時間:2024-01-22 15:09:25
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摘要:
在生產線上實行員工崗位輪轉是預防職業疾病和損傷的一種重要手段.針對生產線員工崗位輪轉問題,采用在歐洲自動化工業中廣泛使用的人體工程學風險測定方法EWAS,模糊測定相應崗位的人體工程學風險值;其次,以生產線所有員工最大風險值中的最小值為目標函數,構建了崗位輪轉調度模型和求解方法,并運用啟發式算法對模型求解進行優化,最終得出崗位輪轉的最佳方案.
關鍵詞:
崗位輪轉;汽車生產線;人體工程學風險;EWAS
崗位輪轉是在保證組織工作正常開展的情況下,讓員工從一個崗位流動到另外一個崗位上工作,以改進人力資源管理的活動[1-2].崗位輪轉是一個組織策略,有益于組織內管理工作的展開和生產線員工的工作,在生產制造系統中得到越來越廣泛地應用.崗位輪轉可避免因在某崗位上工作時間過長而出現個人資源壟斷對企業發展造成的潛在風險;同時,工業裝配線高靈活性的特點也要求每個操作者能夠勝任任何一個崗位,即員工不能只滿足于掌握單項專長,必須是多面手、全能復合人才[3];通過崗位輪轉可以提高員工的全面操作能力、激活組織活力、促進人力資源的優化配置、提升企業業績.
崗位輪轉對生產線操作工也尤為重要.長期工作在同一崗位,易使得操作工面臨較大的人體工程學風險.人體工程學風險是指不合理的工作環境、工作方式、工具和物料,使得作業者身體和心理出現不好結果(如壓力、煩躁、職業疾病和損傷等)的可能性.在生產線上,較高的人體工程學風險不僅會傷害操作工的身體、降低其生活質量,還會使得其工作效率低下,不合格產品數量增加,進而損害企業和消費者的利益,因此,應盡可能降低操作工所面臨的人體工程學風險.人體工程學風險不僅取決于工作崗位的設計和條件,還受到工作內容、特定任務的重復性和工作姿態的影響[1,4],而崗位輪轉可以通過不斷調整工作內容和工作姿態,減少工作重復次數,有效地減小或避免可能產生的風險,使得一線員工處于健康的工作狀態[5].
國外企業實踐崗位輪轉起步較早,國內也逐漸意識到崗位輪轉帶來的改變.馬勇[6]從崗位輪換目的出發,結合管理實踐,將崗位輪換分為培訓新人、晉升提拔、認識風險防范和工作豐富化4種類型.楊從杰[7]針對崗位輪換中出現的問題,引入工作崗位分享制,并分析了具體的實施模式與步驟.Viteles[8]通過工作設計研究提出了崗位輪換制度,即在不改變工作流程和工作崗位職責的情況下,讓員工在性質類似、要求相近的不同崗位間相互輪換,以減少員工長期從事單一工作的厭煩與不滿,抑制由工作專業化衍生出來的工作勞損率、疲倦感的上升和工作動力及生產效率的下降.Costa和Miralles[9]具體將崗位輪轉計劃集成于裝配線平衡問題.Keir[10]通過大量的實驗證明崗位輪轉可以減少員工面臨的風險,且提出目前觀察到的崗位輪轉效果取決于工作所涉及的肌肉群.
現有研究以崗位輪轉方法為主,但卻未從降低人機工程學風險的角度研究崗位輪轉方法,且缺乏對生產線操作工崗位輪轉的深入研究.運用歐洲議會工作表方法測定崗位的人體工程學風險,在體現生產線崗位輪轉安排計劃的基礎上,構建了基于人體工程學風險的崗位輪轉調度模型,并運用啟發式算法求解模型以得出最佳方案.
1人體工程學風險測定方法
在歐洲,測量工作場所的人體工程學風險對于制造企業來說不僅是一種常規工作,也是法律要求.EAWS[9,11]是一種非常廣泛的評估人體工程學風險的方法,該方法假設在一次轉變中,同樣的工人從事另一個工種的條件下該崗位的工效學分值.作為歐洲廣泛應用的方法,EWAS是大眾和菲亞特等汽車制造商以人體工程學為工具產生的一種有效的風險測定方法,且與其他制造業評估方法有相似的結構.EAWS的測量結果有兩個總風險值:整個身體的風險點和上肢的風險點.風險點越高,操作者患上肌肉群疾病的風險也越高.EWAS方法建議使用3個風險區域來解釋:0~25為低風險綠色區域;26~50為可行黃色區域;高于50則為高風險紅色區域.整個身體風險點(RP)由4個部分組成:RP=PI+MMHI+FI+EP.式中,PI表示姿勢指數、特殊姿勢的風險點的總和;MMHI表示人工物料搬運指數;FI表示動作力量指數;EP表示其他未考慮的風險點.
2基于人體工程學風險的崗位輪轉模型
崗位輪轉方案為:生產線上的員工依據崗位設置以合適的時間間隔依次輪轉,測定出員工在每個崗位可能面臨的人體工程學風險值,綜合某個工人在3次輪轉中面臨的人體工程學風險值所在的范圍判定此時的崗位安排是否合適.同時,適宜的崗位輪轉方案應使3次輪轉中每個工人的綜合人體工程學風險值在可行域內且較為平均.要得到可行且均衡的方案,需要不斷調整每個工人所在的崗位,使得每個工人最終都處于身心最佳狀態,減少員工患上各種生理、心理疾病的可能.如何在短時間內找出綜合風險值最小、且使所有員工人體工程學風險均衡的輪轉方案是所要討論的問題.
3基于案例的模型求解及分析
對蕪湖奇瑞汽車生產線安裝尾燈和天窗的工作崗位輪轉情況進行跟蹤分析,采用EWAS方法對員工的實際人體工程學風險進行測定,構建崗位輪轉調度模型并求解,以獲得最佳崗位輪轉方案.
3.1現有崗位安排方式及人體工程學風險測定
汽車生產線上有3個崗位可安排輪崗,分別為a1、a2、a3,將8小時的工作時間分為3個區間,在每個時間區間內,每個工人被安排從事一項工作,具體如表1所示.同時根據EWAS方法,測得各崗位的人體工程學風險及每次崗位輪轉的總風險值如表2~表5所示.
3.2啟發式解決方案程序
基于人體工程學的崗位輪轉調度問題復雜,而啟發式算法則可以很好地求解此類復雜的調度問題[12].啟發式算法解決問題分為兩個部分,即改進算法和平滑啟發式,改進算法是平滑啟發式的前提,其得到的方案作為平滑啟發式的初始解.在改進算法的基礎上對輪轉方案進一步優化,直至達到最優解.
