人体工程学与室内设计大学精品课程课件.ppt

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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

2、及环境行为 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

3、人体工程学 研究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

4、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 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

5、； 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

6、 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： 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

7、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；,（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

8、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

9、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

10、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

11、，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

12、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

13、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

14、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2.53.0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

15、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,

16、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。,人的行为习性,2、识途性 人们在进入某一场所后，

17、如遇到危险（如火灾等）时，会寻找原路返回，这种习性称为识途性。在大量火灾事故现场调查发现，许多遇难者因找不到安全出口而倒在电梯口，因为他们是从电梯口来的，所以遇到紧急情况原路逃离，可是在电梯口又没有安全出口，因为紧急情况下，电梯是自动关闭的。特别是在慌张之际，人更表现出识途习性的行为。因此在设计室内安全出口时，要尽量设在入口附近，并且要有明显的位置和方向指示标记。,3、左侧通行习性 在人群密度较大（0.3人/m2以上）的室内和广场上行走的人，一般会无意识地趋向于选择左侧通行。这可能与人类右侧优势而保护左侧有关。这种习性对于展览厅展览陈列顺序有重要指导意义。,人的行为习性,4、左转弯习性 人类有

18、趋向于左转弯的行为习性，在公园散步、游览的人群的行走轨迹可以显示这一习性。并且有学者研究发现向左转弯的所要时间比同样条件下的右转弯短。很多运动场（如跑道、棒球、滑冰等）都是左向回转（逆时钟方向）的。这种习性对于建筑和室内通道、避难通道设计具有指导作用。,5、从众习性 假如在室内出现紧急危险情况时，总是有一部分人会首先采取避难行动，这是周围的人往往会跟着这些人朝一个方向行动，这就是从众习性的作用。因此，室内避难疏散口的设计、诱导非常重要。,人的行为习性,6、聚集效应 许多学者研究了人群密度和步行速度的关系，发现当人群密度超过1.2人/m2时，步行速度会出现明显下降趋势。当空间人群密度分布不均时，

19、则出现人群滞留现象，如果滞留时间过长，就会逐渐结集人群，这种现象称为聚集效应。在设计室内通道时，一定要预测人群密度，设计合理的通道空间，尽量防止滞留现象发生。,人的行为特征因人类社会的复杂多样,受其各种因素的影响,诸如文化、社会制度、民族、地区等,因而呈现出复杂多样的行为特征。,人们并不仅仅以生理的尺度去衡量空间范围，对空间的满意程度及使用方式还决定于人们的心理尺度，这就是心理空间。,人的心理空间,每个人都有自己的个人空间，这是直接在每个人的周围的空间，通常是具有看不见的边界，在边界以内不允许“闯入者”进来。它可以随着人移动，它还具有灵活的收缩性。 个人空间的存在可以有很多的证明。如你在一群交

20、谈的人中、在图书馆中、在公共汽车上或在公园中、在人行道上等。人与人之间的密切程度就反映在个人空间的交叉和排斥上。,2. 领域性,“领域性” 是从动物的行为研究中借用过来的，它是指动物的个体或群体常常生活在自然界的固定位置或区域，各自保持自己一定的生活领域， 以减少对于生活环境的相互竞争，这是动物在生存进化中演化出来的行为特征。,个人空间与领域性,1. 个人空间,“领域性” 是从动物的行为研究中借用过来的，它是指动物的个体或群体常常生活在自然界的固定位置或区域，各自保持自己一定的生活领域， 以减少对于生活环境的相互竞争，这是动物在生存进化中演化出来的行为特征。 人也具有 “领域性”， 来自于人的

21、动物本能，但与动物不同。因为“ 领域性”对人已不再具有生存竞争的意义，而更多的是心理上的影响。 与“个人空间”所不同的是，“领域性” 并不表现为随着人的活动可移动的特点， 它倾向于表现为一块个人可以提出某种要求承认的“不动产”，“闯入者”将遇到不快。 领域性在日常生活中是常见的，如办公室中你自己的位子，住宅门前的一块区域等。,个人空间与领域性,人与人之间距离的大小取决于人们所在的社会集团（文化背景）和所处情况的不同而相异。熟人还是生人，不同身份的人，人际距离都不一样（熟人和平级人员较近，生人和上下级较远）赫尔把人际距离分为四种：密友、普通朋友、社交、其他人。,人际距离,人际距离和行为特征(距离

