人機工程學在戶外家具設計中的應用

鄭 偉

(浙江農林大學，浙江臨安311300)

人機工程學是跨越不同學科研究范圍包括人體科學、技術科學、環境科學等綜合交叉性的一門新學科。是以人體的生理、心理特點為依據，研究人－機－環境之間相互關系，即以人的生理心理特性來完善和合理化人—機—環境系統的科學。戶外家具做為戶外環境中與人關系密切的設計產品。使其設計的優劣與人有直接關系。但是長期以來，設計師對戶外家具中人機工程學應用考慮較少。所以，探索如何協調人、戶外家具和環境之間關系，達到人機環境整體功能最優化。是確保安全、舒適、便捷使用戶外家具的有力保障。

人機工程學在戶外家具中主要以人的生理、心理、行為、感知等因素為依據，研究使用者、戶外家具和環境三者的相互關系，為創造宜人、舒適、安全的戶外家具提供理論支持和應用方法。從人機工程學角度出發，在戶外家具設計中主要包括以下內容:

1 為戶外家具尺度設計提供參數

戶外家具設計中由于對人體尺度考慮不足，導致使用不舒適的現象非常普遍。其主要原因，是尺度設計時對人體測量數據考慮不足，所以關注人體生理因素遵循科學應用原則，設計出尺度合理的戶外家具。是人機工程學在戶外家具的應用基礎。戶外家具尺度主要分:構造尺度、功能尺度、空間尺度。

1.1 構造尺度

構造尺度是指因自身造型特點而形成的尺度。在進行戶外家具構造尺度設計時，首先要了解人體測量數據，人體測量數據是人機工程學在戶外家具尺寸設計的應用基礎。對人機工程學中人體測量數據進行研究，主要應用GB10000－1988《中國成年人人體尺寸》國家標準，分析研究與戶外家具尺度設計中常用的人體測量項目，然后根據戶外家具種類確定相關人體測量部位。在人體尺度數據選擇上由于所選用國家標準測量年代較早，數據來源范圍廣等客觀因素影響，在具體應用時要考慮到尺寸選用中性別、人體部位、地區種族、年代等差異，選擇相應的人體尺度進行設計。

如何選取合適的人體數據。這就涉及到百分位數據的選擇，百分位數據選擇時主要參照國家標準GB/T 12985－91《在產品設計中應用人體尺寸百分位數的通則》。遵循滿足大多數人使用的最大滿足度原則。在具體應用時使用由人體總高度、長度進行尺度設計應選用高百分位數據第90、99百分位數據進行設計，例如電話亭的高度，這樣大尺度的人適用那么小尺度的人也適用。在選擇人體部分尺度進行戶外家具設計時，在百分數據選擇要選擇小百分位數據第1百分位、第10百分位數據，這樣小百分位數據人適用那么大百分位數據人也更加應用。由于設計中客觀因素影響，選擇相應百分位數據以后要添加生理修正值，即有人體尺度的生理差異所添加的修正，例如標準中人體尺度是赤腳測量的所以要適當的添加鞋跟高度和衣服厚度。

1.2 功能尺度

功能尺度是因戶外家具功能需要而設定的尺度。即人在使用戶外家具活動中所需的尺度。同時包括使用戶外家具作業域的活動范圍。在人體數據來源上根據產品功能，戶外家具設計中的功能尺度確定主要參考GB10000－1988國家標準、GB/T 13547—92《工作空間人體尺寸》國家標準，具體尺度確立方法是在參考構造尺度確立方法與原則的基礎上，并適當添加由產品功能引起的功能修正值。