(1)改進算法.假設每個工人依據崗位依次輪轉,即可得到最簡單的輪轉方案:如果某個工人在上個階段內從事最高人體工程學風險的崗位,那么在接下來的期間內該工人就會被分配到人體工程學風險值最低的崗位.同時,如果在8h內崗位a1測得的人體工程學風險值為16,那么在第一個輪轉階段的2h內崗位a1的EP值為2.具體形式如下:在階段1中,可以任意分配工人的工作,例如工人i分配到崗位i,即πt(i)=i,根據以上原則再次分配工人到各崗位.本例中,在階段1時,將工人1分配到崗位1,工人2分配到崗位2,工人3分配到崗位3;在階段2時,將最簡單的工作1分配給目前人體工程學風險值最高的工人3,工作3分配給工人2,工作2則分配給工人1.目前的EP值分別為20、36、28,因此,在階段3時,工作1分配給工人2,工作2分配給工人1,工作3則分配給工人3.工人的分配安排可表示為{a1,a2,a3},{a2,a3,a1},{a3,a1,a3},相應的人體工程學風險總值為40、40和53,初始優化方案如表7所示.由表7可知,工人在崗所面臨的最大風險值為E=53,因此,輪轉方案S1明顯優于初始安排.
(2)平滑啟發式.在改進算法中得到了初始可行解,將初始可行解作為當前解,循環運用改進算法中平衡風險的方法以尋求改進.如果目標函數值變小,則當前的輪轉方案記為新的當前解.重復以上步驟直至滿足停止的條件,最后的當前方案則為最佳方案,停止的條件為:①如果在改進操作時輪轉方案沒有任何的改變,則終止程序,因為接下來的優化改進也不會改變結果;②為了避免發生重復循環,設定在目標函數值沒有改變時最多進行連續10次的改進步驟.在本例中,初始解即為在第一個程序中得到的方案S1.在不考慮階段1的情況下,工人所面臨的人體工程學風險總值分別為35、24、33.采用第一步中平衡的方法在階段1分配工作,將工作1分配給工人1,工作2分配給工人3,工作3分配給工人2,這樣即可得到新的輪轉方案S2,具體工作分配為{a1,a2,a2},{a3,a3,a1},{a2,a1,a3},其優化方案如表8所示.由表8可知,此時的最大風險值E=49,因此,輪轉方案S2可行且優于方案S1
4結論
以安裝汽車尾燈和天窗的生產線為對象,詳細分析了汽車生產線員工在各自崗位上不斷重復操作時可能面臨的人體工程學風險.利用EWAS對人體工程風險進行測定;依據所有員工人體工程學風險最大值最小的目標,構建了員工崗位輪轉調度模型,并采用平滑啟發式算法優化了員工的人體工程學風險最大值,以解決不同階段員工與崗位的組合優化問題.研究表明,崗位輪轉可以作為一種有效的工具來降低操作工的人體工程學風險,減緩員工的職業損失;崗位輪轉問題的求解難度隨員工數量的增多而大幅增加,啟發式算法能夠有效解決該問題.
參考文獻:
[1]肖鳴政,蕭志穎.當前管理人員崗位輪換的問題與改進[J].中國行政管理,2009(4):16-20.
[2]魏爭光.以崗位輪換的方式培養具有多種能力的圖書館員[J].農業圖書情報學刊,2005(1):89-91.
[3]張軍,王佳佳.如何成功實施崗位輪換[J].中國人力資源開發,2010(8):42-44.
[5]高小潔.崗位輪轉的“人挪活效應”[J].企業改革與管理,2005(9):56-57.
[6]馬勇.崗位輪換的分類與成功實施———基于目的的崗位輪換管理技術[J].中國人力資源開發,2006(4):85-88.
工程機械駕駛室的發展趨勢
工程機械駕駛室轎車化、人性化、信息化是體現當今工程機械發展的必然趨勢。駕駛室作為工程機械的一個重要組成部分,人體操作和機械的交互載體,其設計的合理性,舒適性直接影響的操作人員的安全與工作效率。改善操作人員的舒適度,降低疲勞感,是現在工程機械設計的重要課題。人機工程學的原理在國際工程機械駛室設計中得到了廣泛的應用,更舒適、更安全、更可靠且外形更美觀、操作更方便、更靈活、結構更加合理早已成為工程機械的趨勢發展。在國際上已涌現了一批高水平專業化的為國際工程機械主機配套生產各種駕駛室的生產廠商,例如為Caterpiller、LiebHerr等世界著名工程機械企業提供工程機械駕駛室的配套廠。這些工廠為國際先進的工程機械駕駛,國際化標準化生產配套的工程機械駕駛室總成已經形成了,包括:電器儀表系統、操縱系統總成、駕駛室的結構件、座椅、儀表盤支架總成及舒適軟化的駕駛室內部裝飾等。高端工程機械駕駛室形成了一個符合人機工程學的有機整體。國外先進廠家已經對工程機械的駕駛室提出了一些細致的要求:
a.駕駛室的內部布置充分考慮人機工程學,例如儀表的擺放位置,操作方式等,最大限度地降低駕駛員的疲勞程度,從而使駕駛員的工作效率和安全性得到最大程度的提高;
b.內部裝備安全舒適豪華,全封閉內室,配置空氣懸浮座椅、半自動或全自動空調、電控門鎖車窗、安全氣囊、環繞式儀表板、碰撞吸能轉向柱、電動天窗、高級音響娛樂系統等;
c.駕駛室懸置系統采用空氣彈簧,可以有效地隔絕振動和噪聲,提高整車的舒適性和平順性。這些技術要求也為國內工程機械駕駛室設計發展提供了方向。還有很多先進的技術也被大量引用到工程機械駕駛室設計上來,例如:計算機輔助設計、虛擬現實技術、空氣動力學模擬、電子樣車技術、三維人體模型、模塊化設計等,這些先進的技術將有效的提高工程機械駕駛室設計的水平。
人機工程學實驗的應用,也將是為了工程機械駕駛室設計發展的必然趨勢,目前國內的研究絕大部分停留在經驗人機工程學、人體尺度和操作范圍上,很少進行有效的人機工程學實驗。先進的人機工程學研究應該基于準確的實驗,利用數據說明問題。國際上很多實驗室,在研究人機工程學時都使用生理多導儀,通過采集人體的生理信號,將其數字化并加以分析得出有效結論。生理多導儀可以采集人體心電、腦電、肌電、眼電、血壓、肌張力、呼吸波、神經電位、皮膚電阻等,這些人體參數,對工程機械駕駛人機工程學研究有著重要作用,利用這些人體參數,研究人員可以有效的檢驗設計是否滿足人機工程學要求。
關鍵詞:室內裝修;人體工程學;環境心理學
第一節人體工程學的含義和發展
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“規律、效果”,也即探討人們勞動、工作效果、效能的規律性。
