人體工程學的含義和發(fā)展
人體工程學(HumanEngineering),也稱人類工程學、人間工學或工效學(Ergonomics)。工效學Ergonomis原出希臘文“Ergo”,即“工作、勞動”和“nomos”即“規(guī)律、效果”,也即探討人們勞動、工作效果、效能的規(guī)律性。
人體工程學起源于歐美,原先是在工業(yè)社會中,開始大量生產(chǎn)和使用機械設(shè)施的情況下,探求人與機械之間的協(xié)調(diào)關(guān)系,作為獨立學科有40多年的歷史。第二次世界大戰(zhàn)中的軍事科學技術(shù),開始運用人體工程學的原理和方法,在坦克、飛機的內(nèi)艙設(shè)計中,如何使人在艙內(nèi)有效地操作和戰(zhàn)斗,并盡可能使人長時間地在小空間內(nèi)減少疲勞,即處理好:人—機—環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。及至第二次世界大戰(zhàn)后,各國把人體工程學的實踐和研究成果,迅速有效地運用到空間技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、建筑及室內(nèi)設(shè)計中去,1960年創(chuàng)建了國際人體工程學協(xié)會。
及至當今,社會發(fā)展向后工業(yè)社會、信息社會過渡,重視“以人為本”,為人服務(wù),人體工程學強調(diào)從人自身出發(fā),在以人為主體的前提下研究人們衣、食、住、行以及一切生活、生產(chǎn)活動中綜合分析的新思路。
日本千葉大學小原教授認為:人體工程學是探知人體的工作能力及其極限,從而使人們所從事的工作趨向適應(yīng)人體解剖學、生理學、心理學的各種特征。
其實人—物—環(huán)境是密切地聯(lián)系在一起的一個系統(tǒng),今后“可望運用人體工程學主動地、高效率地支配生活環(huán)境”。
人體工程學聯(lián)系到室內(nèi)設(shè)計,其含義為:以人為主體,運用人體計測、生理、心理計測等手段和方法,研究人體結(jié)構(gòu)功能、心理、力學等方面與室內(nèi)環(huán)境之間的合理協(xié)調(diào)關(guān)系,以適合人的身心活動要求,取得最佳的使用效能,其目標應(yīng)是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學與有關(guān)學科以及人體工程學中人、室內(nèi)環(huán)境和設(shè)施的相互關(guān)系。
人體工程學的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和計測手段
一、人體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)人體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要有下列三個方面,即有關(guān)人體構(gòu)造、人體尺度以及人體的動作域等的有關(guān)數(shù)據(jù)。
1、人體構(gòu)造與人體工程學關(guān)系最緊密的是運動系統(tǒng)中的骨骼、關(guān)節(jié)和肌肉,這三部分在神經(jīng)系統(tǒng)支配下,使人體各部分完成一系列的運動。骨骼由顱骨、軀干骨、四肢骨三部分組成,脊柱可完成多種運動,是人體的支柱,關(guān)節(jié)起骨間連接且能活動的作用,肌肉中的骨骼肌受神經(jīng)系統(tǒng)指揮收縮或舒張,使人體各部分協(xié)調(diào)動作。
2、人體尺度人體尺度是人體工程學研究的最基本的數(shù)據(jù)之一。
3、人體動作域人們在室內(nèi)各種工作和生活活動范圍的大小,即動作域,它是確定室內(nèi)空間尺度的重要依據(jù)因素之一。以各種計測方法測定的人體動作域,也是人體工程學研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如果說人體尺度是靜態(tài)的、相對固定的數(shù)據(jù),人體動作域的尺度則為動態(tài)的,其動態(tài)尺度與活動情景狀態(tài)有關(guān)。
室內(nèi)設(shè)計時人體尺度具體數(shù)據(jù)尺寸的選用,應(yīng)考慮在不同空間與圍護的狀態(tài)下,人們動作和活動的安全,以及對大多數(shù)人的適宜尺寸,并強調(diào)其中以安全為前提。
