人體工程學(xué)課件(ppt)

1、人體工程學(xué) 環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè) 第一章 人體工程學(xué)基本知識1、定義：人體工程學(xué)是研究“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決該系統(tǒng)中人的效能、健康問題提供理論與方法的學(xué)科。2、名稱：該學(xué)科在美國稱為人類工程學(xué)(Human Engineering)或人的因素工程學(xué)(Human Factors Engineering)，西歐多稱為工效學(xué)(Engonomics)，日本稱為人間工學(xué)，在我國名稱尚未統(tǒng)一，除常用的人機(jī)工程學(xué)和人機(jī)工程設(shè)計(jì)外，還有人體工程學(xué)、人類工程學(xué)、人類工效學(xué)、工效學(xué)、工程心理學(xué)等。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所3、發(fā)展歷史：源于第二次世界大戰(zhàn)中的軍事科學(xué)技術(shù)。在坦克、飛

2、機(jī)等內(nèi)艙設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。二戰(zhàn)后，人們把人體工程學(xué)的研究成果迅速有效的應(yīng)用到空間技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)中去。它起源與歐洲、形成與美國，作為一門獨(dú)立的學(xué)科已經(jīng)有近50年的歷史。4、研究方法及應(yīng)用范圍：（1）人體測量，目的就是為了給研究者和設(shè)計(jì)者提供依據(jù)。我們生活和工作使用的各種設(shè)施及器具，大到整個(gè)生活環(huán)境，小到一個(gè)開關(guān)，與我們身體的基本特征有著密切的聯(lián)系。使用時(shí)舒適程度如何，是否有利于提高效率，有利于健康。都設(shè)計(jì)到人體的測量數(shù)據(jù)。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（2）人體測量的內(nèi)容：形態(tài)測量：長度尺寸、形體（胖瘦）、體積、體表面積。運(yùn)動測量：測定關(guān)節(jié)的活動范圍和肢體的活動空間，如：動作范圍、動作過

3、程、形體變化、皮膚變化。生理測量：測定生理現(xiàn)象，如疲勞測定、觸覺測定、出力范圍大小測定等。（3）應(yīng)用范圍：被廣泛運(yùn)用與建筑業(yè)、制造業(yè)、航空、宇航業(yè)。在建筑及室內(nèi)設(shè)計(jì)中主要包括：人體尺寸、人體活動空間、出力范圍、中心等。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所5、人體工程學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系人體工程學(xué)與有關(guān)學(xué)科的關(guān)系如下圖：山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所1、人體工程學(xué)與室內(nèi)設(shè)計(jì)關(guān)系如下圖：第二章 人體與室內(nèi)山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（1）確定人和人際在室內(nèi)活動所需空間的主要依據(jù)。（2）確定家具設(shè)施的形體、尺度及其使用范圍的主要依據(jù)。（3）提供適應(yīng)人體的室內(nèi)物理環(huán)境最佳參數(shù)。2、人體的基本尺寸，人體活動空間以及人體運(yùn)

4、動的規(guī)律。（1）人體基本尺寸：人體尺寸是一門新興的學(xué)科，它是通過測量各個(gè)部分的尺寸來確定個(gè)人之間和群體之間在尺寸上的差別的學(xué)科。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（2）尺寸的分類：構(gòu)造尺寸：是指靜態(tài)的人體尺寸，它是人體處于固定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測量的。可以測量許多不同的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和不同部位。如手臂長度、腿長度、座高等。它對與人體直接關(guān)系密切的物體有較大關(guān)系，如家具、服裝和手動工具等。主要為人體各種裝具設(shè)備提供數(shù)據(jù)。功能尺寸：是指動態(tài)的人體尺寸，是人在進(jìn)行某種功能活動時(shí)肢體所能所能達(dá)到的空間范圍，它是動態(tài)的人體狀態(tài)下測得。是由關(guān)節(jié)的活

