《室内人体工程学》-(1)

室内人体工程学第二章人体测量学与人体尺寸0102【人体测量与人体测量数据的应用】【人体尺寸】目录CONTENTS人体测量与人体测量数据的应用01一、人体测量学概况（一）人体测量学的由来与发展人体测量学是指用测量方法研究人体特征，通过测量人体各部位的尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上差异的一人体测量学是一门新兴的学科，但具有古老的渊源。早在公元前1世纪，罗马建筑师维特鲁威（Vitruvius）就已从建筑学的角度对人体尺寸作了较全面的论述，并发现人体若以肚脐为中心，一个男性挺直身体，两手侧向平伸的长度恰好是其身高，双手和双足的指尖正好在以肚脐为圆心的圆周上。文艺复兴时期，意大利著名画家达芬奇根据维特鲁威的这一描述，绘制了著名的人体比例图。1940年，为了适应工业发展的需要，人们迫切需要人体测量学的知识和数据，至此，这门学科才开始从理论进入到应用。第二次世界大战期间，航空和军工产品的生产对人体尺寸提出了更高的要求，因而推动了人体测量学在航空和军事工业中的应用。一、人体测量学概况（二）人体测量数据的来源人体测量学发展到今天已积累了大量的数据。在我国，进行室内设计时所依据的人体测量数据来源主要有以下几个：1962年中国建筑科学研究院发表的《人体尺度的研究》；1988年颁布的GB10000—88《中国成年人人体尺寸》；1991年颁布的GB/T12985—91《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》；1992年颁布的GB/T13547—92《工作空间人体尺寸》等国家标准。二、人体测量学的内容形态测量主要测量人的尺寸、体型、体积等。生理测量主要测量人的生理现象，如疲劳感、触觉感、人体力度范围等。运动测量主要测量人的活动范围与肢体的活动空间范围等，如动作范围、动作过程、形体变化等。三、人体测量的主要工具与方法（一）人体测量的工具1．人体测高仪人体测高仪是用来测量人身体各侧点与标准参照面（如地面或坐面等）之间直线距离的专用工具。可用它测量人体身高、坐高，以及在立姿、坐姿状态下的眼高、肩高、肘高及伸手向上所及的高度等。三、人体测量的主要工具与方法2．直角规直角规主要用来测量两点间的直线距离，适宜测量距离较短的不规则部位的长宽或直径，如人体五官的长宽或直径。3．弯角规弯角规主要用于测量不能直接使用直尺测量的两点间距离。例如，测量骨骼尺寸、胸部厚度等。三、人体测量的主要工具与方法（二）人体测量的方法1．丈量法丈量法是指用人体测量仪器来测量人体构造尺寸的方法。例如，用测高仪测量人的身高、坐高等；用直尺、卷尺测量人体的细部构造尺寸；用磅秤测量体重；用拉力器测量人体推拉力。2．摄像法由于人体功能尺寸常随着人体姿势而变化，故一般丈量法难以测得较为精准的数据。因此，人们常通过照相机或摄像机作投影来测量数据。三、人体测量的主要工具与方法3．问卷法在人们日常生活中，舒适感属于个人的主观评价，故此时，可以采用问卷法，测得“舒适”的人体功能尺寸。虽然功能尺寸的测得结果是一个变化值，但存在一个阈限，这个阈限就是室内设计的参考数值。4．三维数学测量法三维数学测量法是指利用电脑3D全身扫描系统技术，对人体的各项尺寸进行精密的测量，从而为后期的设计工作提供科学的数据依据。三维数学测量法是目前人体测量方法中最精确的方法。四、人体测量数据的统计处理（一）平均值平均值简称均值，是指样本数据集中趋向于某一个数值。例如，有n个样本测量值（x1，x2，x3，…xn），则其平均值为：式中：—均值；n—样本容量；xi—第i个样本的测量值。（二）样本方差样本方差用来描述样本值在平均值上下波动的程度。其计算公式为：式中：S2—样本方差；—均值；n—样本容量；xi—第i个样本的测量值。四、人体测量数据的统计处理（三）标准差标准差即方差的平方根，是用来描述样本值相对于平均值上下波动情况的参考值。其计算公式为：式中：SD—标准差。四、人体测量数据的统计处理（四）百分位百分位是指某一人体尺寸和小于该人体尺寸的人占所统计对象总人数的百分比。