用戶在使用開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤操作，想要開(kāi)啟哪一個(gè)照明設(shè)施時(shí)，需將開(kāi)關(guān)依次打開(kāi)，直到觸發(fā)所要開(kāi)啟的照明設(shè)施，再將其余開(kāi)關(guān)關(guān)閉。同樣的，想要關(guān)閉其中一個(gè)照明設(shè)施時(shí)，依次將開(kāi)關(guān)關(guān)閉，在關(guān)閉后如果不是想要觸發(fā)的照明設(shè)施，用戶需將其開(kāi)關(guān)重新開(kāi)啟，依次直到找到所想觸發(fā)的照明設(shè)施。

②設(shè)施開(kāi)關(guān)控制與所對(duì)應(yīng)照明設(shè)施分布不符合人機(jī)工程學(xué)分布。如圖（3）所示設(shè)施開(kāi)關(guān)分布面與照明設(shè)施面處于平行時(shí)正確人機(jī)工程學(xué)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果設(shè)施開(kāi)關(guān)隨意排布而不遵循對(duì)應(yīng)原則，用戶在使用時(shí)就會(huì)出現(xiàn)操作失誤。

③設(shè)施開(kāi)關(guān)色彩與墻面對(duì)比不明顯，使得用戶尋找開(kāi)關(guān)時(shí)不易發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的分布。當(dāng)用戶走進(jìn)一間房間，首先應(yīng)該看到明顯的開(kāi)關(guān)位置，在夜晚應(yīng)該有夜光提示，在白天應(yīng)該也是極其醒目的，而不是在需要找照明設(shè)施開(kāi)關(guān)時(shí)才到處尋找。

④設(shè)施開(kāi)關(guān)尺寸設(shè)計(jì)的不合理，使得用戶進(jìn)行操作時(shí)出現(xiàn)失誤，或者造成使用不方便。有的照明設(shè)施開(kāi)關(guān)過(guò)大或者過(guò)小，都不能使用戶對(duì)其有一個(gè)整體的正確把握，從而造成用戶的操作失誤。

針對(duì)以上所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行研究。

2 設(shè)施開(kāi)關(guān)尺寸

2.1 對(duì)于設(shè)施開(kāi)關(guān)高度的計(jì)算

對(duì)于人體的測(cè)量如表（1）所示。得出人體臂長(zhǎng)和視高度。視高在此取其均值1642mm，臂長(zhǎng)去其均值334mm。

對(duì)于設(shè)施開(kāi)關(guān)系統(tǒng)整體尺寸的把握，從人的視覺(jué)功能進(jìn)行研究，用戶在使用照明設(shè)施開(kāi)關(guān)時(shí)最遠(yuǎn)的距離就是用戶的臂長(zhǎng)，而用戶的最佳視角則是在300以內(nèi)，如圖（4）用戶視角、視距和被觀察物體尺寸關(guān)系如下：

式中：為視角，用分（）表示；為被看物體上兩端的直線距離；為眼睛到被看物體的距離。由上式可知，當(dāng)角度（弧度值）比較小時(shí)，該角度的正切函數(shù)與角度（弧度）值近似相等，因此可以得出：

L取其用戶平均臂長(zhǎng)334mm，8取最佳視角300帶入得D=175mm，

H=h+D/2，其中H為設(shè)施位置高度，h為用戶平均視高，h取1642mm，將其帶入，H為1729.5mm。

2.2 對(duì)按鈕長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算

對(duì)沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)生進(jìn)行抽樣調(diào)查，調(diào)查對(duì)象500人，其中男性273人，女性227人，研究將壓力計(jì)，對(duì)每名調(diào)查對(duì)象進(jìn)行測(cè)試，將舒適度分為9個(gè)等級(jí)，即從-4到4。O為最佳舒適度，一4是因?yàn)橹笁毫^(guò)小而帶來(lái)的觸感度差，4為因指壓力過(guò)大而帶來(lái)的觸感度差。

