人體工程學(xué)與建筑學(xué)課件

人體工程學(xué)與建筑設(shè)計(jì)姓名：沈超翔班級(jí)：12建筑設(shè)計(jì)1學(xué)號(hào)：1212050127人體工程學(xué)(Engonomics)：

目前國(guó)際上對(duì)其的定義為：是研究人在工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等諸方面的因素，研究人-機(jī)器-環(huán)境系統(tǒng)中的交互作用著的各組成部分（效率、健康、安全、舒適等）在工作條件下、在家庭中、在休假的環(huán)境里，如何達(dá)到最優(yōu)化的問(wèn)題。

人體工程學(xué)是一門(mén)新興的科學(xué)，同時(shí)又具有古老的淵源。早在公元前1世紀(jì)羅馬建筑師維特魯威就已從建筑學(xué)的角度對(duì)人體尺度作了較全面的論述，他從人體各部位的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)人體基本上以肚臍為中心。一個(gè)站立的男人，雙手側(cè)向平伸的長(zhǎng)度恰好就是其身高，雙足趾和雙手指尖恰好在以肚臍為中心的圓周上。文藝復(fù)興時(shí)期，藝術(shù)家達(dá)·芬奇根據(jù)維特魯威的論述，繪制了著名的人體比例人體工程學(xué)的由來(lái)和發(fā)展

19世紀(jì)，建筑師勒·柯布西耶等人對(duì)人體尺度在建筑中的應(yīng)用作出了巨大貢獻(xiàn)，創(chuàng)立了模數(shù)制目前，人體工程學(xué)已經(jīng)成為相對(duì)獨(dú)立的研究領(lǐng)域。為了設(shè)計(jì)的需要，現(xiàn)在世界各先進(jìn)國(guó)家都有本國(guó)的人體尺寸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（或數(shù)據(jù)資料），我國(guó)也于1988年發(fā)布了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10000－1988《中國(guó)成年人人體尺寸》。人體工程學(xué)包括人體靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量，前者測(cè)量在靜止和正常體態(tài)時(shí)人體各部位的尺寸，后者測(cè)量人體各部位在活動(dòng)時(shí)的位置關(guān)系。我國(guó)成年人體平均尺寸人體測(cè)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

人體靜態(tài)尺寸主要指人體的構(gòu)造尺寸(即人體結(jié)構(gòu)尺寸)，它包括頭、軀干、四肢等在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測(cè)得的尺寸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)成年男子平均身高為1.67m，女子為1.56m，各地區(qū)人體高度有差異。盡管人體的各種尺寸差別很大，卻有著一定的變化范圍和相互聯(lián)系。

人體動(dòng)態(tài)尺寸

是指人體的功能尺寸，這是人體活動(dòng)時(shí)所測(cè)得的尺寸。由于行為目的不同，人體活動(dòng)狀態(tài)也不同，故測(cè)得的各功能尺寸也不同。要精確地測(cè)量其尺寸是比較困難的，但根據(jù)人在室內(nèi)活動(dòng)的范圍和基本規(guī)律，也可以測(cè)得其主要功能尺寸，人體活動(dòng)的基本尺度人體動(dòng)作尺度人活動(dòng)的尺度（一）作業(yè)域：人在工作時(shí)常用的姿勢(shì)：站、坐、跪、躺。

水平作業(yè)域：人在臺(tái)面前，在臺(tái)面上左右運(yùn)動(dòng)手臂作業(yè)域而形成的軌跡范圍。

垂直作業(yè)域：指手臂伸直，以肩關(guān)節(jié)為軸作上下運(yùn)所形成的范圍。

最大作業(yè)域水平作業(yè)域又分為

通常作業(yè)域摸高(注：如需眼睛引導(dǎo)時(shí)，架子的高度不得超過(guò)男150~160cm,女140~150cm)

