人体工程学与建筑学课件

人体工程学与建筑设计姓名：沈超翔班级：12建筑设计1学号：1212050127人体工程学(Engonomics)：

目前国际上对其的定义为：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着的各组成部分（效率、健康、安全、舒适等）在工作条件下、在家庭中、在休假的环境里，如何达到最优化的问题。

人体工程学是一门新兴的科学，同时又具有古老的渊源。早在公元前1世纪罗马建筑师维特鲁威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身高，双足趾和双手指尖恰好在以肚脐为中心的圆周上。文艺复兴时期，艺术家达·芬奇根据维特鲁威的论述，绘制了著名的人体比例人体工程学的由来和发展

19世纪，建筑师勒·柯布西耶等人对人体尺度在建筑中的应用作出了巨大贡献，创立了模数制目前，人体工程学已经成为相对独立的研究领域。为了设计的需要，现在世界各先进国家都有本国的人体尺寸国家标准（或数据资料），我国也于1988年发布了相应的国家标准GB/T10000－1988《中国成年人人体尺寸》。人体工程学包括人体静态测量和动态测量，前者测量在静止和正常体态时人体各部位的尺寸，后者测量人体各部位在活动时的位置关系。我国成年人体平均尺寸人体测量的基础数据

人体静态尺寸主要指人体的构造尺寸(即人体结构尺寸)，它包括头、躯干、四肢等在标准状态下测得的尺寸。据统计，我国成年男子平均身高为1.67m，女子为1.56m，各地区人体高度有差异。尽管人体的各种尺寸差别很大，却有着一定的变化范围和相互联系。

人体动态尺寸

是指人体的功能尺寸，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。要精确地测量其尺寸是比较困难的，但根据人在室内活动的范围和基本规律，也可以测得其主要功能尺寸，人体活动的基本尺度人体动作尺度人活动的尺度（一）作业域：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150~160cm,女140~150cm)

垂直作业域决定了拉手：办公室用100cm

，一般家庭用

80~90cm。

门的最小宽度受人体动态尺寸的制约和影响，一般单股人流最小宽度为0.55m，加上人行走时身体的摆幅0～0.15m，以及携带物品等因素，因此门的最小宽度≥0.7m。

走道、楼梯梯段和休息平台最小宽度的确定同样离不开人体的动态尺寸。单股人流宽度为0.55～0.7m，双股人流通行宽度为1.1～1.4m，根据可能产生的人流股数，便可推算出各自所需的最小净宽，而且还应符合单项建筑规范的规定

走道，门的影响

门的最小宽度

走道的最小宽度楼梯梯段和休息平台的最小宽度

（4）建筑中诸如栏杆、扶手、踏步等一些要素，为适应功能要求，基本上保持恒定不变的大小和高度，这些常数的确定往往也受人体工程学的直接影响。建筑艺术要求真、善、美统一。著名建筑师柯布西耶研究了人的各部分尺度，认为它符合黄金分割等数学规律，从人体绝对尺度出发制定了两列级数，从而建立了他的模数制，并应用于建筑设计中，进一步把比例与尺度、技术与美学统一起来考虑。在运用人体基本尺度时，除了要考虑到地域、年龄等差别（表2.3）外，还应注意以下几点：

①设计中采用的身高并非都取平均数，应视具体情况在一定幅度内取值，并注意尺寸修正量（图2.14）。

②近年来对我国部分城市青少年调查表明，其平均身高有增长的趋势，所以在使用原有资料数据时应与现状调查结合起来。

③针对特殊使用对象（运动员、残疾人等），人体尺度的选择也应作调整。

阶梯座位家具布置与平面尺寸的关系卫生间设备布置与隔间尺寸

浴室的安全抓杆残疾人专用卫生间

一、建筑类家具设计的人体工程学建筑类家具的设计主要依据是人体身高和动态活动范围（近身空间尺度）。为便于建筑类家具的设计，下面对人体立姿和坐姿的近身空间作简单介绍。

（一）

立姿近身空间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。

（二）人体水平面作业空间尺度作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。

（三）收纳空间尺度划分

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。

（四）

省力操作位置

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。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（五）

坐姿近身空间尺度

作业面高度

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73-8868-8369-7266-70二、人体类家具设计的人体工程学

（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，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

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。不同姿势状态下的椎间盘的相对内压力腰椎间盘的相对内压力

