1、1 人体工程学人体工程学 教教学课件学课件 制作人制作人: 时间时间:2006年年6月月 2 一课程安排 1教学时间安排：10周18周，学时36. 2实验安排：一次实验，人体尺寸测量。第二节课时，带 上尺和纸划画，通过对常用人体尺寸的测量、统计、尺寸 分布曲线的绘制与分析，使学生对人体的尺度获得直观、 清晰地认识，为下一阶段的课程设计作准备。 3. 二成绩记分分布 1.上课积极主动，出勤情况； 2. 论文, 从几个方面出发, 分析与室内外环境设计的关系。 3 人体工程学的内容人体工程学的内容 1、 本教材 2、室内人体工程学张月，中国建筑工业出版社 4 一、本课程的性质、目的一、本课程的性质、
2、目的 人体工程学是一门技术科学，是研究“人机环 境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决 该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。 人体工程学是环境艺术设计专业的核心课程之 一，是该专业学生知识体系中重要的组成部分。该课程 旨在建立人体工程学与环境艺术设计、室内设计之间的 密切联系，为室内设计中的空间规划、家具设计、感官 适应能力及环境心理的确定提供依据。 5 教 学 内 容 教 学 内 容 第二讲第二讲 人体测量学与人体尺寸人体测量学与人体尺寸 第一讲第一讲 概论概论 第三讲第三讲 作业环境作业环境中中的人体因素的人体因素 第四讲第四讲 家具设计中家具设计中的人体因素的人体因
3、素 第五讲第五讲 人的知觉人的知觉、感觉与室内环境感觉与室内环境 第六讲第六讲 心理心理、行为与空间环境行为与空间环境 6 这里所讲的人体工程学 实际上是室内人体工程学， 是一般的人体工程学的基 本概念、原理、方法在室内设 计中的应用。 人体工程学的应用是 十分广泛的，除了应用于室内 设计以外，还应用于服装设计， 工业产品设计，家具设计等等。 （象cad一样，在设计领域中广 泛应用，有机械cad，服装cad， 建筑cad 人体工程学就是作为设计 者必须考虑的一些重要因素 （就是符合人）。 三,室内人体工程学与普通人体工程学 的区别 7 1、室内人体工程学张月，中国建筑工业出版社 2、人体工程学
4、与室内设计刘盛潢，中国建筑工业出版社 3、普通人体工程学赵江洪，湖南科学技术出版社 三、主要教学参考书 8 人体工程学与环境艺术的关系人体工程学与环境艺术的关系 9 10 3课程设计工作椅的人机分析与设计。 通过对工作方式及座椅设计原则的分析，掌握工作 椅的基本尺寸规律，座面、椅背的倾斜角度及其弯曲曲 率规律，养成整体匹配意识，亦即尺寸、倾斜度、曲率 的整体配合规律。 课程设计作业应包含设计说明及设计分析、效果图、 工程图、设计草图等内容。 名称： 人体工程学课程设计 工作椅 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 第第1章章 概论概论 第第2章章 人体测量学与人体尺
5、寸人体测量学与人体尺寸 第第3章章 作业环境中的人体因素作业环境中的人体因素 第第4章章 家具设计中的人体因素家具设计中的人体因素 第第5章章 人的知觉、感觉与室内环境人的知觉、感觉与室内环境 第第6章章 心理、行为与空间环境心理、行为与空间环境 本课程的重点为第2，3，4章 二二、本课程的内容来分本课程的内容来分 22 第一讲第一讲 概论概论 （一）基 本 要求：通过本章的学习，使学生对人体工 程学与室内设计的关系、人体工程学的概念、发展历史、 研究内容及研究方法等问题有完整清晰的认识。 （二）重点与难点： 重点：人体工程学与室内设计的关系，人体工程学的 定义、研究内容及研究方法 难点：系统
6、的含义 （三）教 学 内容： 1.1人体工程学的概念 1.2人体工程学的发展历史 1.3人体工程学的研究内容及研究方法 1.4人体工程学与室内设计的关系 23 第一节 人体工程学的概念 我国著名科学家钱学森在(系统科学、思维科学 与人体科学)一文中阐述了这样一段话:“人机工程是一 门非常重要的应用人体科学技术，它专门研究人和机 器的配合，考虑到人的功能能力，如何设计机器，求 得人在使用机器时整个人和机器的效果达到最佳状态。 这是对人体工程学的高度概括，揭示了人体工程学 的宗旨。 24 一、学科名称的确定(p10) 人体工程学起源于20世纪40年代，是一门跨越不同学 科领域，应用多种学科的原理、