人體工程學起源于歐美,原先是在工業社會中,開始大量生產和使用機械設施的情況下,探求人與機械之間的協調關系,作為獨立學科有40多年的歷史。第二次世界大戰中的軍事科學技術,開始運用人體工程學的原理和方法,在坦克、飛機的內艙設計中,如何使人在艙內有效地操作和戰斗,并盡可能使人長時間地在小空間內減少疲勞,即處理好:人—機—環境的協調關系。及至第二次世界大戰后,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、工業生產、建筑及室內設計中去,1960年創建了國際人體工程學協會。
及至當今,社會發展向后工業社會、信息社會過渡,重視“以人為本”,為人服務,人體工程學強調從人自身出發,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人體解剖學、生理學、心理學的各種特征。“
其實人—物—環境是密切地聯系在一起的一個系統,今后“可望運用人體工程學主動地、高效率地支配生活環境”。
人體工程學聯系到室內設計,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,研究人體結構功能、心理、力學等方面與室內環境之間的合理協調關系,以適合人的身心活動要求,取得最佳的使用效能,其目標應是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學與有關學科以及人體工程學中人、室內環境和設施的相互關系。
第二節人體工程學的基礎數據和計測手段
一、人體基礎數據
人體基礎數據主要有下列三個方面,即有關人體構造、人體尺度以及人體的動作域等的有關數據。
1、人體構造
與人體工程學關系最緊密的是運動系統中的骨骼、關節和肌肉,這三部分在神經系統支配下,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,關節起骨間連接且能活動的作用,肌肉中的骨骼肌受神經系統指揮收縮或舒張,使人體各部分協調動作。
2、人體尺度
人體尺度是人體工程學研究的最基本的數據之一。
3、人體動作域
人們在室內各種工作和生活活動范圍的大小,即動作域,它是確定室內空間尺度的重要依據因素之一。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數據。如果說人體尺度是靜態的、相對固定的數據,人體動作域的尺度則為動態的,其動態尺度與活動情景狀態有關。
室內設計時人體尺度具體數據尺寸的選用,應考慮在不同空間與圍護的狀態下,人們動作和活動的安全,以及對大多數人的適宜尺寸,并強調其中以安全為前提。
例如:對門洞高度、樓梯通行凈高、欄桿扶手高度等,應取男性人體高度的上限,并適當加以人體動態時的余量進行設計;對踏步高度、上擱板或掛鉤高度等,應按女性人體的平均高度進行設計。
二、人體生理計測
根據人體在進行各種活動時,有關生理狀態變化的情況,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引起的耗氧量值,與其平時耗氧量相比,以此測定活動狀態的強度,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,相應地對美丑、新舊、優劣進行評測。
第三節人體工程學在室內設計中的應用
由于人體工程學是一門新興的學科,人體工程學在室內環境設計中應用的深度和廣度,有待于進一步認真開發,目前已有開展的應用方面如下:
一、確定人和人際在室內活動所需空間的主要依據
根據人體工程學中的有關計測數據,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、設施的形體、尺度及其使用范圍的主要依據
家具設施為人所使用,因此它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據;同時,人們為了使用這些家具和設施,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。室內空間越小,停留時間越長,對這方面內容測試的要求也越高,例如車廂、船艙、機艙等交通工具內部空間的設計。
三、提供適應人體的室內物理環境的最佳參數
室內物理環境主要有室內熱環境、聲環境、光環境、重力環境、輻射環境等,室內設計時有了上述要求的科學的參數后,在設計時就有可能有正確的決策。
四、對視覺要素的計測為室內視覺環境設計提供科學依據
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據,對室內光照設計、室內色彩設計、視覺最佳區域等提供了科學的依據。
第四節環境心理學與室內設計
在闡述環境心理學之前,我們先對“環境”和“心理學”的概念簡要地了解一下。環境即為“周圍的境況”,相對于人而言,環境可以說是圍繞著人們,并對人們的行為產生一定影響的外界事物。環境本身具有一定的秩序、模式和結構,可以認為環境是一系列有關的多種元素和人的關系的綜合。人們既可以使外界事物產生變化,而這些變化了的事物,又會反過來對行為主體的人產生影響。例如人們設計創造了簡潔、明亮、高雅、有序的辦公室內環境,相應地環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。
關于環境心理學與室內設計的關系,《環境心理學》一書中譯文前言內的話很能說明一些問題:“不少建筑師很自信,以為建筑將決定人的行為”,但他們“往往忽視人工環境會給人們帶來什么樣的損害,也很少考慮到什么樣的環境適合于人類的生存與活動”。以往的心理學“其注意力僅僅放在解釋人類的行為
上,對于環境與人類的關系未加重視。環境心理學則是以心理學的方法對環境進行探討”,即是在人與環境之間是“以人為本”,從人的心理特征來考慮研究問題,從而使我們對人與環境的關系、對怎樣創造室內人工環境,都應具有新的更為深刻的認識。
一、含義
環境心理學是研究環境與人的行為之間相互關系的學科,它著重從心理學和行為的角度,探討人與環境的最優化,即怎樣的環境是最符合人們心愿的。
環境心理學是一門新興的綜合性學科,環境心理學與多門學科,如醫學、心理學、環境保護學、社會學、人體工程學、人類學、生態學以及城市規劃學、建筑學、室內環境學等學科關系密切。
