概論 人體工程學(xué)及其應(yīng)用

人體工程學(xué)ERGONOMICS12/17/20221

概論人體工程學(xué)及其應(yīng)用人體工程學(xué)及其應(yīng)用人體工程學(xué)的由來和發(fā)展人體工程學(xué)的研究內(nèi)容人體工程學(xué)的應(yīng)用12/17/20222

建筑的內(nèi)部空間主要為人所使用，它幾乎所有部分都與人類的活動(dòng)有關(guān)。

在過去，建筑設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)和其他專業(yè)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)都是參考前人和個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)來決定設(shè)計(jì)問題。一、人體工程學(xué)由來及發(fā)展12/17/20223

在今天，這樣的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的人類需求。隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)生活環(huán)境在舒適性、效率性和安全方便等方面有了更高的要求，技術(shù)和科學(xué)的進(jìn)步也要求室內(nèi)設(shè)計(jì)、家具設(shè)計(jì)對(duì)解決這一系列的問題有更嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的方法。這就要求設(shè)計(jì)師對(duì)“人”有一個(gè)科學(xué)全面的了解，“人體工程學(xué)”正是這樣的一門關(guān)于“人”的學(xué)科。（1）人體工程學(xué)的由來12/17/20224美國

“人體工學(xué)”(HumanEngineering)“人因工學(xué)”(HumanFactors)。歐洲

“生物力學(xué)”(Biomechanics)“生命科學(xué)工程”(Life-Sciences-Engineering)“人體狀態(tài)學(xué)”(HumanConditioning)“人—機(jī)系統(tǒng)”(Man-MachineSystem)等。日本稱之為“人間工學(xué)”來源于希臘文，ergos工作，nomes規(guī)律化通用稱謂：ERGONOMICS12/17/20225IEA對(duì)“人體工程學(xué)”的定義

Ergonomics(orhumanfactors)isthescientificdisciplineconcernedwithunderstandingoftheinteractionsamonghumansandotherelementsofasystem,andtheprofessionthatappliestheory,principles,dataandmethodstodesign,inordertooptimizehumanwell-beingandoverallsystemperformance.12/17/20226

實(shí)際上自從有了人類和與之同時(shí)誕生的人類文明，人們就一直在不斷地改進(jìn)自己的生活質(zhì)量和生產(chǎn)效能，盡管上古時(shí)代不可能產(chǎn)生今天這樣的科學(xué)研究方法，但在人們的創(chuàng)造與勞動(dòng)中已經(jīng)潛在地存在人體工程學(xué)的萌芽。這些可以從舊石器時(shí)代的文物中看出。（2）人體工程學(xué)的發(fā)展12/17/20227

例如，舊石器時(shí)代制造的石器多為粗糙的打制石器，造型也多為自然形，不太適于人的使用；而新石器時(shí)代的石器多為磨制石器，造型也更適于人的使用。因此可以說人體工程學(xué)的宗旨自有人類以來就存在。從某種意義上說人類技術(shù)發(fā)展的歷史也就是人體工程學(xué)發(fā)展歷史。12/17/20228人體工程學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：（1）前導(dǎo)期以泰勒與基爾貝斯夫婦的動(dòng)作與時(shí)間的研究，形成了人體工程學(xué)中作業(yè)研究分支的主要內(nèi)容，這被認(rèn)為是人體工程學(xué)的起源。兩次世界大戰(zhàn)期間科學(xué)家們關(guān)于疲勞、勞動(dòng)保護(hù)的研究，形成了勞動(dòng)科學(xué)的基礎(chǔ)。12/17/2022912/17/202210

這個(gè)時(shí)期研究內(nèi)容的主體是：研究職業(yè)要求；利用測試來選擇工人和安排工作；挖掘利用人力的最好辦法；制定培訓(xùn)方案；研究最優(yōu)良的工作條件；研究最好的組織管理形式；研究工作動(dòng)機(jī)，促進(jìn)工人和管理者之間的通力合作。偏向于心理方向，稱之為“應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理學(xué)”。

