人与环境的界面及室内环境设计

153第七章人与环境的界面及室内环境设计7.1人体对环境的适应程度7.2人与热环境7.3人与光环境7.4人与声环境7.5人与振动环境7.6人与毒物环境7.7室内环境设计本章教学要求：了解各种人与环境界面的基本知识，了解目前主要的环境问题理解设计必须考虑环境因素，符合人的生理和心理特点，设计师要维护环境可持续发展进行设计掌握人与热环境界面设计的重要原则和一些关键数据室内环境设计的基本原则本章教学重点和难点重点：人与热环境界面设计的重要原则和一些关键数据难点：室内环境设计的基本原则本章课时：6-9课时7.1人体对环境的适应程度1.分区最舒适区、舒适区、不舒适区、不能忍受区，见图9-12.创造良好作业环境的途径1）对现有的作业环境进行评价，针对存在问题采取改善措施。2）在设计阶段就充分运用一切技术资料，对作业环境予以充分论证和考虑，提出妥善解决不良环境因素的方法。7.2人与热环境7.2.1影响热环境的要素1.气温：传导、对流、辐射（第二热源）2.气湿：相对湿度在80%以上称为高气湿，在30%以下为低气湿。3.气流：温差愈大，产生的气流愈大。4.热辐射：正辐射（使人体受热），负辐射（使人体散热）。7.2.2人体的热平衡人体所受热源：1）机体代谢产热；2）外界作用的环境热量，见图9-27.2.3热环境对人体的影响1.热舒适环境人在心理状态上感到满意的环境。影响热舒适环境的主要因素如下：1）环境因素气温、气湿、气流速度、辐射热最适合的湿度Ø%与气温t℃之间的关系Ø(%)=188-7.2t(℃)t26℃2）人的因素新陈代谢、服装，见图9-31542.过冷、过热环境对人体的影响1）低温冻伤2）低温的全身性影响3）高温烫伤4）全身性高温反映7.2.4热环境对工作的影响1.热环境对脑力劳动的影响表现在效率和相对差错次数两方面，见图9-4。2.热环境对体力劳动的影响表现在操作效率和事故发生率两方面。工作时的温度最好在15.5℃~27℃，见图9-57.2.5热环境的主观评价标准1.主观评价依据：热环境对人体影响的主观感觉包括6个方面的因素：空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮肤温度，参阅表9-1，表9-22.耐受标准，见图9-63.安全标准，见图9-74.工作效率不受影响的湿度范围，见图9-85.工业生产热环境标准，参阅表9-3，表9-4P1811557.3人与光环境7.3.1良好光环境的作用，见图9-9天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。1.光源对生产率的影响通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的视觉环境（照明心理因素）来提高劳动生产率。2.光环境对安全的影响良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，见图9-10。7.3.2对光环境的要求1.设计的基本原则1)合理的照度平均水平2)光线的方向和扩散要合理3)不让光线直接照射眼睛4)光源光色要合理5)让照明和色相协调6)不能忽视经济条件的制约，见图9-112.天然光照度和采光系数C，参见表9-5，表9-6C=En/Ew×100%En－室内某一点的照度;Ew－与En同一时刻的室外照度1563.照明的照度与照度分布，见图9-12，参阅表9-7它表明被照面上光的强弱，以被照场所光通的面积密度来表示E=dØi/dA4.亮度分布，参阅表9-8，表9-9P1855.光的方向性和扩散性6.光源色和显色性，参阅表9-10，表9-111）色温，当热辐射光源的光谱与加热到温度为Tc的黑体发出的光谱分布相似时，将该温度Tc称为该光源的色温，见图9-13。2）显色性，参阅表9-12，表9-137.3.3色彩环境1.色彩的感情效果，参阅表9-14，见图9-142.环境色彩的选择，参阅表9-15P1897.3.4光环境的综合评价1.