環境心理學非常重視生活于人工環境中人們的心理傾向,把選擇環境與創建環境相結合,著重研究下列問題:
1、環境和行為的關系;
2、怎樣進行環境的認知;
3、環境和空間的利用;
4、怎樣感知和評價環境;
5、在已有環境中人的行為和感覺。
對室內設計來說,上述各項問題的基本點即是如何組織空間,設計好界面、色彩和光照,處理好室內環境,使之符合人們的心愿。
二、室內環境中人的心理與行為
人在室內環境中,其心理與行為盡管有個體之間的差異,但從總體上分析仍然具有共性,仍然具有以相同或類似的方式做出反應的特點,這也正是我們進行設計的基礎。
下面我們列舉幾項室內環境中人們的心理與行為方面的情況:
1、領域性與人際距離
領域性原是動物在環境中為取得食物、繁衍生息等的一種適應生存的行為方式。人與動物畢竟在語言表達、理性思考、意志決策與社會性等方面有本質的區別,但人在室內環境中的生活、生產活動,也總是力求其活動不被外界干擾或妨礙。不同的活動有其必須的生理和心理范圍與領域,人們不希望輕易地被外來的人與物所打破。
室內環境中個人空間常需與人際交流、接觸時所需的距離統盤考慮。人際接觸實際上根據不同的接觸對象和在不同的場合,在距離上各有差異。赫爾以動物的環境和行為的研究經驗為基礎,提出了人際距離的概念,根據人際關系的密切程度、行為特征確定人際距離,即分為:密切距離;人體距離;社會距離;公眾距離。
每類距離中,根據不同的行為性質再分為接近相與遠方相。例如在密切距離中,親密、對對方有可嗅覺和輻射熱感覺為接近相;可與對方接觸握手為遠方相。當然對于不同民族、、性別、職業和文化程度等因素,人際距離也會有所不同。
2、私密性與盡端趨向
如果說領域性主要在于空間范圍,則私密性更涉及在相應空間范圍內包括視線、聲音等方面的隔絕要求。私密性在居住類室內空間中要求更為突出。
日常生活中人們還會非常明顯地觀察到,集體宿舍里先進入宿舍的人,如果允許自己挑選床位,他們總愿意挑選在房間盡端的床鋪,可能是由于生活、就寢時相對地較少受干擾。同樣情況也見之于就餐人對餐廳中餐桌座位的挑選,相對地人們最不愿意選擇近門處及人流頻繁通過處的座位,餐廳中靠墻卡座的設置,由于在室內空間中形成更多的“盡端”,也就更符合散客就餐時“盡端趨向”的心理要求。
3、依托的安全感
生活活動在室內空間的人們,從心理感受來說,并不是越開闊、越寬廣越好,人們通常在大型室內空間中更愿意有所“依托”物體。
在火車站和地鐵車站的候車廳或站臺上,人們并不較多地停留在最容易上車的地方,而是愿意待在柱子邊,人群相對散落地匯集在廳內、站臺上的柱子附近,適當地與人流通道保持距離。在柱邊人們感到有了“依托”,更具安全感。
4、從眾與趨光心理
從一些公共場所內發生的非常事故中觀察到,緊急情況時人們往往會盲目跟從人群中領頭幾個急速跑動的人的去向,不管其去向是否是安全疏散口。當火警或煙霧開始彌漫時,人們無心注視標志及文字的內容,甚至對此缺乏信賴,往往是更為直覺地跟著領頭的幾個人跑動,以致成為整個人群的流向。上述情況即屬從眾心理。同時,人們在室內空間中流動時,具有從暗處往較明亮處流動的趨向,緊急情況時語言訴引導會優于文字的引導。
上述心理和行為現象提示設計者在創造公共場所室內環境時,首先應注意空間與照明等的導向,標志與文字的引導固然也很重要,但從緊急情況時的心理與行為來看,對空間、照明、音響等需予以高度重視。
5、空間形狀的心理感受
由各個界面圍合而成的室內空間,其形狀特征常會使活動于其中的人們產生不同的心理感受。著名建筑師貝聿銘先生曾對他的作品——具有三角形斜向空間的華盛頓藝術館新館——有很好的論述,他認為三角形、多滅點的斜向空間常給人以動態和富有變化的心理感受。新晨
三、環境心理學在室內設計中的應用
運用環境心理學的原理,在室內設計中的應用面極廣,暫且列舉下述幾點:
1、室內環境設計應符合人們的行為模式和心理特征
例如現代大型商場的室內設計,顧客的購物行為已從單一的購物,發展為購物——游覽——休閑——信息——服務等行為。購物要求盡可能接近商品,親手挑選比較,由此自選及開架布局的商場結合茶座、游樂、托兒等應運而生。
2、認知環境和心理行為模式對組織室內空間的提示
從環境中接受初始的刺激的是感覺器官,評價環境或作出相應行為反應的判斷是大腦,因此,“可以說對環境的認知是由感覺器官和大腦一起進行工作的”。認知環境結合上述心理行為模式的種種表現,設計者能夠比通常單純從使用功能、人體尺度等起始的設計依據,有了組織空間、確定其尺度范圍和形狀、選擇其光照和色調等更為深刻的提示。
從課程設置來看,人體工程學是環境藝術設計專業的必修課程,通常安排在大學二年級的下半學期,是進入專業課程學習前的專業基礎課,有8周的課程安排,共32個學時。在此之前,學生已學習的課程主要為基礎必修課,如素描、色彩、設計構成、圖案、計算機輔助設計等。從課程內容來看,人體工程學作為一門綜合性的邊緣學科,研究的內容和范圍極其廣泛。因此,許多專業都開設了此門課程,只是針對不同專業的特點,在授課內容的重點、難點及時間安排上略有不同。以環境藝術設計專業為例,課程的內容包括人體工程學及其應用、人體工程學基礎(包括人體生理學知識、心理學知識、人體測量學知識)、人與環境(包括人與環境的交互作用、行為與環境、視覺與環境、聽覺與環境、膚覺與環境、嗅覺與環境、人和環境質量評價)、環境行為與室內設計(包括居住行為與戶內設計、商業行為與店堂設計、餐飲行為與餐廳設計、觀展行為與展廳設計、人際行為與室內交往空間設計)。從教師授課情況來看,環境藝術設計專業的人體工程學涵蓋的理論知識多、涉及范圍廣,若要在短短8周的時間內既對每個章節進行細致的分析講解,還對每個知識要點進行擴展和延伸,時間明顯不夠。因此,教師通常以理論課的方式講述人體工程學,主要講授人體工程學的基本原理、概念、方法,課程結束后以傳統的理論考式進行考核。從學生學習情況來看,相比專業課程而言,人體工程學在整個課程體系中所占學分分值較少。大部分學生認為此課程屬基礎理論課,以理論課的心態對待,對人體工程學課程重要性的認識不足,課堂出勤率不高,常出現遲到、曠課現象。
二、教學中存在的問題
(一)教學模式單一,教學方法陳舊