垂直作業(yè)域決定了拉手：辦公室用100cm

，一般家庭用

80~90cm。

門(mén)的最小寬度受人體動(dòng)態(tài)尺寸的制約和影響，一般單股人流最小寬度為0.55m，加上人行走時(shí)身體的擺幅0～0.15m，以及攜帶物品等因素，因此門(mén)的最小寬度≥0.7m。

走道、樓梯梯段和休息平臺(tái)最小寬度的確定同樣離不開(kāi)人體的動(dòng)態(tài)尺寸。單股人流寬度為0.55～0.7m，雙股人流通行寬度為1.1～1.4m，根據(jù)可能產(chǎn)生的人流股數(shù)，便可推算出各自所需的最小凈寬，而且還應(yīng)符合單項(xiàng)建筑規(guī)范的規(guī)定

走道，門(mén)的影響

門(mén)的最小寬度

走道的最小寬度樓梯梯段和休息平臺(tái)的最小寬度

（4）建筑中諸如欄桿、扶手、踏步等一些要素，為適應(yīng)功能要求，基本上保持恒定不變的大小和高度，這些常數(shù)的確定往往也受人體工程學(xué)的直接影響。建筑藝術(shù)要求真、善、美統(tǒng)一。著名建筑師柯布西耶研究了人的各部分尺度，認(rèn)為它符合黃金分割等數(shù)學(xué)規(guī)律，從人體絕對(duì)尺度出發(fā)制定了兩列級(jí)數(shù)，從而建立了他的模數(shù)制，并應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步把比例與尺度、技術(shù)與美學(xué)統(tǒng)一起來(lái)考慮。在運(yùn)用人體基本尺度時(shí)，除了要考慮到地域、年齡等差別（表2.3）外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①設(shè)計(jì)中采用的身高并非都取平均數(shù)，應(yīng)視具體情況在一定幅度內(nèi)取值，并注意尺寸修正量（圖2.14）。

②近年來(lái)對(duì)我國(guó)部分城市青少年調(diào)查表明，其平均身高有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，所以在使用原有資料數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)與現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)合起來(lái)。

③針對(duì)特殊使用對(duì)象（運(yùn)動(dòng)員、殘疾人等），人體尺度的選擇也應(yīng)作調(diào)整。

階梯座位家具布置與平面尺寸的關(guān)系衛(wèi)生間設(shè)備布置與隔間尺寸

浴室的安全抓桿殘疾人專用衛(wèi)生間

一、建筑類家具設(shè)計(jì)的人體工程學(xué)建筑類家具的設(shè)計(jì)主要依據(jù)是人體身高和動(dòng)態(tài)活動(dòng)范圍（近身空間尺度）。為便于建筑類家具的設(shè)計(jì)，下面對(duì)人體立姿和坐姿的近身空間作簡(jiǎn)單介紹。

（一）

立姿近身空間人體操作空間和設(shè)施尺度要以立姿上肢活動(dòng)空間尺度為依據(jù)。

（二）人體水平面作業(yè)空間尺度作業(yè)臺(tái)等水平面作業(yè)空間尺度如圖所示。辦公桌、儀器儀表控制臺(tái)等空間尺度的設(shè)計(jì)要以此空間尺度作為依據(jù)。

（三）收納空間尺度劃分

收納柜（架）的設(shè)計(jì)要考慮人體身高來(lái)設(shè)計(jì)，可根據(jù)國(guó)家人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)，按照人體尺度使用原則來(lái)確定設(shè)計(jì)尺度。右圖是收納空間的尺度劃分，可作為設(shè)計(jì)時(shí)的參考。

（四）

省力操作位置

立姿操作最佳位置建筑類家具以及門(mén)等的拉手位置要設(shè)置在最省力的位置，最省力的位置也就是能發(fā)出最大操作力的位置。右圖是5%百分位計(jì)算的坐姿近身空間尺度。從圖中可知抓握式操作的抓握半徑男性為65cm,女性為58cm。人體坐姿抓握空間尺度（五）

