人体工程学与建筑学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人体工程学与建筑设计,姓名：沈超翔,班级：12建筑设计1,学号：1212050127,人体工程学(Engonomics)：,目前国际上对其的定义为：是研究人在工作环境中的解剖学、生理学、心理学等诸方面的因素，研究人-机器-环境系统中的交互作用着的各组成部分（效率、健康、安全、舒适等）在工作条件下、在家庭中、在休假的环境里，如何达到最优化的问题。,人体工程学,是一门新兴的科学，同时又具有古老的渊源。,早在公元前1世纪罗马建筑师,维特鲁威,就已从建筑学的角度对人体尺度作了较全面的论述，他从人体各部位的关系中发现人体基本上以肚脐为中心。一个站立的男人，双手侧向平伸的长度恰好就是其身高，双足趾和双手指尖恰好在以肚脐为中心的圆周上。文艺复兴时期，艺术家达芬奇根据维特鲁威的论述，绘制了著名的人体,比例,人体工程学的由来和发展,19世纪，建筑师勒柯布西耶等人对人体尺度在建筑中的应用作出了巨大贡献，创立了模数制,目前，人体工程学已经成为相对独立的研究领域。为了设计的需要，现在世界各先进国家都有本国的人体尺寸国家标准（或数据资料），我国也于1988年发布了相应的国家标准GB/T 100001988中国成年人人体尺寸。,人体工程学包括,人体静态测量,和,动态测量,，前者测量在静止和正常体态时人体各部位的尺寸，后者测量人体各部位在活动时的位置关系。,我国成年人体平均尺寸,人体测量的基础数据,人体动作尺度,人活动的尺度,（一）作业域：,人在工作时常用的姿势：站、坐、跪、躺。,水平作业域：人在台面前，在台面上左右运动手臂作业,域而形成的轨迹范围。,垂直作业域：指手臂伸直，以肩关节为轴作上下运,所形成的范围。最大作业域,水平作业域又分为,通常作业域,摸高(,注：如需眼睛引导时，架子的高度,不,得超过,男150160cm,女140150cm),垂直作业域决定了,拉手：办公室用100 cm，一般家庭用,8090cm。,门的最小宽度受人体动态尺寸的制约和影响，一般单股人流最小宽度为0.55m，加上人行走时身体的摆幅00.15m，以及携带物品等因素，因此门的最小宽度0.7 m。,走道、楼梯梯段和休息平台最小宽度的确定同样离不开人体的动态尺寸。单股人流宽度为0.550.7m，双股人流通行宽度为1.11.4m，根据可能产生的人流股数，便可推算出各自所需的最小净宽，而且还应符合单项建筑规范的规定,走道，,门的影响,门的最小宽度,走道的最小宽度,楼梯梯段和休息平台的最小宽度,（4）,建筑中诸如栏杆、扶手、踏步等一些要素，为适应功能要求，基本上保持恒定不变的大小和高度，这些常数的确定往往也受人体工程学的直接影响。,建筑艺术要求真、善、美统一。著名建筑师柯布西耶研究了人的各部分尺度，认为它符合黄金分割等数学规律，从人体绝对尺度出发制定了两列级数，从而建立了他的模数制，并应用于建筑设计中，进一步把比例与尺度、技术与美学统一起来考虑。,在运用人体基本尺度时，除了要考虑到地域、年龄等差别（表2.3）外，,还应注意以下几点：,设计中采用的身高并非都取平均数，应视具体情况在一定幅度内取值，并注意尺寸修正量（,图2.14,）。,近年来对我国部分城市青少年调查表明，其平均身高有增长的趋势，所以在使用原有资料数据时应与现状调查结合起来。,针对特殊使用对象（运动员、残疾人等），人体尺度的选择也应作调整。