室内设计与人体工程学ppt课件.ppt

人体工程学与室内设计,第一节 人体工程学在室内设计中的应用第二节 人体与家具第三节 人的行为心理与空间环境,1、确定人和人际在室内活动所需空间的主要依据： 根据人体工程学中的有关计测数据，从人的尺度、动作域以及人际交往的空间等，以确定空间范围。,第一节 人体工程学在室内设计中的应用,2、 确定家具、设施的形体、尺寸及其使用范围的 主要依据：,家具设施为人所使用，因此它们的形体、尺寸必须以人体尺度为主要依据；同时，人们为了使用这些家具和设施，其周围必须留有活动和使用的最小余地。,3、 提供适应人体的室内物理环境的最佳参数,室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等，室内设计时有了上述要求的科学参数后，在设计时就有可能有正确的决策。p35,4. 对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供 科学依据,人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素，人体工程学通过计测得到的数据，对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。p65,第二节 人体与家具,家具设计除了造型的美观外，更重要的就是功能合理。所谓功能合理就是如何使家具基本尺度适应人体静态的各种姿势变化，诸如人体的站立、移动、座靠、卧躺等一系列的生活动作。按照人体工程学原理与家具的使用关系，家具可分为三类：人体家具类、建筑家具类、准人体家具类,一. 人体家具类,人体家具类 主要指支持人的身体，承受人体重量的坐卧性家具，如椅、沙发、床等。坐卧性家具的基本功能是满足人们人们坐的舒适，睡得安宁和提高工作效率。使人在使用家具时静疲劳降到最低限度。,1. 坐具 p45,坐姿分析,坐姿的优点和缺点坐姿矫形学生理肌肉活动度,可免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳,坐姿比站立更有利于血液循环,有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适,在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于作业。,优 点,缺点,限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会导致废劳。,长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，以及对某些内脏器官造成损害，如消化器官与呼吸器官,坐姿太久也会造成下肢肿胀，静脉压力增加大腿局部受到压力，增加血液回流阻力，引起不适感。,人坐下来时，受骶骨和骨盆转动的影响，腰椎难以保持原来的自然状态，随着不同的坐姿而改变曲度，肌肉与韧带处于紧张的收缩状态，时间长了逐渐产生并加重不舒适感，这就是静疲劳。,人体处于侧卧时腰椎弯曲弧线是放松自然状态，躯干大腿的夹角和膝部夹角约为135度，腰椎弧线处于正常位。从站立到左下时，人的脊椎形状发生明显变化。站立时，脊椎的腰椎部分自然向内拱曲（脊椎前凸）；坐下时，盆骨向后移动，腰椎拱曲变平或向外拱曲（脊椎后凸）；椎间盘压力增加。从生理学角度应保证腰曲弧线正常，从坐姿生物力学角度应保证肢体免受异常力的作用p46,坐姿矫形学生理,1. 正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。,2. 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。,躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重变形，因椎间盘上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设计,良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑,躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳,F E D C B A,G,肌肉活动度,脊椎骨依据其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力(拉或压)的作用，使肌肉活动度增加，招致疲劳酸痛。,3组不同坐姿的23腰椎背棘直肌肌电图,在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。,提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小；,躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度。,C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿稳定性 且使坐姿更接近自然状态,根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出下列结论：,A 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳,B 设置适当的靠背可使疲劳降低,设计原则和分类,6. 