人体工程学与室内设计大学精品课程课件.ppt
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1、目录01人体工程学的概论02室内人体活动03人体工程学与家具设计04心理、行为与空间环境05作业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)生理学:研究人的感觉系统、血液循环
2、系统、运动 系统等;系统等;(2)心理学:研究人的感觉、知觉、注意、错觉等各种)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;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环境行为)环境心理学:研究人与环境的交互作用及环境行为 的特征及规律;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)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。尺寸及在设计中的应用规律。人体测量人体测量-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。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。人体测量的内容人体测量的内容 A:形
3、态测量:长度尺寸、体形、体积、体表面积等: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: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: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: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)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) 19891
4、990年家具及室内活动空间与人体工程学 研究2)尺寸的分类)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:)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)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
5、残疾人乘轮椅时的活动要求。5)百分位概念:)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)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
6、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50百 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
7、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: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: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)(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
8、的空间即构成人体活动空间。 影响活动空间的因素: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;)为确定空间范围提供依据;(2)为家具设计提供依据)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)为确定感
9、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。体类家具两类。 建筑类家具建筑类家具:与人体接触时间少的工具柜、货柜、展:与人
10、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、衣柜、餐柜、电视柜、酒柜等收纳 柜类家具;柜类家具; 人体类家具人体类家具:与人体密切相关的直接影响人的健康与:与人体密切相关的直接影响人的健康与 舒适性的家具舒适性的家具,主要包括椅、桌、操作台主要包括椅、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。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人体操作空间和设施尺度要以立姿上肢活动尺度要以立姿上肢活动空间尺度为依据。空间尺度为依据。立姿近身空间 作业台等水平面作业空间作业台等水平
11、面作业空间尺度如图所示。办公桌、仪器尺度如图所示。办公桌、仪器仪表控制台等空间尺度的设计仪表控制台等空间尺度的设计要以此空间尺度作为依据。要以此空间尺度作为依据。 人体水平面作业空间尺度 收纳柜(架)的设收纳柜(架)的设计要考虑人体身高来计要考虑人体身高来设计,可根据国家人设计,可根据国家人体尺寸标准,按照人体尺寸标准,按照人体尺度使用原则来确体尺度使用原则来确定设计尺度。右图是定设计尺度。右图是收纳空间的尺度划分,收纳空间的尺度划分,可作为设计时的参考。可作为设计时的参考。收纳空间尺度划分 立姿操作最佳位置立姿操作最佳位置 建筑类家具以建筑类家具以及门等的拉手位置要及门等的拉手位置要设置在最
12、省力的位置,设置在最省力的位置,最省力的位置也就是最省力的位置也就是能发出最大操作力的能发出最大操作力的位置。位置。省力操作位置 右图是右图是5%百分百分位计算的坐姿近身位计算的坐姿近身空间尺度。从图中空间尺度。从图中可知抓握式操作的可知抓握式操作的抓握半 径 男 性 为抓握半 径 男 性 为65cm, 女性为女性为58cm。人体坐姿抓握空间尺度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。单手作业时般情况下使小臂保持水平或稍向下倾的作
13、业面高度为最佳。单手作业时一般在肘下一般在肘下5-10cm为佳。而坐姿时的作业面高度随座椅高而变化。总的为佳。而坐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是站姿和坐姿时的作业面高参考值参考值 。 作业类型站姿坐姿(因椅高而变化)男女男女精密作业(如钟表装配)98-10893-10395-10589-95轻型装配或写字88-9383-8874-7870-75重荷作业73-8868-8369-7266-70作业面高度S形形弓形弓形人体类家具设计 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
14、来有以下几点: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)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。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。)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)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。部也应承担重量。(4)减少大腿对椅面的压力)减少大腿对椅面的压力(5)应设计靠背、腰部支撑和扶手)应设计靠背、腰部支撑和扶手(6)应能自由地变换身体位置)应能自由地变换身体位置(7)椅垫要有一定厚度,硬
15、度和透气性,确保体重能均匀)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。地分布于坐骨结节区域。 座椅设计 人体上半身分头、胸(胴)人体上半身分头、胸(胴)和臀部。站立时,以上三部分的和臀部。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姿时,三重力方向则是平行的(图(图6-22a),分别对脊柱产生弯),分别对脊柱产生弯曲作用。如果支撑人体的垫子很曲作用。如果支撑人体的垫子很软时,重的身体部分(臀部)下软时,重的身体部分(臀部)下陷就深,轻的部分则下陷小,这陷就深,轻的部分则下陷小,这样使腹部相对上浮造成身体呈样使
16、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,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,结果难以入睡。如果床垫太硬,背部的接触面积减小(图背部的接触面积减小(图6-22 b),局部压力增大,背部肌肉),局部压力增大,背部肌肉收缩增强,也会使人不舒适。因收缩增强,也会使人不舒适。因此,床垫软硬必须合理。此,床垫软硬必须合理。 寝具设计 枕头高度也是影响睡眠的因素之一。从大量研究资料归纳枕头高度也是影响睡眠的因素之一。从大量研究资料归纳看:枕头高度约看:枕头高度约68cm为最佳。为了调节枕高,最好有二个枕为最佳。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
17、后的高度,而不是头部头,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。枕头。身体、床和枕头三者是相互关联的。 中国和日本人自古以来喜欢荞麦壳枕头,因为这些材料的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。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
18、和木棉也具有良好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。的皮肤触感和散热,弹性及透气性能。枕头 ()床宽()床宽 研究发现,人处于将要入睡研究发现,人处于将要入睡的状态时床宽需要约的状态时床宽需要约50cm,由,由于熟睡后需要频繁地翻身,不论于熟睡后需要频繁地翻身,不论是软床还是硬床,翻身所需要的是软床还是硬床,翻身所需要的幅宽约为肩宽的幅宽约为肩宽的2.53.0倍。倍。 通过脑波(通过脑波(EEG)观测睡眠)观测睡眠深度与床宽的关系。发现床宽的深度与床宽的关系。发现床宽的最小界限应是最小界限应是70cm。比这宽度。比这宽度再窄时,翻身次数和睡眠深度
19、都再窄时,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。床宽小于人不能进入熟睡状态。床宽小于50cm时,翻身次数减少约时,翻身次数减少约30,睡眠深度受到明显影响睡眠深度受到明显影响 床的尺度床的尺度常用尺寸常用尺寸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就是要使人与环境协调,使整个系统达到一个合人体工程
20、学的任务之一就是要使人与环境协调,使整个系统达到一个合理的状态。理的状态。 (一)(一) 环境行为的特征环境行为的特征 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
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