7、方法和数据发展起来的新兴 边缘学科。由于该学科跨越不同学科领域，其内容具有综合 性、涉及的范围很广、且学科侧重点不同，其命名具有多样 化的特点。世界各国的学科命名情况如下: 欧洲:人类工程学、工效学(Ergonomics)。 美国:人类因素学(Human Factors)、人类因素工程学 (Human Factors Engineering)。 前苏联:工程心理学。 日本:人间工学。 中国:人机工程学、人体工程学、工效学、工程心理学。 其他国:人机控制学、机械设备利用学、宜人学等。 本书使用人体工程学这一名称。 25 二、人体工程学的定义 本定义是从科学性和技术性两个方面定义: 人体工程学是研
8、究 “人-机-环境”系统中人、机、环 境三大要素之间的关系，为解决该系统中人的效能、健康 问题提供理论与方法的科学。为了进一步说明定义，需要 对定义中提到的几个概念:人、机、环境、效能和健康作以 下几点解释: l.人、机、环境三个要素；“人”是指作业者或使用者; 包括：人的心理特征、生理特征以及人适应机器和环境的 能力；“机”是指机器，包括操作和使用的一切产品和工 程系统；“环境”是指人们工作和生活的环境。 2“系统”是人、机、环境这三个要素相互作用，相 互依存的系统。 3“人的效能”主要是指人的作业效能。 4人的健康包括身心健康和安全。 26 人体工程学是一门技术科学。技术科学是介于基础科学
9、 和工程技术之间的一大类科学。 人体工程学强调理论与实践的结合，重视科学与技术的 全面发展，它从基础科学、技术科学、工程技术这三个层次 来进行纵向探讨。与人体工程学有关的基础科学知识主要包 括:心理学、生理学、解剖学、系统工程等。在工程技术方面， 人体工程学已广泛运用于军事、工业、农业、交通运输、建 筑、企业管理、安全管理、航天、潜水等行业。 从各门学科之间的横向关系看，人体工程学的最大特点 是联系了关于人和物的两大类科学，试图解决人与机器、人 与环境之间不和谐的矛盾。 人体工程学在解决系统中人的问题上，主要有两条途径: 1使机器、环境适合于人; 2通过最佳的训练方法，使人适应于机器和环境。
10、27 三、人体工程学的研究目的 人体工程学作为一门独立的学科，有其特定的研究对象 和明确的研究目的。 1.研究对象 人体工程学是研究人-机-环境系统的整体状态和过程。 2.研究目的 从定义中可延伸出如下结论: 1）设计机器、设备时须考虑人的因素(生理、心理因素)。 2）要使人操作简便、省力而又准确。 3）要使人的工作环境舒适、安全。 4）最终实现提高工作效率的目的。 28 第二节 人体工程学发展史(p10) 一、人体工程学的产生与发展 1 原始人机关系 人与器具 2 古代人机关系 经验人体工程学 3 近代人机关系 科学的人体工程学 4 现代人机关系 系统的人体工程学 29 1 原始人机关系 人
11、与器具 早期人类制造工具制造工具的过程实际上主要是设法使之能适于 人手和脚使用的过程;如石器时代，人类学会选择石块打制成 可供敲、砸、刮、割的各种工具，一是人手拿得动、握得住; 二是手握的部分适合人手的形态，不会反作用力而将手刺破。 30 2 古代人机关系 经验人体工程学 我国对人与工具之间相互配合规律性的研究有着悠久的历史和辉煌 的成就。早在两千多年前就有按人体尺寸设计制作各种工具及车辆按人体尺寸设计制作各种工具及车辆的论 述，对人体尺寸的测量方法、测量工具、尺寸分类等有着详细的说明。 古代时期虽然没有系统的人体工程学研究方法，但其工具的发展完全符 合人体工程学的原理。 3 近代人机关系 科
12、学的人体工程学 真正采用科学的方法，系统研究人的能力与其所使用的工具之间的 关系, 开始于19世纪末，随着工业革命时期的开始与发展，人们所从事的 劳动在复杂程度和负荷量上有了很大的变化，迫使应用近代的研究手段 改革工具以改善劳动条件和提高劳动生产率。现代管理学之父泰勒1903 年发表的论文论文(论工厂管理论工厂管理)标志标志，开创了人体工程学的研究。与泰勒同 一时期，在心理学界，尝试将心理学引入工业生产。运用心理学的原理 和方法，通过选拔与培训，使工人适应机器。这就是后来以人的因素(人 体尺寸、人体力学、生理学及心理学因素)为基础，研究人机界面的信息 交换过程，而形成的人体工程学(ergono
