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人体工程学

人体工程学

6人体工程学

本章重点：

1.人体测量

2.家具的人体工程学析

3.场所的人体工程学析

4.人和环境的交互作用

本章难点：

1.人体测量

2.家具的人体工程学析

3.场所的人体工程学析

4.人和环境的交互作用

6.1人体工程学的产生和意义

6.1.1人体工程学的产生与发展

（1）人体工程学的概念

人体工程学是一门比较年轻的学科，在不同的研究领域具有不同的命名。

从环境艺术设计的角度说，人体工程学是研究人及与人相关的物体（机械、家具、工具等）、系统及其环境，使其符合于人体的生理、心理及解剖学特性，从而改善工作与休闲环境，提高舒适性和效率的边缘学科。

简单地说就是一门为解决人、机、环境系统中，人的工作效能和健康等问题提供理论与方法的学科。

（2）人体工程学的产生与发展

人体工程学初兴于第一次世界大战期间。

人体工程学的研究成熟于第二次世界大战期间至20世纪60年代。

进入20世纪70年代后，人体工程学形成了两大特点：

一是人体工程学的研究渗入到人类工作和生活的各个领域；二是人体工程学在高科技领域中得到了应用。

我国关于人体工程学的研究起步较晚，目前正处在发展阶段。

1989年成立了中国人类工效学学会，1991年1月成为国际人类工效学协会的正式成员。

6.1.2人体工程学的研究意义和研究内容

人体工程学的研究意义——为设计提供可靠的理论与参数依据，使设计作品更加完美，更符合人的需求。

人体工程学在不同研究领域内容差异：

生理学研究人的信息传递系统、能量代谢系统、运动系统等基本知识

人体的运动系统由骨骼、肌肉和关节组成。

6.2.3血液循环系统及其特性

人体血液循环系统可以分为体循环、肺循环和微循环三部分。

体循环负责将氧气和养料供给各个组织，并回收废物和二氧化碳；肺循环则放出二氧化碳，吸收新鲜氧气；微循环是指血液在毛细血管里的流动循环，是完成运输任务的所在地。

6.3人体测量

6.3.1人体测量的意义和方法

人体测量的数据是环境艺术设计重要的基本资料之一。

设计时必须符合人体生理、心理及身体特性，这样才能使工作、生活舒适，提高工作效率，减少事故。

人体测量对环境艺术设计具有不可忽略的意义。

人体测量的方法主要有丈量法、摄像法、问卷法、自动仪器测量法四种。

6.3.2人体测量的项目

人体构造尺寸、人体功能尺寸、人体重量、人体的推拉力

6.3.3常用人体测量资料和测量值的应用

（1）人体测量中的百分位及其使用原则

要引用人体测量值，就要知道百分位的涵义。

由于个体和群体差异，人体尺寸都有很大的变化，设计时几乎不用“平均数”（即平均值），而是对某一尺寸在一定范围内进行数值分段。

人体测量使用原则：

够得着的距离、容得下的距离、常用高度、可调节尺寸

（2）常用的人体测量数值

国家技术监督局根据我国的人口结构、人口分布和地区特点，1988年制定了《中国成年人人体尺寸》（GB1000—88）规范，提供了47项人体尺寸的基础数据。

2）用经验公式计算人体参数：

身高与身体各部分尺寸的关系（H表示身高）：

眼高＝11/12H

臂高（坐）＝1/4H

摸高＝7/6H

手指高＝3/8H

肩宽＝1/4H

桌面高＝5/12H

肩高＝4/5H

双手展宽＝H

坐高＝6/11H

3）生活用具及设施高度与身高的关系:

生活用具、机械设备及建筑设施必须适合人体尺度，才能满足高效率的工作和舒适的生活。

4）人体动态测量数值:

