人體測(cè)量學(xué)與人體尺寸課件

1、1 人體測(cè)量學(xué)與人體尺寸（一）基 本 要求：本章主要通過(guò)對(duì)人體尺寸、人體構(gòu)造和生理特征等問(wèn)題的講授，使學(xué)生掌握人體尺寸測(cè)量、統(tǒng)計(jì)的方法、人體尺寸運(yùn)用的原則。（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：人體尺寸測(cè)量、統(tǒng)計(jì)的方法，人體尺寸運(yùn)用的原則 難點(diǎn)：百分位的概念、人體尺寸運(yùn)用的原則 (三）教學(xué)內(nèi)容： 21 人體測(cè)量學(xué) 22 人體尺寸 23 人體尺寸的差異 24 百分位的概念 25 人體尺寸運(yùn)用中的問(wèn)題 26 常用人體尺寸 2 我們?cè)谏詈凸ぷ髦惺褂玫母鞣N設(shè)施與我們身體的基本特征和尺度有關(guān)，如空間大小、形狀、椅子、桌子、辦公桌等。室內(nèi)環(huán)境在空間度量上涉及到人的問(wèn)題主要有兩個(gè):人體尺寸和人體活動(dòng)空間。這些問(wèn)題的研

2、究主要依靠人體測(cè)量學(xué)。21 人體測(cè)量學(xué) 人體測(cè)量學(xué)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，他是一門新興的學(xué)科，而又具有古老的淵源。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)系可追溯到二千年前。直到1940年前后，為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，人們迫切需要人體測(cè)量學(xué)知識(shí)及其數(shù)據(jù)，使人們對(duì)人體尺寸測(cè)量有了新的認(rèn)識(shí)，這門學(xué)科才開始從理論學(xué)科進(jìn)入到應(yīng)用學(xué)科。二戰(zhàn)的爆發(fā)更推動(dòng)了它在軍事工業(yè)上的應(yīng)用戰(zhàn)后建筑師和室內(nèi)設(shè)計(jì)師意識(shí)到了人體測(cè)量學(xué)在建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)中的重要性，將它應(yīng)用到整個(gè)建筑室內(nèi)外環(huán)境設(shè)計(jì)中去，以提高人工環(huán)境的質(zhì)量。322 人體尺寸 人體尺寸可分為兩類，即構(gòu)造尺寸和功

3、能尺寸。21構(gòu)造尺寸 人體構(gòu)造尺寸往往是指靜態(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。構(gòu)造尺寸較為簡(jiǎn)單，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)。4 2.2.2 功能尺寸 功能尺寸是指動(dòng)態(tài)的人體尺寸，包括在工作狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)中的尺寸，它是人在進(jìn)行某種功能活動(dòng)時(shí)肢體所能達(dá)到的空間范圍，在動(dòng)態(tài)的人體狀態(tài)下測(cè)得。它是由關(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，功能尺寸比較復(fù)雜。它對(duì)于解決許多帶有空間范圍、位置的問(wèn)題很有用。 構(gòu)造尺寸和功能尺寸是不同的，比如下

4、面的例子(圖2-5)。雖然結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)某些設(shè)計(jì)（門高）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)。 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惟一結(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。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。. 5672.2.3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

5、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，就可大致推算出其他的尺寸。 但這種方法有一定的局限性，在那些對(duì)尺寸要求比較精確的專業(yè)(如服裝)不太適用，因?yàn)椴煌砀叩娜说纳聿谋壤赡苁遣灰粯拥摹?而且不同種族、不同地區(qū)的人由于遺傳、環(huán)境等因素的影響，身體比例關(guān)系不同。白人、黑人、黃種人這三大人種的身才比例就明顯不同。黑人的四肢比較長(zhǎng)，軀干比較短;黃種人的四肢相對(duì)較短、軀干較仍長(zhǎng);白種人則軀干與四肢的比例處于中間狀態(tài)。823 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，才能將其應(yīng)用到各學(xué)科中去。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)

6、人之間，群體與群體之礦 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。 差異的存在主要在以下幾方面:231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，不論是從尺寸絕對(duì)值上還是身材的體形特征、比例關(guān)系。232世代差異 社會(huì)因素對(duì)人體尺度有明顯的影響，家庭收入較高，營(yíng)養(yǎng)良好有助于生長(zhǎng)。9233年齡的差異 體形隨著年齡變化最為明顯的時(shí)期是青少年時(shí)期。人體尺寸的增長(zhǎng)過(guò)程，女子在18歲結(jié)束，男子到30歲。一般來(lái)說(shuō)，青年人比老年人身高高一些，老年人比青年人體重大一些，在進(jìn)行某項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)必須經(jīng)常判斷與年齡的關(guān)

