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人机工程学与居住环境中的无障碍设计-北京世纪方艺装饰设计有限公司
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人机工程学与居住环境中的无障碍设计
作者:sjfybj    发布于:2015-06-08 15:24:01    文字:【】【】【

 
作者:张 品 彭 军
随着社会的发展进步和人口老龄化的加快,老年人、肢体残疾人士与行动不便者越来越受到人们的关心和社会的重视。无障碍设计是在“人性化”设计理念引导下的一种具体体现,它给人们的日常生活带来了方便,同时也是社会进步的一个重要的标志。人机工程学作为人体科学、环境科学与技术科学融合交叉的新兴学科体系,有着广泛的应用领域。环境无障碍设计和人机工程的聚焦点在于“协调人与环境的关系”。老年人、残疾人、行动不便者对居住环境有更多的依赖性,无障碍设计就是考虑到这一群体的特点,在设计中采取的“人性化”措施。主要针对居住环境中的过道、门、楼梯、卧室、起居室、厨房、洗手间及日用家具等进行尺寸分析及研究,使之符合人的行为、生理、心理需求,给人带来便利,使人身心愉悦。

1. 居住环境中无障碍设计的主要内容

居住环境中的无障碍设计主要包括:(1)单元门入口,涉及的内容包括:台阶、扶手、平台、门厅、门宽。(2)坡道,涉及内容有:宽度、长度、坡度、地面、扶手、平台、挡台。(3)通道、楼梯,含有宽度、地面、扶手、颜色、照度等方面的设计。(4)电梯,涉及内容有:门的宽度、深度、按钮位置、扶手、报警电话等。(5)居室,主要方面有:门宽、室内面积、通道、朝向。(6)卫生间,涉及内容包括 :门宽、面积、抓杆、厕位、浴位、地面、水龙头。(7)电源开关、插座等。主要包括位置、高度、形式、安全性。(8)日用家具的宽度、高度、结构等。

2. 无障碍设计原则

无障碍设计的宗旨是运用现代化的科技手段改变原有的环境,为使用者提供便利。也就是人在与外界相互作用的过程中,生理功能发挥得恰到好处,有利于身心健康。

针对老年人、残疾人、行动不便者进行无障碍设计时,应当注意到以下几点:

(1)老年人由于生理功能的退化,其人体各部位的活动范围都有很大的减少。

(2)轮椅使用者的基本人体尺寸是坐高,应按此尺寸考虑日常生活中各种物品的尺寸。

(3)扶手、横杆等设施可用作手臂的支撑产生杠杆作用,弥补腿功能不足、身体平衡性差的缺点。

(4)轮椅,需要有较大的活动面积才能自由地回转、调头。
(5) 由于身体的不便,体力的下降,他们的活动区域内要有辅助性、保护性的设施。如浴池边应有休息台。

3. 无障碍家具的设计分析

由于人体的尺寸分布可看作符合正态分布曲线,在设计中一般舍弃最大值及最小值。因此引进百分位数Pk来表示人体尺寸等级。Pk表示第K个百分位数,K百分位数表示有K%的人群尺寸小于此值。

按照人机工程学原理,家具无障碍设计的关键在于设计要符合人体的生理特点,其结构尺寸要考虑人体的所能触及的活动范围,同时根据使用者的生理、身体要求考虑“触及”的舒适程度,另外也要考虑心理因素。一般先分析影响设计的人体尺寸的性质,根据设计对象的性质确定采用的百分位数,另外还要根据生理解剖特点、心理感受等因素予以适当的修正。对受力有要求的设计还要根据生物力学进行分析。

3.1 、办公桌尺寸的分析

如图1所示,办公桌有几个基本尺寸,中间净空高H3、桌面高H4、把手高H5、宽B、深T。其中,中间净空高H3是一个关键因素,以下针对正常人和残疾人分别予以分析。

(1) 正常人:H3=X+Y+Z+△式中参数分别为,X—椅子高度;Y—坐姿大腿厚;Z—修正量。其中,X取值为400—440mm(GB/T3326-1997),此处令X=430。根据人机工程学原理,Y 宜选大的百分位数,此处选第95百分位数,Y为151mm,男性数据(GB1000-88)。Z为10mm,衣服厚度(GB12985-91)。另外,腿与桌面之间还应有一定的空隙△,此处取△=25mm。带入上式得到H3=616mm,符合国标规定H3>580mm的规定。

(2)轮椅乘坐者:X为轮椅的高度,取X=500,取Y=151 mm,第95百分位数。衣服厚度的修正量仍取Z=10mm,空间余量△=25,H3=676mm。考虑到轮椅扶手的影响,若要使轮椅能深入桌下则H3要大于扶手高。一般H3为750mm左右,可满足大多数轮椅使用者的需求。

对于桌面高度H4,考虑到H3的影响,一般在800mm左右为宜。

桌宽B的尺寸主要应考虑最小值,即人的双肘展开宽,实际上人在桌面上双肘不会完全展开,但我们仍可取第95百分位数对应尺寸936mm。B的最大值从经济的角度来说以人伸手能够到桌边物品为宜,因此此处取女性第5百分位数对应尺寸1248 mm。从心理感觉上来说,B不宜太大,因此可以结合参考国标900<B<1500选定。

