环艺人体工程学讲稿讲解.docx

1、环艺人体工程学讲稿讲解 2014-2015 学年 第一学期讲 稿课程名称： 人体工程学 授课年级： 2012级 授课专业： 美术学 授课班级： 环艺班 * * 职 称： 讲师 人体工程学第一单元 人体工程学概述（共6学时）人体工程学又叫人类工学或人类工程学，是第二次世界大战后发展起来的一门新学科。它以人机关系为研究的对象，以实测、统计、分析为基本的研究方法。从室内设计的角度来说，人体工程学的主要功用在于通过对于生理和心理的正确认识，使室内环境因素适应人类生活活动的需要，进而达到提高室内环境质量的目标。一、学科的命名叙述人体工程学的定义可有不同的表达方式，故其名称较多。美国：人类工程学或人的因素

2、工程学。西欧国家：人类工效学。按其来源，名称有实验心理学，应用心理物理学，工业心理技术学，心理工艺学，工程心理学，生物工艺学。按研究目的，其名称有人类工效学，功量学，工力学，宜人学。按研究内容，有人体工程学，人类工程学，人机工程学，机械设备利用学，工程心理学。建筑设计类学科称其为：人体工程学，并将其阐释为：人体工程学是研究人与工程系统及其环境相关的学科。二、学科的定义国际功效学会（IEA）把工效学定义为：这门学科是研究人在工作环境中的解剖学、生理学、心理学等诸方面的因素，研究人机器环境系统中的交互作用的各组成部分，在工作条件下，在家庭中，在休假的环境中 ，如何达到最优化的问题。我国1979年出

3、版辞海中对人体工程学的定义：人体工程学是一门新兴的边缘学科。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合的进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适合位置。三、人体工程学的起源和发展人体工程学有：“起源于欧洲，形成于美国”之说。120年前，波兰教育家就把人类工效学这一术语写入文献。1、经验人机工程学20世界初美国学者F.W泰罗在传统管理方法的基础上，首创了新的管理方法和理论，并据此制订了一整套以提高工作效率为目的的操作方法，考虑了人使用的机器、工具、材料及作业环境的标

4、准化问题。这是人类工效学的始祖。该阶段的研究由于偏重于心理学，所以大多称为“应用实验心理学”。该阶段学科发展的主要特点：机械设计的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理设计上，在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。第一次世界大战期间，英国成立了工业疲劳研究所，研究如何减轻疲劳，提高工效。2、科学人体工程学第二次世界大战期间人体工程学受到重视，许多国家展开人类工效学研究。1950年英国成立了第一个人类工效学学会，名称为英国人类工效学协会。1957年美国政府创办了人的因素学会。该学科在此阶段大多称为“工程心理学”。该阶段的发展特点：重视工业与工程设计中“人的因素”，力

5、求使机器适应与人。3、现代人体工程学60年代至今是现代人体工厂学的发展阶段。现代人体工程学发展的三个特点：（1）不同于传统人体工程学研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工作要求，现代人体工程学着眼于机械装备的设计，使机器的操作不越出人类能力界限之外。（2）密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，尽可能利用所掌握的基本原理，进行具体的机械装备设计。（3）力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。现代人体工程学研究的方向是：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境，使人-机

6、-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。1961年建立了国际人类工效学协会，并在瑞典首都斯德哥尔摩召开了第一次国际会议。1964年日本建立了日本人间工学会。我国1989年成立中国人类工效学学会，下设安全与环境等专业学会。1991年1月成为国际人类工效学协会的正式成员。四、人体工程学的研究内容研究内容包括理论和应用两方面。美国偏重工程和人际关系。法国侧重劳动生理学。前苏联注重工程心理学保加利亚侧重人体测量捷克、印度等注重劳动卫生1、建筑工程类专业对本学科的研究内容：（1）生理学（2）心理学（3）环境心理学（4）人体测量学2、人体工程学在室内设计中的作用，主要体现在以下几方面：1）为确定空间