例如:對門洞高度、樓梯通行凈高、欄桿扶手高度等,應(yīng)取男性人體高度的上限,并適當加以人體動態(tài)時的余量進行設(shè)計;對踏步高度、上擱板或掛構(gòu)高度等,應(yīng)按女性人體的平均高度進行設(shè)計。
二、人體生理計測根據(jù)人體在進行各種活動時,有關(guān)生理狀態(tài)變化的情況,通過計測手段,予以客觀的、科學的測定,以分析人在活動時的能量和負荷大小。
人體生理計測方法主要有:
1、肌電圖方法把人體活動時肌肉張縮的狀態(tài)以電流圖記錄,從而可以定量地確定人體該項活動強度和負荷。
2、能量代謝率方法由于人體活動消耗能量而相應(yīng)引起的耗氧量值,與其平時耗氧量相比,以此測定活動狀態(tài)的強度,能量代謝率的計算式,以及不同活動的能量代謝率(RMR)。其計算式如下:
運動時氧耗量-安靜時氧耗量能量代謝率(RMR)
基礎(chǔ)代謝率耗量3、精神反射電流方法對人體因活動而排出的汗液量作電流測定,從而定量地了解外界精神因素的強度,據(jù)此確定人體活動時的負荷大小。
三、人體心理計測心理計測采用的有精神物理學測量法及尺度法等。
1、精神物理學測量法用物理學的方法,測定人體神經(jīng)的最小刺激量,以及感覺刺激量的最小差異。
2、尺度法以順序在心理學中劃分量度,例如在一直線上劃分線段,依順序標定評語可由專家或一般人,相應(yīng)地對美丑、新舊、優(yōu)劣進行評測。
人體工程學在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用
由于人體工程學是一門新興的學科,人體工程學在室內(nèi)環(huán)境設(shè)計中應(yīng)用的深度和廣度,有待于進一步認真開發(fā),目前已有開展的應(yīng)用方面如下:
一、確定人和人際在室內(nèi)活動所需空間的主要依據(jù)根據(jù)人體工程學中的有關(guān)計測數(shù)據(jù),從人的尺度、動作域、心理空間以及人際交往的空間等,以確定空間范圍。
二、確定家具、設(shè)施的形體、尺度及其使用范圍的主要依據(jù)家具設(shè)施為人所使用,因此它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據(jù);同時,人們?yōu)榱耸褂眠@些家具和設(shè)施,其周圍必須留有活動和使用的最小余地,這些要求都由人體工程科學地予以解決。室內(nèi)空間越小,停留時間越長,對這方面內(nèi)容測試的要求也越高,例如車廂、船艙、機艙等交通工具內(nèi)部空間的設(shè)計。
三、提供適應(yīng)人體的室內(nèi)物理環(huán)境的最佳參數(shù)室內(nèi)物理環(huán)境主要有室內(nèi)熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、重力環(huán)境、輻射環(huán)境等,室內(nèi)設(shè)計時有了上述要求的科學的參數(shù)后,在設(shè)計時就有可能有正確的決策。
四、對視覺要素的計測為室內(nèi)視覺環(huán)境設(shè)計提供科學依據(jù)人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素,人體工程學通過計測得到的數(shù)據(jù),對室內(nèi)光照設(shè)計、室內(nèi)色彩設(shè)計、視覺最佳區(qū)域等提供了科學的依據(jù)。
環(huán)境心理學與室內(nèi)設(shè)計在闡述環(huán)境心理學之前,我們先對“環(huán)境”和“心理學”的概念簡要地了解一下。環(huán)境即為“周圍的境況”,相對于人而言,環(huán)境可以說是圍繞著人們,并對人們的行為產(chǎn)生一定影響的外界事物。環(huán)境本身具有一定的秩序、模式和結(jié)構(gòu),可以認為環(huán)境是一系列有關(guān)的多種元素和人的關(guān)系的綜合。人們既可以使外界事物產(chǎn)生變化,而這些變化了的事物,又會反過來對行為主體的人產(chǎn)生影響。例如人們設(shè)計創(chuàng)造了簡潔、明亮、高雅、有序的辦公室內(nèi)環(huán)境,相應(yīng)地環(huán)境也能使在這一氛圍中工作的人們有良好的心理感受,能誘導人們更為文明、更為有效地進行工作。心理學則是“研究認識、情感、意志等心理過程和能力、性格等心理特征”的學科。