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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。 + |# z- O* O3 L% m: D 第一节 人体工程学的含义和发展 7 S: S/ x3 J; X; \# f+ o y& n 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。 3 Q( |5 B: `7 j- P3 |) I n 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”。 & b; G F& |" H/ D+ l 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。 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 9 _& H' G3 R3 v0 B2 M 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。 6 P6 i, |' l+ p W5 h9 n 1、人体构造 ' d- x6 w$ f4 D& b5 S9 R2 [ / W0 X9 P1 r; z2 L& c5 D 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 6 W4 a5 o6 Z! c- ^/ R3 } / P/ D5 X' [4 ]0 h& U8 y* } 人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。 ; |% W6 g1 k' |, f2 e2 | 3、人体动作域 9 n4 z: c9 }, U 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。 ) }9 ?7 C! z' a. ^0 B9 { 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。 " {9 J" q3 \! c+ Y, s 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。 6 V% H Z4 k5 ^% ^1 f; C* ~% D 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。 * B) Q& n2 o4 C+ |* Q) B* l" P x 人体生理计测方法主要有: : q5 W5 V5 T& H$ U" I. D { 0 e! y4 M4 U* n8 U 1、肌电图方法 : R3 C7 h1 T6 ^ w/ g+ { . J# j5 \- Q6 c- a; ~$ V% l2 a; U, N 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。 2、能量代谢率方法 ; Q! M( X. |" q% l- | 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: 4 u2 V2 w5 ]: v( s" @0 h 运动时氧耗量-安静时氧耗量 ( u( Y5 w7 Y; F' k 能量代谢率(RMR) 基础代谢率耗量 & L! l, G% `$ t& E+ R+ F: s6 c/ ? * M% N) ]( s& h5 b* E3 z& m& R 3、精神反射电流方法 ! C# G" h! \- R j F8 n 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。 # ?) y0 E0 R6 g7 n3 o' F3 m7 [ 0 ]9 K9 W$ M* x9 C L6 Q1 L 三、人体心理计测 心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。 , U: i, N6 l. f+ j$ D$ c 1、精神物理学测量法 . a' B, w& Q$ m: U8 i9 z 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。 2 N" B' J# A: W 2、尺度法 7 i; n% `9 M$ n . N- X1 B( J# \/ j3 g! r* i& T6 {7 i 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 1 x3 a+ ~" g4 X9 G: H$ n' j* w 可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。 ' }/ ?; a! F S' p W" o( b 第三节 人体工程学在室内设计中的应用 ) } t1 U+ U- M* K! Z - {8 Z- Q) p/ `( G' N 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: % w- i# }+ D H" f ' d% r$ `3 V @: u8 a 一、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据 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。 ) y: Y# F! }2 ~3 G) z' w. b& w1 z 二、确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据 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。 2 i& b4 N# @5 s# c 三、提供适应人体的室内物理环境的最佳参数 1 ]* P4 K* K: s6 n, r- K 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。 . v4 M; m$ J5 z , S" d- \$ @. @; d 四、对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据 2 n# |2 z1 `. J7 a) g ' Q% ~0 P5 B6 X8 q) O 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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