教師圍繞教材內容,固守傳統教學模式和思維模式,采取單一的教學方法,是導致人體工程學教學效果差的直接原因。在傳統的教學理念中,教師是課堂的主導者,常常采取“填鴨式”的教學模式;學生是信息的被動接收者,習慣性采用機械的、死記硬背的方式記住知識要點,完成對課程內容的學習,很難將知識內化成與實際經驗相符的內容。加之受課時的限制,教師忽視了與學生的互動和交流。這種授課方式既限制了學生的思維能力,也使教師很難收到學生反饋的信息,更無法全面了解學生的情況,進而不能針對學生的學習情況進行及時的教學調整。
(二)同質化教學,缺少與專業課程的聯系
作為一門交叉學科,人體工程學常以基礎課的形式引入不同學科專業,如工程制造專業、工業設計專業等。教師常以講述的方式對課程內容進行陳述式的講解,往往忽略人體工程學針對不同學科、不同專業具有不同的重點與難點,若均采用同樣的教學方法講授相同的內容,必然導致學生對該課程在本專業的作用理解不足,做不到有的放矢的學習,影響學習效果。
(三)缺乏實踐環節,理論與實際脫節
人體工程學屬應用型學科,需要在理論框架上輔以實踐教學。但是,目前教學中教師講授理論知識的時間占據了全部課時,實踐部分流于形式,導致這種情況出現的原因主要有三點:一是授課教師將本門課程定性為理論課,僅按照理論課的步驟和方法,圍繞書本內容完成講解部分;二是課堂缺少實驗環境,無法進行有效的實踐教學環節;三是課程學時少,除理論講授之外沒有更多的時間進行實踐教學,導致本門課程終究無法與專業相結合,最終淪為一門講授純理論的課程。
三、課程教學改革與實踐
(一)明確課程定位
人體工程學包含對人的生理和心理特征、人的行為模式、人體基本數據、人與環境關系的分析,其內容是環境藝術設計順利實施的基礎。教師應圍繞教學大綱的要求,明確人體工程學在專業中的基礎作用,制定具有針對性的教學方案和課程設計。同時,在上課之初就應該向學生指出人體工程學課程的重要性及其與本專業其他課程的關系,充分調動學生的學習積極性,促進教學工作更好的開展。
(二)轉變教學理念
“以學生為導向”的教學模式,強調學生作為教學主體在教學中的地位,改變學生以往作為教學附屬者而導致學習目標不明確、產生學習惰性的現象。學生由被動接受者轉變為知識體系的構建者、信息加工者,提高了學習的能動性,強化了學習效果。教學模式的轉變,首先要求教師改變教學理念,由知識的傳輸者轉變成學習的引導者,加強師生互動,及時對學生的學習情況進行評估,通過案例分析、課題討論、現場教學等環節加強學生對知識的應用,使理論與專業有機結合起來。
(三)采用多樣化的教學方法
由于受到教學條件、學時的限制,人體工程學的實踐課題很難在既定的教學時間開展,但這并不意味著人體工程學只能作為理論課的形式出現。若僅注重理論框架的完整性而忽視與實踐課題的結合,勢必會限制其與專業課的聯系,也必然會使其成為無關緊要的理論課。在有限的教學時間里,教師可采用多樣的教學方式,如案例分析、實地調研、小組討論等,將理論與實踐結合。在提高學生學習能力、問題分析能力的同時,強化學生對人體工程學的認識,使人體工程學真正成為環境藝術設計專業不可或缺的基礎課。具體做法如下:
第一,在教學中以實踐為導向,以理論為指導。人體工程學和環境藝術設計都屬于應用型學科,理論和實踐相結合,才能使理論更好的指導實踐。教師講授理論時,可將文字講解與視覺圖片相結合,用圖片展示空間形態,用文字做闡述,如在講到人的行為與環境的關系時,可聯系學生熟悉的校園環境,以某一行動路徑為導向,分析學生的行為方式及由此形成的空間形態,并對行為模式與空間形態之間的相互制約的關系做進一步的解釋。
第二,引入調研課題,開展實踐教學。在學生已基本掌握概念、原理的基礎上,教師可以設計實踐課題,如指導學生綜合運用自然觀察法、實測法、資料研究法、調查分析法等,對人體、家具進行測量,制作人體模型或空間模型;或是對校園空間進行實地考察與測量,分析人的行為模式與空間形態的關系等。課題實施的方式可以是自主研究,也可以是團隊合作。通過對個案的調查、測量、分析、總結,將教師口中抽象的理論與學生切身體驗結合起來,轉化成形象、生動、可感知的內容,以加深學生對知識的理解。
第三,設計課堂討論環節,鼓勵學生提出自己的觀點。通過前期實地調研課題的開展,學生對空洞的概念、數據、原理有了更多的理性認識。教師設計課堂討論環節,鼓勵學生以匯報演講的方式,對前期調研的成果進行總結并提出自己的觀點。通過理論——實踐——總結的過程,使學生完成課程的學習,提高學習能力,逐步完善知識體系。
第四,考核內容既要涵蓋基礎知識,又要體現專業特色。人體工程學涵蓋的知識點多,教師常采用問答的模式進行考核,雖然能夠考察到學生對知識的掌握情況,卻不能考察到學生的實踐能力,也無法了解學生綜合運用知識的能力。因此,考核形式應多樣化,內容應當從理論與專業結合的角度設計,如針對室內設計方向的學生,考核內容可以是“完成一套居室空間的平面布置圖”。由教師提供原始建筑圖,學生假定空間性質、人群使用情況等,完成對空間的分析與布局。如此,學生將人體工程學課程學到的知識綜合運用于實際案例中,既得到了實踐的機會,又提高了學習興趣,同時幫助學生建立起學科專業間的聯系。
關鍵詞:人機工程學 課堂教學 教學成果
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)005-163-02
工業設計是以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行的設計,其理念是在符合各方面需求的基礎上兼具特色。工業設計是一門綜合性、應用性很強的交叉性學科,它旨在形成和諧的實物環境,最充分的滿足人的物質需要和精神需要。工業設計在企業中有著廣闊的應用空間。
1. 人機工程學教學的重要性
人機工程學是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素;研究人和機器及環境的相互關系;研究在工作中、家庭生活中及休閑時怎樣統一考慮工作效率,人的健康,安全和舒適等問題的學科。本課程是工業設計專業的重要組成部分,它為設計安全可靠、便于使用的產品提供了人機關系方面的理論依據和方法指導。
我國的工業設計專業教學,形成了兩種基本知識體系:一種是工程技術體系;另一種藝術美學體系。根據工業設計專業辦學基本要求,無論哪種知識體系,都必須學習人機工程學、工業設計工程基礎等課程。從人機工程學教學方面來說,傳統的理論知識灌輸過程所涉的工科知識較大,面對大量的原理和數據公式,藝術類學生聽起來費解,也容易產生疲勞和厭學情緒。課程的教學成效關系到后續課程教學是否能順利展開,而死記硬背、不加理解的學習方法和模式起不到應有的效果。
