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文檔簡(jiǎn)介
人體工程學(xué)課程總述
人體工程學(xué)又叫人類工學(xué)或人類工程學(xué),是第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)
展起來(lái)的一門新學(xué)科。它以人-機(jī)關(guān)系為研究的對(duì)象,以實(shí)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、
分析為基本的研究方法。從室內(nèi)設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō),人體工程學(xué)的主要
功用在于通過(guò)對(duì)于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)。人體工程學(xué)在
室內(nèi)設(shè)計(jì)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面:1、為確定空間范圍提供
依據(jù)2、為設(shè)計(jì)家具提供依據(jù)3、為確定感覺(jué)器官的適應(yīng)能力提供依
據(jù)。
課程學(xué)習(xí)目標(biāo)
通過(guò)本課的學(xué)習(xí),掌握與室內(nèi)設(shè)計(jì)相關(guān)的“人”的知識(shí),為將來(lái)設(shè)
計(jì)課程的學(xué)習(xí)及以后的工作中涉及到與“人”有關(guān)的問(wèn)題提供解決的
方法或參照系。
課程主要知識(shí)點(diǎn)
第一章:一、人體工程學(xué)的定義
第二章:一、人體尺寸:1、尺寸的分類
2、尺寸的差異
3、百分位
二、人體活動(dòng):1、作業(yè)域
2、人體活動(dòng)空間
3、重心
4、靜態(tài)肌肉施力
第三章:一、工作面的高度
二、座位設(shè)計(jì)--坐的解剖及生理
三、臥具設(shè)計(jì)
第四章:一、視覺(jué)1、視覺(jué)要素2、視覺(jué)現(xiàn)象
二、聽(tīng)覺(jué)1、噪聲控制2.音樂(lè)與工作
三、觸覺(jué)
課程知識(shí)結(jié)構(gòu)圖
人體工程學(xué)
掇論人體與室內(nèi)空間人體與家具人的知覺(jué)、感覺(jué)與室內(nèi)環(huán)境人的行為心理與空間環(huán)境
人體工學(xué)簡(jiǎn)介人體尺寸-作業(yè)面的玲計(jì)視覺(jué)與視覺(jué)環(huán)境心理空間
人體工學(xué)簡(jiǎn)史散資的來(lái)源站立作業(yè)人的視覺(jué)游征個(gè)人空間
---
人體工學(xué)的定義與原則尺寸的分類坐姿作業(yè)被覺(jué)要素
---領(lǐng)域性
人體工學(xué)研究的內(nèi)容
-人體尺寸的比例關(guān)系坐立交替式作業(yè)視覺(jué)環(huán)境
和方法--人除距離
人在空間中的定位
人體工學(xué)與空內(nèi)-尺寸的差異-傾斜的作業(yè)而聽(tīng)覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)環(huán)境
空間環(huán)域與人諦交近
百分位的根念一座位的政計(jì)人的聽(tīng)覺(jué)幃衽
--黃輪效應(yīng)
一般座位設(shè)計(jì)的原理聽(tīng)覺(jué)環(huán)埴曲閉恐懼
-平均人的謬誤--
感高宸
人體尺寸中運(yùn)用的問(wèn)題坐的生理學(xué)
---噪聲控制
惻而檢廊-音樂(lè)與工作
-常用人體尺寸-
做覺(jué)環(huán)境
工作椅
L重心-
觸覺(jué)伴征
-
人體活動(dòng)殳間臥具的陵計(jì)
-觸覺(jué)環(huán)境
肢體活動(dòng)范圍與作業(yè)詼噓我的生理
--
床的尺寸
肢體活動(dòng)范圍-
作業(yè)域床面材料
-人體活動(dòng)殳間
施力與作業(yè)效率
肌體的施力
作業(yè)效率
人體工程學(xué)
第一章概論
第二章人體與室內(nèi)空間
第三章人體與家具
第四章人的感知與感覺(jué)與室內(nèi)環(huán)境
第五章人的行為心理與空間環(huán)境
第二章人體與室內(nèi)
在這一部分里我們主要講"人-機(jī)-環(huán)境"系統(tǒng)中,人機(jī)關(guān)系中的
人體工學(xué)問(wèn)題。前面我們已經(jīng)講過(guò)"機(jī)”的含義非常廣泛,不僅指機(jī)械,
包括了人直接接觸的各種器物和設(shè)施,在室內(nèi)設(shè)計(jì)中則主要指各類家
具及與人關(guān)系密切的建筑構(gòu)件,如門、窗、欄桿、樓梯等。而"人"
的含義則不僅指人體尺寸,還包括了其他的人體構(gòu)造和生理特征問(wèn)
題。在室內(nèi)設(shè)計(jì)中各個(gè)部分與人體的關(guān)系密切程度不同。
第一節(jié)人體尺寸
人體尺寸是一門新興的學(xué)科,它是通過(guò)測(cè)量各個(gè)部分的尺寸來(lái)確
定個(gè)人之間和群體之間在尺寸上的差別的學(xué)科,最早對(duì)這個(gè)學(xué)科命名
的是比利時(shí)的數(shù)學(xué)家(Quitlet),他于1870年發(fā)表了《人體測(cè)量學(xué)》
一書,為世界公認(rèn)創(chuàng)建了這一學(xué)科,然而人們開始對(duì)人體尺寸感興趣
并發(fā)現(xiàn)人體各部分相互之關(guān)系則可追溯到二千年前。公元前一世紀(jì),
羅馬建筑師維特魯威(Vitruvian)就從建筑學(xué)的角度對(duì)人體尺寸進(jìn)
行了較完整的論述,并且發(fā)現(xiàn)人體基本上以肚臍為中心。一個(gè)男人挺
直身體、兩手側(cè)向平伸的長(zhǎng)度恰好就是其高度,雙足和雙手的指尖正
好在以肚臍為中心的圓周上。按照維特魯威的描述,文藝復(fù)興時(shí)期的
達(dá)芬奇(Da-Vinci)創(chuàng)作了著名的人體比例圖(見(jiàn)圖1)。繼他們之
后,又有許多的哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、藝術(shù)家對(duì)人體尺寸的研究斷斷續(xù)續(xù)
進(jìn)行了許多世紀(jì),他們大多是從美學(xué)的角度研究人體比例關(guān)系,在漫
長(zhǎng)的進(jìn)程中積累了大量的數(shù)據(jù)。但這些研究不是為了設(shè)計(jì)而進(jìn)行的。
直到本世紀(jì)四十年代前后工業(yè)化社會(huì)的發(fā)展,使人們對(duì)人體尺寸測(cè)量
有了新的認(rèn)識(shí),二戰(zhàn)的爆發(fā)更推動(dòng)了它在軍事工業(yè)上的應(yīng)用。
數(shù)據(jù)的來(lái)源
前面我們已經(jīng)說(shuō)過(guò),人體測(cè)量學(xué)創(chuàng)立于1940年積累了大量的數(shù)
據(jù),但這些資料無(wú)法被設(shè)計(jì)者使用,因?yàn)樗麄兊馁Y料是以美為目的的。
是典型化的、抽象的,而設(shè)計(jì)需要的是具體的某個(gè)人或某個(gè)群體(國(guó)
家、民族、職業(yè))的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。要得到這些數(shù)據(jù),就要進(jìn)行大量的調(diào)
查,要對(duì)不同背景的個(gè)體和群體進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量和分析,以得到他們
的特征尺寸、人體差異和尺寸分布的規(guī)律。進(jìn)行這樣的大量的工作是
非常困難的,尤其是想要得到代表一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的普遍資料是非常
困難的。大多數(shù)已有的資料來(lái)源于軍事部門,因?yàn)樗麄兛梢约羞M(jìn)行
調(diào)查,但他們常常代表不了普通人狀況,因?yàn)檐娙说纳眢w素質(zhì)水平高
于一般人,年齡和性別有局限性。國(guó)外這方面進(jìn)行的比較早,早在
1919年,美國(guó)就對(duì)十萬(wàn)退役軍人進(jìn)行了測(cè)量,美國(guó)衛(wèi)生、教育和福
利部門還在市民中進(jìn)行全國(guó)范圍的測(cè)量,包括18-79歲不同的年齡、
不同職業(yè)的人。我國(guó)在這一領(lǐng)域比較落后。在我國(guó),由于幅員遼闊,
人口眾多,人體尺寸隨年齡、性別、地區(qū)的不同而各不相同,同時(shí),
隨著時(shí)代的向前,人們生活水平的逐漸提高,人體的尺度也在發(fā)生變
