室内家具设计与人机工程学

目前，国际人类工效学学会(IEA)所下的定义是最权威和最全面的：人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和闲暇时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。人机工程学基本概念和定义人机工程学与工业设计一种辅助牙科医生对牙病患者进行治疗的工具人机工程学与工业设计对于“人的因素”的共同关注，使得人机学和设计在产品使用功用、人与物的交互方式等方面的探讨上具有相似的研究内容，设计首先要探讨人的生产方式和生活方式。这具体地落实到探讨物品使用功用如何适应人的行为（生产和生活）需要，并如何反过来影响和改变人的行为方式。人机工程学与家具设计人体尺度与数据处理一、人体测量学及其术语人体尺度是工业设计师进行产品设计时必须考虑的基本因素。这就必须借助人体测量学所获取的人体尺寸数据及其分布规律，来指导作业空间、工具和设备等设计工作。测量人体的科学称为人体测量学（Anthropometry）。它是通过测量人体各部位尺寸来确定个人之间和群体之间在人体尺寸上的差别的一门学科。人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则1人体测量方法进行人体测量，一般遵循一定的通用方法。我国国标GB5703-85“人体测量方法”中，为使用人体测量仪对成人和青少年进行测量规定了测量方法。其中对被测者基本姿势、测量基准面、测量方向、支撑面、被测者衣着、测量值读取精度等多方面加以了规定。只有在满足这些条件的前提下，测量方法才是有效的、测量所得到的数据才是有价值的。测量工具则包括人体测高仪、弯脚规、直脚规、软卷尺、坐高椅、量足仪、医用人体秤等。对于功能方面的动态尺寸，如在工作状态或在做某种工作时的运动中的尺寸，除这些必需工具外，还往往需要高级的设备和技术，如光度计摄影系统、人体测量摄影机和三维测量装置（图2一5、图2一6）等。人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则2.人体测量术语与定义人体测量基准面的定义是由三个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。通过铅垂轴和纵轴的所有平面都称为矢状面（Sagittalplane）（图2-12）。在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状平面（Medialsagittalplane)。它将人体分成左、右对称的两部分（图2-12）。通过铅垂轴和横轴的所有平面都称为冠状面（Coronalplane）。冠状面将人体分成前、后两个部分（图2一12）。与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面（Transverseplane）。又称为横断面。它将人体分成上、下两个部分（图2一12）。3．测量数据的统计人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第5%、第50%、第95%三种百分位数来表示。其中第5百分位数是代表“小”身材，是指有5%的人群身材小于此值，而有95%的人群身材均大于此值。第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的人群为50%，第95百分位数代表“大”身材，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺寸大于此值。百分位这一概念由于其易于理解的特性而广为使用。将身体尺寸测量值以百分位值形式表达出来，是将人体测量数据引入工程人体测量学的第一步。4.静态尺寸和动态尺寸人体尺寸数据主要有构造上的和功能上的两类，即静态尺寸和动态尺寸。静态尺寸是指：人体身体构造的尺寸。动态尺寸是指：人在工作姿势下或在某种操作活动状态下的活动空间尺度。静态尺寸：结构尺寸国标GB10000-88是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。该标谁共提供了七个类共47项人体尺寸基础数据a.人体主要尺寸国标GB10000-88给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项人体主要尺寸数据，b.立姿人体尺寸该标准中提供的成年人立姿人体尺寸有：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高，c.坐姿人体尺寸标准中的成年人坐姿人体尺寸包括：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则动态尺寸：（功能尺寸）人在各种情况工作时都需要有足够的活动空间。工作位置上的活动空间设计与人体的功能尺寸密切相关，立姿的活动空间立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作。脚的站立平面不变时，立姿活动空间的人体尺度如所示。正视图零点位于正中矢状面上（从前向后通过身体中线的垂直平面）。侧视图：零点位于人体背点的切线上，在贴墙站直时，背点与墙相接触。以垂直切线与站立平面的交点作为零点。坐姿的活动空间正视图：零点在正中矢面上，侧视图：零点在经过臀点的垂直线上，并以该垂直线与脚底平面的交点作为零点人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则二.人体尺寸百分位值的应用原则与方法为了使人体测量数据能有效的为设计者所利用，选出部分设计常用的数据，并介绍这些数据的定义、应用条件、选择依据等见列表人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则人体测量值是在着装很少的情况下测得的。