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1、工学人体工程学-课件第一章第一章 概论概论1.人体工程的定义人体工程的定义 人体因素：包括生理和心理两个方面，并且包含了许多影响人们使用工具 和创造人工环境等方面的因素。是一个数据积累的范畴。人体工程学图解：是人体因素领域的产物，它对工程师，建筑师，工业设计 人员，室内装修人员，技术员，艺术家和学生具有很大的 参考实用价值。人体工程学：是研究人-机-环境 系统中人,机,环境三大要素之间关系,为解决该系统中人的效能,健康问题提供理论与方法的一门 技术科学.HUMAN ENGINEERING第一章第一章 概论概论n1.1 1.1 人体工程学由来及发展人体工程学由来及发展n 2.相关的名称定义:人体

2、工程-Human Engineering n 人因工学-Human Factors n 生物力学-Biomechanics n 人体状态学-Human Conditioning n 生命科学工程-Life-Science-Engineering n 人-机系统-Man-Machine System n 3.发展历史：n （1）50年代，始自二战美军对武器的研究和测量。n （2）60年代，美国出版了成年人的体重，身高和特定身体尺寸。n （3）70年代，汽车工程师协会做了针对儿童的身体尺寸调查。n （4）80年代，老年人的数据的测量开始了。n （5）90年代，美国残疾人协会颁布了对残疾人的保护措施

3、和通行规定。HUMAN ENGINEERING第一章第一章 概论概论 HUMAN ENGINEERING1.2 1.2 人体程学的研究内容人体程学的研究内容人 2.人机关系 -显示器:仪表,信号,显示屏 -操纵器:杆,钮,盘,轮,踏板 -机器用具:设备,用具,家具3.人环境 -自然环境:气候,地理 -人为环境:生活环境,工作环境:一般工作环境:空间,照明,温度,湿度 特殊工作环境:高温,高压,噪音,辐射第一章第一章 概论概论-人体尺寸/信息的感受和处理能力/运动的能力/学习的能力/生理的需求/对物理环境的感受性/对社会环境的感受性/知觉与感觉的能力/环境对人体能的影响/人的长期、短期能力的限度

4、及愉适点/人的习惯与差异 HUMAN ENGINEERING第一章第一章 概论概论 n1.3 1.3 人体工程学的应用人体工程学的应用n 1.人体工程学是在应用中发展起来的，凡是涉及与人有关的事和物，就会涉及到人体工程学问题。n如建筑设计与装修，要使建筑更好地为人所用，就要懂得人的心理和行为人的心理和行为要求要求。n要使环境很舒适，就要懂得人的知觉特性人的知觉特性。n要使家具和设备使用方便，就要了解人体活动的各种功能尺寸人体活动的各种功能尺寸。n要使建筑形态符合人的审美要求，就要懂得人的视觉特征人的视觉特征，以及人和环境人和环境交互作用的特点交互作用的特点等等。n由此可见，随着人体工程学与有关

5、学科的结合，也就出现了许多相关的学科。HUMAN ENGINEERING2.人机关系的发展 -机械化时代:人体尺寸、施工、人对物理环境的适应能力 -电子时代:人的技能与学习的能力 -信息时代:人的信息接受能力和处理能力第一章第一章 概论概论 HUMAN ENGINEERING第一章第一章 概论概论n3.人体工程与空间的关系n(1)建筑空间设计 n(2)室内设计室内环境因素活动场合的环境因素 活动 的实际范围因素人 生活器物 气流(通风设备)室温 (调温设备)光线 (照明设备)音响(防音设备)尺度 安全外观 空间人-室内环境因素图示 HUMAN ENGINEERING第一章第一章 概论概论n4.

6、人体工程学与室内设计 n为确定空间范围提供依据 n人体尺寸-家具设备的尺寸 n人的活动范围家具设备的数量和尺寸 n为家具设计提供依据 n为确定感觉器官的适应能力提供依据 HUMAN ENGINEERINGn2.1 2.1 人体生理学知识人体生理学知识n1.人体感觉系统 人的感觉系统是由神经系统神经系统和感觉器官感觉器官组成。了解神经系统，才能知道心理活动发生的过程；了解其感觉器官，才能了解刺激与效应发生的生理基础。与环境直接作用的主要感官是眼、耳、鼻、口、皮肤及由此而产生的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉，即“五觉”，另外还有平衡系统产生的运动觉。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUM

