作业环境中的人体因素

作业环境中的人体因素行为或作业环境在室内空间中，那些与人们具体的活动有关的空间位置我们称为行为或作业环境。影响作业环境空间大小、形状的因素很多，但最主要的因素还是人体的活动、范围、动作特性和体能极限以及与其相关的家具设备的组成。肢体活动范围人的肢体围绕关节转动而划出的范围,也就是肢体活动所占的空间范围.由活动角度和肢体长度构成的肢体活动范围可以千变万化.作业域在工作和生活活动中，人们的肢体围绕着躯体做各种动作，这些由肢体的活动所划出的限定范围即是肢体的活动空间。它是由肢体活动的角度及肢体的长度相关组成的。肢体的活动空间实际上它也就是人在某种姿态下肢体所能触及的空间范围。因为这一概念也常常被用来解决人们在工作各种作业环境的问题。所以也称为作业域。肢体活动角度肢体活动角度在解决某些问题上有用，如视野、踏板行程、扳杆的角度等。但很多情况下人的活动并非是单一关节的运动，而是协调的多个关节的联合运动，所以单一的角度是不能解决所有的问题的。水平作业域水平作业域是人于台面前，在台面上左右运动手臂而形成的轨迹范围，手尽量外伸所形成的区域为最大作业域。而手臂自然放松运动所形成的区域为通常作业域。如写字板、键盘等手活动频繁的活动区应安排在此区域内。从属于这些活动的器物则应安排在最大作业域内垂直作业域指手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成的范围。对决定人在某一姿态时手臂触及的垂直范围有用，如搁板，挂件门拉手等，带书架的桌子也常用到上述物体的高度见后。摸高是指手举起时达到的高度，身高与摸高的关系见图。垂直作业域与摸高是设计各种框架和扶手的依据，柜架的经常使用的部分应该设计在这个范围内，除此之外，用手拿东西和操作时通常需要眼睛的引导，因此架子的高度不得超过（男150～160厘米，女140～150厘米）。由视线所考虑的还有抽屉的高度。人体的活动空间虽然肢体动作空间是立体的，但作业域中的人是保持着某种静态的姿势。我们讨论的目标也是人的肢体究竟可以伸展到何种范围。可是在现实生活中人们并非总是保持一种姿势不变，人们总是在变换着姿势，并且人体本身也随着活动的需要而移动位置，这种姿势的变换和人体移动所占用的空间构成了人体活动空间。人体活动空间大于作业域。人体活动空间的研究对于工业生产、军事设施中的人的作业活动空间确定很有用。因此也叫作业空间。在室内设计中它的作用更是显而易见的。人体的活动大体上可分为静态的手足活动、姿态的变换和人体的移动。还有与活动有关的物体。静态的手足活动人体静态的手足活动时有不同的姿态，归纳的基本姿态有4种：立位、坐位、跪位和卧位。当人采取某种姿态时即占用一定的空间，通过对基本姿态的研究，我们可以了解人在一定的姿态的手足活动时占用的空间的大小。每个姿态对应一个尺寸群。姿态变换姿态的变换集中于正立姿态与其它可能姿态之间的变幻，姿态的变换所占用的空间并不一定等于变换前的姿态和变换后的姿态占用空间的重叠人体移动人体移动占用的空间不应仅仅考虑人体本身占用的空间，还应考虑连续运动过程中由于运动所必需的肢体摆动或身体回旋余地所需的空间。人与物的关系人体在进行各种活动中，在很多情况下与一定的物体发生联系，这些物体大致可分四类：与其他人相互作用用具：持于身前、身后、体侧、托于身上、可挥舞的等家具：移动家具，支撑人体家具、贮藏家具建筑构件：门、通道阶梯、栏杆等肌肉施力：无论是人体自身的平衡稳定或人体的运动，都离不开肌肉的机能。肌肉的机能是收缩和产生肌力，肌力可以作用于骨，通过人体结构再作用于其他物体上，称为肌肉施力。肌肉施力有两种方式：（1）动态肌肉施力：（2）静态肌肉施力。静态肌肉施力静态施力时，收缩的肌肉组织压迫血管阻止血液进入饥肉，肌肉无法从血液得到糖和氧的补充，不得不依赖于本身的能量储备。对肌肉影响更大的是代谢废物不能迅速排除，积累的废物造成肌肉酸痛，引起肌肉疲劳。由于酸痛难忍，静态作业的持续时间受到限制。动态肌肉施力动态施力时，肌肉有节奏地收缩和舒张，这对于血液循环而言，相当于一个泵的作用，肌肉收缩时将血液压出肌肉，舒张时又使新鲜血液进入肌肉，此时血液输送量比平常提高几倍，有时可达静息状态时输入肌肉血液量的10～20陪。血液大量流动不但使肌肉获得足够的糖和氧，而且迅速排除了代谢废物。因此，只要选择合理的作业节奏，动态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。只要选择合理的作业节奏，动态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。心脏的工作就是动态作业，在人的一生中，心脏不停地搏动，心肌从不疲劳。椎间盘问题人的脊柱为S曲线形，12块胸椎骨组成稍向后凹的曲线，5块腰椎骨连结成向前凸的曲线，每两块脊椎骨之间是一块推间盘。由于脊柱的曲线形态和椎间盘的作用，使整个脊柱富有一定的弹性;人体跳跃奔跳时完全依靠这种曲线结构来吸收受到的冲击能量。脊柱承受的重量负荷由上至下逐渐增加，第5块腰惟处负荷最大。人体本身就有负荷加在腰椎上，在作业、尤其在提起重物时，加在腰惟的负荷与人体本身负荷共同作用，使腰椎承受了极大的负担，因此人们的腰病发病率极高。用不同的方法来提起重物，对腰部负荷的影响，不同。直腰弯膝提起重物时惟间盘内压力较小，而弯腰直膝提超重吻会导致椎间盘内压力突然增大，尤其是惟间盘的纤维环受力极大。如果椎间盘己有退化现象，则这种压力急剧增加最易引起哭发性腰部剧痛。所以,握起重物时必须掌握正确的方法。作业效率从能量的角度分析，肌肉收缩时产生的能量的总量包括机械能和热能两部分。机械能可转换为有用的功，而热能对作业无用。所谓肌肉收缩的机械效率，是指肌力做功与肌肉收缩产能总量之比。人体肌肉作业的效率通常只有20～25%，它与作业的方式、人的性别、训练等因素有关系。重心在设计中许多尺寸的考虑还有个重心的问题，例如栏杆的设计，简单的说栏杆的高度应该高于人的重心，重心是考虑全部重量集中作用的点。当考虑人的重量时，就可以用这个点来代替人体重量之所在所以如果栏杆低于这一点，人体一旦失去稳定，就可能越过栏杆而坠落。而重心一般在人的肚脐后，所以当人们站在栏杆附近，如果发现栏杆比自己的肚脐还低，就会产生恐惧感。