人機工程學(也稱為人體工程學),起源于20世紀40年代,是一門跨越不同學科領域、應用多種學科的原理、方法和數據發展起來的新興邊緣學科。該學科是“人體科學”與“工程技術”的有機結合,它運用人體測量學、生理學、心理學等科學的研究手段和成果,將人體特性、能力和活動限度等方面的數據用于系統及其所處環境的設計中去,使操作者能安全、舒適和高效率地工作。人機工程學研究的就是“人-機-環境”系統中三個要素之間的相互作用關系,它決定著系統總的性能,也就是常說的“人性化設計”。


  隨著工程技術水平的不斷發展,人性化設計(humanization design)理念、內涵開始越來越多地運用到配管設計中。有的工程公司形成了詳細系統的配管人性化設計規程,作為施工圖紙文件的強制性審查內容。配管人性化設計是在滿足配管基本技術要求的基礎上,使設計與人體相適應,減少人的不適應性和負擔,使人與工廠配管系統結合更加優化,使配管更加適合施工人員、運行人員及檢修人員的要求。人性化設計重視作業人員的生理、心理特性,為作業人員構建安全、舒適和高效的操作環境,使作業人員的操作簡便省力、迅速準確、安全舒適,充分發揮效能,提高整個系統的效益和質量。配管人性化設計一般包含:作業空間可操作性設計;作業強度人性化設計;作業安全人性化設計。


 人性化設計還有:作業人員有可能接觸位置的防燙傷(防凍傷)設計,噪聲消聲器遠離作業人員的設計,排放廢氣遠離作業人員的設計,需人工清掃的大口徑不銹鋼管上每隔一定距離設置人孔的設計等。本章節主要介紹人員可操作性設計。


  在設計過程中,通常用5%、50%、95%三種百分數來確定設計尺寸范圍。5%是指有5%的人體測量尺寸小于此值,而95%的人大于此值;50%則表示50%的人體測量尺寸大于此值,而50%的人則小于此值,按這種尺寸進行設計,只能滿足50%的人的使用要求;95%是指有95%的人體測量尺寸均小于此值,而有5%的人體測量尺寸大于此值。


  在設計中不能一律以平均值作為依據,而應就具體情況而定,為了確保至少適合95%使用者的使用要求,應采用5%和95%的數據。以下數據建立在典型的歐美數據基礎上,比我國的人體尺寸略大一些。通常裝置的設計壽命為15~20年,有的裝置甚至操作更長的時間,考慮到年輕一代身高迅速增高的事實,在設計中采用這些數據基本是可行的。成年男子的人體測量數據見圖2.74和表2.14。



  在確定設備周圍環境和空間距離時,要用95%的人體測量數據作為確定依據。例如,對于平臺凈空高度設計,要考慮95%的操作員在平臺上通過時不會撞到頭。95%的人身高為1855mm,再加上鞋底和安全帽的高度,要求平臺高度不得小于2100mm(國內有的規范規定為2200mm。筆者在參與設計規范最嚴格的沙特阿美公司不銹鋼配管設計時,其規范要求最小凈空高度為2030mm)。