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人体尺寸数据的应用方法
文章来源：本站原创
作者：佚名
发布时间：日
人体尺寸数据的应用方法
　　前面已经讲述了人体尺寸的测量方法、测量条件、人体尺寸数据的构成等基本内容，在接下去讨论人体尺寸数据应用方法的时候，首先会遇到以下两个问题：
　　第一，人体尺寸数据是在不穿鞋袜、只穿单薄内衣的规定条件下，并要求被测者保持挺直站立、正直端坐的标准姿势测量得到的，但人们在日常生活和工作中，既要穿鞋袜衣裤、又处于全身自然放松的状态下，与人体测量的标准条件并不一致，人体尺寸数据能直接用吗?怎么用?
　　第二，人有高、矮、胖、瘦的差别。那么公用产品、公共设施、公用空间设计时，该以什么样的人体尺寸为标准呢?应以身材高大者、矮小者、还是身材中等者为设计的依据?国家标准GB／T&12985－1991《在产品设计中应用人体百分位的通则》对上述两个问题给出了处理的原则。对产品设计以外的室内外环境设计、公共设施设计、工作空间设计，这些原则也同样适用。本节将较全面地介绍国家标准GB／T&12985－1991中的内容。
一、尺寸修正量&
　　解决上述第一个问题的方法是：应用人体尺寸数据时引进尺寸修正量。尺寸修正量的构成见图2－15。
图2－15　尺寸修正量的构成
　　下面分述各种尺寸修正量的意义和数据示例。
　　（一）功能修正量&
　　为保证实现产品功能，对作为产品设计依据的人体尺寸所作的尺寸修正量。
　　功能修正量所包含3个方面的数据示例如下。
　　1．穿着修正量
　　1）穿鞋修正量：立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等，
　　男子：＋25mm，女子：＋20mm。
　　2）着衣着裤修正量：坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等＋6mm；肩宽、臀宽等＋13mm；胸厚＋18mm；臀膝距＋20mm。
　　注意两点：
　　1）上面只是GB／T&l2985－1991所举的一些数据示例，而设计中可能遇到的问题却远不止这些。例如，穿秋衣或冬装引起的胸围、腰围等围度的变化，戴帽子戴手套（冬、夏）引起的变化，冬季高寒地区穿马靴引起的变化等，这些GB／T&l2985－1991&中没有列出的数据，就需要设计工作者根据问题的具体情况，通过实际测量、实验等方法自己研究确定。
　　2）GB／T&l2985－1991提供的上述数据示例，适合于工作或劳动时穿平跟鞋、春秋季（或冬季室内有取暖条件）穿夹衣夹裤的&一般情况&。倘若不是这种一般情况，例如城市女性穿高跟、半高跟鞋，寒冷地区冬季人们穿较厚的衣裤、鞋帽等情况下，也需要设计者通过实际测量等方法自行解决穿着修正量问题。
　　2．姿势修正量
　　人们正常工作、生活时，全身采取自然放松的姿势所引起的人体尺寸变化。
　　立姿身高、眼高、肩高、肘高等，－10mm；
　　坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，－44mm。
　　3．操作修正量（即实现产品功能所需的修正量）
　　上肢前展操作，对于&前展长&&（后背到；中指指尖的距离），在按按钮时，－12mm；在推滑板推钮、扳拨扳钮开关时－25mm；在取卡片、票证时，－20mm，等。
　　与上面的&两点注意&所说的类似，操作远不限于&上肢前展操作&这一种情况；操作有用上肢的、也有用下肢的；用上肢时有在前方操作的，也有在其他各种方向操作的；有直臂操作的，也有屈臂操作的；有主要手指操作的，也有要用手掌、全手甚至手臂操作的；还有各种操作用力形式、用力大小、动作幅度、作业体位的，等等。例如，有时需要用手掌按压的较大的蘑菇形总开关按钮，有时需要抓握住握柄推合或拉断电闸、水闸开关，有时需要用脚踩踏油门或刹车，等等，这些操作修正量的数据在GB／T&l2985－1991中没有列出。事实上国标中也不可能给出所有各种操作修正量的数据。所以，更多&操作修正量&数据，同样需要设计工作者根据实际情况，通过研究实测来加以确定。
　　（二）心理修正量
　　为了消除空间压抑感、恐惧感，或为了美观等心理因素而加的尺寸修正量。
　　例如，对于3～5m高的平台上的护栏，其高度只要略高于人们重心的高度，就能在正常情况下防止平台上人员的跌落事故。但对于更高的平台，人们站在栏杆旁边时，会产生恐惧心理，甚至导致脚下发软、发酸，手心和腋下出冷汗，因此有必要把栏杆高度进一步加高。这项附加的加高量就是心理修正量。又如工程机械驾驶室、厂房内吊重天车操纵室、岗站岗亭的内空间、坦克舱室等处所，倘若其空间大小刚刚能容下人们完成必要的操作或活动，是不够的，因为这样会使人们在其中感到局促和压抑；为此应该放出适当的余裕空间。这余裕空间就是心理修正量。