7、范围提供依据2）为设计家具提供依据3）为确定感觉器官的适应能力提供依据。A、功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围，它是动态的人体状态下测得。是由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸，它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。虽然结构尺寸对某些设计很有用处，但对于大多数的设计问题，功能尺寸可能更有广泛的用途，因为人总是在运动着，也就是说人体结构是一个活动的可变的、而不是保持一定僵死不动的结构。B、构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状态下测量的。可以测量许多不同的标准状态和不同部位。如手臂长度、腿长度、座高等。它对

8、与人体直接关系密切的物体有较大关系，如家具、服装和手动工具等。主要为人体各种装具设备提供数据。3、环艺专业学生对本课程的学习目的通过本课的学习，掌握与室内设计相关的“人”的知识，为将来设计课程的学习及以后的工作中涉及到与“人”有关的问题提供解决的方法或参照。五、人体工程学的应用1、学科体系充分体现“人体科学”、“技术科学”、“环境科学”之间的有机融合。2、学科的应用。（1）为确定空间场所范围确定依据；（2）为设计家具、设施等提供依据；（3）为确定感觉器官的适应能力提供依据。第二单元 人体测量及作业区域设计（共10学时）一、人体测量人体测量学是通过测量人体各部位尺寸来确定个人之间和群体之间在人体

9、尺寸上的差别的一门学科。应用人体测量的研究成果提高建筑环境质量，合理确定建筑空间尺度，科学的从事家具和设备设计，节约材料和造价。影响人体测量的个体和群体差异的主要因素：1、种族 不同国家和地区，不同的种族，因地理环境、生活习惯、遗传特制的不同，人体尺寸的差异是十分明显的。2、地区 随着人类社会的不断发展，卫生、医疗、生活水平的提高以及体育运动的大力发展，人类的成长和发育发生了很大变化，同一民族、同一地区人群的人体尺寸都存在着的差异。3、性别 在男女之间，人体尺寸、体重和比例关系都有明显的差别。310岁这一年龄段那女的差别极小，同一数值对两性均适用，两性身体的尺寸的明显差异是从10岁开始的。4、

10、年龄 年龄引起的差异应当引起我们的重视，尤其是儿童和老年人的人体尺寸。5、职业6、环境我国在1989年，公布了第一部人体尺寸的国家标准，中国成年人人体尺寸（GB1000-88）。1989-1990年期间作了家具及室内活动空间与人体工程学研究。二、人体测量的内容和方法（一）人体测量内容1、人体构造尺寸是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状态下测量的。2、功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能所能达到的空间范围，它是动态的人体状态下测得。3、人体重量测量人体重量的目的在于科学的设计人体支撑物和工作面的结构4、人体推拉力测量人体推拉力的目的在于合理的确定橱门的开启力和橱

11、柜抽屉的重量，进而科学的设计家具五金的构造。（二）人体测量1、丈量法2、摄像法3、问卷法4、自控和遥感测试法三、百分位、平均数、标准差和人体尺寸的相关定律四、常用人体尺寸与应用范围（一）身高的尺寸（二）立姿眼睛高度（三）肘部高度（四）挺直坐高（五）坐时眼睛高度（六）肩宽（七）两肘宽度（八）臀部宽度（九）肘部平放高度（十）大腿厚度等（十一）膝盖高度等 第三单元 人体感知及反应特征（共4学时）一、人的听觉特性1、听觉器官的结构与功能 人耳包括外耳、中耳和内耳3部分，如图所示。 2、人的听觉特性（1）听觉的频率特性一般人的最佳可听频率范围是2020000Hz。若不计个体差异，影响听觉的因素主要是年龄

