2012《人体工程学》ppt---第三章 人和环境的交互作用

第三章人和环境的交互作用在我们生活的空间环境中，除了人的生理构造与空间设计有关，人类的知觉和感觉是一个非常重要的因素，本章从最基本的生理现象讲起，掌握人的各种知觉与感觉发生的机制，同时分析知觉要素在设计中尤其是室内设计中的应用，逐步掌握知觉环境设计内容，重点掌握视觉环境设计。人类认识世界进而改造环境，首先依靠人的感觉系统，由此才能实现人与环境的交互作用。第一节人与自然环境我们生活的环境是地球表面的一部分。地球的表层是由空气、水、岩石（包括土壤）构成的大气圈、水圈和岩石圈，在这三个交汇处就是生物生存的生物圈。这四个圈在太阳的作用下，进行物质循环和能量循环，使人类和其它生物得以生存和发展。一、大自然诞生了人类生态系统动物植物微生物非生物环境无机环境物理环境营养物质分解供养自然产生废物、解体回归人与自然环境的关系二、人类利用和改造环境人类为了生存、发展，要向环境索取资源。处于“刀耕火种”时代的人类命运受自然条件主宰的，由于人口稀少，人类对环境没有什么明显影响和损害。在相当长的一段时间里，。，人类为了养活自己并生存、发展下去，开始毁林开荒，这就在一定程度上破坏了环境。于是，出现了人为因素造成的环境问题。但因当时生产力水平低，对环境的影响还不大。到了产业革命时期，人类学会使用机器以后，生产力大大提高，对环境的影响也就增大了。到本世纪，人类利用、改造环境的能力空前提高，规模逐渐扩大，创造了巨大的物质财富。据估算，现代农业获得的农产品可供养50亿人口，而原始土地上光合作用产生的绿色植物及其供养的动物，只能供给一千万人的食物。由此可见，人类已在环境中逐渐处于主导地位。那么严重的环境污染和生态破坏也随着出现在人类面前。大气严重污染，水的资源空前短缺，森林惨遭毁灭，可耕地不断减少，大批物种濒临灭绝，人类赖以生存的自然环境正处在危机之中。日益恶化的环境向人类提出：保护大自然，维持生态平衡是当今最紧迫的问题。三、环境保护和治理本世纪60年代以来，许多工业发达的国家，已经逐步认识到环境破坏对人类造成的威害，分别采取保护环境、综合治理环境的措施，并出现了相应的国际组织。我国是发展中国家，人口众多，可耕地相对很少，城市高速发展,环境污染严重，如果任其发展，将会给后代造成巨大的灾难。很多人已经认识到危害性。在城镇规划中，提出了生态循环系统的综合治理；在城市规划中，提出生态城市的概念；在建筑设计中，提出了生态建筑的设想；在室内环境设计中，提出了绿色建材的综合利用，创造健康、卫生、安全的人工环境。所有这一切，都需要我们几代人的努力才能实现。第二节环境构成广义地说，环境是包括我们周围的一切事物的总和，其内容和构成是复杂的。一、大小构成如果构成空间的大小来分，环境可以分为微观环境中观环境宏观环境大小构成微观环境中观环境宏观环境指室内环境：包括家具、设备、陈设、绿化以及活动在其中的人们。指一栋建筑乃至一个区的空间大小：包括邻里建筑、交通系统、绿地、水体、公共活动场地、公共设施、以及流动在此空间的人群。指小区以上，乃至一个乡镇、一座城市、一个区域，甚至全国、全地球的无限广阔的空间：包括在此范围内的人口系统和动植物体系，自然的山河、湖泊和土地植被、人工建筑群落、交通网络以及为人民服务的一切环境设施。二、构成因素如果按构成因素来分，环境包括：空气、阳光、水体、矿物、植物、动物、微生物和人类等。它进一步可分为物理环境、化学环境、生物环境和社会环境。这种分类可供自然科学工作者参考。三、构成性质如按构成性质来分：环境包括自然环境、生物环境、人工环境、、社会环境。这种分类可供社会科学工作者参考，进一步研究、制定保护、治理环境的政策和法规等。建筑环境是人工环境的一部分，同时与其他环境产生交互作用，所以此分类也是建筑工作者研究的内容。第三节刺激与效应一、人体外感官和环境交互作用人体外感官和环境的交互作用，表现为刺激与效应。生态系统中的各种因素都是相互作用，相互制约的。这是我国古代人早知道的，万物相生相克。