1.3 空間尺度

空間尺度是指因人使用戶外家具需求而設定戶外家具空間尺度。其尺度的確立是在功能尺度基礎上，根據戶外家具使用過程中的空間范圍需求，運用環境心理行為學理論作為設計依據，科學合理確立戶外家具空間尺度，并根據具體情況適當的添加環境修正值。環境修正值跟環境整體空間的場所性質有直接關系，例如城市步行街和城市廣場的休閑座椅尺度確定，就因場所性質不同修正值的添加上會有所差異。城市步行街因客流量大場所擁擠，所以在環境尺度的添加上為負值。而城市廣場因空間環境寬闊，其空間尺度的修正添加為正值。

2 為戶外家具功能設計提供依據

人們在使用戶外家具時除對尺度合理性有嚴格要求外。戶外家具自身功能、材料、色彩等因素都對人體舒適度產生相應的生理和心理影響。

根據色彩學家研究可以看出，能夠滿足視覺的生理和心理需求的戶外家具色彩搭配才能更好的與整體景觀融合。戶外家具設計中色彩的運用主要是通過色彩對人的視覺感覺器官產生的生理感知、心理感知、聯想與象征的作用。色彩的生理感知影響主要從視覺的混色、閾值、殘像生理特點出發來考慮具體色彩應用。色彩的心理感知影響主要通過色彩的溫度、距離、運動、面積、輕重、軟硬的感覺對使用者的心理產生影響。例如明度高的色彩會給使用者產生增大面積的視覺錯覺，反之明度低的色彩會有縮小面積的視覺錯覺。在戶外家具設計時要合理運用色彩基本理論，根據使用者色彩需求選擇相應色彩創造出色彩和諧戶外家具。

戶外家具的材料主要選用石材、木材、金屬、瓷磚、玻璃、塑料等。材料選取是否得當也是人機理論運用科學合理的重要體現。在選用材料時不僅要關注材料對使用者是否環保無害，還要關注使用者對戶外家具材質的心理需求。材料的質感舒適度與人體觸覺的心理舒適度有直接關系。例如在進行戶外座椅設計時坐面的材質選擇一般以木質為主，如果選擇鐵質會給人冰硬的感覺。戶外家具材料與環境材質之間能不能取得和諧關系，是否關注當地的地理位置、氣候特征也是材質選取參考條件之一。例如常年多雨地區在環境座椅設計時要盡量少選用木材等易腐爛的材質。

戶外家具功能的合理性、材料的科學環保性、色彩的協調性構成人機工程學在戶外家具自身設計中的有機整體。

3 為戶外家具環境設計提供準則

戶外家具環境中的環境既指戶外家具所處環境，也指戶外家具與環境之間的關系。戶外家具環境主要包括:視覺環境、心理行為環境。

3.1 視覺環境

人們大約80%～90%的外界信息都是通過視覺器官獲取的，因此，視覺環境是戶外家具環境體系中最重要的環境之一。人們在外界環境中通常與目標物之間的距離(3.8 m～5.6 m)之間觀察比較適宜，距離小于(3.8 m)時則會目眩，超過(7.8 m)時看不清細節。以上視覺距離可為觀賞性戶外家具的環境尺度確定提供參考。人體頭部轉動角度對視覺也有一定的制約作用，在全方位觀察物體時，頭部的左右轉動不宜超過45°上下運動不宜超過30°，當人體運動時轉移視線時約97%時間內的視覺信息是不真實的，所以在設計導向宣傳功用的戶外家具環境中應考慮預留駐足觀察的空間場地。

戶外家具光環境設計與視覺有直接的關系，人性化照明戶外家具設計時要充分考慮到人的生理、心理、行為與光照之間的關系。戶外家具光環境中光源主要包括:自然光、人工光。而照明戶外家具設計時主要考慮人工光源照度的合理選用。從人體光暗周期、眩光、明適應、暗適應等視覺生理特點考慮，避免強烈刺激性光照和光污染，大力提倡舒緩型光照。以應對現代都市環境生活中，復雜多樣性的生活需求，有效緩解都市疲勞綜合癥。在戶外家具光環境設計時也要考慮到人對照明戶外家具的心理行為需求，主要包括擁擠感、安全感、私密感、領域性、趨光心理、心理先印性等心理特性。例如設計適合情侶休憩戶外家具要充分考慮使用者對環境私密感的場所需求。可以通過減弱照度以獲得陰影效果，來達到情侶使用者對使用環境的需求。還可根據人的趨光性可以在一些提供公共服務戶外家具附近增設照明燈具或提高照度，目的是充分利用人的趨光心理產生召集和聚集人群的作用。

