人机工程学与室内设计教案

人体工程学与室内设计课程名称：人机工程学ERGONOMICS上课时间：20XX年7月20日适用专业：工业设计（理工、艺术）、艺术设计课程目标：人机工程学是艺术设计专业所开设的一门特殊课程。通过该课程的系统学习，学生不仅能掌握设计领域有关“人—机—环境”最优化的科学知识，提升专业学习的科学性，还能够养成科学、先进的设计理念，从而真正把握现代设计以人为本的精神所在。人机工程学的教学应立足于促进学生能力和认识的提高，为其今后的专业发展奠定科学的方法论基础。课程的重点、难点：人体工程学的理论体系庞大，内容涉及生理学、心理学、解剖学、生物力学、物理学、人类学、材料学等多种学科来源，重点和难点皆体现在多学科知识的有效整合。主要参考书：丁玉兰《人机工程学》李彬彬《设计心理学》刘盛璜《人体工程学与室内设计》课程内容：人机工程学(HumanEngineering)，也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomis原出希腊文“Ergo”，即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”，也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。人机工程学是由6门分支学科组成，即：人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究。第一节人体工程学与室内设计人体工程学联系到室内设计，其含义为：依据以人为中心，“为人而设计”的原则，运用人体测量、生理、心理计测等方法，研究人体的结构功能、心理等方面与室内空间环境的合理协调关系，创造出适合人活动需求的室内空间。在室内设计中，要营造出各种有利于人的身心健康的舒适环境，主要采用科学的手段，包括“关于人体尺度和人类的生理及心理需求”这两方面。除此之外，人体自身的空间构成的相关问题的重要性也显现出来，所以，在开始研究之前，先来探讨空间构成的话题。人体空间的构成主要包括以下三个方面：一、体积所谓体积，就是人体活动的三维范围。这个范围将根据研究对象的国籍、生活的区域、以及个人的民族、生活习惯的不同而各异。所以，人体工程学在设计实践中经常采用的数据都是平均值，此外还向设计人员提供相关的偏差值，以供余量的设计参考。二、位置所谓位置，是指人体在室内空间中的相对“静点”。个体与群体在不同的空间的活动中，总会趋向一个相对的空间“静点”，以此来表示人与人之间的空间位置和心理距离等，它主要取决于视觉定位。同样它也根据人的生活、工作和活动所要求的不同环境空间，而表现在设计中将是一个弹性的指数。三、方向所谓方向，是指人在空间中的“动向”。这种动向受生理、心理以及空间环境的制约。这种动向体现人对室内空间使用功能的规划和需求。如：人在黑暗中具有趋光性的表现，而在休息室则就有背光的行为趋势。人体尺度和心理需求与室内空间一、人体尺度与室内空间我们将以解剖学、测量学、生理学和心理学等知识为研究基础，了解并掌握在室内环境空间中，人的活动能力和极限，熟悉人体功能相适应的基本尺度。1、人体基本尺度人体基本尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。它主要以人体构造的基本尺寸（又称为人体结构尺寸，主要是指人体的静态尺寸。如：身高、坐高、肩宽、臀宽、手臂长度等）为依据，在于通过研究人体对环境中各种物理、化学因素的反应和适应力，分析环境因素生理、心理以及工作效率的影响程序，确定人在生活、生产和活动中所处的各种环境的舒适范围和安全限度，所进行的系统数据比较与分析结果的反映。它也因国家、地域、民族、生活习惯等的不同而存在较大的差异（见表2—1）。如：日本市民男性的身高平均值为1651mm,美国市民男性身高平均值为1755mm,英国市民男性身高平均值为1780mm。