坐姿近身空間尺度

作業(yè)面高度

作業(yè)面的高度對(duì)作業(yè)效率及肩、頸、背和臂部的疲勞影響很大。一般情況下使小臂保持水平或稍向下傾的作業(yè)面高度為最佳。單手作業(yè)時(shí)一般在肘下5-10cm為佳。而坐姿時(shí)的作業(yè)面高度隨座椅高而變化?？偟脑瓌t是保持作業(yè)時(shí)小臂水平或向下傾。表6-1是站姿和坐姿時(shí)的作業(yè)面高參考值(cm)

。

作業(yè)類型站姿坐姿(因椅高而變化)男女男女精密作業(yè)(如鐘表裝配)98-10893-10395-10589-95輕型裝配或?qū)懽?8-9383-8874-7870-75重荷作業(yè)73-8868-8369-7266-70二、人體類家具設(shè)計(jì)的人體工程學(xué)

（一）

人體坐姿與座椅設(shè)計(jì)

1、人體坐姿生理特征

人的最自然的姿勢(shì)是直立站姿,直立站姿時(shí)脊柱基本上是成S形的(如圖所示)。不過(guò),與直立站姿相比,坐姿有利于身體下部的血液循環(huán)，減少下肢的肌肉疲勞，同時(shí)坐姿還有利于保持身體穩(wěn)定。但是由于坐姿時(shí)，骨盆向后方傾轉(zhuǎn)，因而使背下端的骶骨也傾轉(zhuǎn)，使脊柱由S形（正常形）向拱形變化(見(jiàn)右圖)，這樣使脊柱的椎間盤(pán)受很大壓力，而導(dǎo)致腰痛等疾病。坐面設(shè)計(jì)不妥，會(huì)使大腿受壓迫，阻礙下肢的血液循環(huán),造成下肢麻木。站姿（左）和坐姿（右）時(shí)脊柱的形狀S形弓形

研究表明,第三和第四腰椎間所受的壓力最大，若將人體直立時(shí)第三和第四腰椎之間所承受的壓力定為100，則其它不同姿勢(shì)狀態(tài)下的相對(duì)壓力如圖所示。因此，坐姿對(duì)下半身（下肢）有利，而對(duì)上半身無(wú)利。且設(shè)計(jì)座椅時(shí)，考慮人體姿勢(shì)是及其重要的。不同姿勢(shì)狀態(tài)下的椎間盤(pán)的相對(duì)內(nèi)壓力腰椎間盤(pán)的相對(duì)內(nèi)壓力

2、座椅設(shè)計(jì)的人體工程學(xué)基本原則

座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素很多，概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)：（1）座椅的形式及尺度和它的用途相關(guān)，即，不同的用途應(yīng)有不同的座椅形式和尺度。（2）應(yīng)根據(jù)人體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（3）身體的主要重量應(yīng)由臀部坐骨結(jié)節(jié)承擔(dān)，休息時(shí)腰背部也應(yīng)承擔(dān)重量。（4）減少大腿對(duì)椅面的壓力（5）應(yīng)設(shè)計(jì)靠背、腰部支撐和扶手（6）應(yīng)能自由地變換身體位置（7）椅墊要有一定厚度，硬度和透氣性，確保體重能均勻地分布于坐骨結(jié)節(jié)區(qū)域。

3、座椅分類（1）工作用椅：應(yīng)保持穩(wěn)定，有適當(dāng)腰部支撐，重量分布均勻（2）休息用椅：以減少疲勞為目的，結(jié)構(gòu)要能使身體放松，減少椎間盤(pán)內(nèi)壓力