12、。人到25岁左右，对150000Hz以上频率声波的听觉灵敏度开始降低，听阈向下移动；而-随着年龄的增长，频率感受的上限逐年降低。人耳对声音强弱的承受能力，一般最高可达120dB，超过120dB的声音，会使耳膜产生压疼感。 某频率处，刚刚能听见的纯音的最低声强，称为该频率的“听阈值”；刚刚开始产生疼痛感的最低声强，称为该频率的“痛阈值”；听阈和痛阈之间的区域，称为“听觉区”。（2） 听觉对声音高低强弱的辨别能力人耳对频率的感觉很灵敏，表现为辨别音调高低的能力。一般在5004000Hz范围内，对频率相差3的声音，在频率小于500Hz或大于4000Hz时，对频率相差1的声音，均能辨别出来。人对声音的

13、感觉强度和物理上声音的强度不同。声音感觉强度增加一倍时，声音的物理强度增加8倍，这就是所谓的Stevens法则，它证实感觉的强度S和刺激的强度I之间的关系应为式中，n1/3。Stevens法则不仅体现在音感上，在许多感觉上也是成立的。n值随感觉类型而异，一般在0.33.5之间。（3）听觉对声源方向和距离的辨别能力主要根据声音信号到达两耳的强度差和时间差辨别声源方向，判定声源的距离，主要靠声强的变化和主观经验来估计。 二、视觉特性1、光知觉特性光是人们认识世界一切物体的媒介，是视觉的物质基础。光的本质是电磁波，可见光谱是400760NM，即红外线至紫外线之间的光谱。2、颜色知觉特性颜色的本质和光

14、一样，是不同频率的电磁波。3、形状知觉特性形状知觉特性表现为人对图形和背景，良好形态和空间形象的认识。4、质地知觉特性人对物体表面质地的感觉，即质感，表现为光洁程度、柔软度。5、空间知觉特性空间知觉特性表现为人对空间的认识，空间的开放性和封闭性。6、时间知觉特性由于光对物体 和环境作用的强度不同，人对环境的适应和辨别率也不一样。7、恒常特性人对固定物体的形状、大小、质地、颜色、空间等特性的认识，不因时间和空间的变化而变化。光和颜色对环境氛围的影响最大。三、光线与视觉（一）人与光线有了光线才有了人类，才有了世界，人类离不开光线。1、光线的作用2、光与健康3、室内光的利用和遮挡（二）视觉机能1、视

15、力视力是眼睛对物体形态的分辨能力。测定视力的图形称为视标，目前用得最广泛的是郎多尔氏环。视力取决于视角。视力与人的视觉生理有密切关系，并随年龄的增长而改变。眼球不转动能看到最鲜明的映象范围为2度左右，这个范围的视觉称为中心视觉。它的外侧模糊视角，称为周边视觉。视力与亮度的关系密切，背景越亮，视力清晰度越好。视力与人类种族关系不大，同年龄关系密切。2、适应人的感觉器官在外界条件刺激下，由于生理机制，会使感受性发生变化。它既能避免受过强刺激的损害，又能对弱刺激具有敏感的反应能力，同时对几个不同刺激进行比较。这种感受器官感受性变化的过程及其变化达到的状态叫适应3、视敏度眼睛能感觉的光其波长约为380

16、780NM。眼睛对某波长的光的敏感程度，称为视敏度。最高视敏度为1，其它各波长的相对视敏度，称为比视敏度。4、视野视野就是视线固定时，眼睛所看到的范围。视野的外缘部分右约100度，左约60度，上约55度，下约65度。静视野是两眼静视时的合成视野。动视是让眼球自由运动，注视的范围大约停留在40度的界限内。5、闪烁眼睛会感觉光的周期性时间变动的现象，称为闪烁。恰好能开始感受到闪光时的光的闪熄频率称为临界融合频率。6、眩光眼睛遇到过强的光，整个视野会感到刺激，使眼睛不能发挥机能，这种现象称为眩光。对不舒适眩光的感觉程度，黄种人是白种人的两倍。（四）光觉质量1、日照（1）建筑物的日照时间、方位及间距我