3.2 行為心理環境

在戶外家具環境設計時，還要充分考慮到人的環境行為心理特點與戶外家具之間的關系。探究人在環境中的行為心理特點與使用空間行為模式，其中重點從個人空間、領域性、人際距離、擁擠感、私密性行為特點展開研究，個人空間主要起到自我保護作用，以此來回避緩沖來自外界空間的危險。使用者個人空間距離大小受年齡、性別、文化、相似性等客觀因素影響。研究資料表明:使用者年齡越小個人空間距離越小，有著相同文化、興趣的使用者之間個人空間距離較小。個人空間的大小主要分為密切距離(0～0.45 m)、個人距離(0.45～1.20 m)、社會距離(1.20～3.60 m)、公共距離(3.6～7.6 m)。在環境座椅設計時，座椅擺放空間設計就需要考慮到使用者個人空間距離，在戶外家具使用空間設計時可以根據戶外家具的形式與性質參考具體尺度進行設計。此外使用者的行為習慣對戶外家具環境設計也有一定的影響作用。習慣是人們日常所表現出的行為共性。據研究表明人們在外界空間環境中有單側通行、捷徑與繞遠、追隨本能、躲避、依靠性等基本行為習慣。還有誤用、亂涂亂畫、發泄性等破壞性行為習慣。戶外家具環境設計在了解基本的行為習慣的同時，一定要回避這些破壞性行為習慣，只有這樣才能創造出與環境和諧共處的戶外家具。

4 為戶外家具無障礙設計提供參考

無障礙戶外家具主要是指無障礙、無危險，任何人都可以簡單便捷使用的戶外家具。在20世紀30年代初，西方國家一些國家就設計出無障礙的戶外家具。而我國的無障礙戶外家具建設主要參考JGJ/50－2001《城市道路和建筑無障礙設計規范》，該規范對坡道、盲道、門的凈空寬度、盲人過街音響等殘疾人經常使用的戶外家具都做出設計規定。在戶外家具無障礙設計時不僅僅是要考慮殘疾人與健全人之間的差異，老年人、兒童人等存在使用戶外家具障礙的人群都應該考慮在內。無障礙戶外家具設計主要包括輪椅坡道、盲道、低位電話亭、低位柜臺、盲人過街音響、無障礙公廁等方便有障礙人群使用的戶外家具。無障礙戶外家具設計的合理性是社會高度文明發展的重要體現，所以在設計戶外家具時要全面考慮使用者的特殊需求，只有這樣才能設計出無障礙通用的戶外家具。

5 結論

在戶外家具設計中“以人為本”的設計理念被越來越多的人所認可。因此，運用人機工程學理論從人的生理尺度、心理行為習慣出發合理確立尺寸造型，為人、戶外家具、環境三者之間關系協調發展創造出人性化的戶外家具，是現代社會環境中人文關懷的重要體現。

［1］趙江紅.人機工程學［M］.北京:高等教育出版社.2006

［2］GB/T 10000－1988中國成年人人體尺寸［S］

［3］GB/T 13547－92工作空間人體尺寸［S］

［4］GB/T 12985－1991在產品設計中應用人體尺寸百分位數的通則［S］

［5］JGJ/50－2001城市道路和建筑無障礙設計規范［S］

［6］鄭偉.基于人體尺寸的戶外座椅設計［J］.四川建筑.2011，31(2):40－42

［7］鄭偉.人體尺寸在環境設施設計中應用初探［J］.山西建筑.2011，37(8):25 －26