5、動、轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的角度與肢體的長度協(xié)調(diào)產(chǎn)生的范圍尺寸，它對于解決許多帶有空間范圍、位置的問題很有用。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所在室內(nèi)設(shè)計(jì)中最有用的是十項(xiàng)人體構(gòu)造上的尺寸，它們是：身高、體重、坐高、臀部至膝蓋長度、臀部的寬度、膝蓋高度、膝彎高度、大腿厚度、臀部至膝彎長度、肘間寬度。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（3）人體尺寸的差異種族差異：不同的國家，不同的種族，因地理環(huán)境、生活習(xí)慣、遺傳特質(zhì)的不同，人體尺寸的差異是十分明顯的，從越南人的160.5厘米到比利時(shí)人的179.9厘米，高差幅竟達(dá)19.4厘米。世代差異：我們在過去一百年中觀察到的生長加快（加速度）是一個(gè)特別的問題，子

6、女們一般比父母長的高，這個(gè)問題在總?cè)丝诘纳砀咂骄瞪弦部梢缘玫阶C實(shí)。年齡的差異 ：年齡造成的差異也應(yīng)注意，體形隨著年齡變化最為明顯的時(shí)期是青少年期。兒童的人體尺寸資料對于設(shè)計(jì)兒童用具、設(shè)計(jì)幼兒園、學(xué)校是非常重要的。考慮到安全和舒適的因素則更是如此。設(shè)計(jì)中涉及老年人的人體尺寸，至少有兩個(gè)問題應(yīng)引起我們的注意：（1） 無論男女，上年紀(jì)后身高均比年輕時(shí)矮。（2） 伸手夠東西的能力不如年輕人。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所性別差異 ：調(diào)查表明，女性與身高相同的男子相比，身體比例是不同的，婦女臀部較寬、肩窄，軀干較男子為長，四肢較短。在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意這種差別。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在腿的長度起作

7、用的地方，考慮婦女的尺寸非常重要。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所百分位數(shù)表示人體尺寸的等級，即表示在某一身體尺寸范圍內(nèi)，使用者中有百分之幾大于或小于給定位。例如，我國成年人身高的百分位數(shù)為1583mm它表示該年齡組男性中身高等于或小于1583mm者占5，大于此數(shù)者占95。設(shè)計(jì)范圍越大，制成設(shè)備和工具的適用度就越高，可使用的人數(shù)就越多。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所 第三章 人的知覺與感覺與室內(nèi)環(huán)境 知覺和感覺因素是指人對外界環(huán)境的一切刺激信的接收和反應(yīng)能力。 了解知覺和感覺，不但有利于了解人類心理，而且對在環(huán)境中人的知覺和感覺器官的適應(yīng)能力的確定提供科學(xué)依據(jù)。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所一、基本術(shù)語釋

8、意 視野：視野是指眼睛固定于一點(diǎn)時(shí)所能看到的范圍。絕對亮度：眼睛能感覺到光的光強(qiáng)度。 相對亮度：相對亮度是指光強(qiáng)度與背景的對比關(guān)系，稱為相對值。 辨別值：光的辨別難易與光和背景之間的差別有關(guān)，即明度差。 視力：視力是眼睛測小物體和分辨細(xì)節(jié)的能力，它隨著被觀察物體的大小、光譜、相對亮度和觀察時(shí)間的不同而變化。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所殘像：眼睛在經(jīng)過強(qiáng)光刺激后，會有影像殘留于視網(wǎng)膜上，這是由于視網(wǎng)膜的化學(xué)作用殘留引起的。殘像的問題主要是影響觀察，因此應(yīng)盡量避免強(qiáng)光和玄光的出現(xiàn)。 暗適應(yīng)：人眼中有兩種感覺細(xì)胞：錐體和桿體。錐體在明亮?xí)r起作用，而桿體對弱光敏感，人在突然進(jìn)入黑暗環(huán)境時(shí)，錐體失去了感