17、国规定，对于住宅必须保证在冬至有1个小时的满窗口的有效日照。建筑的朝向最好朝南或适当偏东或偏西。建筑物的间距和高度的比值在1：1.1以上。（2）紫外线的有效辐射范围（3）绿化的合理配置（4）建筑物阴影（5）室内日照面积最有效的采光口是天窗，其次是侧窗。2、天然采光室内采光的质量，除了有充足的光线外，还必须考虑光线是否均匀、稳定，光线的方向以及是否会产生暗影和眩光等现象。采光的质量主要取决于采光上的大小（宽度和高度）和形状，采光口离地高低，采光口分布和间距。室内防止眩光的办法：A、提高悲剧的相对平均亮度B、提高窗口高度。3、人工照明第四单元 照明（共4学时）一、光环境的基本概念合适的光环境是保持

18、人们正常、稳定的生理、心理和精神状态，提高工作效率，减少差错和事故的必要条件。早期人机学的光环境研究主要是生产劳动作业场所的光环境，后来则关注到了各种工作和生活的室内空间光环境。室内光环境由天然采光和人工照明两部分组成，分别简称为采光和照明。光环境的基本概念、基本术语有以下几个：光通量、发光强度、亮度、照度、灯的(或光源的)光效系数、照明类型、采光系数、 眩光。光通量(1uminous flux) 从光源辐射出来、能引起人眼视觉的光能量辐射速率(单位时间内从光源辐射出来，能引起人眼视觉的光辐射能)。发光强度(1uminous intensity)光源在给定方向的发光强度，用在该方向的单位立体角

19、。发光强度的单位是坎德拉(cd，candela)，简称坎。亮度(1uminance) 单位面积光源表面上(在给定方向上)的发光强度。亮度的单位是坎德拉每平方米，cdm2。照度(illuminance，illumination) (在被光源照射的面上)投射在单位面积上的光通量。照度的单位是勒克斯(1x，lux)，简称勒。灯的(或光源的)光效系数(1amplight source efficacy) (该灯或光源) 消耗1W(瓦)功率所能产生的光通量的流明(lm)数。灯(光源)的光效系数用1mW(流明瓦)表示。一般照明(general lighting) 不考虑特殊局部的需要，为照亮整个场地而设置

20、的照明。局部照明(10cal lighting) 为满足某些部位(通常限定在很小范围，如工作台面)的特殊需要而设置的照明。混合照明(mixed lighting) 一般照明与局部照明组成的照明。采光系数(昼光因数，daylight factor) 在室内给定平面上的一点，由于(直接或间接地)接收来自(假定或已知亮度分布的)天空光而产生的天然光照度与此刻该天空半球在室外无遮挡水平面上产生的扩散光照度之比。眩光(glare) 在视野中由于光亮度的分布或范围不适宜，或在空间、时间上存在着极端的亮度对比，以致引起不舒适或降低物体可见度的视觉条件。二、照明对工效的影响有以下几个方面：1、照明与情绪照明与

21、疲劳因为亮光下瞳孔缩小，视网膜上成象更为清晰，视物清楚。当照明不良时，因反复努力辨认，易使视觉疲劳，工作不能持久。眼睛疲劳的视觉症状有：眼睛乏累、怕光刺眼、眼痛、视力模糊、眼充血、出眼屎以及流泪等。眼睛疲劳还会引起视力下降、眼球发胀、头痛以及其它疾病而影响健康，工作失误甚至造成工伤。2、照明与工作效率增加照明并非总是与劳动生产率的增长相联系。照度提高到一定限度，可能引起目眩，从而对工作效率产生消极影响。研究表明，随着照度增加到临界水平，工作效率便迅速得到提高；在临界水平上，工作效率平稳，超过这个水平，增加照明度对工作效率变化很小，甚至会加重视疲劳，使工作效率下滑。3、事故与照明事故的数量与工作