13、mics)。 在这一阶段，人机关系的特点是:以机械为中心进行设计，通过选拔 和训练，使人适应机器。此期间的研究成果为人体工程学学科的形成打 下了良好的基础。 31 4 现代人机关系 系统的人体工程学 人体工程学作为一门学科，其成熟前期的基础性发展在 第二次世界大战期间。当时由于战争的需要，军事工业得到 了飞速的发展，武器装备变得空前庞大和复杂。此时，完全 依靠选拔和培训人员，已无法使人适应不断发展的新武器的 性能要求，事故率大为增多。美国在第二次世界大战中发生 的飞机事故，90%是由人为因素而造成的。人们在屡屡失败 中认识到只有当武器装备符合于使用者的生理、心理特性和 能力限度时，才能发挥其高
14、效能，避免事故的发生。 32 于是，对人机关系的研究，从使人适应于机器转入了使从使人适应于机器转入了使 机器适应于人的新阶段。机器适应于人的新阶段。也正是在此时，工程技术才真正与 生理学、心理学等人体科学结合起来，从而为人体工程学的 诞生奠定了基础。 第二次世界大战后，查帕尼斯查帕尼斯总结了第二次世界大战时 期的研究成果，系统地论述了人体工程学的基本理论和方法， 为人体工程学作为一个独立的学科奠定了理论基础。麦克考麦克考 米克米克发表的(人类工程学)是第一部关于人体工程学的权威著 作，标志着这一学科已进入成熟阶段。 从50年代末60年代 初开始，可称为人体工程学的发展阶段。 随着科学技术的飞速
15、发展，电子计算机应用的普及, 人 体工程学已被广泛应用于工业、国防、交通、航空、建筑、 艺术设计等各项领域。 33 人体工程学研究内容（p12) 34 二、世界主要国家的发展现状 自英国1949年成立第一个人体工程学科研究组以来，人 体工程学在世界各国得到了普及和发展，已经和正在为各国 的国防、经济事业发展做贡献。 英国是人体工程学研究最早的国家。1949年，成立了第 一个人体工程学科研究组，翌年成立了人体工程学研究协会， 1957年发行会刊(Ergonomics)，现已成为国际性刊物。 德国对人体工程学的研究开始于世纪40年代，在基础理 论方面的研究成果举世闻名。这些成果在德国的工业设计中
16、得到了广泛应用，如奔驰轿车。 35 美国是人体工程学最发达的国家，其人体工程学协会创 立于1957年，之后人体工程学得到了迅速发展。如哈佛大学 等开展了许多人体工程学方面的研究工作，发行了许多关于 人体工程学方面的书刊，其服务对象主要是国防工业。 前苏联1962年成立全苏技术美学研究所，并建立了人体 工程学学部。它的研究特点偏重于心理学方面，且大力开展 人体工程学的标准化工作。 我国的人体工程学起步较晚，作为一门学科，直到80年 代初才确立起来，各大学及研究所开始建立研究室。1981年 由中国科学院心理学研究所和中国标准化综合研究所共同建 立了“中国人类工效学标准化技术委员会。 36 一、人体
17、工程学的特点 人体工程学是在科学技术发展过程中，综合运用各有 关方面的科学原理、方法和成果形成的，具有自己的理论体 系和研究方法的独立学科。它不仅与有的关工程技术学科关 系密切，且与有关人体科学内容紧密相连，是技术科学与社 会科学工作者共同研究的课题。 二、人体工程学的研究范畴 (一)人体工程学的研究任务 人的工作主要有三种类型:肌肉工作、感知工作和智能工 作。现代化机器装备的使用，不仅在于代替肌肉工作延长人 的体力，还在于设法代替人的感知和智能工作。事实上机器 已经承担了部分人的脑力劳动。但是实钱证明，在人一机一 环境系统中，不论机器达到了怎样高度的自动化水平，人始 终处于主导地位，以保证人
18、的操作简便省力、迅速准确;安全 舒适，充分发挥人、机效能，从而达到提高工效的目。 37 (二)人体工程学的研究内容 人体工程学研究内容对人、机、环境各因素的研究以及对 人-机-环境系统整体的研究。 1人体因素研究 人体形态特征参数研究: 由静态与动态尺寸两部分组成。 人体机械力学功能和机制: 研究人在各种静态及动态状况下， 惯性、重心、肢体运动速度等的变化规律和人的体力及耐力等。 劳动生理特征：研究体力劳动、脑力劳动、静态劳动及动 态劳动的人体负荷反应与疲劳机制等。 劳动心理过程: 主要研究劳动中心理调节的特点、心理反 射的机制及疲劳的心理机制等。 人的感知特征:主要研究人对信息的接受、传递、