,阶梯座位,家具布置与平面尺寸的关系,卫生间设备布置与隔间尺寸,浴室的安全抓杆,残疾人专用卫生间,一、建筑类家具设计的人体工程学,建筑类家具的设计主要依据是人体身高和动态活动范围（近身空间尺度）。为便于建筑类家具的设计，下面对人体立姿和坐姿的近身空间作简单介绍。,（一）立姿近身空间,人体操作空间和设施尺度要以立姿上肢活动空间尺度为依据。,（二）人体水平面作业空间尺度,作业台等水平面作业空间尺度如图所示。办公桌、仪器仪表控制台等空间尺度的设计要以此空间尺度作为依据。,（三）收纳空间尺度划分,收纳柜（架）的设计要考虑人体身高来设计，可根据国家人体尺寸标准，按照人体尺度使用原则来确定设计尺度。右图是收纳空间的尺度划分，可作为设计时的参考。,（,四）省力操作位置,立姿操作最佳位置,建筑类家具以及门等的拉手位置要设置在最省力的位置，最省力的位置也就是能发出最大操作力的位置。,右图是5%百分位计算的坐姿近身空间尺度。从图中可知抓握式操作的抓握半径男性为65cm,女性为58cm。,人体坐姿抓握空间尺度,（五）坐姿近身空间尺度,作业面高度,作业面的高度对作业效率及肩、颈、背和臂部的疲劳影响很大。一般情况下使小臂保持水平或稍向下倾的作业面高度为最佳。单手作业时一般在肘下5-10cm为佳。而坐姿时的作业面高度随座椅高而变化。总的原则是保持作业时小臂水平或向下倾。表6-1是站姿和坐姿时的作业面高参考值,(cm),。,作业类型,站姿,坐姿(因椅高而变化),男,女,男,女,精密作业,(如钟表装配),98-108,93-103,95-105,89-95,轻型装配或写字,88-93,83-88,74-78,70-75,重荷作业,73-88,68-83,69-72,66-70,二、人体类家具设计的人体工程学,（一）,人体坐姿与座椅设计,1,、人体坐姿生理特征,人的最自然的姿势是直立站姿,直立站姿时脊柱基本上是成S形的(如图所示)。不过,与直立站姿相比,坐姿有利于身体下部的血液循环，减少下肢的肌肉疲劳，同时坐姿还有利于保持身体稳定。但是由于坐姿时，骨盆向后方倾转，因而使背下端的骶骨也倾转，使脊柱由S形（正常形）向拱形变化(见右图)，这样使脊柱的椎间盘受很大压力，而导致腰痛等疾病。坐面设计不妥，会使大腿受压迫，阻碍下肢的血液循环,造成下肢麻木。,站姿（左）和坐姿（右）时脊柱的形状,S形,弓形,研究表明,第三和第四腰椎间所受的压力最大，若将人体直立时第三和第四腰椎之间所承受的压力定为100，则其它不同姿势状态下的相对压力如图所示。因此，坐姿对下半身（下肢）有利，而对上半身无利。且设计座椅时，考虑人体姿势是及其重要的。,不同姿势状态下的椎间盘的相对内压力,腰椎间盘的相对内压力,2、座椅设计的人体工程学基本原则,座椅设计时应考虑的因素很多，概括起来有以下几点：,（1）座椅的形式及尺度和它的用途相关，即，不同的用途,应有不同的座椅形式和尺度。,（2）应根据人体测量数据进行设计。,（3）身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担，休息时腰背,部也应承担重量。,（4）减少大腿对椅面的压力,（5）应设计靠背、腰部支撑和扶手,（6）应能自由地变换身体位置,（7）椅垫要有一定厚度，硬度和透气性，确保体重能均匀地,分布于坐骨结节区域。,3、座椅分类,（1）工作用椅：应保持稳定，有适当腰部支撑，重量分布,均匀,（2）休息用椅：以减少疲劳为目的，结构要能使身体放松，,减少椎间盘内压力,(3)多用椅：以多用途为目的。