通過人機工程學的課程學習,應該讓學生理解設計是什么,怎樣設計,設計達到的效果。具體來說,轉變成人機工程學課程中要解決的3個目標,就是“尋找產品問題、正確分析原因、重新改良設計”,再簡化一下可表達為設計上常用的述語:發現問題、分析問題、解決問題。這3個教學目標實際上就是設計的三個階段。本文將從教學實際出發,探討人機工程學教學改革中的實踐與體會。
2. 人機工程學課程的教學目的
工業設計教育不應該試圖把學生教成每一方面都精通,能在事先熟知的所要設計的產品的各個方面的專家,事實上也不可能做到這一點;而應該把設計教育的重點放在讓學生學會這門學科的基本理論和基本研究方法以及培養他們對知識的應用和與再生能力上,使學生能夠舉一反三,在面對新問題時能夠迅速把握實質,靈活運用所學的知識并以創造性的方法解決這些問題。
由于工作對象的多樣性和復雜性,設計師必須經常面對各式各樣的人機問題,這種情況給人機工程學的教學工作帶來了一定的困難。人機工程學研究內容的涉及面廣,涉獵的學科繁多,再加之信息技術的不斷發展,甚至可以延展出界面設計這樣獨立的設計課程,因此作為工業設計專業的學生不可能真正全面地掌握人機工程學各個領域的所有內容。人機工程學的教學目的也絕非是讓學生認真背誦書本的概念與數字,而是教會學生具有基本的人機工程學觀念,提高其人機意識,了解基本概念、內容和方法,在以后的設計實踐中能夠自覺查閱相關資料,深入學習,使其設計更科學和全面。
3. 人機工程學教學改革的探索
人機工程學教學方法的得失和教學內容的安排,往往直接影響到教學效果的成敗。因此,實際的課堂教學中,科學的教學方法、先進的教學手段和合理的教學安排,能夠激發學生的學習興趣,培養學生積極思考和解決問題的能力,牢固地掌握并靈活運用知識。
3.1 聯系實際生活,引導學生自主學習
傳統的人機工程學教學,為了引起學生對課程的重視,在課程之初會用很多時間來探討課程的重要性。人機工程學興起的直接原因是二戰中大量因人機設計失誤而導致的飛機失事。軍事領域的人機設計問題讓學生覺得很新奇,但畢竟離我們的現實生活太遠了。
那么到底在我們的日常生活中,需不需要人機工程學,有沒有值得我們去改進的設計方面呢。教學中,我把這個問題作為第一次課后作業留給同學完成,并給了兩個學時的課堂討論時間。通過討論,同學們發現了很多在生活中運用人機工程學的例子,有正面的,也有反面的。正面的例子有:階梯教室的座位高低錯落,保證了各個位置同學的視野;電腦腕墊設計有效緩解了手腕疲勞;椅子的腰靠設計有效緩解了腰部不適;高低可調的課桌椅適應了不同身高的客戶需求等等。反面的例子有:公寓床的長度不適合于身高過高者;固定式課桌椅不能滿足所有同學的身高尺寸;公用衛生間門后不設掛鉤,給入廁者帶來不便等等。
通過設置思考題并結合課堂討論的形式,引導學生思考本門課程的重要性和實用性,既避免了傳統教學反復說道的枯燥乏力,又調動了學生的積極性,真實地感受到了課程的重要性感和實用性,從而提高學習的自主性。
3.2 通過課程實踐,理解科學數據的由來
人體尺寸的測量,是人機工程學中人體尺寸獲得的基礎,更是產品尺寸確定的重要參考。傳統教學中,對于該部分內容,教師們會對照人體尺寸表格和圖示一一講解,以幫助學生理解。這種教學模式可能出現的問題就是:一旦離開書本,學生很快就忘記了測量項目的名稱和具體測量的人體部位,更難以在產品尺寸的設計中,快速、有效地找出人體尺寸的參考值。
為了提高教學效果,在教學中我們在此部分設定了實踐環節:在同學配合下,測量自身的人體主要尺寸、立姿和坐姿尺寸,畫出尺寸圖,并進行1:2的人體模板制作。同學們對實踐課題表現得非常興奮,測量自身的人體尺寸讓他們覺得很親切。很多同學測量中發現出現各部分尺寸相加高于或低于身高,而十分不解。最后在老師的協助下,通過測點標記和輔助測量基準面都得到了解決。實踐環節進行的盡然有序,充滿歡聲笑語。
在完成人體尺寸圖和人體模板時,同學們都掌握了這部分的知識,很有成就感,并興奮地表示記憶深刻,十分難忘。由此可見,合理的實踐環節設置,對學生深入理解和靈活掌握知識,起到了巨大的推動作用。
3.3 分析設計案例,提高分析問題的能力
顯示與控制設計在產品設計的應用極為廣泛,教材中設置了大量圖例來講解該部分的重要性與應用。在傳統理論教學的基礎上,為了進一步提高同學的分析問題能力,實際教學中引入了櫥柜設計的案例,讓大家學會客觀地評價設計的優劣。
案例中,新櫥柜設計的主題是“生活如此簡單”,產品的使用方式非常方便。當我們用身體的任何部位輕輕觸碰柜門時,相應的抽屜就能迅速彈出,所有的餐具快速展現于眼前。在輕松愜意的背景音樂配合下,主人游刃有余地穿梭在廚房中,寵物狗也舔開了其中一個抽屜,享受屬于自己的美食。看完案例,同學們都很興奮,紛紛夸獎設計太棒了,操作方便,技術先進,十分完美。討論的最后,我肯定了大家的正面評價,并提醒大家分析一下設計有沒有什么問題呢?同學們頓時安靜了,在積極地引導下,同學們靜下心來,開始思考設計方案華麗外表之下存在的問題,并得到了正確的結論。
面對新的設計,大家已經習慣了給予高度的評價和贊許,而設計中還有沒有可改進之處,很多人都會忽略。而作為設計人員的我們,對產品的評價不應該限于此,我們還要看到比常人更深刻的方面,為后續的設計研究找到方向。因此,教學中除了教會學生現成的理論知識以外,要引導學生學會分析實際問題,任何問題都存在兩面性,我們要學會科學、客觀地對設計方案進行評價。
4. 結束語
人機工程學是一門技術性學科,其相關理論知識在生活中隨處可見,在教學中應該突出其科學性和實用性,通過各種方式方法,引導學生積極思考和實踐,杜絕死記硬背和填鴨式的教學模式。在工業設計專業的人機工程學的教學過程中,應該突出基本原理、工程程序和研究方法,這樣既能確保設計師具有較扎實的理論基礎,又能使設計師在解決問題時具備正確的思路和開展工作的手段。
注釋:
①汪惠芬,劉婷婷,《人機工程學》課程教學模式探索與實踐[J],應用研究,2007,36(9):71-75.
②丁玉蘭,人機工程學[M],北京理工大學出版社,2005年8月:2.