一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，有K%的测量值等于和小于它，有（100−K）%的测量值大于它。人体尺寸02一、人体尺寸的分类（一）人体结构尺寸1．我国成年人人体尺寸（1）人体主要尺寸人体主要尺寸包括身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长这6项，除体重外，其他5项人体主要尺寸的部位。表2-1所列数据为我国成年人人体主要尺寸。一、人体尺寸的分类（2）立姿人体尺寸立姿是指人挺胸直立，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，手指轻贴大腿侧面并自然伸直，左、右足后跟并拢，足前端分开，使两足大致呈45°，身体重心均匀分布于两足。立姿人体尺寸包括眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高这6项。表2-2所列数据为我国成年人立姿人体尺寸。一、人体尺寸的分类（3）坐姿人体尺寸坐姿是指人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，膝弯曲大致呈直角，两足平放于地面上。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、坐姿下肢长这11项。表2-3所列数据为我国成年人坐姿人体尺寸。一、人体尺寸的分类（4）人体水平尺寸人体水平尺寸包括胸宽、胸厚、肩宽、最大肩宽、臀宽、坐姿臀宽、坐姿两肘间宽、胸围、腰围、臀围这10项。表2-4所列数据为我国成年人人体水平尺寸。一、人体尺寸的分类（5）人体头部尺寸人体头部尺寸包括头全高、头失状弧、头冠状弧、头最大宽、头最大长、头围、形态面长这7项。表2-5所列数据为我国成年人人体头部尺寸。一、人体尺寸的分类一、人体尺寸的分类（6）人体手部尺寸人体手部尺寸包括手长、手宽、食指长、食指近位指关节宽、食指远位指关节宽这5项。表2-6所列数据为我国成年人人体手部尺寸。一、人体尺寸的分类（7）人体足部尺寸人体足部尺寸包括足长和足宽这2项。表2-7所列数据为我国成年人人体足部尺寸。一、人体尺寸的分类2．我国未成年人人体尺寸随着科学技术的发展，人性化关怀越来越受到重视，以人为本的设计理念逐渐渗透到我国社会生产和生活的各方面。人体尺寸最能反映人体基本的生理特征，随着社会对未成年人产品安全性和可靠性的日益重视，能够反映我国未成年人身体特征的数据尤为重要。我国国家标准GB/T26158—2010《中国未成年人人体尺寸》给出了未成年人（4～17岁）72项人体尺寸所涉及的11个百分位数。一、人体尺寸的分类（二）人体功能尺寸人体功能尺寸是指人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围，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。它是被测量者处于动作状态下的测量值，是一种动态尺寸。一、人体尺寸的分类国家标准GB/T13547—92《工作空间人体尺寸》提供了我国成年人立、坐、跪、卧、爬等作业姿势的常用功能尺寸，下图给出了常用功能尺寸的定义。一、人体尺寸的分类二、影响人体尺寸的因素（一）种族差异对于不同的国家，不同的种族，因地理环境、生活习惯、遗传特质的不同，人体尺寸差异十分明显。不论是尺寸的具体数值，还是身材的体型特征、比例关系，均有所差异。例如，以身高为例，荷兰男性平均身高为182.5cm，越南男性平均身高为165cm，高差幅度达到17.5cm。二、影响人体尺寸的因素（二）世代差异随着社会的发展，卫生、医疗、生活水平的提高及体育运动的大力开展，社会因素对人体尺寸的影响越来越明显。例如，现在子女们的身高普遍高于父母的身高。研究成果显示，1900年之前中国男性的平均身高为161.0cm，女性为150.2cm，1996年出生的中国男性平均身高为171.8cm，女性为159.7cm。由此得出，中国人近100年平均身高增加了10cm。二、影响人体尺寸的因素（三）年龄差异人体体形随着年龄的增长而变化。