用现代语言就是生态循环和平衡。认识环境中的人，无论是个体或群体，都受到环境各种因素的作用，其中也包括人的相互作用。举例分析：当人受到各种环境因素作用时，其中包括人体的自身因素，人体的各种感官受到刺激后，就要做出相应的反应。比如：①夏季气温很高，人体发汗系统就很旺盛，迅速发汗，以降体温。到了冬季气温降低，人体的皮肤就收缩，内感官也加紧蓄热。②当人受到强烈的太阳光刺激时，人的眼睛会自动调节闭合，减少进光量，以适应环境。但当人们进入黑暗的地方，人的眼球有自动调节，以便看清周围的环境。③当人们乘船受到风浪颠簸时，人会自觉的摇摆，以保持身体的平衡，当我们的手碰到很热或很冷的东西时，会自动收回。④当我们忽然听到很响的声音时，会自觉的捂起耳朵，以适应环境的刺激。⑤当闻到强烈的异味刺激时，也会捂起鼻子，闭紧嘴巴。⑥当人们吃到不适应的食物时，如很辣很酸很麻的食物时，就会皱起眉头，甚至会吐掉事物。这些现象，都是人体受到环境刺激后，能动的做出相应的反应。这就是人体外感官的五觉效应，即视觉、听觉、嗅觉、味觉和肤觉效应，以及人体运动觉得反应，以上各种反应，都是环境因素引起的物理刺激或化学刺激效应。二、人体内感官和环境的交互作用人体的内感官或大脑受到生理因素或环境信息引起的心理因素刺激后，也会做出各种相应的反应。举例分析：比如：①饥饿的时候，人的腹部会不自觉的咕噜咕噜地叫；②人体低血糖时，会感到头晕目眩。③心慌时，心跳会加快。④呼吸困难时，会长大嘴巴或加速呼吸。⑤大小便时，会自觉的去解手。如此等等。这一切的反应，都是人体内感官受到生理因素刺激后，所做出的生理效应。三、人的心理和环境的交互作用当人的大脑通过人体内外感官接收到各种信息时，还会做出相应的心理效应。举例分析：当人们做出成绩受到表彰时，会情不自禁的感到喜悦。受到不该有的歧视会感到愤怒，失去亲爱的朋友会感到悲哀，当知道比赛成绩获得第一名时，会乐的跳起来。以上这些来自信息的刺激，所表现出的喜、怒、哀、乐的反应，都属心理效应。在种族歧视严重的白人居住区，如果住进医护黑人，则会引起严重的纠纷。就是在我们的周围，如果邻里的文化层次、生活习惯相差很大时，也会感受格格不入，这都是精神作用一起的反应。即使不受当时外在环境的任何刺激，当人们回忆往事时，也会产生各种心理活动，并会做出相应的反应。四、刺激和效应以上所说的各种环境刺激（包括人自身）所引起的各种效应，都有一个适应过程，适应范围。当环境刺激量很小时，则不能引起人体感官的反应；刺激量中等时，人会能动的做出自我调整；刺激量超出人们接受能力时，人们会主动的反应，会改变或调整环境，甚至创造新的环境，以适应人们的自我需要。这种刺激效应是人类的发展基础，也是人类建筑活动的原动力。当然，这也是室内设计的理论依据。不仅人类，所有生物都具有适应环境而生存的能力。如果不能适应，他就会必然灭种，如适应的好，就会扩大生存范围。这就需要根据情况，采取一定的措施去适应环境。如：动物筑巢，就是一个典型的例子。人是万物之首，生存能力更强。原始人为躲避等大自然的侵害，就躲进洞穴。不能容身时，会筑棚子而憩。进入文明社会为了满足生理和心理的需要，适应环境的变化，则开始大量的建筑活动，创造新的环境。就是在室内，为了居住的私密性，人们会装上窗帘。当室内黑暗时，人们会装上照明设备。当室内过冷过热时，人们会装上空调设备。为了美观，人们会放上各种陈设或绿化。第四节知觉传递与表达一、知觉传递研究知觉传递与表达的目的，在于如何科学的确定能为人体接受的环境刺激因子的物理量、化学量和心理量，创造适合人们需要的健康、安全、卫生的人工环境。前面我们已经介绍过，环境刺激引起人的感觉和知觉的生理基础和心理基础。即视觉、听觉、嗅觉、肤觉等生理过程和注意、记忆、思维、想象等心理过程。环境因子作用于人的感官，引起各种生理和心理活动，产生相应的知觉效应，同时也表现出各种外显行为，去改造或创造新的环境，如此循环，以至无穷。二、知觉过程下图为知觉传递的全过程，这个过程往返无穷。其中所谓的平衡和稳定只能是相对的暂时的平衡和稳定，知觉传达是动态的平衡系统。