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域,1. 座椅的形式与尺度及其功用有关,2. 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定， 保持人健康正确的曲率,3. 为主要承担身体重量的臀部坐骨结节提供有效支撑,4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小,5. 腰椎下部应提供支承，阻止盆骨向后倾斜设置适当的靠 背以降低背部紧张度,座椅设计,当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：,休息为目的的安乐椅,作业场所的工作椅,多用椅,作业场所的工作椅,稳定性是主要因素，腰部应有适当的支持，重量要均匀分布于座垫(或座面)上，同时要适当考虑人体的活动性，操作的灵活性与方便等。,休息为目的的安乐椅,设计重点在于使人体得到最大的舒适感，消除身体的紧张与疲劳。合理的设计应使人体的压力感减至最小。,多用椅,这类座椅以多种功能为设计重点。它可能与桌子配合，可能是工作、休息兼用，也可能是作为备用椅可以折叠收藏起来。,设计细则,座高 靠背的宽度与高度座宽 靠背角度座深 扶手高座面倾角 椅垫,1. 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。2. 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建议座面前缘应比人体膝窝高度低35cm，且有半径为2.55cm的弧度。3. 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。,座高：休息用安乐椅3845cm，工作椅4350cm,休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也有助于身体的稳定,工作椅使人以较直立的姿势坐于其上，双脚平放于地面，故其座高比休息椅稍大,当作业面固定时，椅高上限应根据身材较矮的作业者的要求来确定，因为工作椅的高度显然与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以适应不同作业者,座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据，对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起肩部疲劳。,座宽：4345cm,座深：休息用椅4043cm，工作用椅3540cm,指椅面前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位,如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持,为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。,座面倾角：休息椅1920度，工作椅小于3度,座面倾角指座面与水平面所夹角度,座面后倾的作用有两点：一是由于重力，躯干后移，使背部抵靠椅背，获得支持，可以降低背肌静压。二是防止坐者从座缘滑出座面。后者在振动颠簸的环境中尤为重要，如汽车鸳驶用座椅及长途汽车的乘客座椅,休息椅座面倾角大，有利于身心松弛，大座面倾角与靠背倾角构成近于平躺的休息姿势。对工作座椅而言，因作业空间一般在身体前侧，如座面过份后倾，脊椎因身体前屈作业而会被拉直，破坏正常的腰椎曲线，形成一种费力的姿势，因此倾角不能太大，一般为3度以下,从座椅的功能来区分,采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合于工作，尤其是办公室工作，比如对写字和绘图用椅的设计，当要求座高较高时，对于倾斜式绘图桌用椅，前倾角应达到15度以上，如果背靠角为90。，则相当于座面与靠背夹角为l05度，这是坐姿的最小舒适角度，靠背对于脊椎部还能起适度的支持作用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较均匀。,研究还表明：,靠背的高度与宽度,因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方2326cm处，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。,靠背的最大高度可达4863cm，最大宽度可达3548cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(决定靠背高)和肩宽(决定靠背宽)有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。,靠背由肩靠和腰靠两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。,为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为12.520cm,靠背角度 ：103一112度,指座面与靠背的夹角，其目的与座面角度相似,从脊柱正常形态来看，该角为115度较为合适。实际应用中，建议取：阅读用椅101l04度，休息椅105108度,扶手高：座垫有效厚度以上2122cm,在不妨碍执行某些待定作业的情况下，一般座椅应考虑设置扶手。