家具与室内设计人体工程学第二章人体生理系统 61页

家具与室内人体工程学木材科学与工程(家具设计制造与室内设计)2009级n第二章、人体生理系统2.1信息传递系统2.2运动系统2.3能量代谢系统n向心神经环境刺激感觉器官大脑中枢感觉(眼耳鼻舌皮肤)2.1信息传递系统2.1.1感觉系统来自体内外的环境刺激通过眼、耳、鼻、皮肤等感觉器官产生信号脉冲通过神经系统传递到大脑中枢而产生感觉意识n(1)视觉：眼睛+视神经+视觉中枢Ⅰ.视觉要素:a.视野：静视野:眼睛注视一点，使视轴固定时所能看到的范围动视野:主视野:位于视野中心，分辨率高余视野:位于视野边缘，分辨率低n不同色彩的视野:nb.视力:眼睛对物体形态的分辨能力。能分辨视觉对象的最小视角(分)的倒数人的视力随年龄增长而衰退；视力与亮度成正比，背景越亮，清晰度越好；老年人的生活空间中应尽可能提高亮度；老年人阅读时需要增大约20%的照明。nc.眼的调节:眼球的运动、远近的调节、眼睛的聚焦能力眼球运动水平>垂直（显示应以水平方向为好）视线的变化习惯于从左到右(但也有例外，如看有的书)，从上到下和顺时针方向运动人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多n眼睛的聚焦能力（晶状体厚度随视距而自我调节）眼睛的聚焦能力随着年龄的增长而下降；眼睛的聚焦能力受眼疲劳程度的影响，越疲劳，聚焦能力越差。nd.光感：绝对亮度：眼睛能感觉到光的强度。相对亮度：光强度与背景的对比关系称为相对值。光亮范围：光感与光亮范围成正比。辨别值：光的辨别难易与光和背景之间的差别有关，即明度差。n相对亮度的应用n在商业、展示等空间中，如希望通过光构成的某种信息更醒目、易察觉，则可以通过以下手法：提高光亮度；提高主体与背景间的亮度差别，即增大相对亮度；增大光面积。ne.色觉：光是一种电磁波，不同波长的光波刺激视网膜可产生不同的色觉。色彩的知觉范围：视野边缘部分虽能察觉物体，但感觉色彩的能力很弱；色彩与亮度：亮度越大，对色彩的感知能力越强。nⅡ.视觉现象:a.残像:眼睛在经过强光刺激后，会有影像残留于视网膜的现象。b.明适应：黑暗光亮，眼睛需要一段时间的适应暗适应：光亮黑暗明适应：1分钟；暗适应：30分钟nc.向光性：局部照明、提高亮度，吸引注意引导、展示或掩盖的作用d.视错觉：有错位感(a)和无错位感(b)nnnn当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左下限，而右下限最差。两眼的运动总是协调的同步的，正常情况下不可能一眼转动而另一眼不动，通常都以双眼视野为设计依据。人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。颜色对比：两种颜色搭配，易辨认的顺序是：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字等。视觉特性：n(2)听觉：由耳和有关神经系统组成除视觉外第二大感觉系统声音的刺激：频率20——20000Hz听觉系统：外耳：耳廓、外耳道中耳：鼓膜、鼓室、听小骨内耳：耳蜗、前庭、半规管n(3).味觉、嗅觉:味觉器官：舌头上的味蕾酸、甜、苦、咸嗅觉器官：鼻内的嗅觉细胞室内空气质量所显示的气味粉尘及有害气体的含量嗅觉的适应n(4)肤觉:感觉器官：皮肤（真皮、表皮、皮下组织）皮肤对人体有防卫功能弹性的脂肪组织，缓冲人体受到的碰撞皮肤有散热和保温的功能外界温度生高：皮肤血管扩张、充血，血液所带体热通过皮肤向空气放散；排汗带走热量外界寒冷：血管收缩，血量减少，散热减慢n触觉：微弱的机械刺激触及皮肤浅层的触觉感受器而引起。人体利用触觉能判断物体的形状、大小、硬度等人体肤觉敏感度在身体各部位不同n温度觉（冷觉、热觉）：不同的温度感受器引起。热感受器在皮肤温度高于30度时开始兴奋皮肤上冷点多于热点n痛觉：各组织有特殊的游离神经末梢，在一定刺激下产生痛觉。痛觉最普遍地分布于全身各种刺激的极限都可以造成痛觉感知室内热环境的质量：空气温度、湿度的大小、分布及流动情况；感知室内空间、家具、设备等各个界面给人体的刺激程度；振动的大小、冷暖程度、质感强度等。n感觉部位每平方厘米皮肤感觉点n触觉特性在设计中的应用：在选择设计与人体接触的家具和室内装饰等材料时，要考虑人体温度觉生理现象，选择导热系数小的材料，提高接触时的舒适感。人的动作用力与受力面的大小的关系的特性，应关注家具设计中人的身体与承托面接触面的大小的关系。利用触觉的空间知觉特性，应用于建筑及室内环境的无障碍设计，尤其是“盲人无障碍设计”。n地面温度(˚C)脚掌温度下降程度(˚C)4321010203036.440软木舒适范围木地面合成树脂类地面混凝土钢材不同地面材料与脚掌温度下降的关系n选择体感好的家具材料n盲人用的手表n导向块停步块n(5)适宜刺激:感觉器官只对相应的刺激起反应。n(6)适应:感觉器官接受刺激后，若刺激强度不变，则经过一段时间后，感觉逐渐变弱的现象。(7)余觉：刺激取消后，感觉可存在一极短时间的现象。(8)错觉：与客观事物不相符的错误知觉。n2.1.2神经系统神经系统是人体生命活动的调节中枢。神经系统分为中枢神经系统和末梢神经系统（1）中枢神经系统a.脑：大脑、小脑、间脑、脑干b.脊髓：存在于脊柱内的柱状物（2）末梢神经系统（从形态上分）a.12对脑神经b.31对脊神经n身体各部感觉器官末梢神经(向心)中枢神经末梢神经(传出)肌肉系统判断决策n(3)末梢神经系统（从功能上分）a.