(3)多用椅：以多用途為目的。

4、座椅設(shè)計(jì)的其它主要尺度從上面的介紹可知，作業(yè)的設(shè)計(jì)尺度要保證人體正常作業(yè)，在作業(yè)過(guò)程中能隨意活動(dòng)，使身體不受約束。工作用椅和休息用椅因?yàn)槭褂媚康牟煌?，設(shè)計(jì)參數(shù)也應(yīng)有差異，除了上面介紹的主要參數(shù)外，還有座面寬，扶手高等主要參數(shù)。座面寬一般以女性的最大百分位數(shù)值設(shè)計(jì)，其值約為43-45cm.。扶手高要高過(guò)人體重心位置2cm左右，其值約為21-22cm?？勘硨挒?5-48cm。還要考慮座面材料的軟硬和透氣性，軟硬程度以坐下后平均下陷1-3cm(休息椅)、0.6-1cm（工作椅）為宜。對(duì)于工作椅坐骨結(jié)節(jié)部位要承受主要重量，休息椅腰部靠背也要承擔(dān)相當(dāng)部分重量。

（二）人體的構(gòu)造與寢具設(shè)計(jì)人體上半身分頭、胸（胴）和臀部。站立時(shí)，以上三部分的重力方向基本上是重合的。而臥姿時(shí)，三重力方向則是平行的（圖6-22a），分別對(duì)脊柱產(chǎn)生彎曲作用。如果支撐人體的墊子很軟時(shí)，重的身體部分（臀部）下陷就深，輕的部分則下陷小，這樣使腹部相對(duì)上浮造成身體呈W形，使脊柱的椎間盤(pán)內(nèi)壓力增大，結(jié)果難以入睡。如果床墊太硬，背部的接觸面積減小（圖6-22b），局部壓力增大，背部肌肉收縮增強(qiáng)，也會(huì)使人不舒適。因此，床墊軟硬必須合理。

床墊的三層構(gòu)造寢具的生命在于緩沖性。寢具的緩沖性構(gòu)造以三層構(gòu)造為好。最上層A層是與身體接觸的部分，必須是柔軟的，B層是相當(dāng)硬的一層，C層要求受到?jīng)_擊時(shí)起柔和的緩沖作用，滿足以上三條件軟硬安排協(xié)調(diào)的床墊才是好床墊。床墊的三層構(gòu)造

1、枕頭高度

枕頭高度也是影響睡眠的因素之一。從大量研究資料歸納看：枕頭高度約6－8cm為最佳。為了調(diào)節(jié)枕高，最好有二個(gè)枕頭，一厚一薄。這里所說(shuō)高度是指下沉后的高度，而不是頭部沒(méi)枕下時(shí)的高度。因此與褥子還有關(guān)系。最好根據(jù)被褥而更換枕頭。身體、床和枕頭三者是相互關(guān)聯(lián)的。2、枕頭的材料

中國(guó)和日本人自古以來(lái)喜歡蕎麥殼枕頭，因?yàn)檫@些材料的皮膚觸感、彈性、散熱性、透氣性都很好。有些地方用谷殼與蕎麥殼混和，對(duì)頭皮稍有按摩作用，增加睡眠舒適感。西方人喜歡用羽毛枕，木棉次之。羽毛和木棉也具有良好的皮膚觸感和散熱，彈性及透氣性能。枕頭

（１）床寬研究發(fā)現(xiàn)，人處于將要入睡的狀態(tài)時(shí)床寬需要約50cm，由于熟睡后需要頻繁地翻身，不論是軟床還是硬床，翻身所需要的幅寬約為肩寬的2.5－3.0倍。通過(guò)腦波（EEG）觀測(cè)睡眠深度與床寬的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)床寬的最小界限應(yīng)是70cm。比這寬度再窄時(shí)，翻身次數(shù)和睡眠深度都會(huì)明顯減少，影響睡眠質(zhì)量，使人不能進(jìn)入熟睡狀態(tài)。床寬小于50cm時(shí)，翻身次數(shù)減少約30％，睡眠深度受到明顯影響床的尺度床寬對(duì)睡眠深度的影響（垂直軸為δ腦波成分α腦波成分的比，δ波成分越多，說(shuō)明睡眠越深）在長(zhǎng)度上，考慮到人躺下時(shí)肢體的伸展，所以床的長(zhǎng)度要比人的最大高度要多一些，如圖所示。

