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1、,人体工程学与室内设计,目录,01,人体工程学的概论,如何产生,一门研究人与机械及环境关系的学说,机械的发展速度远远超过人体自身的进化速度。随着机械的发展，机械与人的关系得到重视。例子：二战飞机高度表，飞行员无法在短时间读出并判断三个数值的含义，导致关键时刻高度表无法发挥作用。一个人由荧光屏能接受到多少信息，人能否承受12倍的重力加速度等等。以往的任何科学都无法有效回答这些问题。人体工程学因此而诞生：,人体工程学的研究范围,（1）生理学：研究人的感觉系统、血液循环系统、运动 系统等；,（2）心理学：研究人的感觉、知觉、注意、错觉等各种心理活动的规律；,（3）环境心理学：研究人与环境的交互作用及
2、环境行为的特征及规律；,（4）人体测量学：研究人体特征，人体结构尺寸和功能尺寸及在设计中的应用规律。,人体测量-为研究人体工程学提供有关人体的心理特征和生理特征的数据。,人体测量的内容 A：形态测量：长度尺寸、体形、体积、体表面积等B：运动测量：动作范围、动作过程、形体变化等C：生理测量：疲劳测定、触觉测定、出力范围大小测定等,室内设计相关人体测量数据内容包括： 人体尺寸、人体活动空间、出力范围、重心等。,人体工程学的研究方法,1）人体测量数据的来源1962年中国建设科学研究院发表人体尺寸的研究 1989年中国成年人人体尺寸（GB100088）19891990年家具及室内活动空间与人体工程学研
3、究2）尺寸的分类构造尺寸 ：静态的人体尺寸，人体处于固定的标准 状态下测量的数据；功能尺寸：动态的人体尺寸，人在进行某种功能活动时肢体能达到的空间范围。3）人体尺寸的比例关系：根据身高的比例来推算人体其他的尺寸。,人体尺寸,4）人体尺寸的差异a 、种族差异b 、世代差异 1、无论男女，上年纪后身高均比年轻时矮；c 、年龄差异 2、伸手够东西能力不如年轻人；（设计时 应多注意如使用者为老年人等时应以优 先考虑。）d 、性别差异：在设计时如女性参与时，应适当偏重女性尺寸。e 、残疾人：适当考虑残疾人乘轮椅时的活动要求。5）百分位概念：百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分
4、比。百分位分布规律：大部分属中间值，只有小部分属于过大和过小值。常用百分位：第5百分位，第50百分位，第95百分位。,人体尺寸,6）人体尺寸的运用A、数据的选择：以设计对象（即使用人群）为重点。B、百分比的运用：以“够得着的距离，容得下的空间”为标准。a、由人体总高度、宽度决定的物体（门、通道、床等）以95百分比为依据，能满足大个子的需要，小个子自然没问题；b、由人体某一部分（臂长、腿长等）尺寸决定的物体应以第5百分位为依据，小个子够得着，大个子自然没问题；c、在安全等特殊情况下，可扩大百分位，达到1或99甚至100，如紧急出口、栏杆间距等；d、目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围时，可用5
5、0百分位，比如超市的结算柜台就要按平均的顾客建造，以适应大部分人的需要。,人体尺寸,C、可调节性：在条件、成本允许下，可考虑选择可调节的做法，扩大适用范围，满足大部分人的需求。E、设计中应分别考虑各项人体的尺寸。F、尺寸定义由于定义标准的不同会有误差，要根据具体对象作适当的标准调整。G、尺寸的衡量标准：舒适的标准、安全的标准。,人体尺寸,常用人体尺寸的测量练习,02,室内人体活动,人在工作时常用的姿势：站、坐、跪、躺。水平作业域：人在台面前，在台面上左右运动手臂作业 域而形成的轨迹范围。垂直作业域：指手臂伸直，以肩关节为轴作上下运所形成的范围。,最大作业域 水平作业域又分为 通常作业域摸高(注