扶手的主要功用是使手臂有所依托，减轻手臂下垂重力对肩部的作用，使人体处于较稳定的状态。它也可以作为起身站立或变换坐姿的起点。,扶手不能太高，否则迫使肘部抬高，肩部与颈部肌肉拉伸；但如过低则实际上使臂部得不到支撑，或者躯干必须偏斜，以寻求一侧的支承,人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的75左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。,椅垫,测试研究表明，坐于座垫上的臀部压力值大为降低，而接触支承面积也由900cm2增大到1050cm2，使压力分散。,椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势，因为身体可以适应地陷入座垫。,0 5 10 15 20 25 30 35 40 45,27 18 10,座面上的距离 cm,产生的压力 kg,正常的坐姿,双腿交叉时,座椅设计实例（休息用椅）,座椅侧面轮廓（每格100 100 mm）,座椅设计实例（多功能座椅）,座椅侧面轮廓（每格100 100 mm）,高靠背办公座椅、工作面、搁脚板的配合尺寸(mm),中靠背办公座椅、工作面、搁脚板的配合尺寸（mm）,8.jpg,2. 卧具的基本要求,床的使用功能务必注重考虑与人体的关系，着重于床的尺度与弹性结构的综合设计。不能把人的仰卧看作为站立的横倒。应该以脊椎自然形态的仰卧姿势，使腰部与臀部压陷略有差异，差距以大于30毫米为宜。 床是否能消除疲劳，除了合理的尺度以外，主要取决于床的硬软度能否使人体卧姿处于最佳状态。,同时，床垫的硬软度又与体压分布有关，不同弹性的床面，其体压分布情况也有显著差别。 为了使体压得到合理分布，需精心设计好床垫的弹性材料，可以采用不同材料搭配成三层结构较合适： 与人体接触的面层采用柔软材料；中层采用硬一些的材料，有利于身体保持良好的姿态；最下层是承受压力的部分，用稍软的弹性材料起缓冲作用。,二. 建筑家具类,所谓建筑家具类，主要指附属于建筑物上贮存性壁柜、搁板、隔断等。 贮存性家具存放日常生活用品，首先是按人体工程学的原则根据人体操作活动的可及范围来安排；其次是考虑物品使用频度来安排所存放的位置。 一般而言，物品存放的位置以地面标高算起600-1650mm的范围最方便。,因此，常用物品放在这个取用方便的区域。不常用的物品可放在 600 mm以下或1650mm以上的位置。,三.准人体家具类,介于人体家具类和建筑家具类之间的是准人体家具类。 它虽然不需要 支持人的身体，但人需在其上 进行操作， 如餐桌、写字台、梳妆台、茶几以及柜台、收银台、讲台与各类工作台。 所谓准人体家具也叫凭倚性家具，它是人们工作和生活所需的辅助性家具。,第三节 人的行为心理与空间环境,人的行为特征因人类社会的复杂多样,受其各种因素的影响,诸如文化、社会制度、民族、地区等,因而呈现出复杂多样的行为特征。,人对室内空间的心理知觉,对长度的心理知觉面积大小的心理知觉心理感觉上的应用,对长度的心理知觉,正前方向左右方向头顶方向,通过实验发现：有80%的人的心理知觉距离比实际距离短平均约短1/8。如果正对面的墙上有窗时，则比无窗时的知觉距离要长1/5-l/20。左右方向距离越窄，前方的相对知觉距离就越长。,正前方向,左右方向,当人处于室内，其左右与墙等距离时，心理知觉距离与实际距离基本一致。而当左右至墙壁距离不平等时，近的一方的心理知觉距离比实际要长，而远的一方则感觉短。,头顶方向,约70%的人心理知觉高度比实际的高度要高1/5左右左。15-20m2的房间，天花板高低于230cm时，人有压迫感，身高与高度的心理知觉似乎无相关关系，但身高越高压迫感越大。,面积大小的心理知觉,对于在15-20m2的室内面积大小变化，约有80%的人感觉不到，房间各边缩短1/10左右，对面积的变比在心理知觉上反映不出来。这就是人对面积心理知觉的无差别间距。,室内面积大小知觉：,米勒-莱尔透视幻觉 米勒-莱尔透视幻觉：哪条红线更长?,曲线正方形 曲线正方形：这些是完美的正方形吗?,心理感觉上的应用,关于建筑室内的心理资料对建筑室内空间设计具有重要指导作用。在设计上考虑人的心理作用，能有效地合理的利用空间。,例如，前方距离由于心理感觉变短，可用后退色(如蓝色)来调节。此外，通过改变室内构造要素(开窗位置、大小、室内配色等)来调节知觉空间。,一. 心理空间,人们并不仅仅以生理的尺度去衡量空间范围，对空间的满意程度及使用方式还决定于人们的心理尺度，这就是心理空间。,1.个人空间,每个人都有自己的个人空间，这是直接在每个人的周围的空间，通常是具有看不见的边界，在边界以内不允许“闯入者”进来。它可以随着人移动，它还具有灵活的收缩性。 个人空间的存在可以有很多的证明。如你在一群交谈的人中、在图书馆中、在公共汽车上或在公园中、在人行道上等。人与人之间的密切程度就反映在个人空间的交叉和排斥上。,第五章 人的行为心理与空间环境,2. 领域性,“领域性” 是从动物的行为研究中借用过来的，它是指动物的个体或群体常常生活在自然界的固定位置或区域，各自保持自己一定的生活领域， 以减少对于生活环境的相互竞争，这是动物在生存进化中演化出来的行为特征。人也具有 “领域性”， 来自于人的动物本能，但与动物不同。因为“ 领域性” 对人已不再具有生存竞争的意义，而更多的是心理上的影响。 与“个人空间”所不同的是，“领域性” 并不表现为随着人的活动可移动的特点， 它倾向于表现为一块个人可以提出某种要求承认的“不动产”，“闯入者”将遇到不快。