化,因此,要有一個(gè)全國(guó)范圍內(nèi)的人體各部位尺寸的平均測(cè)定值是一
項(xiàng)繁重而細(xì)致的工作。根據(jù)1962年建筑科學(xué)研究院發(fā)表的《人體尺
度的研究》中,有關(guān)我國(guó)人體的測(cè)量值,可作為設(shè)計(jì)時(shí)的參考。
尺寸的分類
人體尺寸的測(cè)量可分為兩類,即構(gòu)造尺寸和功能尺寸。
〈一〉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(cè)量的??梢詼y(cè)量許多不同的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和不同部位。如手臂
長(zhǎng)度、腿長(zhǎng)度、座高等。它對(duì)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(dòng)工具等。主要為人體各種裝具設(shè)備提供數(shù)據(jù)。
〈二〉功能尺寸:是指動(dòng)態(tài)的人體尺寸,是人在進(jìn)行某種功能活
動(dòng)時(shí)肢體所能所能達(dá)到的空間范圍,它是動(dòng)態(tài)的人體狀態(tài)下測(cè)得。是
由關(guān)節(jié)的活動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的角度與肢體的長(zhǎng)度協(xié)調(diào)產(chǎn)生的范圍尺
寸,它對(duì)于解決許多帶有空間范圍、位置的問(wèn)題很有用。雖然結(jié)構(gòu)尺
寸對(duì)某些設(shè)計(jì)很有用處,但對(duì)于大多數(shù)的設(shè)計(jì)問(wèn)題,功能尺寸可能更
有廣泛的用途,因?yàn)槿丝偸窃谶\(yùn)動(dòng)著,也就是說(shuō)人體結(jié)構(gòu)是一個(gè)活動(dòng)
的可變的、而不是保持一定僵死不動(dòng)的結(jié)構(gòu)。構(gòu)造尺寸和功能尺寸是
不同的,比如下面的例子:
在使用功能尺寸時(shí)強(qiáng)調(diào)的是在完成人體的活動(dòng)時(shí),人體各個(gè)部分是不
可分的,不是獨(dú)立工作的,而是協(xié)調(diào)動(dòng)作。例如手所能達(dá)到的限度并
不是手臂尺寸的唯一結(jié)果,它部分的也受到肩的運(yùn)動(dòng)和軀體的旋轉(zhuǎn)、
背的彎曲等的影響。而功能是由手來(lái)完成的。再如人所能通過(guò)的最小
通道并不等于肩寬,因?yàn)槿嗽谙蚯斑\(yùn)動(dòng)中必須依賴肢體的運(yùn)動(dòng)。有一
種翻墻的軍事訓(xùn)練,二米高的墻站在地面上是很難翻過(guò)去的,但是如
果借助于助跑跳躍就可輕易做到,人跳高的能力根據(jù)日本的資料,18
歲為55厘米。從這里可以看出人可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)能力擴(kuò)大自己的活動(dòng)
范圍,因此在考慮人體尺寸時(shí)只參照人的結(jié)構(gòu)尺寸是不行的,有必要
把人的運(yùn)動(dòng)能力也考慮進(jìn)去,企圖根據(jù)人體結(jié)構(gòu)去解決一切有關(guān)空間
和尺寸的問(wèn)題將很困難或者至少是考慮不足的。下圖是常用功能尺
寸。
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(zhǎng)度、臀部的寬度、膝蓋高度、膝彎高度、
大腿厚度、臀部至膝彎長(zhǎng)度、肘間寬度。見(jiàn)圉
三人體尺寸的比例關(guān)系:
一般來(lái)說(shuō)成年人的人體尺寸之間存在一定的比例關(guān)系,對(duì)比例關(guān)
系的研究,可以簡(jiǎn)化人體測(cè)量的復(fù)雜過(guò)程,只要量出身高,就可推算
出其他的尺寸。不同種屬的人的人體比例系數(shù)不同。白人、黑人、黃
種人不同。
人體尺寸的差異
人體尺寸測(cè)量如僅僅是著眼于積累資料是不夠的,還要進(jìn)行大量
的細(xì)致分析工作。由于很多復(fù)雜的因素都在影響著人體尺寸,所以個(gè)
人與個(gè)人之間,群體與群體之間,在人體尺寸上存在很多差異,不了
解這些就不可能合理的使用人體尺寸的數(shù)據(jù),也就達(dá)不到預(yù)期的目的
(見(jiàn)彩圖)。差異的存在主要在以下幾方面:
<->種族差異:
不同的國(guó)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。
各國(guó)人體尺寸對(duì)照表(cm)
人體尺寸
德國(guó)法國(guó)英國(guó)美國(guó)瑞士亞洲
(均值)
身高172170171173169168
身高(坐姿)90888586——
肘高106105107106104104
膝高55545552
肩寬145—46454444
臀寬3535—3534—
〈二〉世代差異:
我們?cè)谶^(guò)去一百年中觀察到的生長(zhǎng)加快(加速度)是一個(gè)特別的
問(wèn)題,子女們一般比父母長(zhǎng)的高,這個(gè)問(wèn)題在總?cè)丝诘纳砀咂骄瞪?/p>
也可以得到證實(shí)。歐洲的居民預(yù)計(jì)每十年身高增加10到14毫米。因
此,若使用三、四十年前的數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的錯(cuò)誤。美國(guó)的軍事部門
每十年測(cè)量一次入伍新兵的身體尺寸,以觀察身體的變化,二戰(zhàn)入伍
的人的身體尺寸超過(guò)了一戰(zhàn)。美國(guó)衛(wèi)生福利和教育部門在1971年~
1974年所作的研究表明:大多數(shù)女性和男性的身高比1960年~1962
年國(guó)家健康調(diào)查的結(jié)果要高。最近的調(diào)查表明百分之五十一的男性高
于或等于175.3厘米,而60~62年只有百分之三十八的男性達(dá)到這
個(gè)高度。認(rèn)識(shí)這種緩慢變化與各種設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和發(fā)展周期之間
的關(guān)系之重要性,并作出預(yù)測(cè)是極為重要的。
百分位的概念
由于人的人體尺寸有很大的變化,它不是某一確定的數(shù)值,而是
分布于一定的范圍內(nèi)。如亞洲人的身高是151-188厘米這個(gè)范圍,
而我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)只能用一個(gè)確定的數(shù)值,而且并不能象我們一般理解的
那樣用平均值,如何確定使用那一數(shù)值呢?這就是百分位的方法要解
決的問(wèn)題。百分位的定義是這樣的:
百分位表示具有某一人體尺寸和小于該尺寸的人占統(tǒng)計(jì)對(duì)象總
人數(shù)的百分比。
大部分的人體測(cè)量數(shù)據(jù)是按百分位表達(dá)的,把研究對(duì)象分成一百
份,根據(jù)一些指定的人體尺寸項(xiàng)目(如身高),從最小到最大順序排
列,進(jìn)行分段,每一段的截至點(diǎn)即為一個(gè)百分位。例如我們?nèi)粢陨砀?/p>
為例:第5百分位的尺寸表示有5%的人身高等于或小于這個(gè)尺寸。
換句話說(shuō)就是有95%的人身高高于這個(gè)尺寸。第95百分位則表示有
95%的人等于或小于這個(gè)尺寸,5%的人具有更高的身高。第50百分
位為中點(diǎn),表示把一組數(shù)平分成兩組,較大的50%較小的50%。第
50百分位的數(shù)值可以說(shuō)接近平均值,但決不能理解為有"平均人"這
樣的尺寸。
統(tǒng)計(jì)學(xué)表明,任意一組特定對(duì)象的人體尺寸,其分布規(guī)律符合正
態(tài)分布規(guī)律,即大部分屬于中間值,只有一小部分屬于過(guò)大和過(guò)小的
值,它們分布在范圍的兩端,更圄,圖中設(shè)了第5百分位和第95百分
位,第5百分位表示身材較小的,有5%的人低此尺寸;第95百分
位表示高,即有5%的人高于此值。在設(shè)計(jì)上滿足所有人的要求是不
可能的,但必須滿足大多數(shù)人。所以必須從中間部分取用能夠滿足大
多數(shù)人的尺寸數(shù)據(jù)作為依據(jù),因此一般都是舍去兩頭,只涉及中間
90%、95%或99%的大多數(shù)人,只排除少數(shù)人。應(yīng)該排除多少取決
于排除的后果情況和經(jīng)濟(jì)效果。
平均人的謬誤
選擇數(shù)據(jù)時(shí),如果以為第50百分位數(shù)據(jù)代表了“平均人"的尺寸,
那就錯(cuò)了,這里不存在"平均人",在某種意義上這是一種易于產(chǎn)生錯(cuò)
