人体工程学资料.ppt

3 1人体测量学与测量数据的应用 本节主要介绍人体测量的内容 方法等基本概念及与室内设计的关系 一 人体测量学由来和发展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尺寸上的差别的一门学科 人体测量学是一门新兴的学科 同时又具有古老的渊源 早在公元前一世纪罗马建筑师Vitruvian就已从建筑学的角度对人体尺度作了较全面的论述 他从人体各部位的关系中 发现人体基本上以肚脐为中心 一个站立的男人 双手侧向平伸的长度恰好就是其高度 双足趾和双手指尖恰好在以肚脐为中心的圆周上 许多哲学家 数学家 艺术家 理论家对人体尺度进行了大量的研究 积累了大量的人体测量数据 但大多数都是从美学角度来研究人体的比例关系 还没有考虑人体尺度对生活和工作环境的影响 直到第一次世界大战时 航空工业的发展 人们迫切地需要人体测量的数据 作为工业产品设计的依据 到了第二次世界大战时 航空和军事工业产品的生产对人体尺寸提出了更高的要求 更加推动了人体测量的研究 人体测量学的成果在军事和民用工业产品设计中 以及人们日常生活和工作环境中 得到了广泛的应用 并拓宽了研究领域 目前 人体测量学的研究仍在继续进行 建筑师和室内设计师也意识到人体测量学在建筑设计中的重要性 应用人体测量的研究成果提高建筑环境质量 合理地确定建筑空间尺度 科学地从事家具和设备设计 节约材料和造价 以往人体测量学研究的理论 方法和成果 为我们现在和将来的研究提供了借鉴 但由于人类个体和群体的差异 生活环境的变化 使用目的不同 使得人体测量数据处于缓慢的变化之中 因此以往的和其他国家的人体测量数据不可能照抄照搬 影响人体测量的个体和群体差异的主要因素有 1 种族从人种学的角度来说 由于遗传等诸因素 不同民族的人在体格方面有明显的差异 人体尺度也随之不同 2 地区由于地理环境 生活习俗 生活水准的不同 同一个民族 在不同地区 其人体尺寸也有较大的差异 3 性别男性和女性在14周岁之前 在活动方面没大的差异 有的女性身高还会超出男性 但到了青春期 人体差异就非常明显 他们的人体尺寸在个体和群体上差异都很大 4 年龄不同年龄的人体尺寸个体差异就很大 婴儿 幼儿 学童 少年 青年 中年 老年各个时期的人体尺寸一直在变化 5 职业脑力劳动者和体力劳动者 运动员和教育工作者 人体尺寸的群体差异不同 6 环境不同时期由于经济条件 文化生活水平 生活习惯等因素均会影响人体尺寸的变化 目前全人类都处于增高期 我国在1989年底 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 但在幼儿人体尺寸的研究还是一个空白 对专门领域的研究 国家标准公布的数据仍很不够 二 人体测量学与室内设计的关系人体测量是工业产品设计 工业场所设计 室内空间设计的基础 这些设计也正是室内设计的主要内容 一 工业产品设计工业产品设计的内容极其广泛 小到一支笔 一双鞋子等 要使这些产品符合人的使用要求 就得了解人的手型及其尺寸 脚型及其尺寸等 中到一套大橱 一组沙发或椅子 一张写字台等 要使产品更适用 就得了解人在拉开橱门时的弯姿的舒适尺寸 坐着休息或写字时人的坐姿的舒适尺寸 就得了解人在日常卫生活动时的坐姿或立姿的舒适尺寸及范围 大到工厂里的一条生产流水线 就得了解人在操作机器时所允许的活动范围 从而确定机器控制台的位置和大小 二 工作场所设计这种设计是同工业产品设计分不开的 如家庭的炊事活动 要使洗涤盆和煤气灶的高度适合人的操作 就要懂得人在盥洗或烹饪时的姿势 活动范围和最佳的功能尺寸 进一步确定洗涤盆的大小 煤气灶尺寸等 才能减少家庭主妇的疲劳 同样 要使人在写字时较省力 就要使台面和椅面的高度符合人的坐姿 活动范围和最佳的功能尺寸 进一步确定椅子和写字台的科学尺寸 三 室内空间设计室内空间大小更离不开人的尺度要求 确定一扇门的高度和宽度 