主要特點(diǎn)：側(cè)重于力學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)等工程技術(shù)方面的優(yōu)選上，在人機(jī)關(guān)系上以選擇和培訓(xùn)為主，使得人適應(yīng)于機(jī)器。12/17/202211（2）成長期二戰(zhàn)期間，隨著戰(zhàn)爭的進(jìn)行，大量新式武器裝備的發(fā)明和使用，過分關(guān)注功能，忽視使用者的能力與極限，導(dǎo)致操作失誤情況大增。此類人與機(jī)器的問題，一般工程人員無法解決，人的因素越發(fā)重要，設(shè)計(jì)中生理學(xué)、心理學(xué)、測量學(xué)、生物力學(xué)的知識(shí)不可缺乏。在武器設(shè)計(jì)中，首先融合相關(guān)知識(shí)，展開研究和應(yīng)用，取得良好效果。

1945年以后，人體工程學(xué)研究對(duì)象轉(zhuǎn)移到裝置設(shè)計(jì)中的宜人原則的討論。

以系統(tǒng)為中心來設(shè)計(jì)人與機(jī)的最佳組合，使人體工程學(xué)進(jìn)入新的境界。12/17/202212

1949年，在默雷爾（Murrell）的倡導(dǎo)下，英國成立了第一個(gè)人體工程學(xué)科研究組，翌年2月16日在英國海軍軍部召開的會(huì)議上通過了人體工程學(xué)（Ergonomics）這一名稱，正式宣告人體工程學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科的誕生。戰(zhàn)爭結(jié)束后，研究領(lǐng)域向非軍事領(lǐng)域發(fā)展，綜合利用工程技術(shù)人員、醫(yī)學(xué)人員和心理學(xué)家等相關(guān)學(xué)科專家的智慧。研究的課題超出心理學(xué)范疇，大多稱為“工程心理學(xué)”。

這個(gè)時(shí)期特點(diǎn)：重視工程設(shè)計(jì)中人的因素，力求使機(jī)器適應(yīng)于人。12/17/202213（3）普及期在眾多的設(shè)計(jì)工作中，結(jié)合人體工程學(xué)，使人、機(jī)、環(huán)境達(dá)到和諧統(tǒng)一。宇航技術(shù)、原子能技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)等出現(xiàn)，使得人機(jī)關(guān)系更為復(fù)雜。信息論、控制論、系統(tǒng)論出現(xiàn)，使得學(xué)科應(yīng)用三論進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)的研究應(yīng)用而生。12/17/202214國際人體工程學(xué)會(huì)(IEA)1960年成立至今，先后召開了10屆國際性會(huì)議，英國、美國、德國、日本、法國等許多國家的人體工程學(xué)會(huì)均與IEA建立了聯(lián)系。1975年成立國際人體工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(ISO/CT一159)，至1986年共制訂8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案或建議，發(fā)布《工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人體工程學(xué)原則》標(biāo)準(zhǔn)，作為人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方針。此外，許多國家設(shè)立了專門的人體工程學(xué)研究機(jī)構(gòu)。英、日、美、俄等國都相繼制訂了本國的人體工程學(xué)國家標(biāo)準(zhǔn)。目前，人體工程學(xué)已被廣泛應(yīng)用于國防、交通運(yùn)輸、工業(yè)、航天航空、農(nóng)業(yè)、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。12/17/2022151935年，中國心理學(xué)家陳立出版了《工業(yè)心理學(xué)概觀》，這是我國最早介紹工業(yè)心理學(xué)的專著。陳立和周先庚等在中央研究院和清華大學(xué)研究過疲勞、勞動(dòng)環(huán)境等問題。10年動(dòng)亂時(shí)期中斷相關(guān)研究我國的人體工程學(xué)研究起步較晚，但發(fā)展較快。1984年，國家科工委成立了軍用人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，1985年建立中國人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，至1988年已制訂有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)22個(gè)。1989年成立中國人類工效學(xué)學(xué)會(huì)。中國科學(xué)院心理學(xué)研究所及一些高等院校分別建立了人體工程學(xué)研究機(jī)構(gòu)，開設(shè)了人體工程學(xué)課程。有關(guān)人機(jī)工程學(xué)方面的出版物也日益增多。目前在我國人體工程學(xué)已應(yīng)用于許多部門，如鐵路、冶金、汽車運(yùn)輸、工程機(jī)械、機(jī)床設(shè)計(jì)、航天航空、醫(yī)藥等，并取得了不少可喜成績。12/17/202216

