人体尺度与建筑设计.

第二章人体尺度与建筑设计人体尺度的认知有趣的人体尺度为你父母或兄长量一量脚长和身高，会发现其中的奥秘：身高往往是脚长的7倍。在正常情况下，一个人手腕的周长恰恰是他脖子周长的一半。一般来说，两臂平伸的长度正好等于身高。大多数人的大腿正面厚度和他的脸宽差不多。大多数人肩膀最宽处等于他身高的四分之一。成年人的身高，大约等于头长得8倍或7.5倍。战国时期适应席地而坐的家具，明代家具设计能够自觉体现人体工程学的内容。2.1人体工程学与建筑设计中的应用人体测量学是通过测量人体各部位尺寸来确定个人之间和群体之间在人体尺寸上的差别2.1.1人体测量学的概念、由来和发展2.1.1.1人体测量学的概念人体测量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图（图2.1）。2.1.1.2人体测量学的由来和发展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（图2.2）。目前，人体测量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/T10000－1988《中国成年人人体尺寸》。图2.1人体比例图Back图2.2柯布西耶创立的模数制Back勒·柯布西耶与他的模度系统模度又称模数理论。柯布什耶从人体尺度出发，选定下垂手臂、脐、头顶、上伸手臂四个部位为控制点，与地面距离分别为86、113、183、226cm。这些数值之间存在着两种关系：一是黄金比率关系；另一个是上伸手臂高恰为脐高的两倍，即226和113cm。利用这两个数值为基准，插入其他相应数值，形成两套级数，前者称“红尺”，后者称“蓝尺”。将红、蓝尺重合，作为横纵向坐标，其相交形成的许多大小不同的正方形和长方形称为模度。但有人认为柯布什耶的模度不能为工业化所利用，因为其数值系列不能用有理数来表达。人体测量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如图2.3所示2.1.2人体测量的基础数据图2.3我国成年人体平均尺寸Back人体静态尺寸主要指人体的构造尺寸(即人体结构尺寸)，它包括头、躯干、四肢等在标准状态下测得的尺寸。据统计，我国成年男子平均身高为1.67m，女子为1.56m，各地区人体高度有差异。尽管人体的各种尺寸差别很大，却有着一定的变化范围和相互联系。2.1.2.1人体静态尺寸人体动态尺寸是指人体的功能尺寸，这是人体活动时所测得的尺寸。由于行为目的不同，人体活动状态也不同，故测得的各功能尺寸也不同。要精确地测量其尺寸是比较困难的，但根据人在室内活动的范围和基本规律，也可以测得其主要功能尺寸，详见图2.4。2.1.2.2人体动态尺寸为了便于设计时选用，可以将测量数据制成表格，也可以采用比例法进行估算。图2.52、测量基准面人体基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。人体测量中设定的轴线和基准面如图2—2。矢状面；正中矢状面；冠状面；水平面；眼耳平面。3、测量方向(1)在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。(2)在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。3、测量方向(3)在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。（4）对于上肢，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。（5）对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。2.1人体工程学与建筑设计中的应用Back图2.4人体活动的基本尺度建筑物中的家具、设备的尺寸、踏步、窗台、栏杆的高度，门洞、走廊、楼梯的宽带和高度，也都和人体尺度及其活动所需空间尺度有关。所以人体尺度和人体活动所需的空间尺度是确定建筑空间的基本依据。家具、设备尺寸和使用它们的必要空间是确定建筑空间的重要依据图2.5人体动作尺度（比例法绘制）Back（1）在阶梯教室、影院、剧场的阶梯座如图2.6所示，要确定阶梯的高度D和前后排座位的间距I，就必须使后排就座者观看黑板（或荧幕、舞台表演）的视线不被前排就座者的头顶挡住。目标看起来简单，实际上存在几个互相影响的因素，具体分析见表2.1。2.1.3人体测量学对建筑设计的影响及在建筑设计中的应用（2）对房间平面尺寸与家具设备布置的影响房间面积、平面形状和尺寸的确定在很大程度上受到家具尺寸、布置方式及数量的制约和影响，而家具的具体尺寸及布置又受到人体测量基础数据的制先以住宅设计中的卧室为例，在确定平面尺寸时，应首先考虑最大的家具－床的布置，并使其具有灵活性，以适应不同住户的要求，而床的尺寸又受人体尺寸的直接影响。如图2.7所示。再以卫生间设计为例，设计中应保证使用设备时人活动所需的基本尺寸，并据此确定设备的布置方式及隔间的尺寸(见图2.8和表2.2)。特别是供残疾人使用的专用卫生间，人体测量基础数据的参考应用显得尤为重要，如图2.9所示浴室的安全抓杆和图2.10所示考虑残疾人（3）对门和走道等交通联系空间最小宽度确定的影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0～0.15m，以及携带物品等因素，因此门的最小宽度≥0.7m。如图2.11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0.55～0.7m，双股人流通行宽度为1.1～1.4m，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。