19、存储和人 的信息输出能力及其机制。 38 2.机器因素研究 不同的研究对象，涉及的因素各不相同，因此机器因素的 研究范围很广，包括机械、电气、仪表、材料、建筑、服装、 环艺等工程科学，这方面的研究内容归纳如下: 信息传达显示 方法；操纵控制技术；安全保障技术；机具上有关人体舒适性 及使用方便性的技术。 3.环境因素研究 环境是个十分广泛的概念，从大的方面讲，一般包括客观 环境和社会环境两大类;从小的方面看，可分为自身环境与周围 环境。通常可将环境划分为生产环境、生活环境、室内环境、 室外环境、自然环境、人工环境等，所研究内容包括: “作业空 间:如场地、厂房、画室设计等。物理环境:对噪音、振动
20、、照 明、温度、湿度等各种物理因素进行研究。 美学环境:研究造 型、色彩、背景音乐等给人的感官效果。社会环境:指社会秩序、 人际关系、文化氛围、管理、教育、技术培训等的因素。 39 4人-机-环境系统综合研究 人-机-环境系统研究的目的是为了得到系统的最佳效果。 因此其研究内容可概括为以下几个方面: 研究人机功能的合理分配: 根据人、机各自的机能特征和 限度，合理分配人、机功能，发挥各自的特长，以保证系统的 功能最优。 研究人机相互作用及人机界面设计: 人机相互作用的过程 就是利用信息显示器和控制器实现人、机间信息交换的过程。 研究人-机-环境系统的可靠性与安全: 对影响人的可靠性 的因素进行
21、研究，防止事故发生的途径和方法。 研究环境及其改善: 包括环境因素对劳动质量及生活质量 的影响、作业舒适度及生命保障系统的设计方法等。 研究作业及其改善: 包括改善作业的途径、进行人的工作 设计、研究作业分析等。 40 (三)人体工程学的研究方向 近期内人体工程学的研究方向有如下特点: (1) 工作负荷研究:对在体力、脑力活动中和工作紧张 时，人的生理和心理负荷的研究。 (2) 工作环境研究:一般工作环境和特殊工作环境中人 的生理、心理效应研究。 (3) 工作场地、工作空间、工作装备的人体工程学研 究。 (4) 信息显示特别是计算机终端显示中人的因素研究。 (5) 计算机设计与使用的人体工程学
22、研究。 (6) 安全管理及人的可靠性研究。 (7) 工作成效的测量和评定。 (8) 机器人设计的智能模拟等。 41 第四节 人体工程学的理论基础 一、人体工程学的学科构成 人体工程学是一门综合性的边缘科学，它属于系统工程 学的一个分支。 系统论、控制论、信息论是它的基本指导思想，其基础 理论涉及许多学科。 心理学、生理学、人体解剖学、人体测量学、运动生物 力学、劳动心理学、劳动生理学、劳动卫生学、劳动保护学 是人体工程学的基础学科，它们为人体工程学中人这一主体 环节提供了科学依据，为人体工程学设计提供了有关人的生 理学、心理学方面的理论参数。 环境科学如环境保护学、环境卫生学、环境监测学、环
23、境医学、环境控制学、环境工程学、技术美学等，为人体工 程学研究如何创造安全、舒适、满意的工作环境提供了科学 依据。 工程技术学，如机械工程、系统工程、工业工程、企业 管理工程、安全工程以及信息论、控制论、计算机科学等为 人体工程学的研究提供了先进的研究理论、方法和手段。 42 二、人体工程学的研究方法 目前人体工程学常用的研究方法有以下几种。 1 资料研究法: 资料研究是最基本的研究方法，不论研 究哪类人机系统，首先都必须搜集到较丰富的资料，在对 有关资料的整理、加工、分析和综合的基础上，找到系统 的内含规律性。 2. 调查分析法: 是最重要的方法之一，既适用于带有经 验性的问题，也适用于各种
24、心理量的统计。一般包括口头 询问法、问卷调查法和跟踪显示观察法。 3. 实验室法: 在人为设计的环境中测试实验对象的行 为或反应的一种研究方法。一般在实验室进行，也可在作 业现场进行。参加实验的人可以是真人，也可用人体模 型(如汽车防撞试验中的人体模型)，测试结果一般不宜直 接用于生产实际，应用时需结合真人实验进行修正和补充。 一般分客观仪器测试和感官评价实验法两种。 43 4现场实测法: 指在作业现场借助工具、仪器设备进行 测量的方法。例如人体尺寸的测量，作业环境参数的测量(温 度、湿度、照明、噪声)。 5 模拟试验法: 运用各种技术和装置的模拟，对某些操作 系统进行逼真的试验，可得到所需要