第四章人的知觉、感觉与空间环境在人类的各种生活环境中，除了人的形态与空间有关，人的直觉与感觉因素也是一个非常重要的因素。知觉和感觉是指人对外界环境的一切刺激信息的接收和反应能力。它是人的生理活动的一个重要的方面。了解知觉和感觉，有助于我们根据人的特点去创造适应于人的生活环境。良好的生活环境可以促进人的身体健康，提高工作效率，改善生活质量。环境与人类是息息相关的。物理环境与环境设计的关系最为密切。因此，我们着重讨论物理环境问题。知觉与环境是相互对应的，视觉----光环境、听觉----声学环境、触觉-----温度和湿度环境。第一节视觉与视觉环境感受一、视觉特征视觉是光进入眼睛才产生的，有了视觉，我们才知道各种物体的形状、色彩、明度。一搬来说，人类所得到的信息80%来自于视觉。外界的光景经瞳孔进入眼球内部，通过水晶体和眼球内部的液体，在视网膜上形成影像。然后通过从视网膜发出的视神经传递给大脑，于是形成视觉影像。（如人眼结构示意图所示）光线照射到视网膜上，光的能量被视网膜上的感光细胞吸收，产生光化学反应并产生神经刺激。在接近视轴中心的位置是密集的称为锥状体的感光细胞，它对明亮光线敏感，具有色彩感知的能力。在这中心区域的周围广泛分布着称为杆状体的感光细胞，它没有色觉功能，但对光线很敏感，能够感知较弱的光线。二、视觉要素1、视野：视野是指眼睛固定于一点时所能看到的范围。若眼睛平视，主观感觉大约向上能看到眉毛，向下能看到鼻子及唇部，向上约55度，向下约70度，左右各约94度。在视野边缘上，人只能模糊的看到有无物体存在，但辨不清其详细形状。能够清楚辨认物体形状的视野为有效视野。静视野的有效视野是以视中心线为轴，上30度，下40度，左右各为15度～20度；其中在中心3度以内为最佳视野区。因此，我们可以这样认为视野是指人眼能观察到的范围，一般以角度表示（1）那么，我们将视野按眼球的工作状态来划分，可分为：①静视野—在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围；②注视野—在头部固定不动，而转动眼球，注视某一中心点时所能见的范围；③动视野—头部固定而自由转动眼球时的可见范围。经过总结研究发现在这三种视野中有这样的规律：●注视野范围最小，动视野范围最大。●动视野最佳值=静视野最佳值+眼球可轻松偏转的角度(头部不动)●注视野最佳值=动视野最佳值+头部可轻松偏转的角度(躯干不动)（2）按照观察的范围来划分：视野还分为主视野、余视野以及不同色彩的视野。①主视野、余视野：主视野位于视野的中心，分辨率较高，余视野位于视野的边缘，分辨率较低。所以人们总是无意识的不间断的使用眼球运动，对视野内进行搜巡式的观察。日常生活中人们感觉不到视野的存在是由于眼球和头部运动的结果。②不同色彩的视野：不同的视野色彩是不同的，人的眼中绿、红、黄色的视野较小，而白、青色的视野较大。在中心部位红、黄、绿、蓝等颜色都能看得清，而稍微偏离中心，首先消失是红和绿，再偏离一些，色彩就完全分辨不清了。这种现象对应了视网膜上“彩色胶片”的锥状体和“黑白胶片”的杆状体的分布规律。人眼在不同颜色刺激下的色觉视野是不同的，称为色觉视野。人眼对白色视野最大，对黄、蓝、红色依次减小，而对绿色视野最小。在视野内，同样的物体在上下左右看起来大小往往是不一样的，一般来说上部和下部会产生“过大视觉”倾向。视野的研究对于操作控制及视觉空间的设计非常重要，如飞机座舱、汽车驾驶室和各种控制室、教室、电影院等。人们往往需要注视某一方向，并兼顾控制仪表。这是显示器的位置就要在不影响观察的情况下尽量安排在视野内，并且，使用频率高的，需要辨认的放在主视野内，不常用的或提示与警告性的放在余视野内。经过分析研究发现，视野有这样的规则：重要的视野范围在3度以内；一般的视野范围在20—40度以内；次要的视野范围在40—60度以内。一般不在80度视野之外设置，因为在这个范围内视觉效率太低，因此在此范围内尽量不作设置。如果有对视觉观察不