室内人体工程学

课程回顾它研究人在某种工作中的解剖学、生理学、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、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题。1、什么是人体工程学？2、《室内人体工程学》学习目的是什么？室内设计的主要目的是要创造有利于人们身心健康和安全舒适的工作、生产和生活、休息的良好环境。而人体工程学就是为这一目的服务的一门系统学科。要创造这样一种环境，主要采用科学的手段，主要包括“关于人体尺度和人类生理及心理要求”两个方面。工作系统中的人。工作系统中直接由人使用的机械部分如何适应人的使用。环境控制，如何适应人的使用。3、人体工程学研究的主要内容？人体测量和人体尺寸第二章1.人体测量的基本知识2.常用的人体测量数据3.人体各部分结构参数的计算4.百分位的概念5.人体测量数据的应用一、人体测量1.1人体测量的基本知识1.概述2.人体测量的基本术语3.人体测量的主要仪器人体测量学是一门新兴的学科，它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。概述人体形态测量数据人体构造尺寸测量数据人体功能尺寸测量数据人体生理参数测量（人体静态时各部的尺寸数据）（人体在某种运动状态下的各部尺寸数据）人体测量的基本术语1.被测者姿势2.测量基准面3.测量方向4.基本测点及测量项目被测者姿势立姿：坐姿：被测者挺胸宜立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直腿部，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45。夹角，体重均匀分布于两足。被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上。头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方。左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。人体基础测量数据1.人体构造：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，关节起骨节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：人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。测量基准面A.三轴B.矢状面C.正中矢状面D.冠状面E.水平面F.眼耳平面测量方向A.上方&下方B.内侧&外侧C.近位&远位D.桡侧&尺侧E.胫侧&腓侧在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。头侧端足侧端在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。在四肢上．将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。在上肢上，将桡骨侧称为桡侧，将尺骨侧称为尺侧在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧基本测点及测量项目在国标GB3975—83中规定了人机工程学使用的有关人体测量参数的测点及测量项目，其中包括：头部测点16个和测量项目12项；躯干和四肢部位的测点共22个，其测量项目共69项，其中分为：立姿40项；坐姿22项，手和足部6项以及体重1项。人体测量的主要仪器1.人体测高仪2.人体测量用直角规3.人体测量用弯角规国标GB5704．1—85是人体测高仪的技术标准，该测高仪适用于读数值为1mm；测量范因为0一1996mm人体高度尺寸的测量。标准中所规定的人体测高仪由直尺1、固定尺座2、活动尺座3、弯尺4、主尺扦5和底层6组成，如图2—3所示。若将两支弯尺分别插入固定尺座和活动尺座，与构成主尺杆的第一、二节金属管配合使用时，即构成圆杆弯脚规，可测量人体各种宽度和厚度。人体测高仪人体测量用直角规国标GB5704．2—85是人体测量用直脚规的技术标准，此种直脚规适用于读数值为1mm和0.1mm，测量范围为0—200mm和0—250mm人体尺寸的测量。直脚规根据有无游标读数分1型和2型两种类型它是用于不能直接以直尺测量的两点问距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。国标GB5704．3—85是人体测量用弯脚规的技术标准．此种弯脚规适用于读数值为1mm，测量范围为0—300mm的人体尺寸的测量。人体测量用弯角规1.2常用的人体测量数据GB10000一88是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。该标准根据人机工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据，它适用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造、设备更新及劳动安全保护。该标准共提供了七个类共47项人体尺寸基础数据，标准中所列出的数据，是代表从事工业生产的法定中国成年人(男18—60岁，女18—55岁)人体尺寸，并按男、女性别分开列表。1.3人体尺寸的比例关系一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，就可推算出其他的尺寸。不同种属的人的人体比例系数不同。白人、黑人、黄种人不同。人体各部分结构比例参数的计算1.以身高计算各部分尺寸2.由体重计算体积和表面积3.由体重、身高、体积计算生物力学参数对于设计中所需的人体数据，当无条件测量时，或宜接测量有困难时，或者是为了简化人体测量的过程时，可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用经验公式计算出所需的其他各部分数据。以身高计算各部分尺寸我国成年男女足底到膝盖的距离：男=0.265H，女=0.261H我国标准人的尺度：男=170cm，女=160cm我国标准人的体重男=62kg，女=52kg计算体积和表面积1.人体体积计算：L=1.015W—4.937（W为人体体重kg）2.人体表面积计算：B=0.0061H+0.0128W—0.1529（H为身高cm，W为体重kg）男性B=100H女性B=77H已知道身高求体重：正常体重：W=H—110（kg）理想体重：W=H—100（kg）H的单位是cm如果人体的体重经常低于或高于正常体重的10％以上，则属于不正常状态。