25、的更符合实际的数据的一 种方法。例如训练模拟器、计算机模拟等。在进行人-机-环境 系统研究时常常采用这种方法，因为模拟器或模型通常比真实 系统价格便宜的多。 6 系统分析法: 此法体现了人体工程学将人-机-环境系统 作为一个综合系统考虑的基本观点，它是在资料研究法基础上 进行的一种研究方法。通常包括作业环境的分析、作业空间的 分析、作业方法的分析、作业组织的分析、作业负荷的分析、 信息输入及输出的分析等，其中采用的方法有瞬间操作分析法、 知觉与运动信息分析法、动作负荷分析法、频率分析法、相关 分析法等。 44 三、人体工程学的研究程序 一般都应遵循下述研究程序 1确定目标 人-机-环境系统有许
26、多问题需要解决，因此必须选择 系统中的主要问题作为研究目标。 2收集资料 没有一定的资料既不能做出定性分析，也并对所收集 资料进行科学整理，反映出事物的相关性和规律。 3制定方案 在收集资料基础上，应拟制多种备选方案。 4综合评价 通过对备选方案的试验、实验、费用、效果等分析比 较，进行可行性论证，选出优化满意的方案。 45 四、人体工程学的参数标准化 人体工程学研究包括理论和应用两方面，但该学科的研究 最终是为了在作业系统中实施人体工程技术，将研究成果进行 标准化，是把人体工程学应用于实际的关键性基础工作。 实施人体工程学的参数标准化，具有以下优点: 1. 使设计规范化，简化设计工作，缩短设
27、计周期。 2. 简化生产工艺过程，提高系统的质量、可靠性，降低生产 成本。 3. 给出人体参数变化规律，提供完整参考系列，为设计及研究 工作创造条件。 4. 有利于技术工人的培训，既可以减少培训时间，又可以提 高培训质量。 5. 有利于国际交流，促进国际贸易，推动全球化经济发展。 人体工程学标准化技术委员会的成立和标准化工作的推行， 促进了人体工程学在各领域的应用，推动了人体工程学的发展。 46 第五节 人体工程与室内设计 人体工程学也是建筑与室内设计的基础之一。根据人的 体能结构、心理形态和活动需要等综合因素，充分运用科学 的方法，通过合理的室内空间和设施家具的设计，使室内环 境因素适应人类
28、生活活动的需要，提高室内环境质量，使人 在室内的活动高效、安全和舒适的目的。 人体的运动器官和感觉器官与室内空间的关系最密切。 运动器官方面，人的身体有一定的尺度，活动能力有一 定的限度，因而与活动有关的空间和家具器物的设计必须考 虑人的体形特征、动作特性和体能极限等人体因素。 感觉器官方面，室内的温度、湿度、光线、声音等环境 因素皆直接和强烈的影响着人的知觉和感觉，并进而影响人 的活动效果。 人体工学在室内设计中的作用主要体现在以下几个方面: 47 第一、为确定空间范围提供依据。 影响空间范围的因素相当多，但是最主要的因素还是人 体尺寸、人体的活动范围以及家具设备的数量和尺寸。 第二、为设计
29、家具提供依据。 家具的主要功能是实用，设计家具时必须以人体工学作 为指导，使家具符合人体的基本尺寸和从事各种活动需要的 尺寸。 第三、为确定人的感觉器官对环境的适应能力提供依据。 感觉器官包括视觉、听觉、触觉等,人体工程学既要研究 一般的规律,又要考虑不同年龄、不同性别的人感觉能力的差 异，为确定室内环境的各种条件，如色彩配置、景物布局、 温度、湿度、声学要求提供依据。 48 人体工学的研究过去只局限于提高工作效能、避免或防 止环境中各项刺激对于人体产生的危险，以及人类对于各 种刺激的耐受极限等。 近年来开始注意到生活特别是居住问题的舒适和质量， 因此室内设计质量的好坏不是单纯的空间组合或是设
30、计人 员主观臆测的结果，而是人体工学这门学科是否纳人室内 设计领域的问题。各种情况下人体工学问题(图1-3)。 人类的生活中总是在使用着某些物质设施，这些物质设 施可以为人们的生活和工作服务，它们有些是生活和工作的 工具，有的构成了人类生活的空间环境，人们生活的质量和 工作的效能在很大程度上取决于这些设施是否适合人类的行 为习惯和身体方面的各种特征。 49 50 第五节 人体工程与室外设计 51 小结 1.1人体工程学的概念 1.2人体工程学的发展历史 1.3人体工程学的研究内容及研究方法 1.4人体工程学与室内设计的关系 毕业论文的写法 52 一.儿童家具设计要素的研究 1概论 1.1课题来