覺(jué)的、含糊不清的概念。第50百分位只說(shuō)明你所選擇的某一項(xiàng)人體
尺寸有50%的人適用,不能說(shuō)明別的什么。事實(shí)上幾乎沒(méi)有如何人
真正夠的上"平均人",美國(guó)的Hertz-bexy博士在討論關(guān)于"平均人"
的時(shí)候指出:"沒(méi)有平均的男人和女人存在,或許只是個(gè)別一、兩項(xiàng)
上(如身高、體重或坐高)是平均值?!痹趯?duì)約四千個(gè)美國(guó)空軍人員
進(jìn)行的調(diào)查中,兩項(xiàng)尺寸是平均值的占7%,三項(xiàng)是平均值的占3%,
四項(xiàng)是平均值少于2%,因此"平均人"的概念有些象神話,是不存在
的。有兩點(diǎn)要特別注意:一是人體測(cè)量的每一個(gè)百分位數(shù)值,只表示
某項(xiàng)人體尺寸,如身高50百分位只表示身高,并不表示身體的其他
部分。二是絕對(duì)沒(méi)有一個(gè)各項(xiàng)人體尺寸同時(shí)處于同一百分位的人。
人體尺寸運(yùn)用中的問(wèn)題
有了完善的人體尺寸數(shù)據(jù),還只是達(dá)到了第一步,而學(xué)會(huì)正確的
使用這些數(shù)據(jù)才能說(shuō)真正達(dá)到了人體工程學(xué)的目的。
<->數(shù)據(jù)的選擇:
選擇適應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)象的數(shù)據(jù)是很重要的,要清楚使用者的年齡、性
別、職業(yè)和民族,包括我們?cè)谇笆霾町愐还?jié)中所講到的各種問(wèn)題,使
得所設(shè)計(jì)的室內(nèi)環(huán)境和設(shè)施適合使用對(duì)象的尺寸特征。
〈二〉百分位的運(yùn)用:
在很多的數(shù)據(jù)表中只給出了第5百分位、第50百分位和第95百
分位,為什么會(huì)這樣呢,因?yàn)檫@三個(gè)數(shù)據(jù)是人們經(jīng)常見(jiàn)到和用到的尺
寸,最常用的是第5和第95百分位,一般不用50百分位,有人可能
產(chǎn)生疑問(wèn),為什么不用平均值?我們可以舉例說(shuō)明:
例如,以第50百分位的身高尺寸來(lái)確定門的凈高,這樣設(shè)計(jì)的
門會(huì)使50%的人有碰頭的危險(xiǎn)。我們只能排除0.1%的人,因?yàn)殚T的
造價(jià)與門的高度關(guān)系不大。再比如:座位舒適的最重要的標(biāo)準(zhǔn)之一是
使用者的腳要穩(wěn)妥的踏在地板上,否則兩腿會(huì)懸空掛著,大腿軟組織
會(huì)過(guò)分受壓,雙腿會(huì)因坐骨神經(jīng)受壓而導(dǎo)致麻木,假設(shè)小腿連腳的長(zhǎng)
度(包括鞋)的平均值是46厘米,若以此為依據(jù),則設(shè)計(jì)出的椅子
會(huì)有50%的人腳踩不到地,婦女們的腿較短,使用它時(shí)會(huì)不合適。
坐平面高度的尺寸不能使用平均值,而是要用較小的尺寸才合適素長(zhǎng)
腿的人坐矮椅子把腿伸出去就可以了。因此,平均值不是普遍適用的。
常用人體尺寸
常用人體尺寸包括了結(jié)構(gòu)尺寸和功能尺寸,在室內(nèi)設(shè)計(jì)中最常用
的為24個(gè)尺寸,詳見(jiàn)下面:
定義:身高是指人身體直立、眼睛向前平視時(shí)從地面到頭頂?shù)拇?/p>
直距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)用于確定通道和門的最小高度。然而,一般建筑
規(guī)范規(guī)定的和成批生產(chǎn)制做的門和門框高度都適用于99%以上的人,
所以,這些數(shù)據(jù)可能對(duì)于確定人頭頂上的障礙物高度更為重要。
注意:身高一般是不穿鞋測(cè)量的,故在使用時(shí)應(yīng)給予適當(dāng)補(bǔ)償。
百分點(diǎn)選擇:由于主要的功用是確定凈空高,所以應(yīng)該選用高百
分點(diǎn)數(shù)據(jù)。因?yàn)樘旎ò甯叨纫话悴皇顷P(guān)鍵尺寸,設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮盡可能
地適應(yīng)100%的人。
定義:眼睛高度是指人身體直立、眼睛向前平視時(shí)從地面到內(nèi)眼角的
垂直距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)可用于確定在劇院、禮堂、會(huì)議室等處人的視線,
用于布置廣告和其他展品。用于確定屏風(fēng)和開敞式大辦公室內(nèi)隔斷的
向度。
注意:由于這個(gè)尺寸是光腳測(cè)量的,所以還要加上鞋的高度,男
子大約需2.5cm,女子大約需加7.8cm。這些數(shù)據(jù)應(yīng)該與脖子的彎曲
和旋轉(zhuǎn)以及視線角度資料結(jié)合使用,以確定不同狀態(tài)、不同頭部角度
的視覺(jué)范圍。
百分點(diǎn)選擇:百分點(diǎn)選擇將取決于關(guān)鍵因素的變化。例如:如果
設(shè)計(jì)中的問(wèn)題是決定隔斷或屏風(fēng)的高度,以保證隔斷后面人的秘密性
要求,那么隔離高度就與較高人的眼睛高度有關(guān)(第95百分點(diǎn)或更
高),其邏輯是假如高個(gè)子人不能越過(guò)隔斷看過(guò)去,那么矮個(gè)子人也
一定不能。反之,假如設(shè)計(jì)問(wèn)題是允許人看到隔斷里面,則邏輯是相
反的,隔斷高度應(yīng)考慮較矮人的眼睛高度(第5百分點(diǎn)或更低)。
定義:肘部高度是指從地面到人的前臂與上臂接合處可彎曲部分的距
離。
應(yīng)用:對(duì)于確定柜臺(tái)、梳妝臺(tái)、廚房案臺(tái)、工作臺(tái)以及其他站著
使用的工作表面的舒適高度,肘部高度數(shù)據(jù)是必不可少的。通常,這
些表面的高度都是憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或是根據(jù)傳統(tǒng)做法確定的。然而,通過(guò)
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)最舒適的高度是低于人的肘部高度z6cm。另外,休息
平面的高度大約應(yīng)該低于肘部高度2.5-3.8cm。
注意:確定上述高度時(shí)必頃考慮活動(dòng)的性質(zhì),有時(shí)這一點(diǎn)比推薦
的,低于肘部高度7.6cm還重要。
百分點(diǎn)選擇:假定工作面高度確定為低于肘部離度約7.6cm、那
么從96.5cm(第5百分點(diǎn)數(shù)據(jù))到111.8cm(第95百分點(diǎn)數(shù)據(jù))這
樣一個(gè)范圍都將適合中間的90%的男性使用者??紤]到第5百分點(diǎn)
的女性肘部高度較低,這個(gè)范鬧應(yīng)為88.9cm到111.8cm,才能對(duì)男
女使用者都適應(yīng)。由于其中包含許多其他因索,如存在特別的功能要
求和每個(gè)人對(duì)舒適高度見(jiàn)解不同等等,所以這些數(shù)值也只是假定推薦
的。
定義:挺直坐高是指人挺直坐著時(shí),座椅表面到頭頂?shù)拇怪本嚯x。
應(yīng)用:用于確定座椅土方障礙物的允許高度。在布置雙層床時(shí),
搞創(chuàng)新的節(jié)約空間設(shè)計(jì)時(shí),例如利用擱樓下面的空間吃飯或工作都要
由這個(gè)關(guān)鍵的尺寸來(lái)確定其高度。確定辦公室或其他場(chǎng)所的低隔斷要
用到這個(gè)尺寸,確定餐廳和酒吧里的火車座隔斷也要用到這個(gè)尺寸。
注意:座椅的傾斜、座椅軟墊的彈性、衣服的厚度以及人坐下和
站起來(lái)時(shí)的活動(dòng)都是要考慮的重要因素。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題,采用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)是
比較合適的。
定義:正常坐高是指人放松坐著時(shí),從座椅表面到頭頂?shù)拇怪本嚯x。
應(yīng)用:可用于確定座椅上方障礙物的最小高度。布置雙層床時(shí),
搞創(chuàng)新的節(jié)約空間設(shè)計(jì)時(shí),例如利用擱樓下面的空間吃飯或工作,都
要根據(jù)這個(gè)關(guān)鍵尺寸來(lái)確定其高度。確定辦公室和其他場(chǎng)合的低隔斷
要用到這尺寸,確定餐廳和酒吧里的火車座隔斷也要用到這個(gè)尺寸。
注意:座椅的傾斜、座簡(jiǎn)墊的彈性、衣服的厚度以及人坐下相站
起來(lái)時(shí)的活動(dòng)都是要考慮的重要因素。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題、采用第115百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)比