7、系。 有關(guān)年齡差異的兩個(gè)重要的問(wèn)題是關(guān)于末成年人和老年人，未成年人的問(wèn)題是他們處于身體尺寸快速變化時(shí)期，對(duì)尺寸比較敏感。列出兒童的身體尺寸，是因?yàn)檫@此數(shù)值對(duì)于住宅、學(xué)校、娛樂(lè)和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所的設(shè)計(jì)都有關(guān)系。歷來(lái)關(guān)于兒童的人體尺寸是很少的，而這些資料對(duì)于設(shè)計(jì)兒童用具、設(shè)計(jì)幼兒園、學(xué)校是非常重要的。考慮到安全和舒適的因素則更是如此。兒童意外傷亡與設(shè)計(jì)不當(dāng)有很大的關(guān)系, 例如，只要頭部能鉆過(guò)的間隔，身體就可以過(guò)去。 另一方面針對(duì)老年人的尺寸數(shù)據(jù)資料也相對(duì)較少，但有兩個(gè)問(wèn)題應(yīng)引起我們的注意： l無(wú)論男女，上年紀(jì)后身高均比年輕時(shí)矮;而身體的圍度卻會(huì)比一般的成年人大，需要更寬松的空間范圍。1011 2由于肌肉力

8、量的退化，伸手夠東西的能力不如年輕人。因此，手腳所能觸及的空間范圍要比一般成年人要小。對(duì)于老年人首先需要考慮的是使用方便，在使用方便方面則年輕人可以遷就一些老年人。所以家庭用具，廚房用具，柜櫥和衛(wèi)生設(shè)備的設(shè)計(jì)，照顧老年人的使用是很重要的。在老年人中，老年婦女尤其需要照顧，她使用合適了，其他人的使用一般不致發(fā)生困難。 234 性別差異 310歲這一年齡階段男女的差別極小，同一數(shù)值對(duì)兩性均適用，兩性身體尺寸的明顯差別從10歲開始。一般婦女的身高比男子低10cm左右，但不能像以往做的那樣，把女子按較矮的男子來(lái)處理。調(diào)查表明，婦女與身高相同的男子相比，身體比例是不同的，婦女臀部較寬、肩窄，軀干較男子為

9、長(zhǎng)，四肢較短。12235 殘疾人 全世界的殘疾人約占到總?cè)丝诘膌/10, 需要設(shè)計(jì)師引起重視:包括了所有的殘疾類型，對(duì)尺寸敏感的主要是與行動(dòng)能力有關(guān)的殘疾人，如肢體殘疾。1乘輪椅患者 因?yàn)榛颊叩念愋筒煌?，有四肢癱瘓或部分肢體癱瘓，肌肉機(jī)能障礙程度和由于乘輪椅對(duì)四肢的活動(dòng)帶來(lái)的影響等種種因素。設(shè)計(jì)中又要全面考慮這些因素，重要的是決定適當(dāng)?shù)氖直勰軌虻镁嚯x，各種間距及其他一些尺寸，這要將人和輪椅一并考慮，因此對(duì)輪椅本身應(yīng)有一些解剖知識(shí)。2能走動(dòng)的殘疾人 對(duì)于能走動(dòng)的殘疾人，必須考慮他們是使用拐杖、手杖、助步車甚至用狗幫助行走，這些東西是這些病人功能需要的一部分, 所以除應(yīng)知道一些人體測(cè)量數(shù)據(jù)之外，還

10、應(yīng)把這些工具當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)考慮。2.3.6其他 此外還有許多其他的差異：像地域性的差異，寒冷地區(qū)的人平均身高均高于熱帶地區(qū)，職業(yè)差異，如職業(yè)運(yùn)動(dòng)員與普通人的差別。 1324 百分位的概念 241百分位的概念 百分位表示具有某一人體尺寸和小于該尺寸的人數(shù)占統(tǒng)計(jì)對(duì)象總?cè)藬?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(身高的統(tǒng)計(jì)值)分成100份，從最小到最大順序排列，進(jìn)行分段，每一段的截止點(diǎn)即為一個(gè)百分位。例如: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。也就是有95 %的人身高高于這個(gè)尺寸。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 %和較小的50 %。第50百

11、分位的數(shù)值可以說(shuō)接近平均值。 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(圖2-17和表2-3)，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 %的人低于此尺寸;第95百分位表示高，即有5%的人高于此值。 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)人的尺寸作為依據(jù)，排除多少處決于排除的后果和經(jīng)濟(jì)效果。 1415162.4.2 平均人的謬誤(例1:(例2: 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)覺的、含