31、源 1.2. 儿童家具发展状况 1.2.1国内儿童家具发展状况 1.2.2国外童家具发展状况 1.3 课题研究的目的的及意义 1.4 课题研究的方法 1.5 课题的创新点 1.6小结 53 二.中国古典家具模块化设计与制造的研究 一 文献综述 课题来源 中国古典家具的简史 中国古典家具的研究状况 .1 国内研究状况 .2 国外研究状况 模块化设发展概况 .1 国外研究状况 4.2 国内研究状况 课题研究的必要性及可行性 .1 课题研究的必要性及意义 .2 课题研究的可行性 6 课题研究的内容与方法 54 第2章 人体测量学与人体尺寸（P16) （一）基 本 要求：本章主要通过对人体尺寸、人体构
32、造和生 理特征等问题的讲授，使学生掌握人体尺寸测量、统计的方法、 人体尺寸运用的原则。 （二）重点与难点： 重点：人体尺寸测量、统计的方法，人体尺寸运用的原则 难点：百分位的概念、人体尺寸运用的原则 (三）教学内容： 2 1 人体测量学 2 2 人体尺寸 2 3 人体尺寸的差异 2 4 百分位的概念 2 5 人体尺寸运用中的问题 2 6 常用人体尺寸 55 我们在生活和工作中使用的各种设施与我们身体的基本 特征和尺度有关，如空间大小、形状、椅子、桌子、办公桌 等。室内环境在空间度量上涉及到人的问题主要有两个:人体 尺寸和人体活动空间。这些问题的研究主要依靠人体测量学。 2 1 人体测量学 人体
33、测量学是通过测量各个部分的尺寸来确定个人之间 和群体之间在尺寸上的差别的学科，他是一门新兴的学科， 而又具有古老的渊源。人们开始对人体尺寸感兴趣并发现人 体各部分相互之关系可追溯到二千年前。直到1940年前后， 为了适应工业发展的需要，人们迫切需要人体测量学知识及 其数据，使人们对人体尺寸测量有了新的认识，这门学科才 开始从理论学科进入到应用学科。二战的爆发更推动了它在 军事工业上的应用战后建筑师和室内设计师意识到了人体测 量学在建筑和室内设计中的重要性，将它应用到整个建筑室 内外环境设计中去，以提高人工环境的质量。 56 2 2 人体尺寸 人体尺寸可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。 2 1构
34、造尺寸 人体构造尺寸往往是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状 态下测量的。可以测量许多不同的标准状态和不同部位。如手臂长度、 腿长度、座高等。构造尺寸较为简单，它对与人体直接关系密切的物体 有较大关系，如家具、服装和手动工具等。主要为人体各种装具设备提 供数据。 57 2.2.2 功能尺寸 功能尺寸是指动态动态的人体尺寸，包括在工作状态或运动工作状态或运动中 的尺寸，它是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围， 在动态的人体状态下测得。它是由关节的活动、转动所产生的角度 与肢体的长度协调产生的范围尺寸，功能尺寸比较复杂。它对于解 决许多带有空间范围、位置的问题很有用。 构造尺寸和
35、功能尺寸是不同的，比如下面的例子(图2-5)。虽然 结构尺寸对某些设计（门高）很有用处，但对于大多数的设计问题， 功能尺寸可能更有广泛的用途，因为人总是在运动着，也就是说人 体结构是一个活动的可变的、而不是保持一定僵死不动的结构。 在使用功能尺寸时强调的是在完成人体的活动时，人体各个部 分是不可分的，不是独立工作的，而是协调动作。例如手所能达到 的限度并不是手臂尺寸的惟一结果，它部分的也受到肩的运动和躯 体的旋转、背的弯曲等的影响, 而功能是由手来完成的。因此，在考 虑人体尺寸时只参照人的结构尺寸是不行的，有必要把人的运动能 力也考虑进去。. 58 59 60 2.2.3人体尺寸的比例关系 一