6、：如需眼睛引导时，架子的高度不 得超过男150160cm,女140150cm) 垂直作业域决定了拉手：办公室用100 cm ，一般家庭用8090cm。,作业域,影响作业域的因素：1、活动空间内是否有工作用具。2、须保持一定的活动行程3、手是否持有载荷或需移动荷载。4、目标的最佳位置。（二）人体的活动空间（作业空间）人体本身随着活动的需要而移动位置，这种姿势的变换和人体移动所占用的空间即构成人体活动空间。影响活动空间的因素：A、动作的方式静止还是动态；B、各种姿势下工作的时间；C、工作的过程和用具：额外附加的设备会占用空间；D、服装：随时间地点季节的变化，服装余量会有很大不同；E、民族习惯。,作
7、业域,建筑与室内设计要考虑:人体的生理空间，包括人体空间、家具空间、人和物的活动空间；其他空余空间由人的心理因素决定，称为心理空间；生理和心理空间之和即为完整的室内空间。,人体活动空间与室内空间的关系,（1）为确定空间范围提供依据；,（2）为家具设计提供依据,（3）为确定感觉器官的适应能力提供依据；,人体工程学在设计中的运用,03,人体工程学与家具设计,Herman Miller Aeron 座椅1994年，Herman Miller 在椅子设计得到一个新的突破-革新地设计出Aeron 网椅，并获得了欧洲家具工业研究协会（FIRA）颁发的人体工程学优秀奖，该奖是欧洲人类环境改造学的最高奖项。现
8、在，这张Aeron椅子作为永久展品陈列在纽约现代艺术博物馆中。京 东 价： ￥8761.00,根据家具与人体的关系，可把家具分为建筑类家具和人体类家具两类。建筑类家具：与人体接触时间少的工具柜、货柜、展柜、衣柜、餐柜、电视柜、酒柜等收纳柜类家具；人体类家具：与人体密切相关的直接影响人的健康与舒适性的家具,主要包括椅、桌、操作台与床等。不管是哪类家具与要根据人体的尺度和人体生理特征进行设计。,人体工程学与家具设计,人体操作空间和设施尺度要以立姿上肢活动空间尺度为依据。,立姿近身空间,作业台等水平面作业空间尺度如图所示。办公桌、仪器仪表控制台等空间尺度的设计要以此空间尺度作为依据。,人体水平面作业
9、空间尺度,收纳柜（架）的设计要考虑人体身高来设计，可根据国家人体尺寸标准，按照人体尺度使用原则来确定设计尺度。右图是收纳空间的尺度划分，可作为设计时的参考。,收纳空间尺度划分,立姿操作最佳位置,建筑类家具以及门等的拉手位置要设置在最省力的位置，最省力的位置也就是能发出最大操作力的位置。,省力操作位置,右图是5%百分位计算的坐姿近身空间尺度。从图中可知抓握式操作的抓握半径男性为65cm, 女性为58cm。,人体坐姿抓握空间尺度,坐姿近身空间尺度,作业面的高度对作业效率及肩、颈、背和臂部的疲劳影响很大。一般情况下使小臂保持水平或稍向下倾的作业面高度为最佳。单手作业时一般在肘下5-10cm为佳。而坐
10、姿时的作业面高度随座椅高而变化。总的原则是保持作业时小臂水平或向下倾。表6-1是站姿和坐姿时的作业面高参考值(cm) 。,作业面高度,（一） 人体坐姿与座椅设计1、人体坐姿生理特征人的最自然的姿势是直立站姿,直立站姿时脊柱基本上是成S形的(如图所示)。不过,与直立站姿相比,坐姿有利于身体下部的血液循环，减少下肢的肌肉疲劳，同时坐姿还有利于保持身体稳定。但是由于坐姿时，骨盆向后方倾转，因而使背下端的骶骨也倾转，使脊柱由S形（正常形）向拱形变化(见右图)，这样使脊柱的椎间盘受很大压力，而导致腰痛等疾病。坐面设计不妥，会使大腿受压迫，阻碍下肢的血液循环,造成下肢麻木。,站姿（左）和坐姿（右）时脊柱的