评价方法，参阅表9-162.评分系统4.评价结果与质量等级，参阅表9-171577.4人与声环境7.4.1噪声对人的影响1.噪声对工作的影响，见图9-15当噪声达到70dB时，会对工作产生各方面的影响，所以对于需要高度集中精力的工作场所均以50dB的稳定噪声级作为其上限。2.噪声对听觉的影响，见图9-16会产生暂时性听力下降；听力疲劳；持久性听力损失；暴震性耳聋。3.噪声对机体的其他影响，见图9-17噪声达90dB分贝以上，对神经系统、心血管系统等有明显的影响。噪声品级分类及其影响：第一级：L=30dB（A）~65dB(B)，心理影响第二级：L=65~90dB(B)，较前者加重植物神经方面的影响。第三级：L=90~120dB(B)，较前者造成听觉机构不可恢复性的损失。第四级：L120dB（B)，较前者造成内耳永久性的损伤；若L140dB（B)，可能形成严重的脑损伤。7.4.2影响噪声对机体作用的因素1.噪声强度（越强）；2.接触时间（越长）；3.噪声的频谱（高频，窄频带）；4.噪声类型和接触方式（脉冲噪声和持续接触）；5.个体差异；6.其他有害因素的共同存在。7.4.3音乐调节1.生产性音乐的要求纯体力劳动及无须集中注意力的工作，以节奏清晰，速度较快而轻松的音乐为好；单调发闷的工作，以娱乐味的音乐为好；158需要集中注意力的工作（脑力劳动），以速度稍慢、节奏不明显，旋律舒缓的音乐为好。2.生产性音乐的效果研究认为，音乐对工作效率的影响作用有正、反两方面，有时不起作用。所以音乐调节是因时、因地、因工种、因人而异的，要慎重选用。7.4.4噪声评价标准国外听力保护噪声标准，参阅表9-18；P197工业噪声卫生标准，参阅表9-19；环境噪声标准，参阅表9-20。7.5人与振动环境7.5.1人体的振动特性，见图9-18外部刺激使人体产生内部响应。对人体产生三种作用力：惯性力（质量）；粘性阻尼力（阻尼）；弹性力（刚度）。人是一个多自由度的振动系统，其中：第一共振峰：4~8Hz，对胸腔影响最大；第二共振缝：10~12Hz，对腹腔影响最大；第三共振缝：20~25Hz，频率再增高，在人体内传递逐步衰减，对生理效应的影响相应减少。显然，对人体影响最大的是低频区。7.5.2影响振动对机体的作用因素，见图9-191.振动频率1）倍频程f1下；f2上；f0中；b带宽f2=2f1、f02=f1f2、b=f2-f1=f1、f02=2f12=f22/2f0=31.5,63,125,250,500,1k,2k,4k,8k,16k2）1/3倍频程f2=21/3f1、f02=f1f2=21/3f12=f22/21/3、b=f2-f1=(21/6-2-1/6)f0f0=25,31.5,39.7,50,63,80,100,125,1601592.作用方向分为垂直（上下），横向（左右），纵向（前后）3.振动强度以加速度度量振动强度最为广泛4.作用方式5.振动波形6.暴露时间7.5.3振动对人体的影响，见图9-207.5.4振动对工作能力的影响，见图9-217.5.5振动的评价，1.全身承受振动的评价标准，见图9-22（1）健康与安全的界限（EL）（2）疲劳－降低工作效率界限（FDP）（3）舒适降低界限（RCB）2.局部振动评价标准，见图9-23，图9-24，参阅表9-22P2017.6人与毒物环境7.6.1有毒气体和蒸汽，参阅表9-21P2037.6.2工业粉尘和烟雾7.6.3有毒环境的卫生标准表9-21中数据均以单种毒物，稳定发生量及8小时为前提，否则，应进行换算：7.7室内环境设计7.7.1室内光环境设计天然采光:天然采光设计，就是利用日光的直射、反射和投射等性质，通过各种采光口设计，给人以良好的视觉和舒适的光环境。人工照明:人工照明设计就是利用各种人造光源的特性，通过灯具造型设计和分布设计，造成特定的人工光环境。天然采光优点：天然光线，不仅因为它的照度和光谱性质，对人的视觉和健康有利，而且由于它和室外自然景色联系在一起，它还可以提供人们所关心的气候状态，提供三维形体的空间定时、定向和其他动态变化的信息。