见图2.12和图2.13（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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①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）。②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。③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。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。百分位数的应用人体测量的数据常以百分位数表示人体尺寸等级，最常用的是第5、第50、第95三种百分位数。其中：第5百分位数表示“小”身材。是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95％的人群身材尺寸大于此值；第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此值的人群身材尺寸各为50％；第95百分位数表示“大”身材，是指有95％的人群身材尺寸小于此值，而有5％的人群身材尺寸大于此值。百分点选择：由于主要的功用是确定净空高，所以应该选用高百分点数据。因为天花板高度一般不是关键尺寸，设计者应考虑尽可能地适应100%的人。百分点选择：百分点选择将取决于关键因素的变化。例如：如果设计中的问题是决定隔断或屏风的高度，以保证隔断后面人的秘密性要求，那么隔离高度就与较高人的眼睛高度有关（第95百分点或更高），其逻辑是假如高个子人不能越过隔断看过去，那么矮个子人也一定不能。反之，假如设计问题是允许人看到隔断里面，则逻辑是相反的，隔断高度应考虑较矮人的眼睛高度（第5百分点或更低）。图2.6阶梯座位Back2.1人体工程学与建筑设计中的应用图2.7家具布置与平面尺寸的关系Back图2.8卫生间设备布置与隔间尺寸Back2.1人体工程学与建筑设计中的应用图2.9浴室的安全抓杆Back图2.10残疾人专用卫生间Back图2.11门的最小宽度Back图2.12走道的最小宽度Back图2.13楼梯梯段和休息平台的最小宽度Back图2.14尺寸修正量的构成Back建筑设计中必须考虑人的因素，满足和适合人体的要求，首先是尺寸合适是，高低合适，方便使用，在工具和用品的设计和制作更考虑到安全，高效，从而使建筑设计真正做到：“以人为本”讨论目的：熟悉人体尺度的相关数据，掌握自己的主要身体尺寸，建立根据人体尺度感知空间的设计观念。测量内容1、人体数据自己的身高、肩宽、视高、举手高、一脚长、一步长、双臂伸长2、家具一般课桌椅高，阅览室桌椅高，电脑桌椅高；（2）食堂餐桌椅高，桌椅间距，四人餐桌长度，桌椅高，四人餐桌直径；（3）单人沙发长宽，转角沙发长宽，单人床长宽，双人床长宽。3、建筑构件（1）楼梯踏板，踢板尺寸，栏杆高度，室外台阶尺寸。。（2）各种卫生间洁具尺寸及间距4、房间尺度测绘自己的宿舍，绘出平面家具图2.2环境生理学及其在建筑设计中的应用环境条件对人的安全、健康、舒适感有着密切的关系，也在很大程度上影响了工效的高低。按照劳动条件中的生理要求，通常把环境因素的适宜性划分为四个等级，即不能忍受的、不舒适的、舒适的和最舒适的。环境因素舒适性分级的参考界限见图2.152.2.1环境生理学基础2.2.1.1室内环境要素参数图2.15环境因素舒适性分级的参考界限Back建筑以“形”、“光”、“色”具体地反映着建筑的质感、色感、形象和空间感，表现出建筑的尺度比例、明暗轮廓、差异对比、统一和谐、韵律结构、层次与流通、肌理与质地、积聚与分割、俯视与仰视、环境与空间、情调与意蕴、智巧与美感等。视觉正常的人主要依靠视觉体验建筑和自然环境。人的视觉特性包括视野、视区、视力、目光巡视2.2.1.2视觉机能与环境（1视角是人眼能够区别开来的两个最近的刺激物与人眼形成的夹角。具体设计可参考6′视角进行设计。视距是眼睛到被视对象之间的距离。实际上，两眼相距约60mm，可看清物体时，最佳距离在34.4m以内，这是歌剧院的最大视距（看清演员大致表情的视视野指脑袋和眼睛固定时，人眼所能察觉的空间范围。正常人的视野范围见图2.16。单眼视野竖直方向约130°，水平方向约150°。双眼视野在水平方向重合120°，其中60°较为清晰，中心点1.5°左右最为清晰。由于不同颜色对人眼的刺激有所不同，所以视野也不同。正常人的色视野如图2.17所示通常按对物体的辨认效果，即辨认的清晰程度和辨认速度，分为以下四个视区：中心视区、最佳视区、有效视区和最大视区，见表2.7（见P42）。（2①目光巡视的习惯方向：在水平方向上从左到右；在铅垂方向上从上到下；旋转巡视时习惯顺时针方向。②视线水平方向的运动快于铅垂方向，且不易感到疲劳；对水平方向上尺寸与比例的估测比对铅垂方③目光巡视运动是点点跳跃，而非连续运动的。④两眼总是协调地同时注视一处，很难两眼分别看两处，所以设计中常取双眼视野为依据。（3眼睛向亮处的适应叫明适应、光适应，向暗处的适应叫暗适应。当人们从暗处进入亮处，适应时间约1分钟就可完成，而从亮处突然进入暗处，适应时间长达10多分钟。（4眼睛遇到过强的光，整个视野会感到刺激，使眼睛不能完全发挥机能，这种现象称为眩光。发光体角度与眩光的关系见图2.18。不恰当的阳光采光口、不合理的光亮度和不恰当的强光方向均会在室内形成眩图2.16正常人的视野范围Back图2.17正常人的色视野Back图2.18发光体角度与眩光的关系Back现代城市中的许多问题，如噪声、拥挤、空气污染、光污染等都可被看做背景应激物。按照国际标准，一个建筑如果有20%以上的人对居住或办公时的感觉不适进行投诉，那么这个建筑可被判定为“病态建筑”。那种依赖巨大的能源消耗来应