1.4百分位的概念人体测量的数据常以百分位数表示人体尺寸等级，最常用的是第5、第50、第95三种百分位数。其中：第5百分位数表示“小”身材。是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95％的人群身材尺寸大于此值；第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此值的人群身材尺寸各为50％；第95百分位数表示“大”身材，是指有95％的人群身材尺寸小于此值，而有5％的人群身材尺寸大于此值。如何求百分位数当已知某项人体测量尺寸的均值为x，标准差为s，需要求任一百分位的人体测量尺寸Pv(百分位数)时，可用下式计算：Pv=X+（s╳k）当求1—50％之间的数据时，式中取“—”号：当求50—99％之间的数据时，式中取“十”号。公式中K为变换系数，设计中常用的百分位与变换系数K的关系见表百分位数K百分位数K百分位数K0.51.02.551015202.5722.3621.9601.6451.2821.0360.842253050707580850.6740.5240.0000.5240.6740.8421.036909597.699.099.51.2821.6451.9602.3262.576例：匈牙利成年男性的平均身高为166.0cm，标准差是5.4，请求出该国成年男性群体中5%、50%、和90%的身高值。5%的身高值=166.0—（5.4╳1.645）=157.1cm50%的身高值=166.0—（5.4╳0.000）=166.0cm90%的身高值=166.0+（5.4╳1.282）=172.9cm1.5人体测量数据的应用1.人体测量尺寸的修正2.主要人体测量尺寸的应用原则人体测量尺寸的应用原则人体大小各不相同，设计一般不可能满足所有使用者。为了使设计能适合于较多的使用者，在应用人体测量数据时应考虑以下原则：1.由人体身高决定的物体，如门、船舱口、通道、床、拉架等，其尺寸应以第95百分位数为依据。2.由人体某些部分的尺寸决定的物体，如取决于腿长的坐平面高度，其尺寸应以第5百分位数为依据。3.可调尺寸，应可调节到使第5百分位数和第95百分位数之间的所有人使用方便。4.以第5百分位数和第95百分位数为界限值的物体，当身体尺寸在界限以外的人使用会危害其健康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大到第1百分位数和第99百分位数。如紧急出口以及至运转着的机器部件的有效半径，应以第99百分位数为依据，而使用者与紧急制动杆的距离则应以第1百分位数为依据。5.门铃、插座、电灯开关的安装高度以及付账柜台高度，应以第50百分位数为依据。应用人体尺寸参数数据时应注意的问题1.必须弄清设计的使用者或操作者的状况，列出使用者的待征，包括性别、年龄、种族、体格等。2.人体尺寸的统计分布一般是呈正态分布的，故按人体尺寸均值设计产品和工作空间，往往只能适合50％的人群，而对另外50％的人群则不适合。3.选用人体尺寸数据时，要考虑操作者的着衣穿鞋情况和其他可能配备的东西，如手套、头盔、靴子及其他用具。二、人体尺寸的分类人体尺寸的测量可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。〈一〉构造尺寸：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。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。〈二〉功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能所能达到的空间范围，它是动态的人体状态下测得。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，它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。构造尺寸具体分类在室内设计中最有用的是十项人体构造上的尺寸，它们是：身高、体重、坐高、臀部至膝盖长度、臀部的宽度、膝盖高度、膝弯高度、大腿厚度、臀部至膝弯长度、肘间宽度。三、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。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，群体与群体之间，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(见彩图）。差异的存在主要在以下几方面：〈1〉种族差异〈2〉世代差异〈3〉年龄的差异〈4〉性别差异〈5〉残疾人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，从越南人的160.5厘米到比利时人的179.9厘米，高差幅竟达19.4厘米。2、世代差异我们在过去一百年中观察到的生长加快（加速度）是一个特别的问题，子女们一般比父母长的高，这个问题在总人口的身高平均值上也可以得到证实。欧洲的居民预计每十年身高增加10到14毫米。因此，若使用三、四十年前的数据会导致相应的错误。3、年龄的差异年龄造成的差异也应注意，体形随着年龄变化最为明显的时期是青少年期。人体尺寸的增长过程，妇女在十八岁结束，男子在二十岁结束，男子到三十岁才最终停止生长。此后，人体尺寸随年龄的增加而缩减，而体重、宽度及围长的尺寸却随年龄的增长而增加。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，是否适用于不同的年龄。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。儿童以外伤亡与设计不当有很大的关系。另一方面针对老年人的尺寸数据资料也相对较少，由于人类社会生活条件的改善，人的寿命增加，现在世界上进入人口老龄化的国家越来越多，如美国的65岁以上的人口有二千万，接近总人口的十分之一，而且每年都在增加。所以设计中涉及老年人的各种问题不能不引起我们的重视，应有老年人的人体尺寸，在没有的情况下，至少有两个问题应引起我们的注意：（1）无论男女，上年纪后身高均比年轻时矮。（2）伸手够东西的能力不如年轻人4、性别差异3岁～10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10厘米左右，