床長(zhǎng)和床高公寓式住宅

即公共住宅，我國(guó)城鎮(zhèn)居民還是以公寓式住宅為主要居住地。在公寓設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題：

1、安全性。住在高層公寓里的居民最關(guān)心的問(wèn)題之一就是住宅的安全性，因?yàn)楦邔庸⒌姆缸锫室叩枚?。這是因?yàn)椋?/p>

a、高層公寓居住的人口多，人越多意味著居民之間相互認(rèn)識(shí)和了解的機(jī)會(huì)越少，就很難辨認(rèn)混入住宅樓進(jìn)行犯罪活動(dòng)的陌生人。b、高層公寓便于作案，缺乏防御空間。如樓道，走廊盡頭、拐角和電梯里都成為罪犯作案最佳場(chǎng)所。解決方法：公共住宅的建筑設(shè)計(jì)要考慮防止犯罪行為的發(fā)生。將防范最薄弱的地方，設(shè)計(jì)得更加開(kāi)敞，增加可見(jiàn)度。另外，將走廊縮短也能減少犯罪率。2、孤獨(dú)。住在高層公寓里，居民間感情上的交流太少。高層單元住宅大多數(shù)都沒(méi)有給人們提供社交或談話的場(chǎng)所。在庭院式的低層公寓里，孤獨(dú)感則會(huì)少一些。解決方法：可設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)公共活動(dòng)區(qū)。別墅

1、外部環(huán)境

A、一般來(lái)說(shuō)，別墅都建在郊外，郊區(qū)化可以說(shuō)是別墅的特點(diǎn)之一。別墅與別墅之間、別墅與其他社區(qū)之間的相對(duì)應(yīng)的位置十分重要，因?yàn)槲恢脹Q定了人們相互交往的數(shù)量和頻率。

B、別墅的隱蔽性比公共住宅要好。那么別墅本身位置的選擇就是另一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的方面，因?yàn)樗P(guān)系到安全性。房屋建在臨近交通主干道的地方，隱蔽性就會(huì)減少，但安全系數(shù)會(huì)提高；離主干道遠(yuǎn)、又有籬笆和花園阻擋外部視線，能減少外來(lái)的干擾（如交通噪音）而且隱蔽性增加，但這樣的設(shè)計(jì)安全性卻降低了。

C、應(yīng)盡可能在隱蔽性和安全性兩者間取得平衡，使別區(qū)既能夠得到較多隱蔽性，又能減少安全隱患。2、內(nèi)部環(huán)境對(duì)于別墅內(nèi)部，最重要的問(wèn)題是家庭成員占有房間的空間大小，這將直接影響到各個(gè)成員的隱蔽性和空間需要的滿足程度，以及每個(gè)家庭成員對(duì)房間里的各種陳設(shè)的運(yùn)用情況。別墅的室內(nèi)又可進(jìn)一步劃分為前部區(qū)域和后部區(qū)域。前部區(qū)域指客廳，餐廳等。后部區(qū)域指臥室，廚房等。廚房是家庭成員活動(dòng)的中心，而臥室的設(shè)計(jì)則不但要舒適，還應(yīng)該有私密性的保護(hù)，限制客人從視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上的侵入，更不會(huì)作為款待客人的地方。如何設(shè)計(jì)一個(gè)健康的居室環(huán)境：A、注意居室光線。住宅設(shè)計(jì)要注意采光。在光照不足的情況下，可以科學(xué)地利用非自然光。B、利用居室色彩。居室色彩對(duì)人的身體健康也有很大的影響。利用暖色（紅、橙、黃色）可使人精神振奮，心情愉快，增加新陳代謝；利用冷色（藍(lán)，綠）