9、覺功能，而桿體還不能立即工作，因而需要一定的適應(yīng)時(shí)間。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所色彩還原：光色會影響人對物體本來色彩的觀察，造成失真。影響人對物體的印象。日光色是色彩還原的最佳光源，食物用暖色光、蔬菜用黃色光比較好。 噪聲：最簡單的定義是：噪聲是干擾聲音。凡是干擾人的活動（包括心理活動）的聲音都是噪聲，這是從噪聲的作用來對噪聲下定義 觸覺：皮膚的感覺即為觸覺 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所二 、人與環(huán)境的關(guān)系 影響人類生活環(huán)境的因素可分為以下4種： 物理環(huán)境：聲、光、熱的因素化學(xué)環(huán)境：各種化學(xué)物質(zhì)對人的影響 生物環(huán)境：各種動植物及微生物對人的影響 其他環(huán)境 ：心理環(huán)境等其中物理環(huán)境與環(huán)境設(shè)計(jì)的關(guān)

10、系最為密切，知覺與環(huán)境是相互對應(yīng)的，視覺光環(huán)境、聽覺聲學(xué)環(huán)境、觸覺溫度和濕度環(huán)境。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所三、知覺和感覺器官 知覺和感覺器官的共同特征是：（1） 知覺時(shí)間：感覺器官到達(dá)知覺的一定時(shí)間。（2） 反應(yīng)時(shí)間：感覺器官受到刺激到引起反應(yīng)的時(shí)間。（3） 疲勞： 對刺激反應(yīng)遲滯時(shí)，即感覺和知覺有了疲勞的現(xiàn)象。（4）感覺疊加：兩個(gè)刺激疊加，強(qiáng)度加大。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所四、視覺與環(huán)境設(shè)計(jì) （一）視覺特征 視覺是光進(jìn)入眼睛才產(chǎn)生的由于有了視覺，我們才知道各種物體的形狀、色彩、明度，一般來說人類獲得的信息80%來源于視覺的。 （二）視覺要素 1、視野 ：視野是指眼睛固定于一點(diǎn)時(shí)所能看

11、到的范圍。（1）主視野、余視野：主視野位于視野的最中心，分辨率較高，余視野位于視野的邊緣，分辨率較低。 （2）不同色彩的視野 ：不同色彩的視野是不同的，人眼中紅、黃、綠色的視野較小，而白、青色的視野較大。 視野有這樣的設(shè)計(jì)規(guī)則：重要的：3以內(nèi)；一般的：2040以內(nèi)；次要的：4060。一般不在80視野之外設(shè)置，因其視覺效率太低。 如下圖：山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所2、光感 （1）絕對亮度 ：眼睛能夠感覺到光的光的強(qiáng)度。 （2）相對亮度 ：相對亮度是指光強(qiáng)度與背景的對比關(guān)系，稱為相對值。 （4）辨別值 ：光的辨別難易與光和背景之間的差別有關(guān)，即明度差 。3、視力 ：視力是

12、眼睛測小物體和分辨細(xì)節(jié)的能力，它隨觀察物的大小、光譜、相對亮度和觀察時(shí)間的不同而有變化。 （3）光亮范圍 ：光感不僅與強(qiáng)度有關(guān)，還與光的范圍大小有關(guān)，并與其成正比。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所4、色彩 （1）色彩的知覺范圍 ：視野內(nèi)色彩感覺不是完全相同的，視野的邊緣部分雖然能覺察到物體，但感覺不到色彩。 （2）色彩與亮度 ：人的眼睛能分辨出10 萬種不同的顏色，但光線很暗時(shí)一切都是灰色。 5、眼的調(diào)節(jié) 眼的調(diào)節(jié)主要有三個(gè)方面：眼球的運(yùn)動、遠(yuǎn)近的調(diào)節(jié)、雙眼的聚焦。 眼球的運(yùn)動是水平比垂直快。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（三）視覺現(xiàn)象 1. 殘象 ：眼睛在經(jīng)過強(qiáng)光刺激后，會

