建筑施工高处作业安全防护装备的人机工效优化与坠落防护研究

一、引言

随着城市化进程的加速，高层建筑、桥梁等大型建筑工程不断涌现，建筑施工高处作业的频率和规模显著增加 。高处作业因作业环境复杂、风险系数高，成为建筑施工安全事故的高发领域。据统计，高处坠落事故在建筑施工安全事故中占比高达 50% 以上，严重威胁施工人员的生命安全 。安全防护装备作为保障高处作业人员安全的最后一道防线，其性能和质量至关重要 。然而，当前部分安全防护装备存在人机工效差、防护效果不佳等问题，导致施工人员使用意愿降低，安全隐患增加 。因此，开展建筑施工高处作业安全防护装备的人机工效优化与坠落防护研究，对提升建筑施工安全水平具有重要的现实意义。

二、建筑施工高处作业安全防护装备应用现状

目前，建筑施工高处作业常用的安全防护装备主要包括安全带、安全网、安全帽、防护栏杆等 。安全带作为防止人员坠落的核心装备，通过与锚点连接，在人员发生坠落时限制其坠落距离，吸收坠落能量 。安全网则设置在作业面下方或周围，用于拦截坠落人员和物体，起到缓冲和防护作用 。安全帽主要用于防护高处坠落物对头部的伤害 。防护栏杆则在作业面边缘形成物理屏障，防止人员意外坠落 。但在实际应用中，这些装备存在诸多问题 。部分安全带设计不符合人体工程学原理，穿戴不舒适，长时间使用易导致身体疲劳；安全网的材质和安装方式不合理，影响防护效果；安全帽的透气性、减震性能不足，降低了施工人员的使用体验 。

三、安全防护装备的人机工效优化

（一）人机工效优化的重要性

人机工效优化旨在使安全防护装备与人体的生理、心理特征相匹配，提高装备的舒适性、便捷性和适用性 。优化后的装备能够减少施工人员因穿戴装备产生的身体疲劳和不适感，提高其工作效率和使用意愿，从而更好地发挥防护作用 。例如，舒适的安全带可以让施工人员在高处作业时更加灵活自如，避免因装备不适而分心，降低安全事故发生的概率 。

（二）优化要点与方法

基于人体测量学的设计：收集大量建筑施工人员的人体尺寸数据，包括身高、体重、肩宽、腰围等，以此为基础设计安全防护装备的尺寸规格 。例如，安全带的长度、宽度和调节范围应满足不同体型施工人员的穿戴需求，避免过紧或过松影响使用效果 。

材料选择与应用：选用轻质、透气、耐磨、阻燃的材料制作安全防护装备 。如采用新型高分子材料制作安全带，既保证强度又减轻重量；在安全帽内衬使用透气吸汗材料，提高佩戴舒适性 。

结构设计优化：改进安全防护装备的结构，使其更加符合人体运动规律 。例如，设计可调节的安全带肩带和腰带，能够根据施工人员的动作进行灵活调整；在安全网的安装结构上，采用快速连接、拆卸的方式，提高安装效率和稳定性 。

界面设计友好化：简化安全防护装备的操作流程，设计清晰易懂的使用标识和提示 。如在安全带的扣具上设置明显的操作指示，方便施工人员快速正确地穿戴和解开 。

四、高处作业坠落防护研究

（一）坠落防护原理

坠落防护主要基于限制人员坠落距离、吸收坠落能量和拦截坠落人员或物体的原理 。安全带通过与牢固的锚点连接，在人员坠落时迅速拉紧，限制其坠落距离，并通过安全带的缓冲装置吸收部分坠落能量，减轻对人体的冲击力 。安全网则利用其自身的弹性和强度，拦截坠落人员，将坠落能量分散，降低人员受伤程度 。

（二）坠落防护技术手段

锚固系统优化：确保安全带锚点的承载能力和稳定性，采用高强度的锚固件，并定期对锚点进行检查和维护 。同时，根据作业环境和人员活动范围，合理布置锚点位置，保证施工人员在作业过程中始终处于安全防护

范围内 。

缓冲技术应用：在安全带中采用缓冲绳、能量吸收包等缓冲装置，当人员坠落时，缓冲装置迅速启动，延长坠落制动时间，降低冲击力 。例如，新型的智能缓冲安全带能够根据坠落速度和力度自动调节缓冲力度，提高防护效果 。

安全网技术改进：研发高强度、高弹性的新型安全网材料，提高安全网的抗冲击性能 。改进安全网的编织工艺和连接方式，减少网体的破损率和漏洞 。同时，推广使用具有自检测功能的智能安全网，能够实时监测网体的状态，及时发现破损和异常情况 。

五、现存问题与改进对策

（一）现存问题

装备研发滞后：当前，安全防护装备的研发工作明显滞后，主要表现为研发投入严重不足，导致新技术和新材料的推广应用进程缓慢。这种状况直接影响了装备性能的提升，使得现有装备难以满足实际施工中的复杂需求，存在较大的安全隐患。

标准规范不完善：现有的安全防护装备标准规范存在明显的滞后性，部分内容已经与实际施工情况严重脱节。这不仅导致现有标准无法有效指导实际操作，还缺乏对新型装备和新兴技术的规范和指导，使得新型装备在实际应用中缺乏统一的标准支持。

施工人员意识淡薄：在实际施工过程中，部分施工人员对安全防护装备的重要性缺乏足够的认识。这种意识淡薄的现象导致他们在施工过程中存在不规范使用甚至不使用安全防护装备的情况，极大地增加了施工过程中的安全风险。

（二）改进对策

加强研发创新：为解决装备研发滞后的问题，必须加大对安全防护装备研发的资金和技术投入。鼓励企业积极与科研机构开展合作，共同推进新材料、新技术的研究和应用。例如，可以研发具备智能监测功能的安全防护装备，这类装备能够实时监测施工人员的身体状态和装备使用情况，及时发现并预警潜在的安全风险。

完善标准规范：针对现有标准规范不完善的问题，应及时修订和完善安全防护装备的标准规范。在修订过程中，应充分考虑实际施工需求和技术发展的最新趋势，增加对新型装备和技术的规范要求。同时，还需加强标准的宣贯和执行力度，确保各项标准能够得到有效落实，从而保障装备质量和使用规范。

强化安全教育培训：为提高施工人员的安全意识，必须加强对他们的安全教育培训。通过系统的培训课程，结合案例分析、现场演示等多种教学方式，使施工人员深刻认识到安全防护装备的重要性，并掌握正确使用装备的方法。只有这样，才能有效提升施工人员的安全防护能力，降低施工过程中的安全风险。

六、结论

建筑施工高处作业安全防护装备的人机工效优化与坠落防护研究是保障施工人员生命安全的关键。通过对安全防护装备进行人机工效优化，能够提高装备的舒适性和适用性，增强施工人员的使用意愿；加强坠落防护技术研究和应用，可有效降低高处坠落事故的发生概率 。未来，随着科技的不断发展，安全防护装备将朝着智能化、人性化的方向发展，为建筑施工安全提供更可靠的保障 。

参考文献

[1]许光.论建筑施工防坠落事故成因及管控措施[J].现代职业安全,2025,(03):36-38.

[2]孟帅.照明工程施工过程中的高处作业安全防护技术探讨[J].中国照明电器,2025,(02):169-171.

[3] 蔡文浩, 朱天乐. 装配式建筑施工安全管理对策分析[J]. 安装,2024,(11):8-10.