關鍵詞:人體工程學 室內設計
1在設計創新中尋找人的精神需求
由于現代生活節奏快,價值觀念更新快,風格時尚體現得更為強烈。西班牙畫家畢加索曾經說過:“藝術不是進化,而是不斷變化。”現代的室內設計個性化的構思往往會使設計以新奇制勝,所以在創新上要充分運用聯想、象征、借景等手法寄情于環境中。現代消費觀念的改變,使人們對居住環境的觀念也不斷地發生改變,一方面重視高質量高技術,另一方面越來越重視人的情感和生存價值的需要,因此室內設計的高質量高技術與高情感的結合就形成了新的價值觀。對設計師而言,要熟悉室內裝飾材料的組合風格,力求從造型、色彩、質感方面滿足現代人的不同要求,給以精神上的平衡,從而使價值觀得以體現。
2現代室內設計已作為系統工程服務于人
針對不同的人,不同的使用對象,相應地應該考慮有不同的要求。例如:一些設計合理的公共衛生間,其洗手盆并不像我們在許多公共衛生間所見到的那樣,都是一個高度,而是分成高的低兩種。低的只有半米多高,即使是幼兒園的小朋友,洗手也很方便。一些公共建筑顧及殘疾人的通行和活動,在室內外高差、垂直交通、衛生間盥洗等許多方面應作無障礙設計。這就要求設計師熟知人體工程學的知識。在室內空間的組織、色彩和照明的選用方面,以及對相應使用性質室內環境氛圍的烘托等方面,更需要研究人們的行為心理、視覺感受方面的要求。例如:教堂高聳的室內空間具有神秘感,會議廳規正的室內空間具有莊嚴感,而娛樂場所絢麗的色彩和繽紛閃爍的照明給人以興奮、愉悅的心理感受。室內環境的內容,涉及到由界面圍成的空間形狀、空間尺度的室內空間環境,室內聲、光、熱環境,室內空氣環境(空氣質量、有害氣體和粉塵含量、放射劑量……)等室內客觀環境因素。可以認為現代室內設計是一項綜合性極強的系統工程,但是它的出發點和歸宿只能是為人和人際活動服務。現代室內設計不僅需要滿足人們的生理、心理等要求,還需要綜合地處理人與環境、人際交往等多項關系,需要在為人服務的前提下,綜合解決使用功能、經濟效益、舒適美觀、環境氛圍等種種要求。
3人體工程學在室內設計中的意義
3.1體積
所謂體積,就是人體活動的三維范圍。這個范圍將根據研究對象的國籍、生活的區域、以及個人的民族、生活習慣的不同而各異。所以,人體工程學在設計實踐中經常采用的數據都是平均值,此外還向設計人員提供相關的偏差值,以供余量的設計參考。
3.2位置
所謂位置,是指人體在室內空間中的相對“靜點”。個體與群體在不同的空間的活動中,總會趨向一個相對的空間“靜點”,以此來表示人與人之間的空間位置和心理距離等,它主要取決于視覺定位。人體工程學在室內環境設計中應用的深度和廣度,有待于進一步認真開發,目前已有開展的應用方面如下:(1)確定人和人際在室內活動所需空間的主要依據。根據人體工程學中的有關計測數據,從人的尺度、動作域、心理空間以及人際交往的空間等,確定各種不同的功能空間的劃分和尺寸,使空間更有利于人們的活動。(2)確定家具,設施的形體,尺度及其使用范圍的主要依據。家具設施為人所使用,是室內空間的主體,也是與人接觸最密切的,因此它們的形體,尺度必須以人體尺度為主要依據;同時,人們為了使用這些家具和設施,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.室內空間越小,停留時間越長,對這方面內容測試的要求也越高,例如車廂,船艙,機艙等交通工具內部空間的設計。(3)提供適應人體的室內物理環境的最佳參數。室內物理環境主要有室內熱環境,聲環境,光環境,重力環境、輻射環境等,室內設計時有了上述要求的科學的參數后,在設計時就有可能有正確的決策。
4人體工程學在室內設計中的應用
4.1辦公空間設計
早期辦公空間還沒考慮那么多人體工程學的因素,附著社會的發展和進步,現在的辦公空間發生了很大的變化。辦公空間的功能要素:一般規模的辦公室最起碼應該滿足的功能要素是:前臺或文員、工作區、經理室、會計出納室、廁所、會議室、文印室、休息室。大型的辦公空間功能會更加復雜,如專門的接待室,資料室,展示室等。所以在平面規劃時應根據不同的功能的要求,有目的有意識的進行設計。
4.2家居空間設計
我覺得營造一個品位高雅、格調不俗的家居氛圍,不是簡單的把自己喜歡的沙發、茶幾、電視柜、餐桌椅擺進家里,而是要從科學與藝術的角度,在空間的規劃、色彩、光線、個性等方面巧妙構思,才能使你進入家的環境時,得到身心的放松和滿足。現在提倡的“人性化”家居、“健康家居”等是人體工程學設計。
5總結
以上我主要講的是人體程工程學在室內設計當中的辦公空間和家居空間的應用。其實人體工程學在室內設計當中的很多方面都還有應用。比如說(在商業空間中的設計和應用;在餐飲空間中的應用和在展示空間中的設計與應用)。在這里我就不一一說明了。我們在室內設計當中要紿終堅持以人為中心,“為人而設計”的原則,運用人體測量、生理、心理計測等方法,研究人體的結構功能、心理等方面與室內空間環境的合理協調關系,創造出適合人活動需求的室內空間。在室內設計中,要營造出各種有利于人的身心健康的舒適環境,主要采用科學的手段,包括“關于人體尺度和人類的生理及心理需求”這兩方面。除此之外,人體自身的空間構成的相關問題的重要性也顯現出來。只有在室內設計當中處處考慮到了人體工程學的話,那樣所設計出來的室內空間肯定是非常人性化的。符合人們生理和心理各個方面的需求。真正意義上的做到了人—機—環境三者的和諧統一。
參考文獻:
[1]張月.室內人體工程學.中國建筑工業出版社.2005.9.