12、糊不清的概念。事實(shí)上幾乎沒(méi)有任何人真正夠得上平均人。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。17 滿足大多數(shù)人是一個(gè)邏輯,而不是百分位數(shù)值的大小: l由人體高度、寬度決定的物體尺寸，諸如門、通道、床等，其尺寸應(yīng)以95百分位的數(shù)值為依據(jù)，能滿足大個(gè)的需要，小個(gè)子自然沒(méi)問(wèn)題。 2由人體某一部分決定的物體尺寸，如臂長(zhǎng)、腿長(zhǎng)決定的座平面高度和手所能觸及的范圍等，其尺寸應(yīng)以第5百分位為依據(jù)，小個(gè)子夠得著，大個(gè)子自然沒(méi)問(wèn)題。 3特殊情況下，如果以第5百分位或第95百分位為限值會(huì)造成界限以外的

13、人員使用時(shí)不舒適，有損健康和造成危險(xiǎn)時(shí)，尺寸界限應(yīng)擴(kuò)大至第l百分位和第99百分位，如緊急出口的直徑應(yīng)以99百分位為準(zhǔn)。 4目的不在于確定界限，而在于決定最佳范圍時(shí)，應(yīng)以第50百分位為依據(jù)，這適用于門鈴、插座和電燈開關(guān)。然而在設(shè)計(jì)某種裝置或設(shè)施中，特別是那些由于合理的原因不適宜于按極值設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用 “平均”值。例如一個(gè)超級(jí)市場(chǎng)的付賬柜臺(tái)按平均的顧客高度建造。1825 人體尺寸運(yùn)用中的問(wèn)題 人體測(cè)量的資料在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中是一切產(chǎn)品的基礎(chǔ)，必要收集各種不同代表性的身體尺寸。還只是達(dá)到了第一步，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。 2.5.1數(shù)據(jù)的選擇 人體測(cè)量資料可以在設(shè)計(jì)

14、人們使用的裝置和設(shè)施方面有廣泛的用途。在具體設(shè)計(jì)中變化的因素很多，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，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。在多數(shù)情況下，要得到具體的設(shè)計(jì)對(duì)象的人體尺寸數(shù)據(jù)是不可能的。應(yīng)該借助人體測(cè)量學(xué)家為我們提供的大量數(shù)據(jù)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。192.5.2 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，因?yàn)檫@三個(gè)數(shù)據(jù)是人們經(jīng)常見到和用到的尺寸，最常用的是第5和第95百分位，一般不用50百分位， 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01%的

15、人，因?yàn)殚T的造價(jià)與高度關(guān)系不大。 在某些場(chǎng)合，由于某種原因不適用極值(最大和最小)的時(shí)候，可能會(huì)用到平均值，即第50百分位的尺寸數(shù)據(jù)，例如柜臺(tái)的高度如果按50百分位的尺寸設(shè)計(jì)可能比按株儒或巨人的尺寸設(shè)計(jì)更合適。20 在不涉及安全問(wèn)題的情況下，使用百分位的建議如下: l由人體高度、寬度決定的物體尺寸，諸如門、通道、床等，其尺寸應(yīng)以95百分位的數(shù)值為依據(jù)，能滿足大個(gè)的需要，小個(gè)子自然沒(méi)問(wèn)題。 2由人體某一部分決定的物體尺寸，如臂長(zhǎng)、腿長(zhǎng)決定的座平面高度和手所能觸及的范圍等，其尺寸應(yīng)以第5百分位為依據(jù)，小個(gè)子夠得著，大個(gè)子自然沒(méi)問(wèn)題。 3特殊情況下，如果以第5百分位或第95百分位為限值會(huì)造成界限以外

16、的人員使用時(shí)不舒適，有損健康和造成危險(xiǎn)時(shí)，尺寸界限應(yīng)擴(kuò)大至第l百分位和第99百分位，如緊急出口的直徑應(yīng)以99百分位為準(zhǔn)。 4目的不在于確定界限，而在于決定最佳范圍時(shí)，應(yīng)以第50百分位為依據(jù)，這適用于門鈴、插座和電燈開關(guān)。然而在設(shè)計(jì)某種裝置或設(shè)施中，特別是那些由于合理的原因不適宜于按極值(最小或最大)設(shè)計(jì)或者提供一個(gè)調(diào)節(jié)幅度時(shí)，可以使用 “平均”值。例如一個(gè)超級(jí)市場(chǎng)的付賬柜臺(tái)按平均的顧客高度建造。21253可調(diào)節(jié)性 在某些情況下，我們選擇可以調(diào)節(jié)的做法，可以擴(kuò)大使用的范圍, 例如可升降的椅子和可調(diào)節(jié)的隔板。但是怎樣確定調(diào)節(jié) 的幅度，有兩種不同的觀點(diǎn)，一種是以盡可能極端的百分?jǐn)?shù)的值作為依據(jù):1 9

