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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。 - K2 {* C: D P- b3 T% K ! e1 E! u- b3 V# y3 _7 S+ W 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。 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。 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。 : A) d9 {, E6 p# t4 y X6 P, ~ % R' r5 D/ c4 N: P 第二节 人体工程学的基础数据和计测手段 一、人体基础数据 ) C& E( _; l: H3 D: t 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。 $ e" A0 I8 s" a) E# d4 x 1、人体构造 2 E! s4 U/ I$ W2 {; y 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。 2、人体尺度 / |3 A4 I4 v! J/ r3 [ 人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。 3、人体动作域 ' @' D2 G, q2 E7 |$ T2 A 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。 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。 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。 8 v5 v, w* q K( K+ a 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。 # u# ]1 e4 K7 B: f1 g) W! Y7 \4 G 人体生理计测方法主要有: , R, q3 u$ ]3 \1 {: R" ]/ v3 ^ 2 G3 V+ n$ p7 a. F. | 1、肌电图方法 % a! }5 z2 J" H5 L0 K 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 } g( k! G* d; q 2、能量代谢率方法 7 n; c+ J: V @, k' E ( l. L" U- M i0 v7 @ 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: 3 V$ [& ^: \8 {+ o% t 运动时氧耗量-安静时氧耗量 能量代谢率(RMR) 8 ~/ {& x8 u3 W" K 基础代谢率耗量 3、精神反射电流方法 4 x2 Z% q. k4 C5 f) P( X& D9 ] % R8 Y8 Z% R; X, z4 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。 : n# E! a J% ^ 6 Z5 K; ?' p9 m( O 三、人体心理计测 * T2 n! E' i3 F4 a 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 5 h2 B0 A# W, _, C 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。 1 A( W) o$ t# M+ {% O3 m2 \8 q+ r * @# o( }7 y" S$ { 2、尺度法 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 5 g4 c0 q) i; F6 Q. X 可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。 9 w0 ^& E" G. `- w* L $ L4 X+ t* o, }+ `) f 第三节 人体工程学在室内设计中的应用 ( s- O3 b j4 m* g& \ & P2 n; i! t2 `- `1 S# E$ F 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: # x9 H5 `& ^1 ^0 S$ H+ R8 Q " D8 h- ?" I' c1 o8 F5 x 一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据 ' J! Q' F9 ^0 R0 Z2 [. D2 u! c. F 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。 # Z: Z4 k) w# C+ `: ]5 t 二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据 / K7 D& I% z6 m$ b* O n# v$ z & k" ^% i! J% e0 k- O# @ 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。 ' G! k1 p7 \5 x# D0 [ 三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数 8 X8 P# x! b/ B. N, R, \2 _ 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。 / v' t/ J; ]0 [ 四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据 8 d# ?# U( a+ q* W3 O , z" G* X2 G% G 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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