較合適。
定義:這個(gè)眼睛高度是指人的內(nèi)眼角到座椅表面的垂直距離。
應(yīng)用:當(dāng)視線是設(shè)計(jì)問(wèn)題的中心時(shí),確定視線和最佳視區(qū)要用到
這個(gè)尺寸,這類設(shè)計(jì)對(duì)象包括劇院、禮堂、教室和其他需要有良好視
聽(tīng)條件的室內(nèi)空間。
注意:應(yīng)該考慮本書中其他地方所論述的頭部與眼睛的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍:
座椅軟墊的彈性、座椅面距地面的高度和叮調(diào)座簡(jiǎn)的調(diào)節(jié)范圍。
百分點(diǎn)選擇:假如有適當(dāng)?shù)目烧{(diào)節(jié)性,就能適應(yīng)從第5百分點(diǎn)到
第95百分點(diǎn)或者更大的范圍。
定義:這個(gè)肩高是指從座椅表面到脖子與肩峰之間的肩中部位置的
垂直距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)大多數(shù)用于機(jī)動(dòng)車輛中比較緊張的工作空間的設(shè)
計(jì)中,很少被建筑師和室內(nèi)設(shè)計(jì)師所使用。但是,在設(shè)計(jì)那些對(duì)視覺(jué)
聽(tīng)覺(jué)有要求的空間時(shí),這個(gè)尺寸有助于確定出妨礙視線的障礙物,也
許在確定火車座的高度以及類似的設(shè)計(jì)中有用。
注意:要考慮座椅軟墊的彈性。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題?一般使用第95百分點(diǎn)的數(shù)
據(jù)。
定義:肩寬是指兩個(gè)三角肌外側(cè)的最大水平距離。
應(yīng)用:肩寬數(shù)據(jù)可用于確定環(huán)繞桌子的座椅間距和影劇院、禮堂
中的排椅座位間距?也可用于確定公用和專用空間的通道間距。
注意:用這些數(shù)據(jù)要注意可能涉及到的變化。要考慮衣服的厚度,
對(duì)薄衣服要附加7.9mm,對(duì)厚衣服附加7.6cm。還要注意,由于軀干
和肩的活動(dòng),兩肩之間所需的空間會(huì)加大。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題,應(yīng)使用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)
定義:兩肘之間寬度是指兩肋屈曲、自然靠近身體、前臂平伸時(shí)兩肋
外則面之間的水平距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)可用于確定會(huì)議桌、告桌、柜臺(tái)和牌桌周圍座椅
的位置?
注意:應(yīng)該與肩寬尺寸結(jié)合使用。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題,應(yīng)使用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
定義:臀部寬度是指臀部最寬部分的水平尺寸。這個(gè)尺寸也可以站
著測(cè)量,這時(shí)就成為下半部軀干的最大寬度。本書表格中的尺寸是坐
著測(cè)量的。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)對(duì)于確定座椅內(nèi)側(cè)尺寸和設(shè)計(jì)酒吧、柜臺(tái)和辦公
座椅極為有用。
注意:根據(jù)具體條件,與兩肋之間寬度和肩寬結(jié)合使用。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題,應(yīng)使用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
定義:肘部平放高度是指從座椅表面到肘部尖端的垂直距離。
應(yīng)用:與其他一些數(shù)據(jù)和考慮因素聯(lián)系在一起,用于確定椅子扶
手、工作臺(tái)、書桌、餐桌和其他特殊設(shè)備的高度。
注意:座椅軟墊的彈性、座椅表面的傾斜以及身體姿勢(shì)都應(yīng)予以
注意。
百分點(diǎn)選擇:肘部平放高度既不涉及間距問(wèn)題也不涉及伸手夠物
的問(wèn)題,其目的只是能使手臂得到舒適的休息即可。選擇第50百分
點(diǎn)左右的數(shù)據(jù)是合理的。在許多情況下,這個(gè)高度在14?27.9cm之
間。這樣一個(gè)范圍可以適合大部分使用者。
定義:大腿厚度是指從座椅表面到大腿與腹部交接處的大腿端部之間
的垂直距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)柜臺(tái)、書桌、會(huì)議桌、家具及其他一些室
內(nèi)設(shè)備的關(guān)鍵尺寸,而這些設(shè)備都需要把腿放在工作面下面。特別是
有直拉式抽屜的工作面,要使大腿與大腿上方的障礙物之間有適當(dāng)?shù)?/p>
間隙,這些數(shù)據(jù)是必不可少的。
注意:在確定上述設(shè)備的尺寸時(shí)?其他一些因素也應(yīng)該同時(shí)予以
考慮?例如膝囑高度和座椅軟墊的彈性。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題,應(yīng)選用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
定義:膝蓋高度是指從地面到膝蓋骨中點(diǎn)的垂直距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)是確定從地面到書桌、餐桌、柜臺(tái)底面距離的關(guān)
鍵尺寸,尤其適用于使用者需要把大腿部分放在家具下面的場(chǎng)合。坐
著的人與家具底面之間的靠近程度,決定了膝蓋高度和大腿厚度是否
是關(guān)鍵尺寸。
注意:要同時(shí)考慮座椅高度和座墊的彈性。
百分點(diǎn)選擇:要保證適當(dāng)?shù)拈g距,故應(yīng)選用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
定義:膝眶高度是指人挺直身體坐著時(shí),從地面到膝蓋背后(腿彎)
的垂直距離。測(cè)量時(shí)膝蓋與踝骨垂直方向?qū)φ?,赤裸的大腿底面與膝
蓋背面(腿彎)接觸座椅表面。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)是確定座椅面高度的關(guān)鍵尺寸,尤其對(duì)于確定座
椅前緣的最大高度更為重要。
注意:選用這些數(shù)據(jù)時(shí)必須注意座墊的彈性。
百分點(diǎn)位擇:確定座椅高度,應(yīng)選用第5百分點(diǎn)的數(shù)據(jù),因?yàn)槿?/p>
界座椅太高、大腿受到壓力會(huì)使人感到不舒服。假如一個(gè)座椅高度能
適應(yīng)小個(gè)子人,也就能適應(yīng)大個(gè)子人。
定義:臀部、膝腿部長(zhǎng)度是由臀部最后面到小腿背面的水平距離。
應(yīng)用:這個(gè)長(zhǎng)度尺寸用于座椅的設(shè)計(jì)中,尤其適用于確定腿的位
置、確定長(zhǎng)凳和袁背椅等前面的垂直面以及確定椅面的長(zhǎng)度。
注意:要考慮椅面的傾斜度。
百分點(diǎn)選擇:應(yīng)該選用第5百分點(diǎn)的數(shù)據(jù),這樣能適應(yīng)最多的使
用者,臀部一膝腿部長(zhǎng)度較長(zhǎng)和較短的人。如果選用第95百分點(diǎn)的
數(shù)據(jù),則只能適合這個(gè)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的人、而不適合這個(gè)長(zhǎng)度較短的人。
定義:臀部-膝蓋長(zhǎng)度是從臀部最后面到膝蓋骨前面的水平距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)用于確定椅背到膝蓋前方的障礙物之間的適當(dāng)距
離,例如;用于影劇院、禮堂和作禮拜的固排椅設(shè)計(jì)中。
注意:還個(gè)長(zhǎng)度比臀部一足尖長(zhǎng)度要短,如果座椅前面的家具或
其他室內(nèi)設(shè)施沒(méi)有放置足尖的空間、就應(yīng)應(yīng)用臀部足尖長(zhǎng)度。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題?應(yīng)選用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
w?