22、环境的照明条件有密切的关系。事故统计资料表明，事故产生的原因虽然是多方面的，但照度不足则是重要的影响因素。4、照明与情绪据生理和心理方面的研究表明，照明会影响人的情绪，影响人的一般兴奋性和积极性，从而也影响工作效率。一般认为，明亮的房间是令人愉快的，如果让被试者在不同照度的房间中选择工作场所的话，一般都选择比较明亮的地方。眩目的光线使人感到不愉快，被试者都尽量避免眩光和反射光。许多人还喜欢光从左侧投射。三、光环境设计的一般原则1.依据具体情况设定适宜的平均照度水平和照度均匀度，不宜过高或过低，基本要求是给空间以适当的明亮感，利于安全，便于活动，但不造成过强光刺激。2.有利于将注意力集中在工作区

23、上，即工作区的照度应比非工作区照度高，以形成适当的差别和对比。3.光线的照射方向和扩散要合理，既避免产生干扰阴影，又顾及形成必要的柔和的阴影，以增强设施、器物的立体感。4.避免光线直接照射人眼，以防眩光晃眼。5.光源应具有适宜的“显色性”。一般的生活与工作环境下，要求能显示各种设施、器物的颜色特性，有利于保护眼睛的视觉和人们的心理健康；显色性差的光源。6.根据环境要求，选择适宜的地面、墙面和器物的颜色，以增强清洁明快感。还可通过光色、亮度、照度、投射方向、透光遮光、折射漫射等因素，设计适当的环境氛围，有利于身心健康和愉悦的工作情绪。7.重视节约能源，减少消耗，降低成本。推广使用节能灯具在这方面

24、具有更现实的意义。例如较新型的“三基色高效荧光灯”光效高，寿命长，性能稳定，光色对眼睛保健有利。四、照明形式的选择1、人工照明方式的选择；（1）一般照明（2）局部照明（3）综合照明（4）特殊照明2、光源选择；室内天然采光是通过天窗和侧窗接受户外的光线。作为光源，自然光（阳光及天空光）是最理想的。但是天然采光会受到时间、季节和条件的影响，因此在作业环境内常常要用人工照明作为补充光源。3、眩光；物体表面产生刺眼和耀眼的强烈光线叫眩光。眩光多来源于外界物体表面过于光亮、亮度对比过大或直接强光照射。工作面上的直射太阳光常常产生使眼睛无法适应的眩光。使眼睛的瞳孔直径减小，在视野内亮度不变的条件下降低了视

25、网膜上的照度。眩光在眼球媒质内散射，减弱了被看对象与背景间的对比；视觉细胞受高亮度光源的刺激，使大脑皮层细胞阔产生相互作用，因而使对对象的观察模糊。有研究表明，做精细工作时，眩光在20分钟之内就会使差错明显增加，工效显著降低。为了防止和减轻眩光对作业的不利影响，应采取的主要措施有：（1）限制光源亮度。（2）合理分布光源。（3）光线转为反射。4、作业场所的光照要求。照明要符合人的要求，达到眼睛感觉舒服和视觉效果优良，必须保证照度适宜、光源布局合理、无闪光、不产生目眩等要求。（1）光的数量 （2）照明的均匀性（3）照明的稳定性（4）光色效果（5）亮度分布第五单元 噪声（共4学时）室内音质设计的根本

26、目的是根据声音的物理性能、听觉性能、环境特点创造一个符合使用者要求的良好室内声环境。关于住宅等一般民用建筑，其室内的声环境主要是噪声控制，其次是隔振问题。一、噪音从物理学的角度说，声波频谱与强弱对比杂乱无章、强度过强或强度较强且持续时间过长的声音，称为噪声。从人的主观感受而言，凡是干扰人们工作、学习、休息的声音，即不需要的声音，都属于噪声。二、噪音标准前者是关于噪声的客观标准，后者是关于噪声的主观标准。两个标准并不是等同的：客观标准的噪声一定也是主观标准的噪声，但反过来却未必。研究和处理噪声问题，离不开噪声的计量与测定。人耳感觉响度相同的声音，因声音的频率不同而有不同的声压级。为了使噪声的测量