从人体解剖学特征知道，人体关节能活动的方向和范围各不一样，因此在设计家具时有必要对其研究测量。

（3）人体测量值的应用

人体数据运用准则：

最大最小准则、可调准则、平均准则

各种功能尺寸可计算如下：

最小功能尺寸=人体设计界限值＋功能修正量

最佳功能尺寸=人体设计界限值＋功能修正量＋心理修正量

6.4家具的人体工程学分析

6.4.1人类的作息原理

（1）作息状态

人体在作息中，有着各种不同的姿势。

根据图中的各种姿势，可以派生出各种各样的坐卧类家具。

由b可设计出凭倚类家具；由c可产生出日本式桌椅；靠背椅因e的需要而出现；扶手椅配合f而做出；g是休闲椅的依据；h引出躺椅；床因i而来。

其他功能的家具则视为以上姿势的具体化和细化的延伸。

（2）作息原理

人的活动与休息必须有所交替，并保持适当的比例关系，以缓解紧张状态，使身心得以良好地调节。

除了生理上的调节之外，还要注意心理上的调节。

生理上的有益与否会直接导致心理上的舒适或不舒适。

（3）作息条件

根据作息原理，我们可以总结出良好的作息条件，以作为家具功能设计的准则：

1）休息时应使静态疲劳强度降至最低，让各部分肌肉充分放松，同时使支撑人体的压力得以均匀分布，以减少单位面积的受力强度。

2）在一定条件下，人的内脏器官也会直接或间接地受到压迫。

家具设计应努力让人保持正确的姿势。

3）工作时为了提高工作效率与质量，减轻疲劳程度，应使人与家具处于合理的相对位置。

4）便于身体移动，人体长时间保持同样的姿势也会使局部区域在压力下呈现紧张状态。

5）怡人的环境能缓解人的心理压力，消除人的紧张情绪，有利于人类的身心健康。

6.4.2坐卧类家具的人体工程学分析

（1）功能分析

坐卧类家具分为两大类型：

一类是工作用家具，另一类为休闲用家具。

工作类家具是适应人类日常工作需要的家具，其中心任务是能提高工作效率，减少疲劳并具有经济性，使人在长时间工作时，人体能得到短暂的休息，并迅速恢复精力，继续工作。

对于休闲用家具而言，其主要的目的就在于放松人体、消除疲劳、享受生活。

（2）数据要求

坐类家具坐高、坐类家具坐深、椅背高度、靠背倾斜度、坐面倾斜度、扶手、卧类家具

（3）坐卧类家具的用材

骨架常用材料有：

实木、实木弯曲材、胶合弯曲材、钢管、铸铁、不锈钢管、竹藤、工程塑料等。

对于接触面用材，床面应当软硬适中，过硬或过软的材料都会影响睡眠质量与休息程度。

直接与人体接触的面层宜采用柔软材料；中层可采用硬一点的材料；最下一层用稍软的弹性材起缓冲作用。

椅面的用材要求应视工作、休闲以及坐在上面的时间长短而定。

常用的椅面材料有木板、人造板、竹藤等材料的编织物、塑料模压制品、海绵或发泡塑料垫（需用硬性材料作底衬）。

6.4.3凭倚类家具的人体工程学分析

凭倚类家具是人们工作和生活所需要的辅助人体活动的家具。

这类家具的基本功能是适应人在坐、立状态下进行各种操作活动时取得相应舒适而方便的辅助条件，也常兼作放置与贮存物品之用。

因此，它与人体就产生了直接的尺度关系。

（1）功能分析和数据要求

坐式用桌中最重要的参数是高度。

人体活动与桌高的功能系列关系如图。

其计算公式为：

桌高=坐高+桌椅高差

（约1/3坐高）

站立用工作台主要包括：

柜台、讲台、陈列台及其他有关工作台等，

（2）凭倚类家具的用材

凭倚类家具的受力要求没有直接承受人体重量的坐卧类家具高，因此对材料的适用范围更广，除坐卧类家具常用的材料外，石材、不锈钢、刨花板、中密度纤维板等强度低于木材的人造板也可广泛采用。