动物性神经系统b.植物性神经系统(自律性神经系统)交感神经：亢进作用、活动型副交感神经：抑制作用、休息型n支配器官交感神经系统副交感神经系统心脏心跳加快心跳减慢血管血管收缩血管扩张血压上升下降体温上升下降肠运动抑制亢进腺分泌降低增加胰分泌降低增加甲状腺分泌亢进抑制总　体活动休息自律神经的支配和作用n2.2运动系统骨骼（运动杠杆）肌肉（运动动力）关节（运动枢纽）n2.2.1骨骼系统全身共206块骨头，通过关节构成骨骼系统。全身分：躯干骨、上肢骨、下肢骨、颅骨作用：完成动作、支持身体、保护内脏、脑及骨髓造血人体表面能触摸到的骨的突起点——人体测量基准点n脊柱在骨骼系统中很重要，作业姿势与脊柱运动的关系直接影响生理负荷和作业效率。家具的设计与脊柱的姿势非常密切。站姿和坐姿时的脊柱形态n黄花梨四出头官帽椅n库卡波罗设计的“世界上最舒适的椅子”n库卡波罗设计的椅子n挪威设计师奥泼斯维克设计的平衡坐凳n2.2.2肌肉系统人体运动系统的动力(1)基本知识骨骼肌（横纹肌）心肌（横纹肌）平滑肌骨骼肌两种作用：静力作用动力作用(2)肌力:肌纤维收缩力之和。n年龄11121314151617181920男右210240280340400450480480490500男左190230240320350380400400410420女右180220250280290300310330320330女左160200230250260250270280270280平均握力与年龄、性别的关系（N）n背肌力(N)年龄男　子女　子平均值方差平均值方差115289214216712584101464771367114056384147621936371171584119667412716982208723127171140220744124181180733123191204740110201206739120n(3)坐姿时手臂的拉力和推力在不同的角度和方向上大小不同。坐姿时用力方向和角度n手臂角度95%平均95%平均左右左右左右左右拉（向后）推（向前）18023024051653018622356061415019025049854213418749454712015019041846211616044045890142165356391981603693836011612028528098152356409向上向下18040631831915876156182150678023124980891822091207610724026793116227258907689231249931162182366067891962188089205227向内向外18058891912223662133151150678920954036671291471208998200236456713315190718021322245711471656076892222314576142187坐姿时各方向的拉力和推力（N）n由图和表可知，一般前后移动时，拉力大于推力；左右移动时向内用力大于向外用力。n(4)作业与肌力肌力是人体各种动作和维持人体各种姿势的动力源。要有效发挥肌力，减少肌疲劳，提高效率。肌肉施力的两种方式：动态肌肉施力静态肌肉施力n动态肌肉施力肌肉有节律的收缩、舒张血液循环加速，使肌肉获得足够的糖和氧，还迅速排除了代谢废物静态肌肉施力收缩的肌肉压迫血管，阻止血液进入肌肉肌肉无法从血液中得到糖和氧的补充；代谢废物不能迅速排除n静态作业与人体的症状n避免静态肌肉施力——人体工程学的基本设计原则避免弯腰或其他不自然的身体姿势避免长时间抬手作业坐着工作比站着省力作业位置高度应根据工作者眼睛和观察时所需距离来设计。所需距离越近，作业位置应越高n各种感觉器官的反应时间2.2.3身体的动作速度与频率n手的动作方向与反应时间（图中编号后的数字是反应时间）n身体动作轨迹特征连续改变和突然改变的曲线式动作，前者速度快水平动作比垂直动作要快一直向前的动作，比旋转时的快1.5－2倍圆形轨迹的动作比直线轨迹动作灵活顺时针动作比逆时针动作灵活手向着身体的动作比离开身体的动作灵活前后往复比左右往复动作快n2.3能量代谢系统2.3.1营养与代谢三大营养素：糖、脂肪、蛋白质代谢——消化吸收食物养分，排泄不需要的物质。从体外吸收物质——消化系统、呼吸系统输送养分——循环系统n2.3.2.呼吸、循环系统呼吸系统：呼吸，吸进O2，呼出CO2，即通气。肺部的空气—血液间的呼吸为肺呼吸；人体组织中的血液—组织细胞间的呼吸叫组织呼吸。一般所说的呼吸是指肺呼吸。呼吸运动、胸呼吸、腹呼吸、肺活量(平静时500ml)、通气能力、需氧量、耗氧量、吸氧量。循环系统：主要是说血液循环系统。血液占体重的6—9%，运送营养、和废物，主要成分为水、蛋白质、脂肪、糖、有机物、无机物等。心脏的跳动将血液输送到全身的组织。心跳受血压、O2、CO2、心理、精神和运动强度影响。1min排出血液量4—5L。心率(HR)、动作电位(心电，ECG)判断异常疾病和评价作业强度、作业姿势和环境等。n2.3.3能量代谢系统能量代谢的评价指标：RMR=劳动和恢复期的能量总代谢—安静时代谢率×恢复时间基础代谢率×劳动时间(RelativeMetabolicRate)(基础代谢：维持生命所需的最小能量代谢。)RMR——用于评价体力劳动的强度n日常生活劳动的RMRn第二章思考题(1)感觉的主要性质；(2)能量代谢系统评价与环境的关系