人体工程力学

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1、人体工程学的定义：人体工程学的定义：是研究人及相关的物体，系统及其环境，使其符合人体的生理、心理 及解剖学特性，从而改善工作和休闲环境，提高舒适性和效率的 边缘学科 人人 指作业者和使用者。人的心理特征、生理特征以及人适应的装备和环境的能力都是重要 研究内容。 机机 指机器 包括人操作使用的一切产品和工程系统。其能适合人类的行为习惯，符合人们 的身体特征，是这门学科研究的重要内容。 系统系统 指人体工程学研究的是一个互相作用和互相依存的系统。他是人体工程最重要的概 念和思想，要从系统的高度来分析研究人 机 环境 三个要素之间的关系。 人体工程学是研究系统中人与其他要素的互相关系的科学，是关于如

2、何实现人与整个系统 最优化的理论、数据及设计方法的科学。 研究方法研究方法 实测法实测法：借助于仪器设备进行实际测量的方法，主要包括对人体尺寸的测量（人体形态测 量人体长度尺寸 体形 体积 体表面积和运动测量主要测定关节的活动范围和肢体的活动空 间如动作范围 动作过程 形体变化和皮肤变化等） 、人体生理参数的测量（人的生理指标测 定 人体疲劳跟工作环境好坏 生理指标来反应 如心率 呼吸 肌电图 血压 脑波 闪频值 等 来分析环境和家具设计尺度参数对人体疲劳负荷影响 从而研究最佳方案）以及环境参 数的测量。 实验法实验法 观察法观察法 分析法分析法 调查法调查法 模拟和模型试验法模拟和模型试验法

3、 计算机数值仿真法计算机数值仿真法感觉定义感觉定义感觉是指人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。 感觉分类感觉分类：外部感觉外部感觉 主要包括于视觉 听觉 味觉 嗅觉 肤觉 合称为五大感觉 内部感觉内部感觉 反映我们自身各部分内在现象感觉 如运动觉 平衡觉等 感觉的基本特征感觉的基本特征 适宜刺激 感觉适应 感觉阈限 感觉对比 感觉补偿 余觉 知觉定义知觉定义 知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物整体的反映 是对感觉信息的组织和解释的过 程 日常生活中我们通常是以知觉来反映事物 知觉分类知觉分类 空间知觉 时间知觉 运动知觉 知觉的基本特征知觉的基本特征 选择性 整体性 理解

4、性 恒常性 错觉 视觉现象视觉现象 视觉适应视觉适应 人在亮处进入暗处时要经过 5 到 7 分钟才能渐渐看见物体 大约到了 30 分钟才 能完全适应 此现象称为暗适应 反之明适应 时间较短 大约一分钟就可完成 眩光眩光 视觉残像视觉残像 向光性向光性 肌肉系统是人体运动系统的动力 他包括骨骼肌 心肌和平滑肌三种类型 肌肉的基本机能就是将生物化学能转化为机械位能或动能 肌力是肌纤维收缩力之和 肌肉施力可分为动态施力和静态施力两种方式 动态施力动态施力时 肌肉有节律地收缩、舒张 促 进血液循环加速 肌肉获得足够的糖分和氧分 并能够迅速排除代谢废物；静态施力静态施力时，收 缩的肌肉压迫血管 组织血液

5、进入肌肉 导致肌肉无法从血液中获得糖分和氧分的补充，代 谢废物不能迅速排除 环境行为概念环境行为概念 人与环境之间是交叉作用的 环境的刺激会引起人相应的生理和心理效应 而这种人体效应 会以外在行为表现出来 我们称之为环境行为 环境行为的特征环境行为的特征 客观环境 自我需求 环境制约 综合作用室内环境中人的常见心理人际距离分为四种室内环境中人的常见心理人际距离分为四种：亲密距离（0 到 45CM） 个人距离（45 到 120） 社会距离（120 到 360）和 公众距离（）360） 人的行为习性人的行为习性 抄近路习性 识途性 左侧通行性 左转通行性 左转弯习性 从众与向光性 聚集效应 人的行