6.4.4收纳类家具的人体工程学分析

（1）功能分析与数据要求

人们日常生活用品的存放和整理应根据人体操作活动的可能范围，并结合物品使用的频率去考虑存放的位置。

（2）收纳类家具的用材

收纳类家具一般以木材及各种人造板制作。

6.5场所的人体工程学分析

6.5.1居室场所的人体工程学分析

（1）居住行为与空间尺度

1）空间秩序：

居室空间的空间秩序要符合人的行为特征和心理需求，这种模式对于室内空间的总体布局非常重要。

2）室内空间：

室内空间尺度包括人体活动空间尺度、家具设备空间尺度和人体知觉空间（心理空间）尺度三部分。

3）心理空间（知觉空间）尺度：

室内空间尺度除了必须按照人在室内活动的动态范围（物理空间）设计外，对于有些空间还必须考虑人在室内的心理感觉（心理空间）。

（2）室内环境

室内环境也是影响居住质量的重要因素，包括室内物质环境、室内视觉环境及室内文化氛围。

6.5.2办公环境中的人体工程学分析

（1）自动化办公（VDT作业）：

人员疲劳的诱因

（2）办公室设计的原则

办公室设计时要突出以人为中心的原则，考虑安全性、舒适性、整体性，要节省空间，提高人的工作效率。

常见办公桌的布置形式：

面对面布置、学校式布置、错开式布置、景观式布置、工作站式布置。

办公室的总体照度一般要比住宅的大，可通过增大窗户的面积，尽量通过自然采光来满足室内照度要求。

办公室内家具、墙等的色彩选择要谨慎，可用中灰调色彩，以减少对眼睛的刺激。

办公室内还要保证合适的温度和湿度，同时要有一定的新鲜空气。

6.5.3餐饮环境中的人体工程学分析

（1）餐饮环境的功能划分

不同的餐饮环境具有不同的功能关系

对快餐厅的要求是快进快出的行为需要，在内部空间处理和环境设计上应简洁明快

宴会厅的特点则是以餐饮为形式，实现情感交流和有关礼仪，具有一定的私密性，经常采用灵活隔断、移动隔板、帷幕等围合形式。

餐饮功能关系还特别要注意的是客人和服务员的流线不能交叉。

（2）餐饮环境的光与色

一般的大众型餐厅（餐馆、快餐厅、咖啡馆）的光环境要简洁明亮，尽量采用自然光，白天尽量不用人工照明，空间开敞度要大。

夜间可用日光灯和白炽灯组合照明，柜台和景点处可设置射灯或束灯。

色彩一般采用明快的冷色调，如白色、灰绿色、浅橙色。

酒吧和风味餐厅的光环境设计以暖色调为宜，照度不宜太大，多用暖色的白炽吊灯和壁灯，也可利用烛光点缀光环境。

色彩一般可采用典雅的暖色调。

宴会厅的光、色环境可采用明亮的温暖色调，营造热烈而明快的环境气氛。

白天采用自然光和灯光组合照明，夜间多采用暖色白炽吊灯和吸顶灯，或带滤光片的日光灯。

（3）空间界面质地与通风、音质、消防安全

餐厅墙面为了利于声音的散射和漫反射，质感一般要粗糙一些，与人接触的部位则光滑、细腻一些（做墙裙、栏杆等）。

地面材料一定要防滑，不宜反光。

大众餐馆可用耐磨地砖，风味餐厅、酒吧等可用地毯和木地板。

面积大时，宜用浅色，面积小时可用中性色调。

顶棚设计可利用人的向光性特点，结合灯具布置只做局部吊顶。

在声环境的处理上，可根据场合放不同的背景音乐（一般以轻音乐为主），但是音量宜小，以不影响同桌谈话为宜

6.5.4商业环境中的人体工程学分析

（1）消费行为与购物环境

消费者的购物心理直接驱使其购物行为。

消费者首先是对商品产生注意、兴趣、联想，最终激起购买欲望。

消费者的情绪还受购物空间环境、商品展示说明以及社会宣传效应等的影响。

（2）购物心理对购物环境的要求

购物心理对环境的要求是：

购物环境便捷、购物环境具有选择性、购物环境识别性强、购物环境的舒适性及购物的安全性。

（3）空间形式和特点

商场形式是与商业形式相关联的，不同商场空间能满足不同消费者、不同场合的需要。

（4）商场空间组合与环境氛围的营造

顾客行为与商场环境诱导（听觉引导、视觉引导）

商场空间的构成（行为空间、心理空间、生理空间、围合实体）

商品空间定位与环境气氛

6.5.5观展环境中的人体工程学分析

（1）观展行为特征

人的观展行为具有秩序特性、流动特性和分布特性和规律。

（2）观展行为习性

人在展厅中主要有求知性、猎奇性、渐进性、抄近路、向左拐和向右看、向光性等行为习性。

（3）展示流线与向导

展示流线包括展厅的功能流线和观众及工作人员的活动流线。

常见的布局方式有串联式、放射式、放射串联式、走道式和大厅式。

空间导向系统分为水平导向和垂直导向。

导向系统按人的感觉分为视觉导向、听觉导向、特殊导向。