17、9百分位，盡量適用于更多的人。 另一種是不用極值，以1090百分位為 幅度，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)技術(shù)上簡(jiǎn)便，物體 比較稱手，使用起來(lái)對(duì)大多數(shù)人合適。 254分別考慮各項(xiàng)人體尺寸 實(shí)踐中常發(fā)生以比例適中的人為基準(zhǔn) 的錯(cuò)誤做法，身高一樣的人，例如身高都是第5百分位的人，他們的坐高、坐深、 伸手可及的范圍也都相應(yīng)的小，有人認(rèn)為 這是理所當(dāng)然的，實(shí)際上是很少見的。實(shí)際上身高相等的一組人里身體坐高的差在10cm 內(nèi)。不同項(xiàng)目的人體尺寸相互之間的獨(dú)立性很大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要分別考慮每個(gè)項(xiàng)的尺寸。2223255 尺寸的定義 由于人體測(cè)量還是一門新興的學(xué)科，各國(guó)和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)又不盡相同，文字和定義上是很難統(tǒng)一的，故使用

18、中的一個(gè)重要問(wèn)題是人體尺寸應(yīng)有明確的定義。僅僅以名稱去理解是不夠的,測(cè)量方法的說(shuō)明也很重要。 圖2-20表示了向前可及范圍值的變化與這一尺寸定義的關(guān)系。人的肩膀在肩腫骨是否緊貼墻面時(shí)，對(duì)于測(cè)量的結(jié)果的精確性和測(cè)量結(jié)果的應(yīng)用起重要作用。測(cè)量方法上的差別，使成年男子的可及范圍的變化幅度可達(dá)10cm。這種差別在有些設(shè)計(jì)中會(huì)有重要的影響，如是否戴有安全帶。 256 尺寸的衡量標(biāo)準(zhǔn) 夠得著的距離，容得下的空間。僅是滿足了最基本的功能需要，要達(dá)到舒適則是另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。舉一個(gè)例子:火車臥鋪按照功能性的尺寸70cm寬肯定是合理的，但睡起來(lái)肯定沒(méi)有五星級(jí)飯店中的120150cm寬的大床舒服。這個(gè)例子告訴我們舒適的

19、程度也是一個(gè)不同尺寸選擇的標(biāo)準(zhǔn)。242526 257 使用數(shù)據(jù)的一般規(guī)則 一個(gè)普遍適用的方法: (1) 確定設(shè)計(jì)中的重要的人體尺寸(例如在汽車中坐的高度是座位到頭頂部的尺寸)。 (2) 決定使用這種設(shè)施的人口組成，即確定需要考慮的尺寸范圍(例如兒童、家庭主婦或不同的人種等)。 (3) 決定使用什么原則，例如按最大或最小的設(shè)計(jì)，按可調(diào)節(jié)的幅度設(shè)計(jì)。 (4) 當(dāng)與題目恰當(dāng)時(shí)，選擇與之配合的人口的百分位數(shù)。 (5) 確定與人口組成相適應(yīng)的人體測(cè)量表，摘出有關(guān)的數(shù)值。 (6)如果穿著特殊的服裝，應(yīng)增加相應(yīng)的間隙。 多數(shù)的人體測(cè)量尺寸是裸體或穿著很薄的衣服測(cè)量出來(lái)的，必須給服裝留出余量。有時(shí)特別笨重的服

20、裝也會(huì)減少人手伸到遠(yuǎn)處的距離和關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍。2726 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)中最有用的是十項(xiàng)人體構(gòu)造上的尺寸是:身高、體重、坐高、臀部至膝蓋長(zhǎng)度、臀部的寬度、膝蓋高度、大腿厚度、肘間寬度等。在室內(nèi)設(shè)計(jì)中最常用的為 24個(gè)尺寸.2829身高: 指人身體直立、眼睛向前平視時(shí)從地面到頭頂?shù)拇怪本嚯x。 應(yīng)用:這些數(shù)據(jù)用于確定通道和門的最小高度。一般建筑規(guī)范規(guī)定和成批生產(chǎn)制作的門和框高度郡適用于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)轫斉锔叨纫话悴皇顷P(guān)鍵尺寸，設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮盡可能地適應(yīng)100%的人。30挺直坐高:指人挺直坐