6、为模式人的行为模式 人在环境中的行为是具有一定的特性和规律的，我们将这些特性和规律进行概括和总结， 使其模式化 便得到了人的行为模式 秩序模式 流动模式 分布模式 状态模式 天然采光天然采光 就是在室内空间中 通过不同形式的窗户以及建筑构件利用天然光线 使室内形成一个合理 而舒适的光环境 人工照明人工照明 就是利用人造光源的特性 通过灯具造型设计和分布设计 形成特定的人工光环境 显色性显色性 显色性最好的就是日光 八十以上的显色指数为良好 50 到 79 为一般 50 一下为差 色温色温 人们用黑体加热到不同温度所发出的不同光色来表达光源的颜色 称为光源的固有颜色温度 5000 感觉冷 330

7、0 到 5000 为中间 3300 为暖 色彩感觉 :温度感 距离感 大小感 醒目感 性格感 疲劳感 噪音噪音 定义：噪音是在一定环境下不应该有的声音，即干扰声。 噪音对人的影响（生理，心理，及作业） 听力损失 对神经系统影响 对心血管影响 对消化系统和内分泌系统影响 对 作业效率影响 对语言交流影响 对睡眠影响 对视力影响 回音回音 由声源直接传入耳朵的声音和由于墙体等反射后传入耳朵的声音在时间上会产生差异，这 时就会可能出现回音现象。如果时差在一米每秒（距离约 17M） ，就木回音现象了。 混响混响 指声源切断后，声音在室内还能保留一段时间的现象。T=0.6V/A V 室容积 A 吸音力

8、T 混响时间/S 噪音控制噪音控制 三方面入手 声源(最有效，远离声源，在工厂改进生产工艺和操作方法) 声音传递过程 （布局合理，采用消声、隔声、吸声等局部措施） 声音接受者（个人防护）避免回音：避免回音： 增加室内吸音效果 吸音材料 使墙壁等室内构成形状设计合理 抛物面等特殊造型 避免大规模的长方形平面和对称平面 在声源和收音点之间，所有声音的路线差应控制在 17M 以下 触觉与室内环境触觉与室内环境 触觉是皮肤受到机械刺激而引起的感觉。是人们获得空间信息的主要感觉渠道，通过它可 辨别物体大小 形状 软硬 冷热等对人体直接接触的家具或室内配件表面，选择体感好的材 料，接触皮肤位置要保持光滑，

9、无刺伤，触痛的危险。触觉对盲人很重要，道路边缘、建 筑物入口、楼梯第一步和最后一步等应为盲人提供提示块。 人体测量定义人体测量定义 人体测量学是用测量方法研究人体特征的一门科学。 人体功能尺寸人体功能尺寸 过道宽度设计，要考虑人走路摇摆五到六米，至少离墙壁五 CM，所以一个人的过道宽度 为 70 厘米。 百分位的运用百分位的运用 最大原则 IIA 型 容得下距离 如 过道 床长 最小原则 IIB 型 够得着距离 设计站着或坐着高度 上层书柜 平均原则 III 型 最佳范围 如门铃 把手 电灯开关高度 可调节原则 I 型 可添加一个调节尺寸 如升降椅子 可调节高度隔板；尺寸百分位选择原则尺寸百分

10、位选择原则 1.一般产品，大小百分位数分别选用 P95 或 P5，或酌情选用 P90 或 P10 2.涉及人体健康、安全的产品，大小百分位数分别选用 P99 或 P1 或酌情使用 P95 或 P5 3.成年男女通用的产品，大百分位选用男性 90 95 99 小百分位数选用女性 10 5 1 4.III 型产品设计选用男女 P50 百分位数的平均值室内设计中常用人体尺寸及应用室内设计中常用人体尺寸及应用 身高 指人身体直立 眼睛向前平视时从地面到头顶的垂直距离 眼睛高度 是指人身体直立、眼睛向前平视时从地面到内眼角的垂直距离。 肘部高度 是指从地面到人的前臂与上臂接合处可弯曲部分的距离 挺直高度