就要了解人在进入房间时的姿势和活动范围及其功能尺寸 才能最经济 最科学地确定门的大小 确定观众厅里走道的宽度 坐椅每排间距 就要了解人在通行时每股人流的最小宽度 坐着时人的臀部到膝盖的尺寸和坐高 才能使观众舒适地坐着 既不影响他人的通行又不影响后排人的观看 使每排间距最经济 从而节省面积和空间高度 三 人体测量的内容和方法 一 人体测量内容主要有四个方面 人体构造尺寸 人体功能尺寸 人体重量和人体的推拉力 1 人体构造尺寸人体构造尺寸 即人体结构尺寸 主要指人体的静态尺寸 它包括头 躯干 四肢等在标准状态下测得的尺寸 在室内设计中应用最多的人体构造尺寸有 身高 坐高 臀部一膝盖长度 臀部宽度 膝盖和膝腘高度 大腿厚度 臀部一膝腘长度 坐时两肘之间的宽度等 2 人体功能尺寸人体功能尺寸是指人体的动态尺寸 这是人体活动时所测得的尺寸 由于行为目的不同 人体活动状态也不同 故测得的各功能尺寸也不同 3 人体重量测量人体重量的目的在于科学地设计人体支撑物和工作面的结构 对于室内设计来说 体重主要涉及的是地面 椅面 床垫等的结构强度 由于人体体重的差异对这些支撑物设计影响较小 故可以粗略地计算 一般分为幼儿体重和成年人体重 以此来确定人体支撑物的计算荷载 4 人体推拉力测量人体推拉力的目的在于合理地确定橱门的开启力和橱柜抽屉的重量 进而科学地设计家具五金的构造 二 人体测量方法人体测量方法主要有以下四种 丈量法 摄像法 问卷法 自控或摇感测试法 1 丈量法主要用人体测量仪来测量人体构造尺寸 如用测高仪丈量身高 坐高 肩高等 用直尺和卡尺丈量人体的细部构造尺寸 用磅秤测量体重 用拉力器测量人体推拉力 2 摄像法由于人体功能尺寸随着姿势而变化 故一般丈量法难以测得较准确结果 常用的方法是用照相机或摄像机等作投影量 3 问卷法人体功能尺寸是变化的尺寸 如何使其尺寸符合人的需要 减少体力 从而达到相对的 舒适 这就需要测得人体感到 舒适 的功能尺寸 显然它是同被试的生理和心理特点有关 因 舒适 是被试的主观评价 随人而异 故采用问卷法 4 自控和遥感测试法要想测得人体在椅面 椅背或床垫上的压力分布 从而科学地确定椅面或椅背形状 床垫中弹簧的弹力 就得依靠自动控制系统 将压力输入 由电脑测得其结果 要想测得运动尺寸 如楼梯踏步 煤气灶尺寸 对人的影响 就可利用多功能生理测试仪 采用遥控方式测量人体运动时的肌电大小 心律的变化 确定这些运动尺寸的合理数值 三 人体测量的基本术语 教材31页 1 被测者姿势 GB3975 83 立姿 坐姿2 测量基准面 教材31页图3 1 失状面 正中失状面 冠状面 水平面 眼耳平面3 测量方向4 支撑面和衣着5 基本测点和测量项目 四 百分位 平均数 标准差和人体尺寸的相关定律 一 百分位由于人的个体和群体差异 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 而对某一尺寸在一定范围内进行数值分段 如将被试的身高或肩宽等在尺寸上分为一百个等分 这就是百分位 又叫百分点 统计学表明 任意一组特定对象的人体尺寸分布均符合正态分布规律 即大部分属于中间值 只有一小部分属于过大或过小的值 分布在两端 设计上要满足所有人的要求则不太可能 也没有必要 但必须满足大多数人的要求 根据设计的对象 选用其中的尺寸数据为设计的参考依据 有关百分位的概念 有两点要特别注意 1 人体测量中的每一个百分位数值 只表示某一项人体的尺寸 如身高和肩宽 2 绝对没有一个人在各种人体尺寸的数值上都同时处在同一百分位上 选择测量数据时要注意根据设计内容和性质来选用合适的百分数据 以下几点原则可供参考 1 够得着的距离 一般选用第5百分位的尺寸 如设计坐着或站着的功能高度 对于第5百分位的人够得着 则95 的人肯定够得着 如适合矮个子的椅面高度 对于第5百分位以上的人来说 只要将腿向前伸一点 也就可以了 而仅有5 的人脚可能够不着地 