人類在生活中總是使用著某些物質(zhì)設(shè)施,這些物質(zhì)設(shè)施可以為人們的生活和工作服務(wù)，它們有些是生活和工作的工具，有的構(gòu)成了人類生活的空間環(huán)境。人們的生活質(zhì)量和工作效能在很大程度上取決于這些設(shè)施是否適合人類的行為習(xí)性和身體各方面的各種特征。這就是人體工程學(xué)要研究的問題。二、人體工程學(xué)的研究內(nèi)容12/17/202217

人體工程學(xué)的宗旨是以達(dá)到舒適、安全和高效為目的。1.人、機(jī)、環(huán)境是人體工程學(xué)的三要素。人——指作業(yè)者和使用者，是人體工程學(xué)研究的主體。人的生理特征及人適應(yīng)機(jī)器、環(huán)境的能力，人在不同環(huán)境中的行為特征是它研究的內(nèi)容。（續(xù)）人體工程學(xué)的研究內(nèi)容12/17/20221812/17/202219（續(xù)）人體工程學(xué)的研究內(nèi)容機(jī)（物）——是指與人相關(guān)的一切事物。以怎樣才能設(shè)計(jì)出滿足人的要求、符合人的特點(diǎn)、便于學(xué)習(xí)、便于操縱的機(jī)器產(chǎn)品為內(nèi)容。涉及到生理學(xué)、人體解剖學(xué)和人體測量學(xué)等。環(huán)境——是指人們工作、生活的一切環(huán)境。它研究的內(nèi)容是：這些環(huán)境因素（包括溫度、濕度、照明、噪音等）對(duì)人的工作和生活的影響如何控制。12/17/202220機(jī)（物）環(huán)境12/17/202221（續(xù)）人體工程學(xué)的研究內(nèi)容系統(tǒng)——又相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體，是人體工程學(xué)的重要的概念和思想。涉及到心理學(xué)、環(huán)境心理學(xué)等。12/17/202222

1、物理原則:杠桿、慣性定律、重心原理，在人體工程學(xué)中也適用。

2、生理、心理兼顧原則:人的心理在時(shí)間和空間上是自由和開放的，它會(huì)受到人的經(jīng)歷和社會(huì)傳統(tǒng)、文化的影響。

3、考慮環(huán)境的原則:人--機(jī)關(guān)系并不是單獨(dú)存在的，它存在于具體的環(huán)境中。人體工程學(xué)研究要遵循的原則：12/17/202223三、人體工程學(xué)在家具與室內(nèi)設(shè)計(jì)中的作用1、為確定人在室內(nèi)活動(dòng)所需要空間提高主要依據(jù)；根據(jù)人體工程學(xué)中的有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從人體尺度、心理空間、人機(jī)交往的空間以及使用人數(shù)的多少、使用空間的性質(zhì)、家具數(shù)量等，來確定空間范圍。影響空間大小、形狀的因素很多，但是最主要的因素還是人的活動(dòng)范圍以及家具設(shè)備的數(shù)量和尺寸。因此，在確定空間范圍時(shí)，必須清楚使用這個(gè)空間的人數(shù)，每個(gè)人需要多大的活動(dòng)面積，空間內(nèi)由哪些家具設(shè)備以及這些家具和設(shè)備需要占用多大的面積等。12/17/202224