11、 直人挺直时坐着 从座椅表面到头顶的垂直距离 正常坐高 指人放松坐着时 从座椅表面到头顶的垂直距离休息平面大约应该低于 肘部高度 2.538 厘米室内空间分类室内空间分类 行为空间行为空间 行为空间如厨房的工作通道至少 107 厘米宽，多用户时至少 122 厘米宽 生理空间生理空间 如视觉上需要满足采光条件的窗户大小，嗅觉和呼吸所要求的通风口大小等。 心理空间心理空间 以上三种空间关系是密不可分，互相浸透，互相作用的。 生理与心理空间空间尺度的调节空间尺度的调节 形成大与小的对比 局部划大为小，如地板 空间延伸的处理 色彩和图案的调节 ，小空 间使用统一色彩，大空间色彩可活跃点 线条的分隔使用

12、 案例分析 101 页 拜放家具的几条原则 1.两个较高的家具之间，一般应有六百到七百五 MM 的间隔 2.两个矮家具之间，一般需要 450MM 3.双人床两侧，应留有 400 到 600 的空间 4.椅位背置于房间中部时，与墙面距离应大于 700MM 有人端器物走的话，应加之 780MM办公室中人的行为与空间的性质办公室中人的行为与空间的性质 对个人空间的需要 对人际距离的需要 恰当的位置关系 观赏行为与特征观赏行为与特征 驻留-走动-聚集-分散 观赏行为特征观赏行为特征 秩序特征 流动性特征 分布特性 观赏习性观赏习性 1.求知性 动机之一 观众不熟悉的东西 2.猎奇性 人的行为本能 展品

13、有特色 能吸引观众 3.渐进性 人对知识求知是一个渐进的过程，要求展品的选择有一个完整的，而在展示时 则分段或分区按一定的秩序布展 4.抄近路 人的行为本能 少迂回，不然观众会绕道而行不看展品 5.向左拐和向右看展品陈列次序最好从左往右，展品的序言最好设置在入口的左端 6.向光性 人的本能 避免眩光 展列背景可暗些座椅设计的基本原则座椅设计的基本原则 一. 座椅的形式和尺度和它的用途有关 二. 应根据人体测量数据进行设计 三. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担 坐势要有一定的厚度 硬度和透气性 有助于将 人体重量的压力分布于坐骨结节区域 休息时腰背部也应承担 重量 四. 座椅对人体有足够的支

14、撑和稳定作用 尽量减少大腿对椅面的压力 五. 应设计腰部支撑和适当的靠背以降低背部紧张度 六. 应能方便地变换身体姿势 并能 防止滑脱 座椅的基本功能尺寸分析 P145项目类别 坐倾角 背倾角 必要支撑点 工作用椅 0 到 5 100 腰靠 轻工作用椅 5 105 肩靠或加腰靠 小憩用椅 5 到 10 110 肩靠或加腰靠 休息用椅 10 到 15 110 到 115 腰靠、肩靠、或加颈靠带枕躺椅 15 到 25 115 到 123 同上 工作椅子案例分析和设计要点工作椅子案例分析和设计要点 主要用于各类工作场所，设计时要考虑座椅的舒适性和方便性，稳定性。腰部应有适当的 支持，重量均匀分布于坐

15、垫上；还要适当考虑人体的活动性，操作的灵活性和方便性。工 作椅分为轻型工作椅、办公椅和会议椅。 办公椅子其特点是座面倾角稍大，约 2 到 5 度，靠背倾角约 110 度，靠背能支撑上身休息。现在办公椅子最大特点是靠背随着倾角的变化能自动上下移动，保证任何姿势状态下腰部 支撑处于最佳位置。 工作椅最好保证靠背倾角、座面倾角和座面高度等的随意调节，这才是现代办公椅所要求 的，以适应不同的使用者。 另外人体总是不断活动，活动能减少局部肌肉的持续收缩，减少椎间盘内压力。所以工作 椅的设计关键是如何适应人体不断变换的姿势。 设计要点 1 结构形式尽可能与坐姿工作的各种操作相适应。使工作者保持舒适和稳定。 2 座高和腰靠最好是可调的（从女子第 5 百分位到男子 95 百分位） ，最好可无级调节。 3 可调部分的结构必须可靠安全 4 各种外露部件必须圆滑过渡，不可伤害使用者。 5 腰靠设计有一定的弹性和足够的刚性，倾角不能超过 115 度 6 一般不设扶手，要设的话必须保证高度舒适和安全性，不能妨碍工作 7 座椅材料应耐用 无毒等。腰靠、座面和辐射 要柔软、防滑、透气性好