查表得出按鈕的最小阻力值，如表（2）

根據(jù)公式F=fL，將最小阻力F2.8N帶入，將所測(cè)用戶指壓力f數(shù)值帶入得出力距L，經(jīng)計(jì)算得出表（3），由此得出指壓力f為1.12N，力距L為25mm時(shí)，用戶舒適度最佳。

由公式D=2L，D為按鍵尺寸長(zhǎng)度，L為力距，得出最佳尺寸D為50mm。

2.3 對(duì)按鍵寬度進(jìn)行計(jì)算

經(jīng)查找GB/10000-1988給出的中國(guó)成年人手部尺寸5項(xiàng)，食指寬度為21mm經(jīng)查表（4）得出控制器最佳間距為50mm。

單個(gè)開(kāi)關(guān)寬度計(jì)算根據(jù)公式hi=l，計(jì)算，其中h，為開(kāi)關(guān)寬度Il為食指寬度，得出h1=21mm，雙開(kāi)關(guān)寬度計(jì)算根據(jù)公式h2=211+12，計(jì)算，其中h：為雙開(kāi)關(guān)寬度l1為食指寬度，l2為控制器最佳間距，得出h2=92mm

3 設(shè)施開(kāi)關(guān)色彩選擇

色覺(jué)視野，人眼接收不同顏色所帶來(lái)的刺激反應(yīng)不同，所形成的視野也不同。視野由大到小依次為白、黃、藍(lán)、紅、綠。

合適的色彩組合是十分重要的，起到事半功倍的效果，如果辨認(rèn)延時(shí)超過(guò)50%，用戶就會(huì)增加35%的失誤。設(shè)施開(kāi)關(guān)起到的作用就是開(kāi)啟照明設(shè)施，所以無(wú)論是不是第一次進(jìn)入這個(gè)房間，無(wú)論白天黑夜，都應(yīng)該第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)照明設(shè)施開(kāi)關(guān)的存在，如表（2）所示。

得出結(jié)論，在白色墻面與白色開(kāi)關(guān)的前提下，用綠色作為背景色，達(dá)到清晰和醒目效果，方便于夜晚使用，在其表層加入夜光效果。

4 導(dǎo)視設(shè)計(jì)

研究對(duì)于開(kāi)關(guān)的導(dǎo)視研究分為兩個(gè)方向：

①設(shè)施開(kāi)關(guān)分布面與照明設(shè)施面處于平行狀態(tài)。在該狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)分布與照明設(shè)施——對(duì)應(yīng)，當(dāng)處于平行面時(shí)，將現(xiàn)實(shí)空間照明設(shè)施的排布與設(shè)施開(kāi)關(guān)排布高度切合，符合用戶的使用心理，避免誤操作如圖（3）所示。

②設(shè)施開(kāi)關(guān)分布面與照明設(shè)施面處于非平行狀態(tài)。因?yàn)樘幱诜瞧叫忻妫彰髟O(shè)施和照明設(shè)施開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)亂感，很難找到準(zhǔn)確而又符合使用習(xí)慣的排布，在該狀態(tài)下，對(duì)設(shè)施開(kāi)關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用平面圖紙的形式，對(duì)設(shè)施開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到平面地圖的效果，與現(xiàn)實(shí)照明設(shè)施排布契合。如圖（5）所示。

5 結(jié)論

①照明設(shè)施開(kāi)關(guān)設(shè)施整體尺寸高度D采用175mm，位置高度H為1729.5mm，長(zhǎng)度尺寸為50mm，單開(kāi)關(guān)寬度尺寸為21mm，雙開(kāi)關(guān)寬度尺寸為92mm。

②顏色選用綠色，和白色作對(duì)比色，提高開(kāi)關(guān)的醒目程度。

⑧照明設(shè)施開(kāi)關(guān)采用對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)空間原則，讓用戶通過(guò)分布圖，直觀找到照明設(shè)施開(kāi)關(guān)所對(duì)應(yīng)的照明設(shè)施。

④通過(guò)研究提供照明設(shè)施開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)和保護(hù)照明設(shè)施的使用壽命，降低能耗，節(jié)約用戶使用時(shí)間，增加工作效率，提高用戶的用戶體驗(yàn)。