定義:臀部一足尖長(zhǎng)度是從臀部最后面到腳趾尖端的水平距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)用于確定椅背到膝蓋前方的障礙物之間的適當(dāng)距
離。例如,用于影劇院、禮堂和作禮拜的固定排椅設(shè)計(jì)中。
注意:如果座椅前方的家具或其他室內(nèi)設(shè)施有放腳的空間,而且
間隔要求比較重要,就可以使用臀部膝蓋長(zhǎng)度來(lái)確定合適的間距。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到間距問(wèn)題?應(yīng)選用第95百分點(diǎn)的數(shù)據(jù),
定義,這個(gè)高度是指人生直,臂、手和手指向上伸直時(shí),座椅表面到
中指末稍的垂直距離。應(yīng)用,這些數(shù)主要用于確定頭頂上方的控制裝
置和開關(guān)等等的位置,所以較多地被設(shè)備專業(yè)的設(shè)計(jì)人員所使用。
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定義:垂直手握高度是指人站立、手握橫桿,然后使橫桿上升到不便
人感到不舒服或拉得過(guò)緊的限度為止,此時(shí)從地面到橫桿頂部的乖直
距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)可用于確定開關(guān)、控制器、拉桿、把手、書架以
及衣帽架等等的最大高度。
注意:尺寸是不穿鞋測(cè)量的,使用時(shí)要給予適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償。
百分點(diǎn)選擇:由于涉及到伸手夠東西的問(wèn)題,如果采用高百分點(diǎn)
的數(shù)據(jù)就不能適應(yīng)小個(gè)子人,所以設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該基于適應(yīng)小個(gè)子
人、這樣也同樣能適應(yīng)大個(gè)子人。
定義:側(cè)向手握距離是指人直立、右手側(cè)向平伸握住橫桿?一直伸展
到?jīng)]有感到不舒服或拉得過(guò)緊的位置,這時(shí)從人體中線到橫桿外側(cè)面
的水平距離。
應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)有助于設(shè)備設(shè)計(jì)人員確定控制開關(guān)等裝置的位
置,它們還可以為建筑師和室內(nèi)設(shè)計(jì)師用于某些特定的場(chǎng)所,例如醫(yī)
院,實(shí)驗(yàn)室等。如果使用者是坐著的,這個(gè)尺寸可能會(huì)稍有變化,但
仍能用于確定人側(cè)面的書架位置。
注意:如果涉及的活動(dòng)需要使用專門的手動(dòng)裝置、手套或其他某
種特殊設(shè)備,這些都會(huì)延長(zhǎng)使用者的一般手握距離,對(duì)于這個(gè)延長(zhǎng)量
應(yīng)予以考慮。
百分點(diǎn)選擇:由于主要的動(dòng)用是確定手握距離,這個(gè)距離應(yīng)能適
應(yīng)大多數(shù)人,因此,選用第5百分點(diǎn)的數(shù)據(jù)是合理的。
定義:這個(gè)距離是指人肩膀靠培直立,手臂向前平伸,食指與拇指尖
接觸,這時(shí)從培到拇指梢的水平距。
應(yīng)用:有時(shí)人們需要越過(guò)某種障礙物去夠一個(gè)物體或者操縱設(shè)
備,這些數(shù)據(jù)可用來(lái)確定障礙物的最大尺寸。本書中列舉的設(shè)計(jì)情況
是在工作臺(tái)上方安裝擱板或在辦公室工作桌前面的低隔斷上安裝小
柜。
注意:要考慮操作或工作的特點(diǎn)。
百分點(diǎn)選擇:同1U相同?選用第5百分點(diǎn)的數(shù)據(jù),這樣能適應(yīng)
大多數(shù)人。
六〉尺寸的衡量標(biāo)準(zhǔn):
1、舒適的標(biāo)準(zhǔn):
前面我們講了人體尺寸運(yùn)用的一個(gè)原則:”夠得著的距離,容得
下的空間。"但這僅僅是滿足了最基本的功能需要,也就是滿足了最
低限度的需要。而要達(dá)到舒適則是另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。舉一個(gè)例子:火車臥
鋪按照功能尺寸肯定是合理的,但睡起來(lái)肯定沒(méi)有五星級(jí)飯店中的大
床舒服。這個(gè)例子告訴我們舒適的程度也是一個(gè)尺寸選擇的標(biāo)準(zhǔn)。
2、安全的尺度:
〈七〉形式對(duì)尺度的影響:
敏感和不敏感
ffl田
不敝感敏繆
重心問(wèn)題
在設(shè)計(jì)中許多尺寸的考慮還有個(gè)重心的問(wèn)題,例如欄桿的設(shè)計(jì),簡(jiǎn)
單的說(shuō)欄桿的高度應(yīng)該高于人的重心,重心是考慮全部重量集中作用
的點(diǎn)。當(dāng)考慮人的重量時(shí),就可以用這個(gè)點(diǎn)來(lái)代替人體重量之所在所
以如果欄桿低于這一點(diǎn),人體一旦失去穩(wěn)定,就可能越過(guò)欄桿而墜落。
而重心一般在人的肚臍后,所以當(dāng)人們站在欄桿附近,如果發(fā)現(xiàn)欄桿
比自己的肚臍還低,就會(huì)產(chǎn)生恐懼感。理論上的人體重心高度如以身
高為100,重心則為56。如平均身高為163厘米,重心高度為92厘
米。這是平均值,修正一下取110厘米較好。
一般來(lái)說(shuō)每個(gè)人的重心位置不同,主要是受身高、體重和體格的
不同的影響。通常軀干低的人重心偏向下方,反之則偏上根據(jù)測(cè)定重
心在身高一半以上的人不到50%。此外重心還隨人體位置和姿態(tài)的
變化而不同。比如椅子的設(shè)計(jì),現(xiàn)在家具的設(shè)計(jì)形式豐富多樣,尤其
是椅子,四條腿的一般穩(wěn)定性較好,但是三條腿、一條腿的就有個(gè)重
心問(wèn)題。人在坐姿時(shí)的重心很多人可能以為在座板的重心,其實(shí)不然,
除了直立的重心,還要考慮重心的移動(dòng)。
第三章人體與家具
第一節(jié)作業(yè)面的設(shè)計(jì)
工作面的高度
作業(yè)區(qū)設(shè)計(jì)主要依據(jù)人體尺寸的測(cè)量數(shù)據(jù),而作業(yè)性質(zhì)、生理和
心理諸因素也會(huì)影響作業(yè)區(qū)的設(shè)計(jì)。工作面的高度是決定人工作時(shí)的
身體姿勢(shì)的重要因素。
不正確的工作面高度將影響著工人的姿勢(shì),引起身體的歪曲,以
致腰酸背痛。不論是坐著工作還是站立工作,都存在著一個(gè)最佳工作
面高度的問(wèn)題。這里需要強(qiáng)凋,工作面高度不等于桌面高度,因?yàn)楣?/p>
作物件本身是有高度的。例如,打字機(jī)的鍵盤高度,一般有25至50mm。
不考慮具體的工作人員,一概采用固定的工作面高度,這不是一項(xiàng)好
的設(shè)計(jì)。
有人對(duì)燙衣板高度與工作人員生理方面的關(guān)系作了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)
驗(yàn)中使用了人的能量消耗(kW)、心跳次數(shù)、呼吸次數(shù)等指標(biāo)。多數(shù)受
實(shí)險(xiǎn)者選擇燙衣板距肘下150nlm為宜。如果把燙衣板置于距肘下
250mm,出現(xiàn)了受實(shí)驗(yàn)者呼吸情況稍有變化。還有人對(duì)不同高度的擱
架作過(guò)實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中使用了距地面以上100、300、500、700、
1100.1300、1500和1700mm的不同擱架。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最佳的擱
架高度是距地面1100mm。這個(gè)高度即為高出人體肘部150mm。受實(shí)驗(yàn)
者使用這個(gè)高度的擱架能量消耗(kW)最小。其他一些人的類似實(shí)驗(yàn)都
一致指出,當(dāng)擱架高度低于肘部時(shí),隨著擱架高度的下降,人的能量