,4、座椅设计的其它主要尺度,从上面的介绍可知，作业的设计尺度要保证人体正常作业，在作业过程中能随意活动，使身体不受约束。工作用椅和休息用椅因为使用目的不同，设计参数也应有差异，除了上面介绍的主要参数外，还有座面宽，扶手高等主要参数。座面宽一般以女性的最大百分位数值设计，其值约为43-45 cm.。扶手高要高过人体重心位置2cm左右，其值约为21-22cm。靠背宽为35-48cm。还要考虑座面材料的软硬和透气性，软硬程度以坐下后平均下陷1-3cm(休息椅)、0.6-1cm（工作椅）为宜。对于工作椅坐骨结节部位要承受主要重量，休息椅腰部靠背也要承担相当部分重量。,（二）人体的构造与寝具设计,人体上半身分头、胸（胴）和臀部。站立时，以上三部分的重力方向基本上是重合的。而卧姿时，三重力方向则是平行的（图6-22a），分别对脊柱产生弯曲作用。如果支撑人体的垫子很软时，重的身体部分（臀部）下陷就深，轻的部分则下陷小，这样使腹部相对上浮造成身体呈W形，使脊柱的椎间盘内压力增大，结果难以入睡。如果床垫太硬，背部的接触面积减小（图6-22 b），局部压力增大，背部肌肉收缩增强，也会使人不舒适。因此，床垫软硬必须合理。,床垫的三层构造,寝具的生命在于缓冲性。寝具的缓冲性构造以三层构造为好。最上层 A层是与身体接触的部分，必须是柔软的，B层是相当硬的一层，C层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用，满足以上三条件软硬安排协调的床垫才是好床垫。,床垫的三层构造,1、枕头高度,枕头高度也是影响睡眠的因素之一。从大量研究资料归纳看：枕头高度约68cm为最佳。为了调节枕高，最好有二个枕头，一厚一薄。这里所说高度是指下沉后的高度，而不是头部没枕下时的高度。因此与褥子还有关系。最好根据被褥而更换枕头。身体、床和枕头三者是相互关联的。,2、枕头的材料,中国和日本人自古以来喜欢荞麦壳枕头，因为这些材料的皮肤触感、弹性、散热性、透气性都很好。有些地方用谷壳与荞麦壳混和，对头皮稍有按摩作用，增加睡眠舒适感。,西方人喜欢用羽毛枕，木棉次之。羽毛和木棉也具有良好的皮肤触感和散热，弹性及透气性能。,枕头,（）床宽,研究发现，人处于将要入睡的状态时床宽需要约50cm，由于熟睡后需要频繁地翻身，不论是软床还是硬床，翻身所需要的幅宽约为肩宽的2.53.0倍。,通过脑波（EEG）观测睡眠深度与床宽的关系。发现床宽的最小界限应是70cm。比这宽度再窄时，翻身次数和睡眠深度都会明显减少，影响睡眠质量，使人不能进入熟睡状态。床宽小于50cm时，翻身次数减少约30，睡眠深度受到明显影响,床的尺度,床宽对睡眠深度的影响（垂直轴为脑波成分脑波成分的比，波成分越多，说明睡眠越深）,在长度上，考虑到人躺下时肢体的伸展，所以床的长度要比人的最大高度要多一些，如图所示。,床长和床高,公寓式住宅,即公共住宅，我国城镇居民还是以公寓式住宅为主要居住地。在公寓设计中应注意的问题：,1、安全性。,住在高层公寓里的居民最关心的问题之一就是住宅的安全性，因为高层公寓的犯罪率要高得多。这是因为：,a、高层公寓居住的人口多，人越多意味着居民之间相互认识和了解的机会越少，就很难辨认混入住宅楼进行犯罪活动的陌生人。,b、高层公寓便于作案，缺乏防御空间。如楼道，走廊尽 头、拐角和电梯里都成为罪犯作案最佳场所。,解决方法：公共住宅的建筑设计要考虑防止犯罪行为的发生。将防范最薄弱的地方，设计得更加开敞，增加可见度。