引言
人體工程學研究的主要內容是人、人和物品、人和環境之間的關聯,為了能夠更好更高效的實現各種訂立目標,為其提供科學的理論依據與定量依據。室內設計主要是通過對室內家具的陳設、組織的擺放、視覺環境的處理與物理環境的融合,以最大程度的滿足人們對生產生活的要求,單從室內設計的角度來說,人體工程學主要研究的是人、人和物品、人和環境彼此之間的內在關聯,但是室內設計是把這種內在聯系外在化呈現,彼此間的關系是靈魂和外表的關系。但是實際情況不是這樣子的,出現這種誤解的原因主要是因為人們對人體工程學與室內設計的認識不足,另外一個則是人們對二者間的關聯性理解不足。
人體工程學的基本參數
人體基礎參數具體包含以下幾個方面的內容,也就是人體組成結構、人體參照數據、人體工作范圍和人的心理因素等。
1.人體尺度大小與不同地區人種間的差異
人體尺度大小所指的是某一個部分或者某一個整體的尺寸大小,其中有身高、臂長、肩寬和腿長等等多個部分的內容。全球各個范圍內不同人種之間的生理尺寸之間有較大的差異。依照相關報道資料顯示,荷蘭人不僅男人個高,平均身高為182.5厘米,且女性身高也達170厘米,東方人到荷蘭常常因為無法夠到汽車的扶手手環而鬧笑話。這些因素直接決定了各個不同地區的實用工具與用品尺寸之間的差異。
2.人體動作范圍
室內設計過程中需要對尺寸大小有精準的把握,需要建立在不同空間與使用模式之下,從安全、高效、舒適的基準出發。人們在室內活動區域大小就是動作范圍,使用各種測量計算方式測定的人體動作范圍屬于人體工程學研究的一項基礎數據,而動作范圍指的是人在運動狀態下需要的活動空間,動態尺度與活動情景等與人體尺度有密切關聯。
3.人們心理范圍
人們對空間的滿意程度,絕大程度上來源于心理空間。空間對人的心理影響程度很大,人的心理空間會隨著人移動,同時還具有伸縮性。環境自身對人的心理會造成巨大影響,人長期在低矮、狹小、昏暗的空間中生活,會使得人心理產生負面情緒,外在表現便是壓抑、燥慮、精神難以集中等等。
人體工程學應用在室內設計
1.室內光環境設計
人們從外部環境中所接受的信息中,超過80%來自光引發的視覺體驗。所以打造一個舒適的光環境,是室內設計中的一項重要研究課題。室內采光主要分成了自然光與人造燈光。自然光不但對人們的視覺健康有更多的有利因素,而且人們可以從窗戶向外看到室外的風光,而且自然光的采集有助于能源的節約。自然光采集的主要部件是窗戶,窗戶分成了天窗和側窗,一般人們多見的天窗包括矩形天窗、水平天窗、鋸齒形天窗和下沉式天窗集中。側窗的窗型外形越寬,所獲視野越廣闊,越高光照的深度越大。一般在室內設計建設過程中出現較多的側窗類型為落地窗和高臺窗。落地窗可獲得廣闊的視野,能夠和室外建立密切的聯系,高臺窗能夠減少眩光的出現概率,同時可以給人帶來一定安定感與私密感。具體的窗型設計需依照室內環境的具體表現特點確定。
人造燈光的設計就是使用各種人造光源特點,使用燈具造型設計與分布設計,營造一種特定的人工光環境。照明程度是判定室內光環境的一項重要標準。室內照明設計過程中的照度分布需要和人體工程學標準相適應,例如工作范圍內,照明的均勻度需要保證在0.7lx以上;非工作區的照度相比工作區的照度要低一些。與此同時,室內的光照環境還需要確保有合適的亮度分布,一般被觀察物體的亮度如果是鄰近環境的三倍,會獲得較好的視覺程度。
2.室內色彩設計
室內色彩的利用需要有助于讓人們保持穩定的生活與工作情緒,同時滿足空間內的各項使用功能要求,此項要求屬于室內色彩設計的一般人機學要求。例如辦公空間與居室色彩的利用會對人們的生活造成直接影響,例如使用純度較低的灰色系能夠給人舒適、安靜的感覺。但是快餐店需要給人一種歡快、活潑的室內感覺,因此多用亮黃和紅色,例如肯德基、麥當勞等。
使用不一樣的色彩給人的心理感受都是不一樣的,同時也會對人的身體健康產生不同影響。像是粉紅色會給人一種舒適溫柔的感覺,可是長時間在粉紅色的環境中生活的話,會降低人的視力、聽力,加快脈搏的跳動,所以居室設計過程中不宜大范圍的使用粉紅色。小空間使用白色會讓人產生一種視覺寬敞感,可是孤獨癥患者與抑郁癥患者不適宜長期在白色環境中生活。
3.室內聲音環境設計
室內聲音環境的設計,最主要的一項內容便是避免噪聲的干擾,避免噪聲的方法有很多,例如可以使用有隔音消聲作用的樓板、門窗等,或者使用吸聲板當成室內的墻面設計,除了這些常規方法,不一樣的室內環境,對聲音環境的要求也大不相同,例如在教室和演講廳等室內,需要保證各個方位都有較好的語音清晰度;而在歌劇院、音樂廳等室內則要求能夠得到優美動聽的音質。這就需要聲環境將室內空間的容積、室內房間的形體與室內席位數目等一同納入考慮范圍,依照他不同的室內空間功能要求,選擇合適的處理方法,并且盡可能的將回聲、聲影與聲聚焦的聲音缺陷避免。
4人體工程學為家具設計提供的科學標準
人體的結構大小、人體的功能大小屬于室內設計中的一項基礎化參數與參照,也是滿足使用功能的本質性要求。其直接決定了家具原始的表現形態、組合方式與室內空間大小等。同樣的,在生理學方面的各項研究也為確保使用者的身心健康提供了必要的參數與制度指導。
人體工程學直接從家具和人、家具和物品之間的關系程度做衡量,但是把家具分成人體系類、準人體系類、建筑系類、能量系數類和裝飾系類等等。這種區分標準不但在于重視家具和人、家具和物品的緊密程度,而且對設計程度也有較高的重視。
人體工程學將人們的工作、生活與學習行為分解成了各種不同的生活表現狀態,而分列出了單獨的一類生活系類,再比如對生活系類細化,可以得出生活系類中的各種表現形式,舉個例子,依照人的各種姿勢的不同表現性質、空間大小、眼高位置等,將人的各種姿勢分別表示成立位姿勢、坐位姿勢、蹲靠位姿勢和臥位姿勢四種類型,依照姿勢的各種不同形式可以為家具設計提供不同的科學參照標準。
1.家具設計基準點的確定
對基準點與基準面做正確選擇屬于家具設計中的前提與基礎。人體工程學認為家具設計需要將坐位、立位等各種不同的基準點加入考慮范圍,像是坐位使用的家具和桌椅等等需要使用坐位當成基準點。這主要是因為人們處于坐位時,眼高的位置、肘部的位置等都必須從坐骨結節位置開始計算才可以將其當成是設計的零點標高,但是不可以用無關的腳底位置當成參照標準。在桌面高度確定的過程中,也只可以把桌面到座骨結節點的距離當成衡量標準,而不能夠是桌面到地面的整個高度。
2.明確家居設計的優化執行性能
例如人體工程學專家在對人睡眼狀態做肌電圖、腦電波、體壓分布、出汗、睡姿等各個軀體狀態做測量后,表示人們在睡眠的狀態下,體感的舒適程度受制于人體壓力分布,但是合理的壓力分布又必須是人體感覺敏感程度承受壓力小,人體感覺遲鈍部位承受壓力大。由此可以得出,軟床墊的各個部位需要分配不同的彈力要求,這樣也就改正了過去軟床墊各個部位彈力一致的誤區,確定了最優化床功能設計。
3.確定家具的最佳設計尺寸
人體工程學測量了各種有關人體各部位的尺寸,人體的肢體活動范圍和人在接觸某些家具的時候,體壓的分布,肌肉、神經、血液與呼吸的反映情況等都不一樣,從各個層面確定科學數據,以確定家具設計的最優尺寸。像是單人床寬度確定的時候,有研究報道顯示窗寬50厘米時因為床窄,因此翻身次數減少,減少次數大約比90厘米寬的床少30%,降低睡眠質量,但是窗寬在70厘米至130厘米間時,差別不大。由此可知,單人床寬度的最低標準應該是70厘米,最好的寬度大小應該是90厘米。