消耗增加較快。這是由于人體自身的重量造成的。例如一個(gè)58kg體
重的女工,搬運(yùn)0.5g的罐頭到高于肘部的擱架上;她必須舉起0.5kg
的罐頭,1kg重的前臂,1.5kg重的上臂。為了搬動(dòng)0.5kg的罐頭到
低于肘部的擱架上,需要不同程度地移動(dòng)身體,則能量消耗增加很快。
手臂的位置作業(yè)面的高度影響人的作業(yè)技能。一般認(rèn)為,手在身前
作業(yè),肘部自然放下;手臂內(nèi)收呈直角時(shí),作業(yè)速度最快,即這個(gè)作
業(yè)面高度最有利于技能作業(yè)。但另一個(gè)對(duì)食品包裝的研究的結(jié)果與以
上觀點(diǎn)稍有不同(下圖)。由圖可見(jiàn),當(dāng)手臂在身體兩側(cè),外展角度為
8度?23度,前臂內(nèi)收平放在工作臺(tái)上時(shí),食品包裝的作業(yè)效能最高,
即包裝速度快,質(zhì)量好,而且人體消耗的能量也隨之減少。如果座椅
太低,上臂外展角度達(dá)45度時(shí),肩承受了身體的平衡重量,將導(dǎo)致
肌肉疲勞,所以作業(yè)效能下降,人體能耗增加。
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目前設(shè)計(jì)技能作業(yè)主要以速度和精確度為標(biāo)準(zhǔn)。但有些人體工程
學(xué)專家認(rèn)為還應(yīng)考慮疲勞和"單調(diào)"兩個(gè)因素,以后的章節(jié)將詳細(xì)討論
這兩個(gè)問(wèn)題。最佳的工作面高度是在人的肘下50m%這個(gè)數(shù)值是根
據(jù)生產(chǎn)效率和工作人員的生理情況兩方面因素確定的。很早就有人研
究后指出,工作面在肘下25?76mm是合適的。隨后許多研究都證明
了這一點(diǎn)。重要的結(jié)論是:(1)工作面高度應(yīng)由人體肘部高度來(lái)確
定,而不是由地面以上的高度來(lái)確定。由于不同人的肘部高度是不一
樣的,所以使用一個(gè)固定的數(shù)字來(lái)設(shè)計(jì)工作面高度顯然是不合理的:
(2)工作面的最佳高度號(hào)略低于人的肘部。雖然不同的研究者提出
了不同的肘下距離,但是一致的看法是工作面在人的肘下。有人提出
工作面的高度是人體高度的60%,也有人認(rèn)為工作面高度是人體高
度的57%。曾對(duì)4062個(gè)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究,人的肘部高度是人體高度
的63%。
站立作業(yè)
工作面的高度是決定人工作時(shí)的身體姿勢(shì)的重要因素。工作面的
高度設(shè)計(jì)按基本作業(yè)姿勢(shì)可分為三類:站立作業(yè):坐姿作業(yè);交替式
作業(yè);站立作業(yè)。工作面是指作業(yè)時(shí)手的活動(dòng)面。工作面可以是工作
臺(tái)的臺(tái)面,也可以是主要作業(yè)區(qū)域。工作面的高度決定于作業(yè)時(shí)手的
活動(dòng)面的高度,例如繡花時(shí),繡面的高度。站立工作時(shí),工作面的高
度決定了人的作業(yè)姿勢(shì)。工作面過(guò)高,人不得不抬肩作業(yè),可引起肩
脾、頸部等部位疼痛性肌肉痙攣。工作面太低,迫使人彎腰彎背,引
起腰痛。站立作業(yè)的最佳工作面高度為肘高以下5?10厘米。男性的
平均肘高約力105厘米,女性約力98厘米。因此,按人體尺寸考慮,
男性的最佳作業(yè)面高度為95?100厘米,女性的最佳作業(yè)面高度為
88~98厘米。作業(yè)性質(zhì)也可影響作業(yè)面高度的設(shè)計(jì),如圖
(1)對(duì)于精密作業(yè)(例如繪圖),作業(yè)面應(yīng)上升到肘高以上5?
10厘米,以適應(yīng)眼睛的觀察距離。同時(shí),給肘關(guān)節(jié)部一定的支承,
以減輕背部肌肉的靜態(tài)負(fù)荷。
(2)對(duì)于工作臺(tái),如果臺(tái)面還要放置工具、材料等,臺(tái)面高度
應(yīng)降到肘高以下10?15厘米。
(3)若作業(yè)體力強(qiáng)度高,例如需要借助身體的重量(木工、柴
瓦工);作業(yè)面應(yīng)降到肘高以下15?40厘米。對(duì)于不同的作業(yè)性質(zhì),
設(shè)計(jì)者必須具體分析其特點(diǎn),以確定最佳作業(yè)面高度。
作業(yè)面應(yīng)按身材較高的人設(shè)計(jì),身材較低的人可使用墊腳臺(tái)。
坐姿作業(yè)
對(duì)于一般的坐姿作業(yè),作業(yè)面的高度仍在肘高(坐姿)以下5~10
厘米比較合適。同樣,在精密作業(yè)時(shí),作業(yè)面的高度必須增加,這是
由于精密作業(yè)要求手眼之間的精密配合。在精密作業(yè)中,祝覺(jué)距離決
定了人的作業(yè)姿勢(shì)。
打字隨著中文計(jì)算機(jī)的發(fā)展,打字工作越來(lái)越多。打字時(shí)的作業(yè)
面高度決定于打字機(jī)的鍵盤高度和工作臺(tái)高度。然而,降低工作臺(tái)的
高度受到腿所必需的空間的限制。最低的工作臺(tái)高度可由以下公式求
得:
LH=K十R十T
式中LH一最低工作臺(tái)高度;
K一臏骨上緣高(坐姿);
R一活動(dòng)空隙,男性為5厘米,女性為7厘米;
T一工作臺(tái)面厚度。
坐立交替式作業(yè)
由于受到視覺(jué)距離和手的較精密工作(如書寫、打字等)的要求,
一般辦公桌的高度都應(yīng)在肘高以上。辦公桌的高度是否合適,還取決
于另外兩個(gè)因素1椅面與桌面的距離和桌下腿的活動(dòng)空間。前者影響
人腰部姿勢(shì);后者決定腿是否舒服。
一般而言,辦公桌應(yīng)按身材較大的人的人體尺寸設(shè)計(jì),這是因?yàn)?/p>
身材小的人可以加高椅面和使用墊腳臺(tái)。而身材較大的人使用低辦公
桌就會(huì)導(dǎo)致腰腿的疲勞和不舒服。
設(shè)計(jì)辦公桌時(shí)應(yīng)保證辦公人員有足夠的腿的活動(dòng)空間。因?yàn)?,?/p>
能適當(dāng)移動(dòng)或交叉對(duì)血液循環(huán)是有利的。抽屜應(yīng)在辦公人員兩邊;而
不應(yīng)在桌子中間,以免影響腿的活動(dòng)。
坐立交替式作業(yè)這是指工作者在作業(yè)區(qū)內(nèi),既可坐也可由圖可見(jiàn)。
重要的和需要經(jīng)常注意的視覺(jué)工作必須設(shè)計(jì)在舒服的視線范圍內(nèi)。從
而,避免由于頭的姿勢(shì)不自然而引起的頸部肌肉痛疼。站,可坐立
交替地工作(參考圖36)。這種工作方式很符合生理學(xué)和矯形學(xué)(研究
人體,尤其是兒童骨酪系統(tǒng)變形的學(xué)科)的觀點(diǎn)。坐姿解除了站立時(shí)
人的下肢的肌肉負(fù)荷,而站立時(shí)可以放松坐姿引起的肌肉緊張,坐與
站各導(dǎo)致不同肌肉的疲勞和痛疼,所以坐立之間的交替可以解除部分
肌肉的負(fù)荷,坐立交替還可使脊椎中的惟間盤獲得營(yíng)養(yǎng)。
一個(gè)坐立交替式作業(yè)的機(jī)床設(shè)計(jì)。有關(guān)尺寸如下;
(1)膝活動(dòng)空間:30x65平方厘米
(2)作業(yè)面一椅面:30-60厘米
⑶作業(yè)面:100~120厘米
⑷座椅可調(diào)范圍,80—100
另外,坐立交替設(shè)計(jì)還很適合需頻繁坐立的工作。例如美國(guó)UPS
又整車司機(jī)的座椅就比一般汽車司機(jī)的座椅高,它可以坐立交替,從
而大大減輕了頻繁坐立的勞動(dòng)強(qiáng)度。
斜作業(yè)面
作業(yè)時(shí),人的視覺(jué)注意的區(qū)域決定頭的姿勢(shì)。頭的姿勢(shì)要舒服,
視線與水平線的夾角應(yīng)在下圖所規(guī)定的范圍內(nèi)。坐姿時(shí),此夾角為
32"~44)站姿時(shí)為23~34\由于視線傾斜的角度包括頭的傾斜和眼
球轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)角度,實(shí)際頭傾斜角度為站立8?22",坐姿17~29".