在实际应用这些尺寸值时，应该给予一定量的补偿值（表2-7）。项目尺寸修正值（mm）修正原因站姿高25-38鞋高坐姿高3裤厚站姿眼高36鞋高坐姿眼高3裤厚肩宽13衣胸宽8衣胸厚18衣腹厚23衣立姿臀宽13衣坐姿臀宽13衣肩高10衣（包括坐高3及肩7）两肘间宽20肩——肘8手臂弯曲时，肩肘部衣服压紧臂——手5Akunbo叉腰8大腿厚13膝宽8膝高33臀膝5足宽13-20足长30-38足后跟25-38人体测量及其术语人体尺寸百分位值的应用原则与方法设计中运用人体测量数据的原则三.设计中运用人体测量数据的原则有关人体测量数据（如国标GB10000一88提供的数据表）为产品和工位等设计提供了主要依据。但这些数据需要以系统的方法加以应用。在设计中系统地运用人体测量统计数据的具体过程如下。①首先确定谁是预期的使用者或作业者对象，即使用者群体。对于不同的产品或作业岗位，使用者群体不同，其性别、年龄、种族等方面也会不同；对于不同的用途（如民用与军用），使用者群体也会不同。这些都需要在设计过程中加以考虑、分析和预测。②确定有哪些人体尺寸变量需要考虑，尤其是确定什么尺寸是最需考虑的。③确定要适用于第几百分位的使用者群体。要百分之百地满足使用者群体的所有个体，这在实际设计活动中往往是不可能的，因为受到财务上的、经济上的以及设计上的制约因素限制。一般确定为使用尽可能大的百分位值，以满足尽可能多的使用对象使用。确定百分位时有三个方法。满足使用对象中较大或较小身材者的需要，即在产品、工位或生活环境设计中，在不同情况下需要使用较大或较小身材者的人体测量值；满足可调节性需要；对于一些应用，确定某一尺寸参数时如果上述两点都不能实现，则可以使用人体测量变量的平均测量统计值〕④确定所选人体尺寸变量的百分位值。⑤在不同的情况下，对所使用的百分位值给予适当的补偿量。⑥为了确保设计正确，尽可能使用实物模型或计算机模拟对设计加以验证。桌椅设计概述坐姿生理解剖基础桌椅的人机工学设计座椅的功能尺寸座垫与靠垫办公桌的功能尺寸桌椅的历史与现状人类使用桌椅的历史与人类文明史等长。各国博物馆里保存着各个历史时代的家具珍品，其中我国明代的桌椅家具，倍受学者们的推崇。但总的说，古代桌椅可供今人研究借鉴的，仅在于造型、装饰等审美、文化、精神方面，而对于座椅的主要实用功能——使用中的人体舒适性，则既缺乏文字记述，也难觅精绝的佳品。从皇家贵族的殿堂，到寻常百姓的厅室，很符合人体解剖学要求、能较长时间坐着感到舒适自在的座椅，却鲜如凤毛麟角。直至1948年，瑞典整形外科医生阿克布罗姆的《站与坐的姿势》一书问世，才有了历史上第一本分析坐姿解剖特性的专著，奠定了用人体解剖学理论指导座椅功能设计的基础。1968年，国际人机工程学学会(IEA)在瑞士召开了以座椅为主题的第一次国际学术研讨会，这次会议在全世界掀起了座椅研究的新高潮。20世纪70年代前后，各国纷纷将座椅研究的新成果，用于制定或修订新的座椅技术标准，如学校课桌椅、办公用椅、工作椅、飞机座椅、火车座椅等的工业标准。以日本为例，1966年完成了学校用课桌椅的新标准(JIS)修订，1980年文部省又汇编了《学校用家具指南》分发给各地教育委员会。桌椅设计概述坐姿生理解剖基础座椅的功能尺寸座垫与靠垫办公桌的功能尺寸桌椅的历史与现状1980年以前的长时期内，我国办公桌的通用高度为800mm，不但明显高于上述日本的新旧标准，也明显高于欧美高身材国家办公桌的通行高度。那时我国数以千万计的办公室工作人员(包括教师、学生)，尤其是其中终日伏案抄写的文书一类职工，老是耸着双肩工作，一天下来，颈椎、大小臂，特别是肩胛部位常感不适或酸痛，不仅影响工作效率，时间长了还会诱发疾病。据当时统计，文书一类工作人员中，肩胛部位有不同程度疾患者比例高达18％左右，远远高于其他职业的人群。这从反面印证了改进桌椅设计对人们生活质量的意义。近年来，我国大中城市市场上的新型办公桌已经降到较为合适的高度，但800mm高的旧办公桌还随处可见，尤其在欠发达的乡镇地区。从1971年4月开始，日本对办公用家具进行了三年多时间的研究，然后决定把原先高度为740mm的办公桌改为高700mm(男用、或男女合用)，与高670mm(女用)的两种新标准规格。1970至1980年，日本还对包括新干线车厢在内的火车座席、列车卧铺、飞机座席进行研究与改进，提高了乘坐舒适性，成果显著。我国也已经制定发布了一批有关家具的技术标准，如《GB/T3976—1983学校课桌椅功能尺寸》、《GB/T14774-1993工作座椅一般人类工效学要求》，以及关于办公桌、文件柜、衣柜等家具外形尺寸标准GB/T3326-3328—1982等。桌子是人们坐着使用的(站着使用的称为工作台)，所以确定桌面高度时不应取地面、而应取椅面作为基准。有了椅面高度，再加上合理的“桌面椅面高度差”，就得到了合理的桌面高度。因此，本章优先和重点的分析对象是座椅。桌椅设计概述坐姿生理解剖基础座椅的功能尺寸座垫与靠垫办公桌的功能尺寸一、坐姿脊柱形态及其生理效应1．脊柱、椎间盘与骨盆结构人体骨骼共有206块，分为中轴骨和四肢骨两大部分，如左图所示。其中支撑头颅与全身的骨结构为脊柱、骨盆与下肢。脊柱分4个区段：上段是7节椎骨组成的颈椎，接下来12节椎骨组成胸椎，再下面5节组成腰椎，以上共24节椎骨；脊柱的下端是骶尾骨，即由5块融合成一体的骶骨和由4块融合成一体的尾骨，见右图。每两节脊椎骨之间的软组织称为椎间盘，由于椎问盘软组织的变形，才使整个脊柱能够实现弯曲活动。全部椎间盘的厚度之和约占脊柱总长度的1/4。其中以腰椎段的椎间盘为最厚，所以人体上身腰部的可能活动度较大。桌椅设计概述坐姿生理解剖基础座椅的功能尺寸座垫与靠垫办公桌的功能尺寸2．坐姿脊柱形态的变化及其生理效应坐姿引起的脊柱形态改变，可由示意图说明。图a)还是示意地表示站立