建筑安全：楼梯设计的安全人机工程分析

　　1  前 言

　　人机工程学是研究人与系统中其它因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的科学[l~3]。传统的机械设计以设计产品为主要目标，更多地考虑产品本身功能的实现，虽然也或多或少地涉及了人的因素，但主要是考虑如何让人适应机器，而没有把人作为没计的-个目标，没有规范化地考虑人的因素[4]。在电视或报纸上关于学校教学楼踩踏事件的报导屡见不鲜，虽然这些事故很大程度上是由于人的不安全行为所引起，但客观上的因素我们不能置之不理或将其忽视。楼梯是联系不同楼层的交通枢纽，所以设计符合人的生理特征,心理特性的楼梯,不仅能使其功能得到充分的发挥,而且也能确保楼梯的安全度,提高其宜人性。因此,对楼梯进行安全人机工程的分析很有必要,也有其实际意义。

　　2  楼梯的基本部分

　　2.1  楼梯的类型

　　人的动觉是对身体运动及其位置状态的感觉,它与肌肉组织、肌腱和关节活动有关[5]。动觉的改变破坏了原有的身体位置、运动方向、速度大小等的平衡,人就要重新建立新的平衡,在新的平衡建立的过程中人的运动速度必然变缓。楼梯是解决不同楼层之间垂直联系的交通枢纽,其应该有足够的疏散能力,满足安全,防火等的要求【6】。因此,建筑的楼梯应尽可能避免破坏以上平衡.建筑楼梯应采用直行形式，如直跑楼梯、对折的双跑楼梯或成直角折行的楼梯等 ，不宜采用弧形梯段或在半平台上设置扇步。

　　2.2  踏步宽、踢面高

　　确定踏步宽，踢面高时要综合人的行为习惯和人体相关尺寸。踏步太宽，踢面过低就会使人踏大步[7]，人在上下楼梯时容易产生疲劳,造成人能量的浪费;踏步过窄,踢面过低,会产生以下两种情况:一是,增加梯级的级数从而提高脚的移动次数使人容易产生疲劳;二是,人在这种情况下会习惯性的一步踏多级不仅使人容易产生疲劳而且下楼时易造成人踏空而跌倒致使人员伤亡。

　　踏步的宽主要与人的足长有关设计时足长的百分位取男性95.有关国家标准公布的人体数据是在裸体或单薄内衣的条件下测得的，测量时候不穿鞋，因此有

　　S = Sa +  Sb

　　S---最小功能尺寸        Sa--第a百分位人体尺寸     Sb--尺寸修正量[8]

　　同时在取足长修正量时基于人足全部在踏面上时脚就可按照人的日常行为活动，鞋前端与后端总的修正量S=30-38mm所以足的修正量Sb足取15-19mm，由此可得Sa=260-270 mm, S足为275-289mm。踏步宽L=S足。梯级的高度(踢面高)一般为127-200mm ，最佳为165-178mm[8] 。

　　2.3  楼梯的宽度

　　梯宽主要取决与人的肩宽和人流量的大小。在设计楼梯的梯段宽时人的肩宽的百分位数取95男性的肩宽设为H1。在此称一人的肩宽修正的尺寸为一股人流的距离。在设计楼梯的宽度时不仅要考虑人能轻松通过,还要设计安全功能距离即预留的应急宽度设为H2(如为了在发生火灾时方便人能进行各种救火操作而设置的宽度)。因此,楼梯的宽度可按以下公式计算

　　H=nH1+H2

　　此外, 不同建筑类型的建筑按楼梯的使用性质需要不同的梯段宽,如公共建筑都不应少于2股人流距离,楼梯梯段宽度公共建筑不小1500mm；居住建筑不小于1200mm[6]。

　　2.4  踏步防滑

　　踏步的防滑一般只针对于踏步表面较光滑的楼梯而言如右图水磨石面的楼梯就需要进行防滑设计.从照片上可以很明显的看到其采用的是条纹防滑，但其是内凹条纹，而从防滑的角度来说内凹条纹根本起不到什么防滑的作用，只是起到些许美学效果。对于梯面的防滑即经济又有明显防滑效果的防滑措施就是凸条纹防滑.此外，设置外凸条纹还需考虑设置的条纹不应使人感觉到强烈的凸感，让人感到不适.也就是说设置的条纹要宜人.因此,条纹凸起高度应取刚好不使人有明显凸感的高度.

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