编号部位较高人体地区（冀、鲁、辽）中等人体地区（长江三角洲）较低人体地区（四川）男女男女男女A人体高度169015801670156016301530BCD肩宽度肩峰至头顶高度正立时眼的高度420293151338728514744152911547397282144341428515123852691420EFGH正坐时眼的高度胸廓前后径上臂长度前臂长度120320030823811402002912201181201310238111020329322011442053072451078220289220IJKL手长度肩峰高度1/2上个骼展开全长上身高长196139786960018412957955611921379843586178127878754619013458485651781261791524MNOP臀部宽度肚脐高度指尖到地面高度上腿长度307992633415307948612395309983616409319925590379311980606403320920575378QRST下腿长度脚高度坐高腓骨高度397688934143736384639039268877407369678253283916735040236565793382UV大腿水平长度肘下尺寸450243435240445239425230443220422216表2—1我国不同地区人体各部分平均尺寸（mm）图2—2，是文艺复兴时期创造的理想而完美的人体比例图，也正是人类对人体基本尺度的构想。图2—3是在室内设计中经常使用的人体基本尺度，这些基本数据的使用，将为设计师在室内空间功能的设计中，起到重要的辅助作用。如：门的高度、楼梯扶手高度应采用男性人体高度的上限，加上一定的活动余量等。2、人体基本动作尺度人体基本动作的尺度，是人体处于运动时的动态尺寸，因其是处于动态中的测量，在此之前，我们可先对人体的基本动作趋势加以分析。人的工作姿势，按其工作性质和活动规律，可分为站立姿势、座椅姿势、跪坐姿势和躺卧姿势。1.站姿：背伸直、直立、向前微弯腰、微微半蹲、半蹲等。（见图2—4）图2—4站姿2.坐椅姿势：依靠、高坐、矮坐、工作姿势、稍息姿势、休息姿势等。（见图2—5）图2—5坐椅姿势3.平坐姿势：盘腿坐、蹲、单腿跪立、双膝跪立、直跪坐、爬行、跪端坐等。（见图2—6）图2—6平坐姿势4.躺卧姿势：俯伏撑卧、侧撑卧、仰卧等。（见图2—7）图2—7躺卧姿势虽然测量值因其动作的目的不同，故测量的功能尺度亦不相同。但是，人在处于不同动作姿态时，总会表现出相对的稳定性，我们正是根据此种相对静态的测量与分析（见图2—8）。图2—83.人体活动空间尺度人体活动空间的尺度是适应行为要求的室内空间尺度，是相对的概念，亦是动态的尺寸。对于活动空间尺度来讲是一个整体的范围，它主要包括满足人在空间不变的前提下，使涉及到的环境行为的活动范围得以合理的规划，创造出适应人们生理需求、行为需求和心理需求的空间范围。（见图2—9）图2—9人体活动所占空间尺度（单位：毫米）根据室内环境的行为表现，室内空间可分为大空间、中空间和小空间等不同的活动空间范围。（1）大空间指公共行为空间，如：体育馆、营业厅、商场等，其特点是易于处理好个体行为的空间关系，在这个空间里个人空间基本是等距的，空间具有尺度大和开放的特点。（2）中空间指事务行为空间，如：办公室、教室等，空间即开放又具有私密性，在以满足个人空间的前提下，设计公共事务行为的空间。（3）小空间是个体行为的空间，如：卧室、书房、经理室等，具有较强的私密性和小空间的特色，主要以满足个体的行为为目的等。人在室内空间环境中的活动具有较大的灵活性。因此，在室内空间形态的规划设计中，将要充分考虑人在空间中的行为表现、活动空间尺度范围、分布状况、知觉要求、环境可能性，以及物质技术要求等因素的研究确定。二、心理需求与室内空间当人在相应的室内空间中活动，个体心理与行为虽然彼此间存在着差异，但是从整体上来看仍然具有共性，这也就是我们要对其进行研究的前提和基础。在室内环境中，人们心理需求与行为会有怎样的变化，现将根据我国心理学普及的情况和室内设计专业的需求，作以下必要的基础知识简介。1.领域性与人际距离：领域原是指动物在环境中为摄取食物、繁衍生息的一种适应生存的行为方式；而我们今天所谈的领域则确切指人为了某种需求而占据着一定空间范围。人对领域空间的占有与支配，是生命的渴望和本能。因此，在个人的环境生活、生产过程中具有自我保护和防止干扰的能力。所以，在不同的活动中有其必须的生理和心理范围与领域。