13、有影象殘留于視網(wǎng)膜上，這是由于視網(wǎng)膜的化學(xué)作用殘留引起的。殘象問題主要是影響觀察，因此應(yīng)盡量避免強(qiáng)光和眩光的出現(xiàn)。（解決眩光問題、建筑入口設(shè)計(jì)） 2. 視錯(cuò)覺 ：視覺和外界的事實(shí)不一至?xí)r，會發(fā)生知覺的錯(cuò)誤，大部分的錯(cuò)覺發(fā)生在視覺方面，錯(cuò)覺發(fā)生的因組有諸多方面：一是外界刺激的前后影響，二是腦組織的作用，三是環(huán)境的迷人現(xiàn)象，四是習(xí)慣，五是態(tài)度 。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（四）視覺環(huán)境視覺主要指在人們的生活環(huán)境中帶有視覺因素的環(huán)境問題，視覺環(huán)境的問題有主要分為兩個(gè)問題，一是視覺陳示問題；二是光環(huán)境問題。1.視覺陳示 陳示：是指各種視覺信息通過一定的形式陳列出來。 視覺陳示：是指以視覺為感覺方式的

14、形式來傳遞各種信息。 視覺陳示的原理 良好的視覺陳示應(yīng)注意以下幾個(gè)因素： 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所視距：陳示的視距對細(xì)節(jié)、位置的設(shè)計(jì)很重要。眼睛喜歡在視區(qū)內(nèi)進(jìn)行跳躍和靜止兩種形式的運(yùn)動，即“游覽”和“凝視”。大部分實(shí)驗(yàn)的人首先凝視所看材料的上方某一點(diǎn)，然后移向視區(qū)中心的左邊。視角：左右視角：30度以內(nèi)為最好視力范圍。30-60度以內(nèi)為顏色辨別最好視力范圍。上下視角：視平線以上25度為眼睛最大轉(zhuǎn)動角度。視平線以下30度為眼睛最大轉(zhuǎn)動角度。 照明 環(huán)境狀況 整體效果 視覺陳示的方式 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所2. 光環(huán)境設(shè)計(jì) 考慮要素 :1）適當(dāng)?shù)牧炼龋杭?xì)微的工作照度高；粗放的工作照度底。觀察運(yùn)

15、動物體照度高；觀察靜止物體照度底。 2）工作位置的照明 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所3）工作位置和背景的亮度差：局部的照明與環(huán)境背景的亮度差別不宜過大，太大容易造成視覺疲勞。 4）眩光和陰影的避免：一是將光源移出視野；二是運(yùn)用間接照明。 5）暗適應(yīng)問題 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所五、聽覺環(huán)境設(shè)計(jì)（一）聽覺 聽覺是除視覺外人類的第二大感覺系統(tǒng)，他由耳和有關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)組成。聽覺的主要因素包括：音調(diào)（頻率）、響度、聲強(qiáng)。 （二） 聽覺環(huán)境 室內(nèi)聽覺環(huán)境主要包括兩大類，一類是使人愛聽的聲音如何為人聽得更清晰、效果更好，這主要是音響、聲學(xué)的問題。第二類是人不愛聽的聲音 ，如何去消除，即噪音控制。 山東大學(xué)

16、現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（三）噪音控制聽覺有兩個(gè)基本功能：傳遞聲音信息；引起警覺，即警報(bào)的作用。 1. 噪音的定義 最簡單的定義是：噪音是干擾聲音。它能引起人強(qiáng)烈的心理反映。2. 噪音的心理和生理作用 噪音可以引起： （1）警覺干擾 ; （2）睡眠干擾 ;（3）心理應(yīng)激 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所3. 噪音與作業(yè)效能 噪音對體力作業(yè)的影響很小，但對人的思維活動和需要集中精力的活動干擾極大。分析噪音對作業(yè)的影響必須考慮以下幾個(gè)因素：（1）噪音的強(qiáng)度； （2）噪音的性質(zhì):是連續(xù)的還間斷的，是預(yù)料之內(nèi)的還是預(yù)料之外的； （3）噪音中也可能包含著有用的信號，如純機(jī)器噪音（監(jiān)視發(fā)動機(jī)工作就需要分辨噪音信息）