另外，将走廊缩短也能减少犯罪率。,2、孤独。,住在高层公寓里，居民间感情上的交流太少。高层单元住宅大多数都没有给人们提供社交或谈话的场所。在庭院式的低层公寓里，孤独感则会少一些。,解决方法：可设计一个或多个公共活动区。,别墅,1、外部环境,A、一般来说，别墅都建在郊外，郊区化可以说是别 墅的特点之一。别墅与别墅之间、别墅与其他社区之间的相对应的位置十分重要，因为位置决定了人们相互交往的数量和频率。,B、别墅的隐蔽性比公共住宅要好。那么别墅本身位置的选择就是另一个需要重点考虑的方面，因为它关系到安全性。房屋建在临近交通主干道的地方，隐蔽性就会减少，但安全系数会提高；离主干道远、又有篱笆和花园阻挡外部视线，能减少外来的干扰（如交通噪音）而且隐蔽性增加，但这样的设计安全性却降低了。,C、应尽可能在隐蔽性和安全性两者间取得平衡，使别,区既能够得到较多隐蔽性，又能减少安全隐患。,2、内部环境,对于别墅内部，最重要的问题是家庭成员占有房间的,空间大小，这将直接影响到各个成员的隐蔽性和空间需,要的满足程度，以及每个家庭成员对房间里的各种陈设,的运用情况。,别墅的室内又可进一步划分为前部区域和后部区域。,前部区域指客厅，餐厅等。后部区域指卧室，厨房等。,厨房是家庭成员活动的中心，而卧室的设计则不但要舒,适，还应该有私密性的保护，限制客人从视觉和听觉上,的侵入，更不会作为款待客人的地方。,如何设计一个健康的居室环境：,A、注意居室光线。,住宅设计要注意采光。在光照不足的情况下，可以科学地利用非自然光。,B、利用居室色彩。,居室色彩对人的身体健康也有很大的影响。利用暖色（红、橙、黄色）可使人精神振奋，心情愉快，增加新陈代谢；利用冷色（蓝，绿）则可以抑制与缓和精神紧张，安定情绪，控制暴躁，对病人则有辅助心理治疗的作用。,家庭人口多而喧闹的，也宜采用冷色调；人口少，比较安静则多采用暖色调。,此外，对于白天工作常接触纷杂多变的色彩的人，回到家中要让眼睛得到休息，所以房间内要增加一些冷色调；医务人员平时较多接触单一的色彩，他们的房间则应增加一些暖色调；家中有体弱老人，住宅也应多用暖色调，以使他们心情愉悦，促进新陈代谢。,另外，对人体最有益的是绿色，能对人体神经系统、视网膜组织的刺激恰到好处，使人消除疲劳，改善机体机能，减慢血流，松弛神经，在居室内应多考虑采用，尤其是绿色植物。,C、预防噪音污染。,办法：a、设置窗帘，b、在居室周围多种些树木，临街的窗户上加双层窗或密封窗，c、宜选用木制家具，可以吸收噪音。,老年人室内居住环境设计,老年人无论在肢体还是感官或智力方面，都会表现出不同,程度的衰退，渐渐出现各种慢性疾病以及由于生理机能的老化,造成身体某些器官的障碍，如行走不便等。这使他们对周围环,境的反应和适应能力逐步降低，情感越发脆弱。因此，他们要,求能给予更多的体贴与关怀。,我国老年人的个性特点大致可归纳为：孤独感，焦虑感，,活动性减退，适应性减退，爱回忆往事，喜欢舒适与安全。,而他们的室内居住环境，又是他们晚年生活的基本依托，,所以应当从生理和心理上综合考虑他们的特点，最大限度地满,足他们的各种需要。,1、老年人居室的朝向、采光和通风,老年人居室应有充足的阳光。良好的景致，以及最好是朝向,花园、大街或住宅的院落。室内通风要确保空气新鲜，减少疾,病和有利于创造冬暖夏凉的室内小气候。,Thank 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