其中变化最为明显的时期是青少年时期。对于人体尺寸增长过程，女子一般在18岁结束，男子一般在20岁结束。此后，人体身高会随着年龄的增加而缩减，而体重、宽度等尺寸随着年龄的增长而增加。因此，在进行某项设计时，一定要了解使用者的年龄，注意不同年龄段人的尺寸差异。二、影响人体尺寸的因素（四）性别差异在3～10岁这一年龄阶段男女的差别极小，因此同一尺寸数值对男女均适用。男女人体尺寸的明显差异一般从10岁开始。一般来讲，男性与女性之间的人体尺寸、重量和比例关系都有着明显差异。对于大多数人体尺寸，男性都比女性大一些，如手掌、肩宽等，但有四个尺寸（胸厚、臀宽、臀围、大腿周长），女性通常大于男性。同时，男性与女性即使在身高相同的情况下，身体各部分的比例也是不相同的。相较而言，女性的手臂和腿较短，躯干和头占身体的比例较大，肩较窄，骨盆较宽。因此，在设计中应注意两性的人体尺寸差别，不能以身材矮小男性的人体尺寸代替女性人体尺寸。二、影响人体尺寸的因素（五）技能障碍差异1．乘轮椅患者患者的类型不同，如有的四肢瘫痪，有的部分肢体瘫痪。此外，肌肉机能障碍程度对乘轮椅患者四肢活动范围的影响也不相同。因此，在设计过程中，要将轮椅的物理结构与人本身的残疾程度相结合，从而设计出适合乘轮椅患者的尺寸。2．借外力可走动的残疾人对于借助外力能走动的残疾人，必须考虑他们使用哪种外力工具（如拐杖、助步车等）进行活动，在设计过程中应将人体测量数据与残疾人所使用的工具当作一个整体来考虑。三、人体尺寸的运用（一）数据的选择在设计行业中，任何产品的设计都是针对一定的使用对象来进行的。因此，选择适合设计对象的数据极为重要。这就要求设计师们在设计时必须分析使用对象的特征，清楚使用者的年龄、性别、职业、民族等，以使所设计的室内环境与设施适合使用对象。三、人体尺寸的运用（二）百分位的运用1．最大原则最大原则是指在设计中，尺寸应依据人体测量数据的最大值进行设计，通常可取第95百分位的尺寸数据，表示此时的设计能满足95%的人的需求。2．最小原则最小原则是指在设计中，尺寸应依据人体测量数据的最小值进行设计，通常可取第5百分位的尺寸数据，表示此时的设计能满足95%的人的需求。3．平均原则平均原则是指在设计中，以人体平均尺寸为依据进行设计，其目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围，此时通常可取第50百分位尺寸数据。4．可调节原则在日常设计中，若确定百分位大小有一定的困难，则可以在条件许可的情况下，增加一个调节尺寸，从而使该设计能满足大多数人使用。三、人体尺寸的运用（三）分别考虑各项人体尺寸在实际设计中，经常发生各项尺寸都以比例适中的人为基准的错误做法。例如，有人认为，身高是第5百分位的人，他们的坐高、坐深、伸手可及范围也都相应较小，但实际上并非如此。四、常用人体尺寸在设计中的应用（一）身高身高是指人身体直立、眼睛向前平视时从地面到头顶的垂直距离。应用：身高数据可用于确定通道和门的最小高度。大部分建筑规范中规定，门和门框的高度应适用于99%以上的人。同样，这些数据可以确定人体上方的障碍物高度。（二）站姿眼高站姿眼高是指人身体直立、眼睛向前平视时从地面到内眼角的垂直距离。应用：站姿眼高数据可用于布置广告和其他展品；用于确定屏风和开敞式办公室内隔断的高度等。四、常用人体尺寸在设计中的应用（三）坐高坐高是指人挺直坐立时，座椅表面到人体头顶的垂直距离。应用：坐高数据用于确定座椅上方障碍物的允许高度。例如，在利用阁楼下面的空间时，需要根据该尺寸来确定阁楼的高度。百分位选择：由于该尺寸主要涉及间距问题，所以采用第95百分位尺寸数据比较合适。（四）坐姿眼高坐姿眼高是指人在坐姿时，人的内眼角到座椅表面的垂直距离。应用：坐姿眼高数据可用于确定剧院、礼堂、会议室、教室等室内空间的视线和最佳视区。四、常用人体尺寸在设计中的应用（五）最大肩宽最大肩宽是指人在立姿时，两三角肌外侧的最大水平距离。应用：最大肩宽数据可用于确定环绕桌子的座椅间距，电影院、剧院及礼堂中的排椅间距，也可用于确定公用和专用空间的通道间距等。例如，某人肩宽60cm，当要设计一条可容纳两个人同时经过的过道时，最小宽度应为120cm