（4）展厅设计

展厅设计主要分为四个方面的内容：

展厅平面布局设计、展厅空间尺度、展品陈列和展览环境。

6.5.6人际交流中的人体工程学分析

（1）人际行为与人际关系

心理学家舒兹把人际关系划分为包容的需求、控制的需求、情感的需求三方面。

环境艺术设计必须给人们创造良好的人际交往空间，以保证人们在情感方面的交流，维持良好的人际交往关系，满足双方的社交需求。

（2）人际行为

人际行为是指建立了一定人际关系的各方在交往过程中所表现出的相互作用的各种行为。

（3）人际距离：

嗅觉距离、听觉距离、视觉距离

（4）人际行为与交往空间

起居室是家庭居室中重要的空间，是会客、娱乐和学习的重要场所。

在这里交往的人一般都是朋友、亲戚和家庭人员，交往距离一般在4m以内，太大会缺乏亲近感。

服务行为交往方式：

间隔式服务行为、接触式服务行为、近前式服务行为、通讯式服务行为

6.6人和环境的交互作用

人与环境的关系是非常密切的。

人是环境建构的主体，环境必须通过人来加以改进和创造。

人也是环境欣赏的主体。

我们要根据社会的需要，以及对人的兴趣、审美能力、文化水平、地域或民族特征、心态等方面进行研究，才能提高人的生存环境，才能创造一个合理、舒适的、以人为本的生存环境空间。

6.6.1人和环境

（1）环境

这里所指的环境，主要是指与人发生密切关系的环境。

（2）刺激与效应

人和环境的交互作用，主要表现为环境刺激和相应的人体效应。

环境的刺激会引起人的生理和心理效应，这种以外在行为表现出来的人体效应称为环境行为。

（3）人体舒适性

人体的舒适性因人、因时、因地不同而不同。

人体舒适性包含行为舒适性和知觉舒适性两方面。

同室内设计关系最密切的，主要是视觉环境、听觉环境、嗅觉环境和肤觉环境等的舒适性。

6.6.2人对环境的知觉

（1）视觉与环境

这里叙述的是视觉与视觉环境的交互作用。

“视觉”即视知觉。

视觉与环境：

光知觉特性、颜色知觉特性、空间与质地知觉特性、信息陈设与环境知觉

（2）听觉与环境

1）噪声对人体的影响：

噪声指在一定环境中不应存在的声音，泛指嘈杂、刺耳的声音。

2）室内噪声处理方法：

控制噪声源是减低室内噪声最有效的方法。

其次，增加声音的传递距离。

还可以采用隔声的方法。

（3）肤觉与环境

触觉的功能与应用（辨别客体大小、对客体的形状知觉、触觉通信）、温度觉、嗅觉与环境。

6.7行为与心理

6.7.1人的行为与环境

（1）环境行为

环境行为是多样的，这里介绍的是建筑环境行为。

人们所表现出的环境行为受不同环境的刺激作用、人类自身不同的需求以及不同的社会因素影响而不同。

环境艺术设计，一定要尊重使用者的需求，不能超越客观的自然环境和社会环境的可能性进行设计。

（2）环境行为特征

环境行为是环境和行为相互作用相互影响的过程。

这个过程包含人对环境的感觉、认知、态度这一连续的过程，同时包含了空间行为的活动，即对上述连续过程的反应和动作。

环境、行为和需求的共同作用将进一步推动环境的改变，推动建筑活动的发展。

这就是人类环境行为的基本模式。

（3）人的行为习性

抄近路习性

识途性

左侧通行习性

左转弯习性

从众习性

聚集效应

（4）人的行为模式

按空间行为模式分类：

再现模式、计划模式、预测模式

按行为的表现方法分类：

数学模式、模拟模式、语言模式

按行为内容分类：

秩序模式、流动模式、分布模式、状态模式

6.7.2人在环境中的心理知觉

（1）注意和记忆

人的各种心理活动均有一定的集中性和指向性，心理学上称之为“注意”。

在环境艺术设计时，加强环境的刺激量常用的方法有：

加强环境刺激的强度、加强环境刺激的变化性、采用新异突出的形象刺激。

记忆是人脑对外界刺激的信息储存。

记忆可以分为动作记忆、情绪记忆、形象记忆和语词记忆四种。

与环境艺术设计密切相关的是形象记忆。

（2）思维和想象

思维是人脑对客观现实的间接和概括的反映，它是认识过程的高级阶段。

人们通过思维才能获得知识和经验，才能适应和改造环境。

想象就是利用原有的形象在人脑中形成新形象的过程。

想象可以分为无意想象和有意想象。

环境艺术设计的精神功能就是要体现人们的情感。

在设计中常用引人联想的环境来影响人们的情感和意志。

联想包括接近联想、类似联想、对比联想。

6.7.3环境空间的心理知觉和应用

在设计上考虑人的心理作用，能有效、合理地利用空间，并运用环境艺术设计特有的表现手法，创造出良好的环境。