22、单位cm)密切距离 接近0 15， 亲密、嗅觉，辐射热有感觉0 45 远方15 45， 可与对方接触握手个体距离 接近45 75， 促膝交谈，仍可与对方接触45 120 远方75 120， 清楚地看到细徽表情的交谈社会距离 接近120 210， 社会交往，同事相处120 360 远方210 360， 交往不密切的社会距离公众距离 接近360 750， 自然语音的讲谭，小型报告会 360 远方 750， 借助娶势和扩音器的讲演,视觉尺度：眼睛能看得清对象的距离 5001000m根据背景、照明和动感可分辨出人群 70100m,可分辨出一个人的性别、大概年龄和行为内容 30m以内，能看清楚一个人的面

23、部特征、发型和年龄 20m以内，可看清楚表情 13m，可以进行一般交谈嗅觉尺度：人对不同气味的感知距离 1m以内，人能闻到衣服和头发所散出的较弱的气味； 23m以内，能闻到香水或别的较浓气味； 3m以外，只能闻到浓烈的气味。听觉尺度：声音传播的距离 3m以内，会话方便的距离 7m以内，可进行一般交谈 30m以内，可听清楚讲演； 超过35m，能听见叫喊，但很难听清楚语言。,即使是偶然地观察在公共场合等待的人们，你也会发现人们确实在可能占据的整个空间中均匀地散布着，但他们却不一定在最适合上车的或干其他事的地方等候。研究发现： 1、人们总是设法站在视野开阔而本身又不引人注意的地方，并且不至于受到行人

24、的干扰。 其原因在于，从人的心理感受来说，室内空间并不是越开阔、越宽广越好，人们觉得有了“依托”，才具有安全感，所以在大型室内空间中更愿意靠近有所“依托”的物体。如在火车站和地铁车站的候车厅或站台上，人们并不较多地停留在最容易上车的地方，而是愿意待在柱子边，人群相对散落地汇集在厅内、站台上的柱子附近，适当地与人流通道保持距离。,人在空间中的分布特性,在火车站人们等车时选择的位置,. 在选择餐馆的座位时，人们愿意坐在靠边桌旁而不是中间的桌子。 这是因为，为了保护自身的私密性，人在公众空间中总会趋向尽端区域。所谓尽端，就是指空间中人流较少且安全有一定依托的地方，通常表现为室内靠墙的座位、靠边的区域

25、等。 有意识的创造尽端区域，可以满足人们在公众空间中心理和使用的需求。,人在空间中的分布特性,所谓捷径效应是指人在穿过某一空间时总是尽量采取最简洁的路线，即使有别的因素的影响也是如此。 观众在典型的矩形穿过式展厅中的行为模式与其步行街中的行为十分相仿。观众一旦走进展览室，就会停在头几件作品前，然后逐渐减少停顿的次数直到完成观赏活动。由于运动的经济原则（少走路），故只有少数人完成全部的观赏活动。,捷径效应,幽闭恐惧,幽闭恐惧在人们日常生活多少会遇到，有的人重些，有的人轻些。如坐在只有双门的轿车后坐上、乘电梯、坐在飞机狭窄的舱里，总是有一种危机感，这些并非是胡思乱想，而是 这几个空间形式 断绝了人

26、们与外界的直接联系。,恐高症,自从人类的祖先离开丛林来到地上后，发展了新的平衡感觉，他们已不再能悠哉悠哉地荡于林间树梢, 对高处产生了本能的恐惧感。登临高处，会引起人血压和心跳的变化，人们登临的高度越高，恐惧心理越重。在这种情况下，许多在一般情况是合理的或足够安全的设施也会 被人们认为不够安全。如栏杆的高度是否够高、是否牢固。 在这里人们衡量的标准主要的是心理感受。,从上述的研究可以看出，人与人之间的相互作用、人的行为方式中，空间环境的形态起着很大的影响作用，正如阿尔特曼指出的：“可以认为空间的使用既由人决定，同时又决定人的行为”。 而这种空间环境与人的心理或行为的对应关系，是我们设计师在处理空间形态时必须考虑的重要的依据，因为空间是为人所用的。,05,作业,案例分析作业：收集并分析一个住宅室内设计案例，制作成PPT，在下次课程由班长统一收齐交上来。室内设计网站：室内设计联盟，http:/www.cool- Bilhuber等等,收集资料,