7、AN ENGINEERINGn2.1 2.1 人体生理学知识人体生理学知识n2.血液循环系统 家具尺度是否科学，室内界面材料是否合理，室内气流组织好坏，都会影响人体血液循环，影响健康。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn2.1 2.1 人体生理学知识人体生理学知识n3.人体运动系统和人体力学 n(1)人体运动系统的生理特点，关系到人的姿势、人体的功能尺寸和人体活动的空间尺度，从而影响家具、设备、操作装置和支撑物的设计。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN

8、ENGINEERING骨骼、关节和肌肉的共同作用，完成了人体活动的各种动作。n(2)人体力学 人体运动系统的各个组成部分，造就了人的空间形态，也维持了人的内力和重力平衡。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn由于人体姿势不同，人体内力和重力传递的路线也不相同。n合适的工作面高度，可减少脊椎骨不必要的弯曲，以免引起腰肌劳损。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn运动和疲劳n与室内设计相关的主要是与运动有关的局部尺寸与运动有关的局部尺寸。

9、如何使其距离、高度有一个适合人体运动需要的合理尺寸，以减少肌力和体能的损耗，亦即减少疲劳，这也是运动中的工效。n比如：楼梯的踏步高度和宽度；n煤气灶和洗盆的高度；n生产流水线各种装配件的位置等。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn2.2 2.2 心理学知识心理学知识n心理学是研究人的心理现象及其活动规律的科学。n心理是人的感觉、知觉、注意、记忆、思维、情感、意志、性格、意识倾向等心理现象的总称。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn2.2 2.2 心理学知识心理学知识n心理和行为n感觉和知觉n注意和记忆n向光

10、性和私密性n领域和个人空间人对空间的占有和支配，是生命的渴望和本能。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING提高注意力常用的方法有三种：1.加强环境刺激的强度。2.加强环境刺激的变化性。3.采用新异突出的形象刺激。人际距离和行为特征人际距离和行为特征(距离单位距离单位cm)cm)密切距离 接近0 15，亲密、嗅觉，辐射热有感觉0 45 远方15 45，可与对方接触握手个体距离 接近45 75，促膝交谈，仍可与对方接触45 120 远方75 120，清楚地看到细徽表情的交谈社会距离 接近120 210，社会交往，同事相处120 360 远方210 360，交

11、往不密切的社会距离公众距离 接近360 750，自然语音的讲谭，小型报告会 360 远方 750，借助娶势和扩音器的讲演n2.3 2.3 人体测量学知识人体测量学知识n1.人体测量学由来和发展 人体测量学(anthropometry)人类学的一个分支学科。主要是用测量和观察的方法来描述人类的体质特征状况。n2.人体测量学与室内设计的关系室内空间大小更离不开人的尺度要求。确定一扇门的高度和宽度，就要了解人在进入房间时的姿势和活动范围及其功能尺寸，才能最经济、最科学地确定门的大小。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn2.3 2.3 人体测量学知识人体测量

12、学知识n3.人体测量的内容和方法n人体测量的内容：人体构造尺寸、人体功能尺寸、人体重量和人体的推拉力。n人体测量的方法：丈量法、摄像法、问卷法。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn2.3 2.3 人体测量学知识人体测量学知识n4.人体测量n按男女性别分开，且分为三个年龄段：18-25 岁（男子）,26-35（男女）,30-60 岁。根据室内设计工作的需要。n测量的种类包括影响家具设计的人体构造尺寸人体构造尺寸和人体功能尺寸人体功能尺寸。n人体构造尺寸身高、肩高、肘高、中指尖点上举高、肩宽、胸厚、肩指点距离、腋高、坐高、坐姿肘高、膝高、大腿厚、小腿加足

13、厚、臀膝距、坐深、两肘间宽、坐姿臀宽、踞高、蹲高、蹲距、单腿跪高、跪距。n功能尺寸动态人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围。主要对解决带有空间范围、位置的问题提供数据。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERINGn尺寸分五个方面：n（）幼儿人体尺寸；n（）成年人人体与家具相关尺寸；n（3）柜类家具及其使用空间尺寸；n（）座椅舒适度评价；n（）不同功能高度的水平拉力。n人体尺寸的差异：n（1）种族差异 n（2）世代差异 n（3）年龄差异 n（4）性别差异 n（5）残疾人n尺寸的衡量标准：n（1）舒适的标准：以够得着的距离，容得下的空间为原则。