11、形状,S形,弓形,人体类家具设计,研究表明,第三和第四腰椎间所受的压力最大，若将人体直立时第三和第四腰椎之间所承受的压力定为100，则其它不同姿势状态下的相对压力如图所示。 因此，坐姿对下半身（下肢）有利，而对上半身无利。且设计座椅时，考虑人体姿势是及其重要的。,腰椎间盘的相对内压力,座椅设计时应考虑的因素很多，概括起来有以下几点： （1）座椅的形式及尺度和它的用途相关，即，不同的用途 应有不同的座椅形式和尺度。 （2）应根据人体测量数据进行设计。 （3）身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担，休息时腰背 部也应承担重量。 （4）减少大腿对椅面的压力 （5）应设计靠背、腰部支撑和扶手 （6）应能自
12、由地变换身体位置 （7）椅垫要有一定厚度，硬度和透气性，确保体重能均匀 地分布于坐骨结节区域。,座椅设计,人体上半身分头、胸（胴）和臀部。站立时，以上三部分的重力方向基本上是重合的。而卧姿时，三重力方向则是平行的（图6-22a），分别对脊柱产生弯曲作用。如果支撑人体的垫子很软时，重的身体部分（臀部）下陷就深，轻的部分则下陷小，这样使腹部相对上浮造成身体呈W形，使脊柱的椎间盘内压力增大， 结果难以入睡。如果床垫太硬，背部的接触面积减小（图6-22 b），局部压力增大，背部肌肉收缩增强，也会使人不舒适。因此，床垫软硬必须合理。,寝具设计,1、枕头高度枕头高度也是影响睡眠的因素之一。从大量研究资料归
13、纳看：枕头高度约68cm为最佳。为了调节枕高，最好有二个枕头，一厚一薄。这里所说高度是指下沉后的高度，而不是头部没枕下时的高度。因此与褥子还有关系。最好根据被褥而更换枕头。身体、床和枕头三者是相互关联的。 2、枕头的材料中国和日本人自古以来喜欢荞麦壳枕头，因为这些材料的皮肤触感、弹性、散热性、透气性都很好。有些地方用谷壳与荞麦壳混和，对头皮稍有按摩作用，增加睡眠舒适感。西方人喜欢用羽毛枕，木棉次之。羽毛和木棉也具有良好的皮肤触感和散热，弹性及透气性能。,枕头,（）床宽研究发现，人处于将要入睡的状态时床宽需要约50cm，由于熟睡后需要频繁地翻身，不论是软床还是硬床，翻身所需要的幅宽约为肩宽的2.
14、53.0倍。 通过脑波（EEG）观测睡眠深度与床宽的关系。发现床宽的最小界限应是70cm。比这宽度再窄时，翻身次数和睡眠深度都会明显减少，影响睡眠质量，使人不能进入熟睡状态。床宽小于50cm时，翻身次数减少约30，睡眠深度受到明显影响,床宽对睡眠深度的影响（垂直轴为脑波成分脑波成分的比， 波成分越多，说明睡眠越深）,床的尺度,在长度上，考虑到人躺下时肢体的伸展，所以床的长度要比人的最大高度要多一些，如图所示。,床的尺度,常用尺寸,04,心理、行为与空间环境,人离不开环境，不论是工作，家庭事务还是休息，都需要一个适宜的环境，否则将会影响工作和休息效率与质量，影响身心健康。因此人体工程学的任务之一
15、就是要使人与环境协调，使整个系统达到一个合理的状态。 （一） 环境行为的特征环境、行为和需求施加给人的往往是一种综合作用。人的行为受人的需求和环境的影响。 人与环境的交互作用主要表现为环境刺激和相应的人体效应。人体外部感觉器官受到外部环境因素刺激后会出现相应的反应，例如，当人受到强烈的太阳光刺激时，人的眼睛会自动调节闭合，以适应环境（明适应）。当人们进入黑暗的地方，人的眼球又自动调节闭合（暗适应）。掌握人与环境的交互作用关系，对于合理设计和利用环境具有指导意义。 基本模式,环境刺激,需求欲望,行为反应,人与环境,人类具有许多适应环境的本能性行为，它们是在长期的人类活动中，由于环境与人类的交互作用而形成的，这种本能称为人的行为习性。下面介绍一些常见的人的行为习性。 1、 抄近路习性为了达到预定的目的地,人们总是趋向于选择最短路径,这是因为人类具有抄近路的行为习性。因此在设计建筑、公园和室内环境时，要充分考虑这一习性。如下图所示，左侧可设计一条通道，如果没有通道，人们可能会从草地穿行而走出一条小路；而右侧设计成自行车停车场则可防止抄近路。这就是在进行室内及建筑设计时，考虑并顺应了人的习性来进行设计，否则会给人带来烦恼和不便。,