关于人类的领域特征，首先领域的积极作用是，领域的要求为自身提供了安全感，使实现自我表达具有可能性，使空间构成形成一定秩序，同样使人类的建筑活动，在动态发展中得到平衡；其次领域的消极作用表现为，由于人类具有扩大领域的本能，因而会造成个体私欲的扩张与空间平衡的矛盾，致使社会关系复杂化，这也是人们在生活中经常遇到。如邻里之间为了一段楼道的使用而发生争执的事情屡见不鲜。人际距离是指人们在相互交往活动中，人与人之间所保持的空间距离。在室内空间中个人环境常需与人进行交流、接触时，要进行人际距离的选择。因此对不同的人，由于其具有不同民族、宗教信仰、性别、职业和文化程度等因素，所以应采取的人际距离各有差异。人类学家爱德华.T.霍尔以动物的环境和行为的研究经验为基础，根据人际关系的密切程度，行为特征确定人际距离，即分类为：亲密距离；个体距离；社会距离；公众距离（见表2—10）。在室内设计中以阅览室的座位为例，如果座位间距过于紧凑，以至出现以不亲密的形式进入他人亲密距离之内，则会造成个人的空间领域被侵犯，给他人的学习和心理带来压抑、不安等不良影响。如保持相应距离设置座位，并设置空间各护结构，可以使人在读书的同时，更多一份平静与轻松。名称间距表现亲密距离（0--45cm）接近相（0—15cm）这是一种表达温柔、舒适、亲密以及激愤等强烈感情的距离,具有辐射热的感觉，这是在家庭居室和私密空间里会出现这样的人际距离远方相（15-45cm）可与对方接触握手个体距离（0.45--1.3m）接近相（0.45—0.75m）这是亲近朋友和家庭成员之间谈话的距离，仍可与对方接触，这是在家庭餐桌上的人际距离远方相（0.75—1.3m）可以清楚地看到细微表情的交谈。社会距离(1.3--3.75m)接近相（1.3—2.10m）在社会交往中，同事、朋友、熟人、邻居等之间日常交谈的距离远方相（2.10—3.75m）交往不密切的距离，这在旅馆大堂休息处、小型会客室、洽谈室等处，会表现出这样的人际距离公众距离（>3.75m）接近相（3.75—7.50m）主要表现在自然语言的讲课，单相交流的集会、演讲、正规而严肃地接待厅远方相（>7.50m）借助姿势和扩音器的讲演，大型会议室等处，会表现出这样的人际距离表2—10人际距离与行为特征注：接近相是指在范围内有近距趋势；远方相是指相对的远距趋势。以上人际距离的大小是适应在不同空间中人际交往的尺度衡量标准。同时也是交往空间的大小和家具设备布置的依托。2.私密性与尽端趋向私密性是指个人或群体控制自身与他人进行信息交换的时间、方式、程度的需求。它主要以独居、亲密、匿名和保留四种形式出现。私密性是人的本能，人们可以在自己的空间中表现自己。同时，私密性也是在人际关系中形成的人际距离，即：人与人或人与群体之间保持的空间距离（或是信息关系、情感距离等）。如：个人的居所、银行的取款一米线等都充分的考虑并运用到人的私密空间概念。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，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、靠边的区域等。在参观、就餐、工作选择自身位置时，就经常会体现出尽端趋向。如：餐厅内类似车厢卡座的设立，就是为创造更多的尽端区域，用以满足人们在公众空间中心理和使用的需求。3.依托与安全感人们在满足自身生活、生产和活动中的使用功能之外，在开阔的公众空间中，不一定标志着空间的开阔是人们的趋向。相反，在流动的空间中，人们则往往会寻找有依托的、安全性高的区域。所谓依托，在室内设计中主要表现为空间的构架支柱、实体或稳定的壁面。如：人们在商场、娱乐场、候车厅内聚集的区域等（见图2—11）。依托性是人心理的欲求趋向，是安全感存在的基础。所谓安全感，是人在社会中的心理需求，如人在办公室的设置中，常会选择靠近实体墙壁的面为主要的办公座位。所以，只有在满足安全感的前提下，人们在空间生活中才能实现各种行为。4.从众与趋光心理从众心理，是人在心理上的一种归属的表现形式，它在室内设计中也有突出的应用。如在开阔的公众空间中，人们总是选择趋向众人聚集的地方，这会给人以相应的安全感。又如，在商场、展览馆或是娱乐场中，当突发事件（火灾、地震或危险等）给