2 容得下的距离 一般选用第95百分位的尺寸 如设计通行间距 对于95 的人能够通过的走道 而只有5 的人通行有困难 即大个子的人能够通行 对于小个子的人一定能够通行 3 常用高度 一般选用第50百分位的尺寸 如门铃 把手 电灯开关的高度 厨房设备高度等 这样既照顾矮个子的使用要求 也考虑高个子的需要 4 可调节尺寸 若确定百分位大小有一定困难 条件许可时 可增加一个调节尺寸 如采用升降椅子或可调节高度的搁板 用这些调节尺寸的措施来满足大多数人的使用要求 调节尺寸的大小是根据人体尺寸 工作性质和家具及设备的加工能力来决定的 实际上 一个人的各项人体尺寸不会分布在同一百分点 如图所示 这个人有第50百分点的身高 E 而有第55百分点的侧向手握距离 A 图中三条线表示三个人的实际尺寸数 从图中的折线可以看出 一个人的身体各部分尺寸不属于同一百分点 否则将是一条水平线 二 平均数 M 与标准差 S 我们在实际工作中常常会提到平均数的概念 就会将第50百分位的人体尺寸代表 平均人 的尺寸 实际上这是错误的 这里不存在 平均人 第50百分位只说明某一项人体尺寸仅适合50 人的要求 而某一项尺寸的第50百分位的数值和该项尺寸的平均数值相等 美国人类学家指出 没有平均男人或女人存在 或许是在个别一两项上 如身高 体重或坐高 是平均值 在被测量的人当中 两项尺寸是平均值的占7 三个项目符合平均值的只占3 当四个项目同是平均值时 则少于2 10个34重要人体尺寸都相同于平均值的人几乎没有 在人体测量等实验中 经常会遇到实验数据的处理问题 这就涉及到有关统计学的一些概念 如将所得数据整理时 按其大小顺序排列 从中便可看出最大值 最小值和中间值 然后再将这些数据加以分组 并作出次数分配 一般将统计数据分为12 18组 以便获得较准确的实验结果 同时计算也不会太复杂 为使人们对一组数据有一个概括的了解 在统计学中常采用两个概念予以表明 一是集中趋势的变量 二是离散趋势的变量 代表集中趋势的变量常用的是平均数 所谓平均数 即算术平均数 其符号为M 它的计算公式是 M x N 代表离中趋势的变量常用的是标准差 S 表示测量值对均值的波动情况 有了平均数和标准差这两个数值 便能较好地总结整个一组的数据 并对全部数据作出较准确的预测 在研究人的行为所获得的结果时 如研究人机系统 便可分析出影响准确性的因素 分析各种误差的来源以及补救或清除误差的办法 五 人体测量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 GB 1000 88 规范 标准对人体测量内容 适用范围 测量术语 测量方法作了较为详尽地说明 将我国人口尺寸划分为六个区域 即东北和华北区 西北区 东南区 华中区 华南区 西南区 提供了47项人体尺寸的基础数据 按男女性别分开 且分为三个年龄段 18 25岁 男子 26 35 男女 30 60岁 男 55岁 女 目前还缺少台湾等地区的人体尺寸 缺少幼儿人体尺寸和其他功能尺寸的研究 因此根据室内设计工作的需要 自1988年 上海同济大学的有关学者对家具及室内空间尺度作了三年的调查研究 内容共分五个方面 1 上海市区幼儿人体尺寸 2 中国成年人人体与家具相关尺寸 3 柜类家具及其使用空间尺寸 4 座椅舒适度评价 5 不同功能高度的水平拉力 这些研究可作为室内设计工作者了解人体测量的概况 可作 国标 的补充 上海同济大学的测量方法 关于人体构造尺寸是采用丈量法 人体功能尺寸采用摄像法 人体拉力是采用拉力器进行测量的 一 上海市区幼儿人体尺寸的研究 二 中国成年人人体与家具有关尺寸的测量为了科学地确定柜类家具如大衣柜 书柜等的高度和深度的上限尺寸 五斗柜 写字台等高度和深度的适宜尺寸 以及床头柜等高度和深度的可用尺寸 测量的种类包括影响家具设计的人体构造尺寸和人体功能尺寸 人体构造尺寸有 身高 肩高 肘高 中指尖点上举高 肩宽 胸厚 