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人体工程学和环境心理学都是近数十年发展起来的新兴综合性学科。过去人们研究探讨问题,经常会把人和物、人和环境割裂开来,孤立地对待,认为人就是人,物就是物,环境也就是环境,或者是单纯地以人去适应物和环境对人们提出要求。而现代室内环境设计日益重视人与物和环境间,以人为主体的具有科学依据的协调。因此,室内环境设计除了依然十分重视视觉环境的设计外,对物理环境、生理环境以及心理环境的研究和设计也已予以高度重视,并开始运用到设计实践中去。 第一节 人体工程学的含义和发展 人体工程学(Human Engineering),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。 `/ t$ g9 z8 G* T6 x 人体工程学起源于欧美,原先是在工业社会中,开始大量生产和使用机械设施的情况下,探求人与机械之间的协调关系,作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术,开始运用人体工程学的原理和方法,在坦克、飞机的内舱设计中,如何使人在舱内有效地操作和战斗,并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳,即处理好:人—机—环境的协调关系。及至第二次世界大战后,各国把人体工程学的实践和研究成果,迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去,1960年创建了国际人体工程学协会。 及至当今,社会发展向后工业社会、信息社会过渡,重视“以人为本”,为人服务,人体工程学强调从人自身出发,在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思路。 - S1 j( Z9 J2 A2 q0 }! D 日本千叶大学小原教授认为:人体工程学是探知人体的工作能力及其极限,从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。” 其实人—物—环境是密切地联系在一起的一个系统,今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。 人体工程学联系到室内设计,其含义为:以人为主体,运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法,研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。 1 ?2 t0 X$ j" p y& W 第二节 人体工程学的基础数据和计测手段 4 b" j2 h4 x: K& k4 x) e 一、人体基础数据 ; b9 q7 x( i, @3 P. a 人体基础数据主要有下列三个方面,即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。 8 `$ d0 t' r! L7 P1 w 1、人体构造 5 B" ]& T" B5 E8 o 与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三部分在神经系统支配下,使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成,脊柱可完成多种运动,是人体的支柱,关节起骨间连接且能活动的作用,肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张,使人体各部分协调动作。 " N. W5 m& W2 K- S; r h* G; o , p: ~, U% `7 x, ~& Q# a& I 2、人体尺度 6 G3 Z3 @+ T- Z v8 s6 N! L 0 Q0 l0 d8 P1 H2 H" T 人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。 % F, J; ]3 i& [4 m% o ) m; c9 _8 p8 Z* i6 T$ _8 a 3、人体动作域 - ?7 B) N. G2 B 人们在室内各种工作和生活活动范围的大小,即动作域,它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域,也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据,人体动作域的尺度则为动态的,其动态尺度与活动情景状态有关。 5 l4 A* D6 ~8 {" _ 室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用,应考虑在不同空间与围护的状态下,人们动作和活动的安全,以及对大多数人的适宜尺寸,并强调其中以安全为前提。 $ S8 M4 e! i) X( D x$ T1 r V$ H 例如:对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等,应取男性人体高度的上限,并适当加以人体动态时的余量进行设计;对踏步高度、上搁板或挂构高度等,应按女性人体的平均高度进行设计。 二、人体生理计测 根据人体在进行各种活动时,有关生理状态变化的情况,通过计测手段,予以客观的、科学的测定,以分析人在活动时的能量和负荷大小。 4 [% @! a* y! |- F0 u& k5 ~ . s# p) G+ z% ]3 P0 r 人体生理计测方法主要有: 1、肌电图方法 把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录,从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。 9 I1 _+ f _5 k1 @5 s2 {$ y9 ? 2、能量代谢率方法 7 F# ?) \7 h) f+ x& t 由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值,与其平时耗氧量相比,以此测定活动状态的强度,能量代谢率的计算式,以及不同活动的能量代谢率(RMR)。其计算式如下: ( l4 E5 l* m9 D H8 \: ? 运动时氧耗量-安静时氧耗量 , n7 H7 t/ `' K& b 能量代谢率(RMR) 基础代谢率耗量 # X9 _) J: a& b9 ^& Z) b, a * z6 P) V4 ?9 P! X* ~ 3、精神反射电流方法 ; T, g, I s: ^ 对人体因活动而排出的汗液量作电流测定,从而定量地了解外界精神因素的强度,据此确定人体活动时的负荷大小。 + O6 }1 P1 c. F4 e# [4 L! T3 K 7 ]8 j( _2 }! B- C) V6 L 三、人体心理计测 L3 \' x$ U8 z A3 F! \4 X' {& ?# Z 心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。 1、精神物理学测量法 用物理学的方法,测定人体神经的最小刺激量,以及感觉刺激量的最小差异。 & u; D% z L, y: P3 ~3 Z 2、尺度法 5 a* ~1 z5 Y9 g6 m! t 以顺序在心理学中划分量度,例如在一直线上划分线段,依顺序标定评语 可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。 第三节 人体工程学在室内设计中的应用 由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下: & I ^- p' q' S& N! S: }! I1 n 1 Z4 F% b6 t7 }7 v: x 一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据 1 S& C& q$ k) q3 C8 |6 @( o7 ? 根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。 二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据 + P7 ?! ]1 A' w3 r8 z- K7 ? 家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。 $ h& [8 [7 y) G! | 三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数 8 e3 ]# k2 r# t/ K6 |" e: v6 e2 M 室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等,室内设计时有了上述要求的科学的参数后,在设计时就有可能有正确的决策。 0 V# I/ ?' `. E1 i" U( S Z+ {1 B( `% | r+ `5 r& z 四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据 / p7 R, K0 y1 v2 U! [& }2 k) @! ^( q 人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素,人体工程学通过计测得到的数据,对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。 |
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