桌深T应界于坐姿伸直臂可触及范围和立姿弯腰臂伸直触及范围内,此处我们可近似用坐姿上肢中指指高,选择合适百分位尺寸得到T的值607<T<1173。

把手高度H5分析,考虑坐姿状态下手触及把手的舒适度。参见柜子的分析中相关论述,H5>347mm。

桌子的净空宽要保证轮椅能够自由出入。

3.2、衣柜的尺寸分析

柜子的搁板高度由人体垂直可及程度确定,手伸入柜子的深度与他们距离地面的高度有关。衣柜的基本尺寸如图2示意。

人机工程学研究表明,老年人的人体尺寸及活动范围均有所减少。因此此处选小身材女性人体数据,分析有关数据。

上搁板高H2可从人体的立姿的双臂上臂上举高确定。取第5百分位点数据1741mm,鞋高修正量25mm,则H2=1769mm,因此,上搁板建议高度为1769 mm。

对于乘轮椅的残疾人,在手臂舒适地触及上搁板时:H2=X+C+Z 式中X为轮椅坐高500mm;C为坐姿中指指尖上举高1173mm(第5百分位数,女性);修正量△为衣服修正量与腰部功能修正量(考虑到轮椅乘坐者腰部活动受阻碍)的综合,取衣服修正6mm,腰部修正为负的44mm, △=-38mm。故H2为1643mm。由于取东西时上臂并非垂直,并且手要深入柜子,再将H2再减少370mm,即1273mm。

下搁板高度 H1,对一般人来说,可据立姿、弯姿、蹲姿三种姿态下单手取放舒适高度来确定,但考虑到老年人的舒适使用,此处用立姿尺寸来分析。

H1=J-M+Z 式中J为立姿肩高,M为上肢前伸长, Z为鞋高修正量。J取女性第95百分位数据1350mm,M取第5百分点数据712mm,修正量Z取25mm,则H1=653mm。


对于轮椅乘坐者h1=j+n-m+z ,其中j取轮椅座高500mm,n为坐姿肩高594mm(95百分位),m为上肢前伸长712mm,修正量z=6mm-44mm(衣服修正-脊柱弯曲修正),则h1=347mm。为便于手触及内部空间,h1可再增加100mm,即447mm。

3.3、 梳妆台尺寸分析

梳妆台的净空高H3,桌面高H4(图3),见3.1中相关论述。

关于中间净空宽B4,参见椅子及梳妆桌设计GB/TT3326-1997,椅子宽大于380mm, B4大于500mm,空间余量为120mm,国标规定轮椅宽一般620~650mm,我们采用极大值650mm,则B4≥770mm。

关于镜子的下沿高度H5:当人的头部不动时,放松坐姿时有效视野的下限在垂直面内眼睛的自然视线低于水平视线40°,一般观察时,人的最适宜视距为560mm,我们可以通过下式得出H5:

H5=X+E+Z-S*ctg40°

其中X为椅子高度,E为坐姿眼高,Z为功能修正量,假定视距S取560mm。

对正常人:X=430mm,E取女性第五百分位对应数据695mm, 衣服修正量取Z=6mm, 代入上式计算得到H5=661.1 园整取H5=661mm

对于轮椅乘坐者:X=500mm, E取695mm, 修正量Z应为衣服修正量与考虑到轮椅乘坐者腰部不直的修正量之差6-44=-38mm,代入上式经计算得H5=687.1取整数H5=687mm。

需要注意的是,上式是假定人在梳妆台前自然前视镜子的情况下得出的。如果考虑有时需稍低头,即视线下倾,可适当再降低H5取值。镜子的上沿高度H6应考虑极大值情况,即家人有时站在梳妆台前梳理,可参照国标规定一般H6>1600mm来确定。

3.4、床的尺寸分析

床的长宽设计宜采用大尺寸设计,即满足大身材对床的要求。另外由于人在睡眠时姿势经常变化,为使人睡眠时舒适,也应该按大身材来设计。可用身高的P90或P95为上限,两侧再各留100~150 mm的余量。对于轮椅乘坐者床应在床的侧面安装扶手,以便于上下床方便。

对乘轮椅的残疾人来说,床面高度应与轮椅高度接近,以便于从轮椅上移到床上。近年来流行的低床,整理床务时要把腰弯的很低,不利于老年人使用,从便于整理床务角度来说,床高在700~800mm的高床较适宜。因为人坐下、躺下的舒适高度为500~600mm因此,建议采用折衷高度600~650mm。

4.结论

由于我国既定的人口政策,以及随着生活、医疗水平的提高,我国人口正逐步走向老龄化。并且,据统计目前我国60岁以上的人口已达到了1.2亿(并以每年3.2%的速率上升)。另外,肢体残疾人士约有8000万。老年人、残疾人这一特殊群体需要我们更多的关怀,我们有必要对他们的居住环境给与更多的关注。

人与环境之间只有相互的协调,人们的生活质量才能得到本质的提高,作为人类生活一个重要组成部分的居住环境 ,对其进行无障碍设计及协调人与环境关系的研究有很大的现实意义。


(本文是作者所立科研项目——“人机工程学与无障碍设计研究”的主要研究部分,该项目于2000年5月获天津科委自然基金资助。项目代码:003603311)

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