17、（4）作業(yè)性質(zhì):例如是單調(diào)工作還是充滿刺激的活動。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所4. 噪音的生理作用（1）血壓升高 （2）心率加快 （3）皮下血管收縮 （4）代謝加快 （5）消化減慢 （6）肌肉緊張 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所5. 噪音適應(yīng) 從噪音問題日趨嚴(yán)重和噪音引起的討厭心理來看，只能說人無法適應(yīng)噪音的，即使存在一定的適應(yīng)能力，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于噪音的有害作用。 6. 實(shí)行噪音防護(hù)，可以從以下幾個(gè)方面入手： （1）噪音防護(hù)設(shè)計(jì) :選用消聲的建筑材料和在建筑內(nèi)合理的布局房間。 （2）減少噪音源 :封閉噪聲源。一般隔音墻內(nèi)壁應(yīng)安裝吸音材料，墻的自重要大，以保證隔聲效果。 （3）個(gè)人防護(hù)措施 山東大學(xué)現(xiàn)代

18、工業(yè)設(shè)計(jì)研究所室內(nèi)降低噪音的處理墻面用軟包頂面弧形處理墻面用鏤空材料山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所第四章 人的行為心理和空間環(huán)境人的行為特征因人類社會的復(fù)雜多樣，受其各種因素的影響，諸如文化、社會制度、民族、地區(qū)等，因而呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣的行為特征。在這里我們只研究與我們設(shè)計(jì)有關(guān)的那部分人類行為的特征。一、心理空間 心理空間：人們并不僅僅以生理的尺度去衡量空間，對空間的滿意程度及使用方式還決定于人們的心理尺度，這就是心理空間?？臻g對人的心理影響很大，其表現(xiàn)形式也有很多種。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（一）個(gè)人空間：每個(gè)人都有自己的個(gè)人空間，這是直接在每個(gè)人的周圍的空間，通常是具有看不見的邊界，在邊界以

19、內(nèi)不允許“闖入者”進(jìn)來。它可以隨著人移動，它還具有靈活的伸縮性。 兒童總是渴望親密的交流,這樣他(她)所需要的交流空間就很小; 但617歲的少年,則呈現(xiàn)出一種穩(wěn)定的傾向,即隨著年齡的增長,個(gè)人空間也在增大;山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所 到了老年,又由于感覺系統(tǒng)變得較為遲鈍,人際交流時(shí)語言減少,需表情和體態(tài)等多方面的幫助和暗示來完成,因而個(gè)人空間又呈縮小狀。 到了青年后,則表現(xiàn)為一種穩(wěn)定的成人行為模式,這是由不同年齡對私密性的不同要求所造成的。山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所（二） 領(lǐng)域性：“領(lǐng)域性”是從動物的行為研究中借用過來的，它是指動物的個(gè)體或群體常常生活在自然界的固定位置或區(qū)域，各自保持一定的生活領(lǐng)域，以減少對于生活環(huán)境的相互競爭，這是動物在生存進(jìn)化中演化出來的行為特征。人類因?yàn)椤邦I(lǐng)域性”對人已不再具有生存競爭的意義，而更多的是心理上的影響。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所(三).人際距離 人與人之間的距離的大小取決于人們所在的社會集團(tuán)（文化背景）和所處的情況的不同而相異。赫爾把人際距離分為四種：密友、普通朋友、社交、其他人。有實(shí)驗(yàn)對等車的人進(jìn)行觀察，男人比女人站得離他人更遠(yuǎn)，異性比同性更遠(yuǎn)些。 山東大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所人的空間行為是一種社會過程。使用空間時(shí)人與人之間不會機(jī)械地按尺