肩指点距离 腋高 坐高 坐姿肘高 膝高 大腿厚 小腿加足厚 臀膝距 坐深 两肘间宽 坐姿臀宽 踮高 蹲高 蹲距 单腿跪高 跪距 参见图1 20 3 2 1身高 该数据用于限定头顶上空悬挂家具等障碍物的高度 3 2 4肩高 该数据用于限定人们行走时 肩可能触及靠墙搁板等障碍物的高度 3 2 10肘高 该数据用于确定站立工作时的台面等高度 3 2 13中指尖点上举高 该数据用于限定上部柜门 抽屈拉手等高度 3 2 21肩宽 该数据用于确定家具排列时最小通道宽度 椅背宽度和环绕桌子的座椅间距 3 2 25胸厚 该数据用于限定储藏柜及台前最小使用空间水平尺寸 3 1 1坐高 该数据用于限定座椅上空障碍物的最小高度 3 3 7坐姿肘高 该数据用于确定座椅扶手最小高度和桌面高度 3 3 8坐姿膝高 该数据用于限定柜台 书桌 餐桌等台底至地面的最小垂距 3 3 9坐姿大腿厚 该数据用于限定椅面至台面底的最小垂距 3 3 10小腿加足高 该数据用于确定椅面高度 3 3 16臀膝距 该数据用于限定臀部后缘至膝盖前面障碍物的最小水平距离 3 3 17坐深 该数据用于确定椅面的深度 3 3 20坐姿两肘间宽 该数据用于确定座椅扶手的水平间距 3 3 21坐姿臀宽 该数据用于确定椅面的最小宽度 A1肩指点距离 该数据用于确定柜类家具最大水平深度 A2腋高 该数据用于限定如酒吧柜 银柜等高服务台的高度 A3踮高 该数据用于限定搁板及上部储藏柜拉手的最大高度 B1蹲高 该数据用于限定蹲下时 头部上空障碍物最低高度 B2蹲距 该数据用于限定蹲下时家具前面空间最小水平距离 C1单腿跪高 该数据用于单腿跪下时 头部上空障碍物最低高度 C2单腿跪距 该数据用于限定单腿跪下时 家具前面空间最小水平距离 三 柜类家具及其使用空间尺寸人们在使用柜类家具时 无论是托举重物 推拉柜门 取放物品 四肢和脊椎都发生不同程度的弯曲 当其尺度超过人的生理允许幅度时 不仅费力 而且会使肌肉劳损 脊柱变形 A 1 1立姿单手托举最大高度 该数据用于限定搁板等物的最大高度 A 2 1立姿单手托举舒适高度 该数据用于确定常用物体的搁置高度 A 3 1立姿单手推拉最大高度 该数据用于限定拉手和搁板等物的最大高度 A 4 1立姿单手推拉舒适高度 该数据用于确定拉手和搁板等物的适宜高度 A 5 1立姿单手取放最大高度 该数据用于限定物体的最大搁置或悬挂高度 A 6 1立姿单手取放舒适高度 该数据用于确定物体的适宜或悬挂高度 B 1 1阅读台面舒适高度 该数据用于确定书桌台面高度 B 2 1写字台面舒适高度 该数据用于确定写字台台面高度 B 3 1打字桌台面舒适高度 该数据用于确定打字桌台面高度 B 4 1等拉手的适宜高度 B 5 1坐姿单手取放舒适高度 该数据用于确定写字台 化妆桌等上部搁板的适宜高度 C 1 1弯姿单手推拉舒适高度 该数据用于确定矮柜拉手及中低位抽屉等适宜高度 c 2 1弯姿单手取放舒适高度 该数据用于确定下层搁板或挂钩等的适宜高度 D 1 1蹲姿单手推拉舒适高度 该数据用于确定矮柜拉手及低位抽屉等适宜高度 D 2 1蹲姿单手取放舒适高度 该数据用于确定矮柜的搁板或抽屉拉手等适宜高度 E 1 1单腿跪姿推拉舒适高度 该数据用于确定矮柜拉手及低位抽屉等适宜高度 E 2 1单腿跪姿取放舒适高度 该数据用于确定矮柜等搁板或抽屉适宜高度 A 2 2立姿单手托举柜前距离 该数据用于限定托举物体时 柜前等最小空间距离 A 4 2立姿单手推拉柜前距离 该数据用于限定直立推拉物体时 柜前等最小空间距离 A 5 2立姿单手取放柜前距离 该数据用于限定直立取物时 柜前等最小空间距离 A 6 2立姿单手取放搁置深度 该数据用于确定立姿单手取放物体适宜的搁置深度 B 1 2坐姿阅读桌前距离 该数据用于确定阅读时 桌前最小使用空间距离 B 2 2坐姿写字桌前距离 该数据用于确定写字时 桌前最小使用空间距离 B 3 2坐姿打字桌前距离 该数据