窗户形状水平窗可以使人舒服、开阔；垂直窗可以取得条屏挂幅式构图景观和大面积实墙；落地窗可取得同室外环境紧密联系感；高窗台可以减少眩光，取得良好的安定感和私密性；透过天窗可以看到天空的云影，并提供时光的信息，使人置身于大自然的感觉。而各种漏窗、花格窗，由于光影的交织，似透非透，虚实对比，使自然光透射到粉墙上，而产生变化多端、生动活泼的景色。特殊建筑构部件室内设计中增加各种洞口、拄廊、隔断等特殊建筑构部件，它们同窗子一样，也可以使天然光在室内产生各种形式多样、变化莫测的阴影，起到丰富多彩的视觉形象作用。160玻璃的作用:利用玻璃的各种特性，可以给室内造成不同感受的采光效果：无色的白玻璃---给人与真实感磨砂的白玻璃---使人产生朦胧感玻璃砖---给人以安定感各种折射反射的镜面玻璃---给人带来丰富多采的感觉人工照明概述:太阳光谱具有固定的光色，而人工照明却具有冷光、暖光、弱光、强光、各种混合光，可根据环境意境而选用。如果说色彩具有性格的倾向和感情的联想，那么人工照明却可以使色彩产生变化和运动。人工照明对室内光环境的创造、环境氛围的渲染起到非常重要的作用。161作用:人工照明设计就是利用各种人造光源的特性，通过灯具造型设计和分布设计，造成特定的人工光环境。由于光源的革新、装饰材料的发展，人工照明已不只是满足室内一般照明、工作照明的需要，而进一步向环境照明、艺术照明发展。她在商业、居住、以及大型公共建筑室内环境中，已成为不可缺少的环境设计要素。利用灯光可以指示方向；利用灯光造景；利用灯光扩大室内空间等。7.7.2室内色彩设计色彩与室内环境气氛室内色调室内配色室内调和色彩与室内环境气氛作用:靠眼睛可获得约87%的外来消息，而眼睛只有通过光的作用在物体上才能获得印象，故色彩有唤起人的第一视觉的作用。能改变室内环境空气气氛，色彩会影响视觉的印象。故有经验的建筑师和室内设计师都十分重视色彩对人的物理的、生理的和心理的作用，十分重视色彩能唤起人的联想和情感的效果，以期在室内设计中创造富有性格、层次和美感的色彩环境。162方法:室内环境气氛主要是利用色彩的知觉效应，如利用色彩的温度感、距离感、重量感、尺度感等来调节和创造室内环境气氛。缺少阳光或阴暗的房间，采用暖色，以增添亲切温暖的感觉；在阳光充足的房间，则往往采用冷色，起减低室温感的作用。在旅馆门厅、大堂、电梯厅和其他一些逗留时间短暂的公共场所，适当使用高明度、高彩度色彩，可以获得光彩夺目、热烈兴奋的气氛。在住宅居室、旅馆客房、医院病房、办公室等房间里，采用各种调和灰色可以获得安定柔和、宁静的气氛。在空间低矮的房间常采用轻远感的色彩来减少室内空间的压抑感，而对于室内较大的房间，则采用具有收缩感的色彩避免使人感到室内空旷。即使在同一房间，从天花板、墙面到地面，色彩往往是从上到下由明亮到暗重，以获得丰富色彩层次、扩大视觉空间，加强空间的稳定感。在具体的色彩环境中，各种颜色是互相作用而存在的，在协调中得到表现，在对比中得到衬托。离开具体环境讨论色彩，会显得毫无意义，有时候正好相反。如深色天花板等。室内色调室内色彩设计的根本目的是创造适合人们需要的室内环境气氛，而室内色环境却因人、因事、因时、因地而不同。因人:这是室内环境的主体，不同民族、性别、年龄、文化、爱好和不同气质的人对色彩环境也有不同。即使是同一主体，因受环境影响和自身情感的变化，对色彩的认识和爱好也会改变。即使是同一家庭，因家庭成员对色彩认识的差异，也会有不同的要求，因此就出现如何协调色彩配置的关系问题。因事:室内功能、室内环境性质的不同，对色彩的要求也不同。生产用房要考虑生产性质的特点。（如生产工艺的要求，工人在劳动中的心理需求，如何有利于安全生产、减轻工人疲劳，提高劳动效率）工业建筑的色彩设计是一个重要课题，生活建筑更是千差万别，各类建筑都有各自的要求和色彩标准，配色也各不相同。因时:不同时代、不同季节、不同时间，对色彩的要求也各不相同。冬季希望室内温暖些，采用暖色调，夏季又希望阴凉些，采用冷色调。不同时代又出现所谓不同的“