14、n（2）安全尺度第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING蓝牙鼠标采用左右对称的设计，方便习惯使用左手的用户，结构设计符合人体工程学原理。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING浴缸外侧方正规矩，而内侧曲线圆润，符合人体的生理曲线和人体工程学原理，是追求舒适的最佳选择。第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING HUMAN ENGINEERING3.1 3.1 人和环境的交互作用人和环境的交互作用 物理环境：

15、声音、光、温度和湿度等。化学环境：各种化学物质对人的影响。生物环境：动物、植物和微生物。第三章 人和环境第二章第二章 人体工程学基础人体工程学基础 HUMAN ENGINEERING3.2 3.2 行为与环境行为与环境 HUMAN ENGINEERING3.3 3.3 视觉与环境视觉与环境1.视觉特征 人类获得信息有80%是来自视觉的。视野：眼睛固定在一点时，所能看到的范围，以眼睛为中心，向上约55度，向下约70度，左右约各94度的范围。光感：眼睛能感觉到光的强度。视力：是眼睛分辨细节和区别物体的能力。色彩：在适合的光线下，人眼能观察到光波555谬母的光的颜色。2.视觉现象 残像/暗适应/视错

16、觉 3.视觉环境 视距/视角/照明等第三章 人和环境 HUMAN ENGINEERING第三章 人和环境3.4 3.4 听觉与环境听觉与环境 1.听觉：听觉是人类第二大感觉系统，听觉包括：音调/响度/声强。2.听觉环境：令人愉悦的声响/人不喜欢的声响（噪音）。3.5 3.5 肤觉与环境肤觉与环境1.触觉与触觉环境：主要是通过人的表层皮肤对外界事物的信息的感受。2.触觉：痛觉/压力感/温感/冷感等。HUMAN ENGINEERING第四章第四章 人体与家具人体与家具4.1 工作面的高度 结论：1.工作面高度应由人体肘部高度来确定，而不是由地面以上的 高度来确定；该高度设定根据具体操作人的尺寸而定

17、。2.工作面的最佳高度略低于人的肘部。工作面的高度设计按基本作业姿势：站立作业/坐姿作业/交替作业。工作面的高度取决于人工作时身体姿势身体姿势的重要因素。不正确的工作面高度将影响人的姿势，引起身体的不适，降低工作效率。为有效提高工作速度和精确度，考虑疲劳和单调的人性因素，提出最佳的工作面高度是在人的肘下50毫米，这个数据是根据生产效率和工作人员的生理情况两个方面因素确定的。HUMAN ENGINEERING4.2 座位的设计 现在在工业社会中，约有2/3的工作是采用坐姿。坐椅对人有以下益处：1.减轻腿部肌肉的负担 2.防止不自然的躯体姿势 3.减低人的能耗 4.减轻血液循环的负担 不正确的坐姿

18、和不适和的坐椅都会影响人体健康。4.3 坐椅的尺寸设计 由于椅子用途不同，人与人的尺寸，比例互不相同，坐椅的尺寸设计根据不同的用途采用不同的取值。第四章第四章 人体与家具人体与家具 HUMAN ENGINEERING4.3.1 餐椅 餐椅是人们使用时间短，相对简单的品种。餐椅设计的要点：从坐椅前端到桌面的垂直高度最好为230-305毫米 椅子前缘距地面420毫米，距桌面290毫米 椅面进深不应超过405毫米，宽度不应超过405毫米 椅面应保持水平，腰部支撑与椅面之间角度应保持90-95度 建议使用坐垫，宜使用19毫米厚的柔软，易清洗的材料制成 腰部支撑的中心高于座面240毫米，要不区域长230

19、毫米，宽度最小330毫米第四章第四章 人体与家具人体与家具4.3.2 办公用椅 办公用椅需要适合人体的两种姿势：直立坐姿和放松坐姿，现在的办公用椅与适合成年人的汽车座位相似。HUMAN ENGINEERING 椅子的前缘可以调节125毫米，这样可以适合所有成年人 座面从前到后的尺寸为406毫米 椅子的宽度为406560毫米 椅垫厚度为51毫米的柔软材料，无底板 座面的水平调节角度为015度 靠背的水平调节角度为015度 椅背高为635毫米，这样才能支撑肩膀，915毫米，可以支撑头部 支撑中心高于椅面178292毫米，调节幅度最小为51毫米 椅背垫为弧形，用2551毫米厚的柔软材料制成，弧度半径