2、座椅设计的人体工程学基本原则

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。

3、座椅分类（1）工作用椅：应保持稳定，有适当腰部支撑，重量分布均匀（2）休息用椅：以减少疲劳为目的，结构要能使身体放松，减少椎间盘内压力

(3)多用椅：以多用途为目的。

4、座椅设计的其它主要尺度从上面的介绍可知，作业的设计尺度要保证人体正常作业，在作业过程中能随意活动，使身体不受约束。工作用椅和休息用椅因为使用目的不同，设计参数也应有差异，除了上面介绍的主要参数外，还有座面宽，扶手高等主要参数。座面宽一般以女性的最大百分位数值设计，其值约为43-45cm.。扶手高要高过人体重心位置2cm左右，其值约为21-22cm。靠背宽为35-48cm。还要考虑座面材料的软硬和透气性，软硬程度以坐下后平均下陷1-3cm(休息椅)、0.6-1cm（工作椅）为宜。对于工作椅坐骨结节部位要承受主要重量，休息椅腰部靠背也要承担相当部分重量。

（二）人体的构造与寝具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6-22b），局部压力增大，背部肌肉收缩增强，也会使人不舒适。因此，床垫软硬必须合理。

床垫的三层构造寝具的生命在于缓冲性。寝具的缓冲性构造以三层构造为好。最上层A层是与身体接触的部分，必须是柔软的，B层是相当硬的一层，C层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用，满足以上三条件软硬安排协调的床垫才是好床垫。床垫的三层构造

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6－8cm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

（１）床宽研究发现，人处于将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2.5－3.0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的尺度床宽对睡眠深度的影响（垂直轴为δ脑波成分α脑波成分的比，δ波成分越多，说明睡眠越深）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。

床长和床高公寓式住宅

即公共住宅，我国城镇居民还是以公寓式住宅为主要居住地。在公寓设计中应注意的问题：

1、安全性。住在高层公寓里的居民最关心的问题之一就是住宅的安全性，因为高层公寓的犯罪率要高得多。这是因为：

a、高层公寓居住的人口多，人越多意味着居民之间相互认识和了解的机会越少，就很难辨认混入住宅楼进行犯罪活动的陌生人。b、高层公寓便于作案，缺乏防御空间。如楼道，走廊尽头、拐角和电梯里都成为罪犯作案最佳场所。解决方法：公共住宅的建筑设计要考虑防止犯罪行为的发生。将防范最薄弱的地方，设计得更加开敞，增加可见度。另外，将走廊缩短也能减少犯罪率。2、孤独。住在高层公寓里，居民间感情上的交流太少。高层单元住宅大多数都没有给人们提供社交或谈话的场所。在庭院式的低层公寓里，孤独感则会少一些。解决方法：可设计一个或多个公共活动区。别墅

1、外部环境

A、一般来说，别墅都建在郊外，郊区化可以说是别墅的特点之一。别墅与别墅之间、别墅与其他社区之间的相对应的位置十分重要，因为位置决定了人们相互交往的数量和频率。

B、别墅的隐蔽性比公共住宅要好。那么别墅本身位置的选择就是另一个需要重点考虑的方面，因为它关系到安全性。房屋建在临近交通主干道的地方，隐蔽性就会减少，但安全系数会提高；离主干道远、又有篱笆和花园阻挡外部视线，能减少外来的干扰（如交通噪音）而且隐蔽性增加，但这样的设计安全性却降低了。

C、应尽可能在隐蔽性和安全性两者间取得平衡，使别区既能够得到较多隐蔽性，又能减少安全隐患。2、内部环境对于别墅内部，最重要的问题是家庭成员占有房间的空间大小，这将直接影响到各个成员的隐蔽性和空间需要的满足程度，以及每个家庭成员对房间里的各种陈设的运用情况。别墅的室内又可进一步划分为前部区域和后部区域。前部区域指客厅，餐厅等。后部区域指卧室，厨房等。厨房是家庭成员活动的中心，而卧室的设计则不但要舒适，还应该有私密性的保护，限制客人从视觉和听觉上的侵入，更不会作为款待客人的地方。如何设计一个健康的居室环境：A、注意居室光线。住宅设计要注意采光。在光照不足的情况下，可以科学地利用非自然光。B、利用居室色彩。居室色彩对人的身体健康也有很大的影响。利用暖色（红、橙、黄色）可使人精神振奋，心情愉快，增加新陈代谢；利用冷色（蓝，绿）