27、结果能与人们的主观感觉一致，在以测量声压级为基础的噪声测量仪器中，设置有对不同频率的声波进行不同程度的滤波的装置，使人耳感觉响度相同的各种频率的声音在测量仪器上显示同样的数值。三、噪音的危害较轻的是影响休息、影响睡眠；持续的噪声，使人精神烦躁、情绪不安。强噪声会损伤听力，直至造成耳聋；持续的、超过90dB的较强噪声对人体健康更会造成多方面的危害：引起体内肾上腺分泌增加，导致血压上升，肠胃功能失调；进一步会伤害到人的神经和心血管系统。当噪声达到95dB时，人的视觉敏感性下降，在弱光下识别物体更加困难，等等。对工作影响噪声超过70dB 以后，对各种工作都有一定影响，表现为：注意力涣散、反应时间加长

28、、记忆困难、计算能力受到干扰等。因此工作效率和质量降低，差错率上升。上述影响对精细工作和脑力工作尤其显著。噪声直接影响语音传播是很明显的，例如电话交谈的语音声压级一般为6070dB，当环境噪声在55dB以下时，通话清晰顺畅；环境噪声分别为65dB、75dB、85dB 时，通话便从稍有困难、相当困难变成几乎无法进行。四、噪声控制1、噪音控制标准2、确定厅堂内允许噪声值2、确定环境背景噪声值3、环境噪声处理4、建筑内噪声源处理5、隔声量计算和隔声构造的选择五、音质设计1、选择合理的房间容积和形态2、反射面及舞台反射罩的设计3、选择合适的混响时间4、混响时间计算5、吸声材料的布置第六单元 温度环境（

29、共4学时）一、热环境评价的基本参量热环境条件就是通常说的气候条件；室内热环境也就是室内的微小气候环境。热环境的5个基本评价参量是：空气温度、空气的相对湿度、湿球温度、黑球温度(即平均热辐射温度)和空气流速。空气温度也称为干球温度，是用干球温度计测量得到的空气温度，测量时应该把温度计与附近的热辐射源加以隔离。称之为干球温度，是因为测量时温度计的感温部分不加处置地置于空气之中，因此有别于湿球温度。空气的相对湿度通常简称为相对湿度。用空气中的水蒸气含量与在该温度下空气中水蒸气的饱和含量的百分比来表示。与相对湿度等效的参量还有空气的含湿量(单位是“每千克干空气中水蒸气的千克数”），空气中水蒸气的分压力

30、(单位有Pa、mmHg等)。用浸湿的吸水性织物覆盖在温度计感温部分的外层，悬挂着使它转动起来，形成强制性的水汽蒸发，这样得到的温度读值称为湿球温度。与之相应，还有一个略有不同的参量称为自然湿球温度。这是用湿纱布把温度计的感温部分包裹起来，让它暴露在空气的自然流动之中(只与附近的热辐射源加以隔离)，在无强制性的自然蒸发状态下得到的温度读值。黑球温度又称为平均热辐射温度，是用黑球温度计测量得到的。黑球温度计的感温部分置于直径l50mm的黑色铜质薄球壳的中心，由于黑球吸收辐射热，所以球内的温度能够定量地反映热辐射的影响。黑球温度计热环境的综合评价指标：等效温度、新等效温度、湿球黑球温度和计算温度。等

31、效温度是在空气温度 、湿球温度 、空气流速 3个要素综合作用下人的热感觉指标。即在这3个热环境要素的不同组合下，若人们的环境热感觉相同，则认为这些情况下具有相等的等效温度。等效温度标度尺等效温度虽然有较广泛的应用，但在较低温度下对湿度作用的评估略微偏强，而在较高温度下对湿度作用的评估略微偏弱。因此ASHRAE(美国采暖、制冷和空气调节工程师学会)后来又提出了新等效温度这个参量，它能反映人体在热环境下的生理调节特性。湿度黑球温度又称为WBGT指数，是国际上评价作业人员热负荷的较通用的热环境参量。分两类情况分别定义和计算（1）室内外无太阳辐射（2）室外有太阳辐射二、人体温度人体能够在变化着的环境中维持体温基本稳定，是由于人体内有复杂的热调节系统。人体的热调节系统存在于大脑