135~180100兩人并坐聚談的凈距空間55~65220~250兩人對(duì)坐聚談的凈距空間12/17/202225135~160135~160兩人L型聚談的凈距空間12/17/20222665~80140~160兩人對(duì)坐奕棋的凈距空間12/17/202227125~150120~140三人圍坐奕棋的凈距空間12/17/202228140~160140~160四人圍坐游戲的凈距空間12/17/2022292、為設(shè)計(jì)家具提供依據(jù)利用人體測量學(xué)獲得相應(yīng)家具尺度通過了解人體結(jié)構(gòu)獲得家具造型的基本特征。家具的主要功能是實(shí)用，因此，無論是人體家具還是貯存家具都要滿足使用要求。屬于人體家具的椅、床等，要讓人坐著舒適，書寫方便，睡得香甜，安全可靠,減少疲勞。屬于貯存家具的柜、櫥、架等要有適合貯存各種衣物的空間，并且便于人們存取為滿足上述要求，設(shè)計(jì)家具時(shí)必須以人體工學(xué)作為指導(dǎo)，使家具符合人體的基本尺寸和從事各種活動(dòng)需要的尺寸。12/17/20223070150雙屜桌12/17/20223170120單屜桌12/17/2022327075餐桌12/17/20223390~100190~200身長+50約215165人體與床的尺寸12/17/2022343、提供適應(yīng)人體的室內(nèi)物理環(huán)境的最佳參數(shù)包括室內(nèi)熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、視覺環(huán)境、輻射環(huán)境等，人體工程學(xué)以確定人體感覺器官的適應(yīng)能力提供依據(jù)，進(jìn)而為室內(nèi)物理環(huán)境設(shè)計(jì)提供科學(xué)參數(shù)。人的感覺器官在什么情況下能夠感覺到刺激物，什么樣的刺激物是可以接受的，什么樣的刺激物是不能接受的。人的感覺能力是有差別的，不同的年齡，不同的性別人的感覺能力都不同。這些問題都要通過人體工程學(xué)的學(xué)習(xí)才能解決。12/17/202235在聽覺方面，一般嬰兒可以聽到頻率為每秒20000次的聲音，成年人能聽到頻率為每秒6100-18000次的聲音，而老年人只能聽到每秒10100-12000次的聲音。還有音量大小給人帶來怎樣的心理反應(yīng)以及聲音的反射、回音等現(xiàn)象。以音量為例，110dB的聲音即可使人產(chǎn)生不快感，130dB的聲音可以給人以刺癢感，140dB的聲音可以給人以壓痛感，150dB的聲音則有可能破壞聽覺。更高的音量甚至威脅到人的生命。12/17/202236

以視覺為例，人體工程學(xué)要研究人的視野范圍（包括靜視野和動(dòng)視野）、視覺適應(yīng)及視錯(cuò)覺等生理現(xiàn)象。觸覺、嗅覺等方面的問題也很多，不難想象，研究這些問題，找出其中的規(guī)律，對(duì)于確定環(huán)境的各種條件（如色彩配置、溫度、濕度、聲學(xué)要求等）都是絕對(duì)必需的。12/17/202237從室內(nèi)設(shè)計(jì)的角度來說，人體工程學(xué)的主要功用在于通過對(duì)生理和心理的正確認(rèn)識(shí)，使室內(nèi)環(huán)境因素適應(yīng)人類生活活動(dòng)的需要，進(jìn)而達(dá)到提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的目標(biāo)。眾所周之，人體的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，從室內(nèi)人類活動(dòng)的角度來看，人體的運(yùn)動(dòng)器官和感覺器官與活動(dòng)的關(guān)系最為密切。12/17/202238運(yùn)動(dòng)器官人的身體有一定的尺寸活動(dòng)能力更有一定的限度無論是采取何種姿態(tài)進(jìn)行活動(dòng)，皆有一定的距離和方式。因而與活動(dòng)有關(guān)的空間和家具器物的