實(shí)際工作中,頭的姿勢(shì)很難保持在圖37所示的范圍內(nèi),如最常
見(jiàn)的在寫字臺(tái)上讀寫書畫,頭的傾角就超過(guò)了舒服的范圍(即8"~
22",),因此;出現(xiàn)了桌面或者作業(yè)面傾斜的設(shè)計(jì)。此時(shí)人的頭和軀
體的姿勢(shì)受作業(yè)面高度和傾斜角度兩個(gè)因素的影響圖中的繪
圖桌都是己經(jīng)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。研究者根據(jù)人的作業(yè)姿勢(shì),選出4張
設(shè)計(jì)好的和4張?jiān)O(shè)計(jì)差的繪圖桌進(jìn)行比較a通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)如下結(jié)果:
(1)設(shè)計(jì)好的,軀體彎曲為7"?9";
(2)設(shè)計(jì)差的,軀體彎曲為19"~42";
(3)設(shè)計(jì)好的,頭的傾角為29"~33";
(4)設(shè)計(jì)差的,頭的傾角為SO"~36"。
特別是當(dāng)水平作業(yè)面過(guò)低時(shí),由于頭的傾角不可能過(guò)多超過(guò)30”,
人不得不增加軀體的彎曲程度。因此,繪圖桌的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾條
要求,
(1)高度和傾斜度都可調(diào):
(2)桌面前緣的高度應(yīng)在65-130厘米內(nèi)可調(diào);
(3)桌面傾斜度應(yīng)在0"-75”內(nèi)可謂。
對(duì)學(xué)生使用課桌時(shí)的姿勢(shì)的研究己經(jīng)發(fā)現(xiàn),軀體傾斜(第12節(jié)胸椎
與眼睛的連線同水平面之詞的夾角)程度與桌面傾斜有關(guān)系:
⑴水平桌面:35"?45。
(2)傾斜12"桌面:37""48";
(3)傾斜24"桌面;40"-50".
可見(jiàn),傾斜桌面有利于保持軀體自然姿勢(shì),避免彎曲過(guò)度。另外,
肌電圖和個(gè)體主觀感受測(cè)量都證明了傾斜桌面的優(yōu)越性,傾斜桌面還
有利于視覺(jué)活動(dòng)。但桌面斜了,放東西就困難,這一點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)亦應(yīng)予
以考慮。
可調(diào)工作臺(tái)從適應(yīng)性而言,可調(diào)工作臺(tái)是理想的人體工程學(xué)的設(shè)
計(jì)。在輕負(fù)荷作業(yè)條件下,不同身高的人應(yīng)采用的調(diào)節(jié)高度如圖所示。
P,,11
可調(diào)節(jié)操作人員肘部的離地高度。如果操作人員是坐著工作的,
調(diào)節(jié)坐椅的高度。如果操作人員是站立工作的,可在腳下設(shè)置不同高
度的踏腳板或鋪設(shè)不同張數(shù)的地毯,以調(diào)節(jié)高度。
原始人只會(huì)蹲、跪、伏,并不會(huì)坐,那么座椅是怎么產(chǎn)生的?經(jīng)過(guò)
人類學(xué)家的研究,人類最早使用座椅完全是權(quán)力地位的象征,座的功
能是次要的。以后座椅又逐步發(fā)展成一種禮儀工具,不同地位的人座
椅大小不同。座椅的地位象征意義至今仍然存在(見(jiàn)下圖)。直到本
世紀(jì)初,人們才開始認(rèn)識(shí)到坐著工作可以提高工作效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)
度。不論在工作、在家中、在公共汽車或在其他的任何地方,每人在
他的一生中總有很大的一部分時(shí)間是花在坐的上面。我們從經(jīng)驗(yàn)可
知,椅子和座位必須舒適,并配合不同的工作需要,這不僅與工作有
關(guān),而且與人的健康有著密切的關(guān)系。今天在工業(yè)國(guó)家內(nèi)幾乎3/4的
工作是坐姿作業(yè),因此座椅的研究設(shè)計(jì)受到了廣泛的重視。但是在我
國(guó)很少為人們注意,往往認(rèn)為加一塊泡沫塑料,甚至在椅子的座位上
刻出雙腿的溝股就是從人體工程學(xué)出發(fā)了。這里我們從一般的座為設(shè)
計(jì)原理開始進(jìn)一步介紹有關(guān)的人體工程學(xué)問(wèn)題。
座椅對(duì)人有以下的益處:
1、減輕腿部肌肉的負(fù)擔(dān);
2、防止不自然的軀體姿勢(shì);
3、降低人的耗能量;
4、減低血液系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
但不正確的坐姿也會(huì)影響健康,長(zhǎng)期坐著的人,腹部肌肉松弛,
脊柱變形彎曲,進(jìn)而影響消化器官和呼吸器官。
一、一般座位設(shè)計(jì)的原理
與座位有關(guān)的舒適程度和功能效用是它們的設(shè)計(jì)與人體的結(jié)構(gòu)
及生物力學(xué)關(guān)系所構(gòu)成的。座位的用途不同顯然要求不同的設(shè)計(jì),但
仍然有一些一般的準(zhǔn)則。
1、重量的分布
當(dāng)一個(gè)人坐在椅子內(nèi);他身體的重量并非全部在整個(gè)臀部上,而
是在兩塊坐骨的小范圍內(nèi)。下圖給出一了坐椅所受到的壓力分布。一
把好的坐椅可以適應(yīng)改變姿勢(shì)。軟的坐墊是需要的,因?yàn)樗梢栽黾?/p>
接觸表面,從而減小壓力分布的不均勻性。一般坐墊高度是25mm。
太軟太高的坐墊造成身作不易乎衡相穩(wěn)定,反而不好。椅子表面的材
料應(yīng)采用纖維材料。既可透氣,又可減少身體下滑。不要采用塑料面。
塑料面不透氣,表面太滑,使人感到不舒服。
2、座椅的高度
坐椅的高度是很重要的。應(yīng)該根據(jù)工作面高度決定坐椅高度。常
常出現(xiàn)的錯(cuò)誤是從地面起量坐椅的高度。決定坐椅高度最重要的因素
是造成人的肘部與工作面之間有一個(gè)合適距離是275±25mm,在這個(gè)
距離內(nèi),大腿的厚度占據(jù)據(jù)了一定高度。95%美國(guó)男性和女性的大腿
厚度是175mm。當(dāng)上半身有了好的位置后,再注意到下肢。舒服的坐
姿是大腿近乎水乎以及兩腳被地面所支持。由于考慮到工作面的需要,
可能椅子高度造成人腳達(dá)不到地面,這時(shí)應(yīng)該使用腳墊。坐椅的灤度
要恰當(dāng)。如果坐椅太深,坐者不能靠背。通常的操度是375至400nlm
為宜。
3、座位的深度與寬度
座位的深度與寬度應(yīng)該取決于座位的類型,然而一般講這個(gè)規(guī)定
的深度應(yīng)該適應(yīng)小個(gè)子,規(guī)定的高度應(yīng)該適應(yīng)大個(gè)子。
座椅的深度要恰當(dāng)。如果座椅太深,座者不能靠背。通常的深度
是375~400mm為宜。不應(yīng)超過(guò)430mm。
座椅的寬度是以寬為好。寬的座椅允許坐者姿勢(shì)可以變化。最小
的椅子寬度是400mm再加上50mm的衣服和口袋裝物的距離。對(duì)于有
靠手的座椅,兩靠手之間的距離最小是475mm。不會(huì)妨礙手臂的運(yùn)動(dòng)。
單個(gè)的椅子是這樣,如果是排成一排的椅子,還必須考慮肘與肘的寬
度。如果穿著特殊的服裝,應(yīng)增加適當(dāng)?shù)拈g隙。
4、身軀的穩(wěn)定性
身軀的穩(wěn)定性大部分是有設(shè)計(jì)決定的,設(shè)計(jì)應(yīng)使得主要的重量是
圍繞者座骨結(jié)節(jié)的面積來(lái)承受。太軟太高的座椅造成身體不易平衡和
穩(wěn)定,反而不好。椅子表面的材料應(yīng)采用纖維材料,既可透氣,又可
減少身體下滑。不要采用塑料面,塑料面不透氣,表面太滑,使人穿
著感到不舒服。身體的穩(wěn)定性也可以靠手來(lái)幫助,如果需要手臂支撐,
可以把手臂放在桌子上,手臂下面還可以放小的墊子。對(duì)于有靠手的
座椅,靠手高度自椅面以上200mm為宜,應(yīng)該是能使手臂自然的垂下
的高度,靠手太高是錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)。
轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)軸可使椅子轉(zhuǎn)動(dòng),適應(yīng)人的姿勢(shì)改變或轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)椅也增
加了坐者能伸手達(dá)到的范圍。轉(zhuǎn)椅還能使坐著接近或者離開工作對(duì)
象,而不需要前后移動(dòng)椅子。對(duì)于要操作腳踢開關(guān)的工作人員,不要
使用轉(zhuǎn)椅。
理想的椅子靠背應(yīng)該在水平和垂直兩個(gè)方向均可調(diào)節(jié)。非常好的
設(shè)計(jì)是,座椅的靠背具有彈簧作用,可以隨人體背部的移進(jìn)移出而相
應(yīng)移動(dòng)。有的座椅靠背能支持人的肩部以及腰部,具有較高的高度合
成凹面形狀,可以給整個(gè)背部較大面積的支撐。
對(duì)于工作坐椅,人的肘部會(huì)經(jīng)常碰到靠背,所以靠背寬度以不大于
325?375mm為宜。簡(jiǎn)單靠背的高度,大約125mm就可以了。對(duì)于工
礦用椅,靠背相座椅面之間的角度為95℃?110℃之間,一般以100C
為宜。
坐的生理學(xué)
轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)軸可使椅子轉(zhuǎn)動(dòng),適應(yīng)人的姿勢(shì)改變或轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)椅也增
加了坐者能伸手達(dá)到的范圍。轉(zhuǎn)椅還能使坐者接近或者離開工作對(duì)
象,而不需要前后移動(dòng)椅子。對(duì)于要操作腳踏開關(guān)的工作人員,不要
使用轉(zhuǎn)椅。
坐椅的寬度是從寬為好。寬的坐椅允許坐者姿勢(shì)可以變化。最小
的椅子寬度是400mm再加上50mm的衣服和口袋裝物的距離。對(duì)千有
靠手的坐椅,兩靠手之間的距離最小是475mm。會(huì)妨礙手臂的運(yùn)動(dòng)。
如果需要手臂支撐,可以把手臂放在桌子上,手臂下面還可以放小的
墊子。對(duì)子有靠手的坐椅,靠手高度奄椅面以上200mm為宜。德手太
高是錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)。
理想的椅子靠背應(yīng)該在水平和垂直兩個(gè)方向均可調(diào)節(jié)。非常好的
設(shè)計(jì)是,坐椅的篦背具有彈簧作用,可以隨人體背部的移進(jìn)移出而相
應(yīng)移動(dòng)。有的坐椅靠背能支持人的肩部以及腰部,具有較高的高度和
呈凹面形狀,可以給整個(gè)背部較大面積的支撐。
對(duì)于工作坐椅,人的肘部會(huì)經(jīng)常碰到靠背,所以靠背寬度以不大
于325至375mm為宜。簡(jiǎn)單靠背的高度,大約125nlm就可以了。對(duì)于
工礦用椅,靠背相坐椅面之間的角度為95"至110"之間,一般以100"
為宜。否則,容易使人腹部肌肉松弛,脊柱變形彎曲,進(jìn)而影響消化
器官和呼吸器官。
坐姿的最嚴(yán)重問(wèn)題是對(duì)腰椎和腰部肌肉的有害影響,不正確坐姿不
但不能減輕腰的負(fù)荷,反而加重了這一負(fù)荷。椎間盤60%的大都有過(guò)
腰痛的體驗(yàn),其中最常見(jiàn)的痛因就是椎間盤的問(wèn)題。就的纖維環(huán)構(gòu)成。
由于某種原因,椎間盤也可能退化,從而喪失強(qiáng)度,過(guò)時(shí)椎間盤變得
扁平;嚴(yán)重時(shí)粘液還可被擠出,整個(gè)脊柱的機(jī)能因此受到損害,造成
一些組織和神經(jīng)受擠壓,引發(fā)各種骨盆部位的病癥以及腰部風(fēng)濕病,
甚至腿癱瘓,不正確的作業(yè)姿勢(shì)和坐姿可能加速椎間盤退化,引起上
述種種病痛。
矯形學(xué)研究使用現(xiàn)代復(fù)雜的科學(xué)儀器測(cè)量了人在不同姿勢(shì)和坐
姿下椎間盤的內(nèi)部壓力變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn),人體姿勢(shì)是決定椎間盤內(nèi)壓
力的主要因素,椎間盤內(nèi)壓力過(guò)高是損壞椎間盤的直接原因。下圖例
出了4種姿勢(shì)下惟間盤內(nèi)壓力。
(1)大腿相當(dāng)于杠桿
(2)骨盆上部向后轉(zhuǎn)動(dòng)
(3)艇骨向上轉(zhuǎn)動(dòng);
(4)腰脊椎由朝前彎曲變?yōu)槌髲澢?。由于這些位置的變化改變
了背椎受力狀態(tài),因而造成了椎間盤內(nèi)應(yīng)力的增大。圖2中左側(cè)是站
立時(shí)的脊柱形狀,右側(cè)是坐姿時(shí)脊柱的形狀,頭表示轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
許多人建議人應(yīng)直腰坐著,以保持脊柱的自然S形。在人直腰坐著時(shí),
椎間盤內(nèi)壓力比彎腰坐時(shí)小。但是,在坐著時(shí)適當(dāng)放松,稍微彎曲身
體,可以解除背部肌肉的負(fù)荷,使整個(gè)身體感覺(jué)舒服。由肌電圖可以
很容易地證明這一點(diǎn),如圖1所示,當(dāng)直腰坐時(shí)肌電圖波形變化大,
而放松坐時(shí)機(jī)電圖被形平穩(wěn),這說(shuō)明、身體稍微前傾的放松坐姿:有
利于整個(gè)身體的平衡。事實(shí)上,多數(shù)人的坐姿是放松的。細(xì)心的讀者
一定己經(jīng)發(fā)現(xiàn),肌肉和椎間盤對(duì)坐姿的要求是矛盾的。直腰坐有利于
降低椎間盤內(nèi)壓力、但肌肉負(fù)荷增大:彎腰坐有利于肌肉放松,卻增
加了椎間盤的姑內(nèi)壓由力。所以,坐姿的問(wèn)題并不節(jié)背傾角靠背傾
角和靠背的形狀都可影響惟間盤和背部肌肉??勘硟A角是指靠背與坐
面的夾角。圖2是不同靠背傾角下的肌電圖和椎間盤內(nèi)壓力。圖中惟
間盤的內(nèi)壓力以靠背傾角為90"時(shí)的壓力值為零點(diǎn),其絕對(duì)壓力為
0.5mp(=5公斤/厘米,),所以,圖中為相對(duì)壓力。
在不同坐姿下,惟間盤的內(nèi)壓力如圖旦所示:圖中零點(diǎn)的絕對(duì)壓
力為0.5mP,它是參考?jí)毫?,其他是相?duì)壓力比。
綜合上述內(nèi)容和圖中的數(shù)據(jù),可以得出以下兒點(diǎn)結(jié)論:
⑴人的背后仰和放松時(shí),椎間盤內(nèi)壓力最??;
(2)靠背傾角越大,肌肉負(fù)荷越小s;
(3)5厘米厚的短靠腰(靠住腰部,也叫低篦腰)。與平面的靠
背相比,可降低椎間盤壓力,減輕肌肉負(fù)荷;
(4)靠背最佳傾角(與水平面夾角)為120",坐面最佳角度(與
水平面夾角)為14”,靠背應(yīng)力5厘米厚的低靠腰。當(dāng)靠背傾角超過(guò)
110"后,傾斜的靠背支承著身體上部分的重量,從而減小了椎間盤內(nèi)
壓力。
¥
.二
4討J
?
^-
辦公人員的坐姿設(shè)計(jì):好座椅只解決了坐的問(wèn)題的一個(gè)方面,如果不
了解人們坐的方式,特別是沒(méi)有教育人們保持正確的坐姿,座椅設(shè)計(jì)
得再好也是徒勞的。圖L是261個(gè)男性和117個(gè)女性辦公人員的習(xí)慣
坐姿。圖」_中的百分?jǐn)?shù)為辦公人員在工作時(shí)間內(nèi),處于某種坐姿的時(shí)
間比。
疼痛坐姿工作的人有一些經(jīng)常疼痛的部位,圖2是對(duì)246個(gè)坐姿
工作的人進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果,調(diào)查還發(fā)現(xiàn),
⑴座椅高度為38~54厘米能使軀體上部感覺(jué)舒服;
(2)造成大腿疼痛的原因主要是工作時(shí)體重正在大腿上,其次才
是座椅的高度;
(3)如果座椅可調(diào)并備有腳墊臺(tái),桌子高度應(yīng)力74~78厘來(lái),以
提供最大的調(diào)節(jié)范圍。
(4)57%的坐姿工作人員有腰痛癥狀;
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