人体工程学 人体黄金比例 SY

坐姿(因椅高而变化)
男 95-105 74-78 69-72 女 89-95 70-75 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。
C、可调节性：在条件、成本允许下，可考虑选择可调节的做 法，扩大适用范围，满足大部分人的需求。 E、设计中应分别考虑各项人体的尺寸。 F、尺寸定义由于定义标准的不同会有误差，要根据具体对象 作适当的标准调整。 G、尺寸的衡量标准：舒适的标准、安全的标准。
常用人体尺寸的测量练习
三、人体与室内人体活动
弓形 S形
站姿（左）和坐姿（右）时脊柱的形状
腰椎间盘的相对内压力
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
人体工程学
一、人体工程学的概论
1、人体工程学的由来及发展：
人体工程学----是一门研究人与机械及环境关系的学说 第一次世界大战为人的工作效率研究提供了土壤。当时男人 大量应征，妇女被大量吸收参加生产劳动。由于缺乏熟练 工人，为了提高生产效率而不得不加班。因此工作疲劳和 工作效率以及如何发挥人在战争中的有效作用问题是当时 的主要研究内容。当时英国成立了人体疲劳研究所，德国、 前苏联和日本也相继成立了工业心理研究所、劳动科学研 究所和工业效率研究所，做了大量的研究工作。 而人体工程学的确立、完善与发展则是从二十世纪40年代 二战结束后开始的，是随着军事及航天的需要发展起来的， 其发展历程： 1950年英国成立世界第一个人类工效学学会， 1961年建立国际人类工效协会 1989年我国成立中国人类工效学协会 1991年1月成为国际人类工效协会会员
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
枕头
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6－8cm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、座椅设计的人体Hale Waihona Puke Baidu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。
（1）为确定空间范围提供依据； （2）为家具设计提供依据 （3）为确定感觉器官的适应能力提供依据；
人体工程学与家具设计
根据家具与人体的关系，可把家具分为建筑类家具和 人体类家具两类。按照使用场所分为住宅家具和办公家具。
建筑类家具：与人体接触时间少的工具柜、货柜、展
柜、衣柜、餐柜、电视柜、酒柜等收纳 柜类家具；
（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。
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。
5）百分位概念： 百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对 象总人数的百分比。 百分位分布规律：大部分属中间值，只有小部分属于过大 和过小值。 常用百分位：第5百分位，第50百分位，第95百分位。
6）人体尺寸的运用 A、数据的选择：以设计对象（即使用人群）为重点。 B、百分比的运用：以“够得着的距离，容得下的空间”为标准。 a、由人体总高度、宽度决定的物体（门、通道、床等）以95 百分比为依据，能满足大个子的需要，小个子自然没问题； b、由人体某一部分（臂长、腿长等）尺寸决定的物体应以第5 百分位为依据，小个子够得着，大个子自然没问题； c、在安全等特殊情况下，可扩大百分位，达到1或99甚至100， 如紧急出口、栏杆间距等； d、目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围时，可用50百 分位，比如超市的结算柜台就要按平均的顾客建造，以适 应大部分人的需要。
（四） 省力操作位置
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。
立姿操作最佳位置
（五） 坐姿近身空间尺度
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
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。
床的尺度
（１）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2.5－3.0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
1、人体尺寸
1）人体测量数据的来源 1962年中国建设科学研究院发表《人体尺寸的研究 》 1989年《中国成年人人体尺寸》（GB1000——88） 1989—1990年《家具及室内活动空间与人体工程学 研究》
2）尺寸的分类 构造尺寸 ：静态的人体尺寸，人体处于固定的标准 状态下测量的数据； 功能尺寸：动态的人体尺寸，人在进行某种功能活动 时肢体能达到的空间范围。 3）人体尺寸的比例关系：根据身高的比例来推算人体其 他的尺寸。
二、人体工程学的研究方法人体测量
人体测量------为研究人体工程学提供有关人体的心理特 征和生理特征的数据。 人体测量的内容 A：形态测量：长度尺寸、体形、体 积、体表面积等 B：运动测量：动作范围、动作过程、 形体变化等 C：生理测量：疲劳测定、触觉测定、 出力范围大小测定等 室内设计相关人体测量数据内容包括：人体尺寸、人体 活动空间、出力范围、重心等。
（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。
人体类家具：与人体密切相关的直接影响人的健康与
舒适性的家具,主要包括椅、桌、操作台 与床等。不管是哪类家具与要根据人体 的尺度和人体生理特征进行设计。
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。
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) 。
站姿
作业类型 男 精密作业 (如钟表装配) 轻型装配或写字 重荷作业 98-108 88-93 73-88 女 93-103 83-88 68-83
（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150~160cm,女140~150cm)
人体活动空间与室内空间的关系：
A、由于空间高度是固定的，所以室内设计侧重于 考虑平面空间的尺寸； B、建筑与室内设计要考虑—— 人体的生理空间，包括人体空间、家具空间、 人和物的活动空间； 其他空余空间由人的心理因素决定，称为心理 空间； 生理和心理空间之和即为完整的室内空间。
人体工程学在设计中的运用：
4）人体尺寸的差异 a 、种族差异 b 、世代差异 1、无论男女，上年纪后身高均比年轻时矮； c 、年龄差异 2、伸手够东西能力不如年轻人；（设计时
应多注意如使用者为老年人等时应以优 先考虑。） d 、性别差异：在设计时如女性参与时，应适当偏重女性尺寸。 e 、残疾人：适当考虑残疾人乘轮椅时的活动要求。
2、人体工程学的研究范围：
（1）生理学：研究人的感觉系统、血液循环系统、运动 系统等； （2）心理学：研究人的感觉、知觉、注意、错觉等各种 心理活动的规律； （3）环境心理学：研究人与环境的交互作用及环境行为 的特征及规律； （4）人体测量学：研究人体特征，人体结构尺寸和功能 尺寸及在设计中的应用规律。
垂直作业域决定了
拉手：办公室用100 cm ，一般家庭用 80~90cm。
影响作业域的因素： 1、活动空间内是否有工作用具。 2、须保持一定的活动行程 3、手是否持有载荷或需移动荷载。 4、目标的最佳位置。
（二）人体的活动空间（作业空间） 人体本身随着活动的需要而移动位置，这种姿势的变 换和人体移动所占用的空间即构成人体活动空间。 影响活动空间的因素： A、动作的方式——静止还是动态； B、各种姿势下工作的时间； C、工作的过程和用具：额外附加的设备会占用空间； D、服装：随时间地点季节的变化，服装余量会有很大不同； E、民族习惯。