领域性在日常生活中是常见的，如办公室中你自己的位子，住宅门前的一块区域等。,.人际距离,人与人之间距离的大小取决于人们所在的社会集团（文化背景）和所处情况的不同而相异。熟人还是生人，不同身份的人，人际距离都不一样（熟人和平级人员较近，生人和上下级较远）赫尔把人际距离分为四种：密友、普通朋友、社交、其他人。,二. 人在空间中的定位,即使是偶然地观察在公共场合等待的人们，你也会发现人们确实在可能占据的整个空间中均匀地散布着，他们不一定在最适合上车的或干其他事的地方等候。,在火车站人们等车时选择的位置,在选择餐馆的座位时，人们愿意坐在靠边桌旁而不是中间的桌子。,在餐馆人们选择位置的频度,三空间环境与人际交流,人类的行为模式与空间的构成有密切的关系，这类研究中最早的是由费思汀格等进行的。他们研究了空间的不同布局中发生的人际交流的类型，他们发现那些位于住宅群体布局中央的人有较多的朋友，类似的研究也在办公室、教室及其他地点进行。,四. 捷径效应,所谓捷径效应是指人在穿过某一空间时总是尽量采取最简洁的路线，即使有别的因素的影响也是如此。 观众在典型的矩形穿过式展厅中的行为模式与其步行街中的行为十分相仿。观众一旦走进展览室，就会停在头几件作品前，然后逐渐减少停顿的次数直到完成观赏活动。由于运动的经济原则（少走路），故只有少数人完成全部的观赏活动。,五. 幽闭恐惧,幽闭恐惧在人们日常生活多少会遇到，有的人重些，有的人轻些。如坐在只有双门的轿车后坐上、乘电梯、坐在飞机狭窄的舱里，总是有一种危机感，会莫名其妙地认为 “万一” 发生问题会跑不出去。原因在于对自己的生命抱有危机感，这些并非是胡思乱想，而是 这几个空间形式 断绝了人们与外界的直接联系。,六 .恐高症,自从人类的祖先离开丛林来到地上后，发展了新的平衡感觉，他们已不再能悠哉悠哉地荡于林间树梢, 对高处产生了本能的恐惧感。登临高处，会引起人血压和心跳的变化，人们登临的高度越高，恐惧心理越重。在这种情况下，许多在一般情况是合理的或足够安全的设施也会 被人们认为不够安全。如栏杆的高度是否够高、是否牢固。 在这里人们衡量的标准主要的是心理感受。,从上述的研究可以看出，人与人之间的相互作用、人的行为方式中，空间环境的形态起着很大的影响作用，正如阿尔特曼指出的：“可以认为空间的使用既由人决定，同时又决定人的行为”。,人们对室内生活空间(或作业间)的要求不是一个固定的尺度，特别是心理上所需空间的尺度受环境因素的影响。从人们对室内空间的不同需要可分为：,行为空间,生理空间,心理空间,满足人的行为活动所需要的空间，一般根据人体动态尺度和行为活功的范围考虑的空间。如完成炊事活动所需的厨房空间、完成洗浴活动所需的浴室空间等。,行为空间,生理空间,人的生理需求所要求的空间尺度，如视觉上需要的满足采光条件的窗户的大小，嗅觉和呼吸所要求的通风口大小等。,心理空间,满足人的心理需要的空间大小,A,B,C,补充 室内空间中的门与地板,门一般分为左右推拉门和前后开关门（如图）,单开门 双开门 推拉门,单开门：A位置为把手时拉的人比推多50%；B位置为把手时推的人比拉的多50%。双开门：握B把手的人比握A把手多23倍；推的人比拉的人多50%-100%。 左右推拉门：把手A处开门的人比把手B处开门的人多约 2倍。,室内布置与门的位置关系,1. 习惯背朝门坐着办公的人是脸朝门坐着办公的人的2倍。绝大多数人觉得背向门有安逸感，不受干扰，私密感强。,2. 脚朝门睡的人是头朝门睡的人的4倍。觉得头朝门一种不安感，睡得不塌实。,3. 门的宽度和把手高：对单人通行的门，宽度必须大于65cm，把手高要设置在易于操作、操作力最大的高度位置。一般为90cm左右，门较重时略高于此值。,对于玻璃门应设明显的标志：因为玻璃透明，很容易使人的视觉发生错乱，个能准确判断距离，因此应在玻璃门上贴一些不干胶标志，使人能正确地判断门的前方距离，防止碰撞事故。,三湘都市报,案例1,案例2,案例3,生物材料：木地板、毛制地毯,自然材料：石才、地砖、水泥,人造材料：地板革、化纤地毯,地板的材料种类：,行走时对人的影响,美 观,隔音、吸声,强 度,气 味,价 格,吸湿、传热特性,地板材料,影响地板材料的因素,地板对行走行为的影响,步幅：步幅与性别、年龄、身高、地板条件有关。其值如下：男子 65-80cm，平均(橡胶板地面)75cm。女子 55-70cm，平均(橡胶板地而)60cm。,地面越滑，步幅越小,每分钟步数：橡胶地板最高：男132步/min，女136步/min马赛克最低：男105步/min，女115步/min。,一步所要时间：男：0.48-0.55s，马赛克最长女：0.45-0.53s身高差20cm时，一步所要时间相差约0.03s,每分钟行走距离每分钟所行走的距离与地板材料的性质有很大的关联性，日本的研究表明表面粗糙的瓷砖的每分钟行走距离大于橡胶地板，而橡胶地板又大于沥青地面。,地板硬度对人体的影响 人在大理石、通体砖和水磨石材等硬质板材上行走时常感觉不舒服。原因之一是由于行走时的冲击力和振动通过脚跟传至关节和头部引起不舒适感。另一方面是由于腿脚部肌肉受力而产生疲劳所造成的。腿脚部肌肉的收缩程度(肌电图大小)因地板材硬度的不同而下同，硬度越大，肌肉疲劳越大。,日本学者提出用以下方法来确定地板硬度，以此来评价地板硬度对人的影响，并为地板的选择提供依据。方法是以70g重的钢球从60cm高处自由落下到地板后第次反弹的高度表示地板硬度，从而反应人体步行时头部的舒适度，通过研究发现地板硬度以4.5-12cm为宜(木材硬度)。通过以上方法测得的几种主要地板材料硬度，见表：,