36、般来说，成年人的人体尺寸之间存在一定的比例关系， 对比例关系的研究，可以简化人体测量的复杂过程，只要量 出身高，就可大致推算出其他的尺寸。 但这种方法有一定的局限性，在那些对尺寸要求比较精 确的专业(如服装)不太适用，因为不同身高的人的身材比例 可能是不一样的。 而且不同种族、不同地区的人由于遗传、环境等因素的 影响，身体比例关系不同。白人、黑人、黄种人这三大人种 的身才比例就明显不同。黑人的四肢比较长，躯干比较短;黄 种人的四肢相对较短、躯干较仍长;白种人则躯干与四肢的比 例处于中间状态。 61 2 3 人体尺寸的差异 人体尺寸测量如仅仅是着眼于积累资料是不够的，还要进 行大量的细致分析工作
37、，才能将其应用到各学科中去。由于很 多复杂的因素都在影响着人体尺寸，所以个人与个人之间，群 体与群体之矿 在人体尺寸上存在很多差异，不了解这些就不 可能合理的使用人体尺寸的数据，也就达不到预期的目的。 差异的存在主要在以下几方面: 2 3 1种族差异 不同的国家，不同的种族，因地理环境、生活习惯、遗传 特质的不同，人体尺寸的差异是十分明显的，不论是从尺寸绝 对值上还是身材的体形特征、比例关系。 2 3 2世代差异 社会因素对人体尺度有明显的影响，家庭收入较高，营养 良好有助于生长。 62 2 3 3年龄的差异 体形随着年龄变化最为明显的时期是青少年时期。人体 尺寸的增长过程，女子在18岁结束，
38、男子到30岁。一般来说， 青年人比老年人身高高一些，老年人比青年人体重大一些， 在进行某项设计时必须经常判断与年龄的关系。 有关年龄差异的两个重要的问题是关于末成年人和老年 人，未成年人的问题是他们处于身体尺寸快速变化时期，对 尺寸比较敏感。列出儿童的身体尺寸，是因为这此数值对于 住宅、学校、娱乐和运动场所的设计都有关系。历来关于儿 童的人体尺寸是很少的，而这些资料对于设计儿童用具、设 计幼儿园、学校是非常重要的。考虑到安全和舒适的因素则 更是如此。儿童意外伤亡与设计不当有很大的关系儿童意外伤亡与设计不当有很大的关系, 例如，例如， 只要头部能钻过的间隔，身体就可以过去只要头部能钻过的间隔，身
39、体就可以过去。 另一方面针对老年人的尺寸数据资料也相对较少，但有 两个问题应引起我们的注意： l 无论男女，上年纪后身高均比年轻时矮无论男女，上年纪后身高均比年轻时矮;而身体的围度而身体的围度 却会比一般的成年人大，需要更宽松的空间范围。却会比一般的成年人大，需要更宽松的空间范围。 63 64 2 由于肌肉力量的退化，伸手够东西的能力不如年轻由于肌肉力量的退化，伸手够东西的能力不如年轻 人。人。因此，手脚所能触及的空间范围要比一般成年人要 小。对于老年人首先需要考虑的是使用方便，在使用方 便方面则年轻人可以迁就一些老年人。所以家庭用具， 厨房用具，柜橱和卫生设备的设计，照顾老年人的使用 是很重
40、要的。在老年人中，老年妇女尤其需要照顾，她 使用合适了，其他人的使用一般不致发生困难。 2 3 4 性别差异 310岁这一年龄阶段男女的差别极小，同一数值对 两性均适用，两性身体尺寸的明显差别从10岁开始。一 般妇女的身高比男子低10cm左右，但不能像以往做的那 样，把女子按较矮的男子来处理。调查表明，妇女与身 高相同的男子相比，身体比例是不同的，妇女臀部较宽、 肩窄，躯干较男子为长，四肢较短。 65 2 3 5 残疾人 全世界的残疾人约占到总人口的l/10, 需要设计师引起重视:包括 了所有的残疾类型，对尺寸敏感的主要是与行动能力有关的残疾人，如 肢体残疾。 1 乘轮椅患者 因为患者的类型不
41、同，有四肢瘫痪或部分肢体瘫痪，肌肉机能障 碍程度和由于乘轮椅对四肢的活动带来的影响等种种因素。设计中又要 全面考虑这些因素，重要的是决定适当的手臂能够得距离，各种间距及 其他一些尺寸，这要将人和轮椅一并考虑，因此对轮椅本身应有一些解 剖知识。 2 能走动的残疾人 对于能走动的残疾人，必须考虑他们是使用拐杖、手杖、助步车 甚至用狗帮助行走，这些东西是这些病人功能需要的一部分, 所以除应 知道一些人体测量数据之外，还应把这些工具当作一个整体来考虑。 2.3.6其他 此外还有许多其他的差异：像地域性的差异，寒冷地区的人平均 身高均高于热带地区，职业差异，如职业运动员与普通人的差别。 66 2 4 百