20、1000毫米为宜 椅垫应该让人舒服，透气，并且有摩擦力 椅面以上76毫米之内不适合有靠背，这个空间留给臀部 座面前缘和靠背下缘的圆边的半径为12。7毫米 扶手间距483毫米，扶手宽5189毫米 椅子应该可以旋转，为稳定起见应有五或六条腿设计要点：设计要点：第四章第四章 人体与家具人体与家具 HUMAN ENGINEERING“LAML 1000”系列椅系列椅 设 计 师：ROBERTO LUCCI PAOLO ORLANDINI 设计时间：1991 制 造 商：SHELBY WILLIAMS INDUSTRIES，MORRISTOWN，TENNESSEE，U.S.A.人体工程学实验实物原大的模

21、型椅背后面的鳍状突起用纸和PVC管制作的模型，演示椅子的构造三维显示出椅背和 椅座的同步运动实例一第四章第四章 人体与家具人体与家具 HUMAN ENGINEERING四条腿的扶手椅旋转扶手椅弯曲的钢管聚酰胺椅子滑轮第四章第四章 人体与家具人体与家具 HUMAN ENGINEERING实例二“AC1”旋转椅旋转椅 设 计 师：ANTONIO CITTERIO 制 造 商：VITRA GMBH，WEIL AM RHEIN，GERMANY 设计时间：1988年第四章第四章 人体与家具人体与家具 HUMAN ENGINEERING通过对柔韧的聚甲醛树脂（DELRIN）和座椅下方协调机器装置的应用，使

22、得椅子的座位和椅背可以自动随着使用者的前倾和后仰而加以调节。第四章第四章 人体与家具人体与家具 HUMAN ENGINEERING第五章第五章 工作和生活中的安全因素工作和生活中的安全因素5.1 楼梯 要避免光滑的材料，适当增加摩擦力 室内楼梯踏面的高度=190毫米，最小踏步宽度=279毫米，最小踏面宽度为286毫米 室外楼梯踏面的最大高度=152毫米，最小踏步宽度=279毫米，最小踏面宽度为305毫米 避免室内外楼梯只有一级踏步的情况出现 利用下面的公式计算台阶尺寸：1踏面高+1踏步宽=431-457毫米 2踏面高+1踏步宽=609-627毫米 1踏面高*1踏步宽=17780-19050毫米

23、 每一跑台阶数不宜超过16阶，最好在8个台阶时设一休息平台 安装照明开关于楼梯的起始和终止位置 避免尖利的边缘 避免楼梯开洞，台阶与门靠得太近 HUMAN ENGINEERING第第五五章章 工作和生活中的安全因素工作和生活中的安全因素5.2 厕浴间 浴盆和淋浴地面宜使用防滑地面，门使用安全玻璃。开关阀门应安装在距地面762-864毫米的高处 喷头的控制阀应安装在距浴盆表面1219-1321毫米处 距喷头152毫米处设置一个毛巾架 在浴缸长边的墙的中心安装两根457毫米长的水平扶手 淋浴喷头距浴缸底17531829毫米 淋浴帘杆距浴缸底18291982毫米，杆在浴缸范围内 开关阀门和最高一个扶

24、手应距地面10671219毫米 浴室门不要使用插销 安装防蒸汽灯，固定在浴室中心 厕位的长度至少为914毫米 厕位的两面墙之间应留出914毫米的空间 最小的地面空间为762*1067毫米 窗台至少距地面1220毫米 门的最小宽度为610毫米 HUMAN ENGINEERING5.3 窗户 出于安全考虑，应使用安全玻璃 采用双向开启的推拉门 窗台最小高度762914毫米 5.4 门 宽度 内门为762813毫米；外门为915毫米 车库门的标准宽度为2439毫米，最小宽度为2745毫米 5.5 厨房 厨房中所有的边缘不应有尖角 安全的厨房应有一个小的三角形空间，三边之和不小于7010毫米 “U”型通道最小宽度为1219毫米 操作台的标准高度为915毫米，深度为610毫米 吊柜距操作台表面最小距离381毫米，吊柜深度305毫米第第五五章章 工作和生活中的安全因素工作和生活中的安全因素 HUMAN ENGINEERING参考书籍：张月编著，室内人体工程学，（2001），北京，中国建筑工业出版社龚锦编译，人体尺度与室内空间，（1987），天津，天津科学技术出版社 魏润柏著，人与室内环境，（1985），北京，中国建筑工业出版社 小原二郎等编，室内空间设计手册，（2000），北京，中国建筑工业出版社 1.劳红娟译，五十款椅子，（2000），北京，中国轻工业出版社