42、分位的概念 2 4 1百分位的概念百分位的概念 百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人 数占统计对象总人数的百分比。数占统计对象总人数的百分比。大部分的人体测量数据 是按百分位表达的，把研究对象(身高的统计值)分成100份， 从最小到最大顺序排列，进行分段，每一段的截止点即为一个 百分位。例如:第5百分位的尺寸表示有5%的人身高等于或小 于这个尺寸。也就是有95 %的人身高高于这个尺寸。第50百 分位为中点，表示把一组数平分成两组，较大的50 %和较小 的50 %。第50百分位的数值可以说接近平均值。 统计学表明，任意一组特定对象的人体尺寸，其分布
43、规律 符合正态分布即大部分属于中间值，只有一小部分属于过大和 过小的值，它们分布在范围的两端(图2-17和表2-3)，图中设了 第5百分位和第95百分位，第5百分位表示身材较小的，有5 % 的人低于此尺寸;第95百分位表示高，即有5%的人高于此值。 设计上满足所有人的要求是不可能的，但必须满足大多数 人的尺寸作为依据，排除多少处决于排除的后果和经济效果。 67 68 69 2.4.2 平均人的谬误 (例1: (例2: 选择数据时，如果以为第50百分位数据代表了平均人 的尺寸，那就错了，这里不存在平均人，在某种意义上 这是一种易于产生错觉的、含糊不清的概念。事实上几 乎没有任何人真正够得上平均人
44、。一是人体测量的每一 个百分位数值，只表示某项人体尺寸，如身高50百分位只 表示身高，并不表示身体的其他部分；二是绝对没有一个 各项人体尺寸同时处于同一百分位的人。 70 满足大多数人是一个逻辑,而不是百分位数值的大小: l 由人体高度、宽度决定的物体尺寸，诸如门、通道、 床等，其尺寸应以95百分位的数值为依据，能满足大个的需 要，小个子自然没问题。 2 由人体某一部分决定的物体尺寸，如臂长、腿长决定 的座平面高度和手所能触及的范围等，其尺寸应以第5百分 位为依据，小个子够得着，大个子自然没问题。 3 特殊情况下，如果以第5百分位或第95百分位为限值 会造成界限以外的人员使用时不舒适，有损健康
45、和造成危险 时，尺寸界限应扩大至第l百分位和第99百分位，如紧急出口 的直径应以99百分位为准。 4 目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围时，应以 第50百分位为依据，这适用于门铃、插座和电灯开关。然而 在设计某种装置或设施中，特别是那些由于合理的原因不适 宜于按极值设计时，可以使用 “平均”值。例如一个超级 市场的付账柜台按平均的顾客高度建造。 71 2 5 人体尺寸运用中的问题 人体测量的资料在现代工业化生产中是一切产品的基 础，必要收集各种不同代表性的身体尺寸。还只是达到了 第一步，学会正确的使用这些数据才能说真正达到了人体 工程学的目的。 2.5.1数据的选择 人体测量资料可以在设计
46、人们使用的装置和设施方面 有广泛的用途。在具体设计中变化的因素很多，选择适应 设计对象的数据是很重要的。要清楚使用者的年龄、性别、 职业和民族，使得所设计的室内环境和设施适合使用对象 的尺寸特征。在多数情况下，要得到具体的设计对象的人 体尺寸数据是不可能的。应该借助人体测量学家为我们提 供的大量数据资料进行设计分析。 72 2.5.2 百分位的运用 在很多的数据表中只给出了第5百分位、第50百分 位和第95百分位，因为这三个数据是人们经常见到和用 到的尺寸，最常用的是第5和第95百分位，一般不用50 百分位， 例如，以第50百分位的身高尺寸来确定门的 净高，这样设计的门会使50%的人有碰头的危
47、险。我们 只能排除0 1%的人，因为门的造价与高度关系不大。 在某些场合，由于某种原因不适用极值(最大和最 小)的时候，可能会用到平均值，即第50百分位的尺寸 数据，例如柜台的高度如果按50百分位的尺寸设计可能 比按株儒或巨人的尺寸设计更合适。 73 在不涉及安全问题的情况下，使用百分位的建议如下: l 由人体高度、宽度决定的物体尺寸，诸如门、通道、床 等，其尺寸应以95百分位的数值为依据，能满足大个的需要， 小个子自然没问题。 2 由人体某一部分决定的物体尺寸，如臂长、腿长决定 的座平面高度和手所能触及的范围等，其尺寸应以第5百分位 为依据，小个子够得着，大个子自然没问题。 3 特殊情况下，如果以第5百分