　　心理修正量应根据实际需要和条件许可两个因素来研究确定。普通工程机械驾驶室能给出的余裕空间虽然也不能太大，但坦克舱室里的余裕空间只能更小，因为尽可能地降低坦克高度，对坦克的安全性和机动性太重要了。再以客轮客舱、大学生宿舍和礼堂剧院这三种室内空间来对比，三者的心理空间尺寸修正量显然依次一个比一个应该大得多。研究心理修正量的常用方法是：设置场景，记录被试者的主观评价，综合统计分析后得出数据。
　　各种尺寸修正量有正值也有负值，总的尺寸修正量是各修正量的代数和：
　　尺寸修正量＝功能修正量＋心理修正量＝（穿着修正量＋姿势修正量＋操作修正量）＋心理修正量
二、人体尺寸百分位数的选择&
　　解决上述第二个问题（以大个子、还是小个子为依据来设计?）的方法是：根据产品的功能，先分类选择所依据人体尺寸数据，再确定采用的百分位数。
　　（一）依产品功能分类选择人体尺寸数据
　　依产品功能特性，将产品尺寸设计分为以下3类4种。
　　1．Ⅰ型产品尺寸设计（又称&双限值设计&）
　　需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据者。
　　产品的尺寸需要进行调节，才能满足不同身材的人使用的，属于l型产品尺寸设计。因此需要一个大百分位数的人体尺寸和一个小百分位数的人体尺寸分别作为产品尺寸设计的上、下限值的依据。例如汽车驾驶室的座椅，为使身材高、矮的驾驶者都能方便地操纵转向盘、适宜地用脚踩踏加速踏板和制动并具有良好的视野，座椅的高低和椅背的前后必须能够调节。且以某高身材者的（大百分位数）人体尺寸和某小身材者的（小百分位数）人体尺寸分别作为座椅尺寸范围限值设计的依据。
　　自行车座的位置、腰带和手表表带的长短、落地式或台式麦克风的话筒高度等，也是这类产品的例子。希望读者自行思考举出更多的实例来。
　　2．Ⅱ型产品尺寸设计（又称&单限值设计&）
　　只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的依据者。
　　这一类产品又可分为以下两种。
　　（1）ⅡA型产品尺寸设计（又称&大尺寸设计&）　　只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据者。
　　若这种产品的尺寸只要能适合身材高大者需要，就肯定也能适合身材矮小者需要的，就属于ⅡA型产品尺寸设计。因此只需要一个大百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计上限值的依据就行了。例如床的长度和宽度、过街天桥上防护栏杆的高度、热水瓶把手孔圈的大小、礼堂座位的宽度、屏风（能阻挡视线）的高度，等等，都是只要能符合身材高大者的要求，则对身材矮小者一定没问题。希望读者自行思考举出更多的实例来。
　　（2）ⅡB型产品尺寸设计（又称&小尺寸设计&）　　只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据者。
　　若这种产品的尺寸只要能适合身材矮小者需要，就肯定也能适合身材高大者需要的，就属于Ⅱ8型产品尺寸设计。因此只需要一个小百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计下限值的依据就行了。例如过街天桥上防护栏杆的间距、电风扇罩子（防止手指进入受伤害）的间距、浴室里上层衣柜的高度、阅览室上层书架的高度、读报栏高度的上限、公共汽车上踏步的高度，等等，都是只要能符合身材矮小者的要求，则对身材高大者一定没问题。希望读者自行思考举出更多的实例来。
　　3．Ⅲ型产品尺寸设计（又称&平均尺寸设计&）
　　只需要第50百分位数的人体尺寸（）作为产品尺寸设计的依据者。
　　当产品尺寸与使用者的身材大小关系不大，或虽有一些关系，但要分别予以适应却有其他种种方面的不适宜，则用50百分位数的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。这种情况就属于Ⅲ型产品尺寸设计。例如一般门上的手把、门上锁孔离地面的高度、大多数文具的尺寸、公共场所休闲椅凳的高度等，一般就按适合中等身材者使用为原则进行设计。
　　（二）人体尺寸百分位数的选择
　　Ⅲ型产品尺寸设计以50百分位数（）的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据，是很明确的。除此以外，作为I型、ⅡA型、ⅡB型产品尺寸设计依据的，或者是大百分位数人体尺寸，或者是小百分位数人体尺寸，或者大、小百分位数人体尺寸都要用到。但常用的大百分位数有90、95、99共3个百分位数（），常用的小百分位数有10、5、1也是3个百分位数（），一般应该如何具体选择呢?说明这个问题以前，先引进&满足度&的概念。
　　满足度产品尺寸所适合的使用人群占总使用人群的百分比。
　　一般而言，产品设计的目标应该是希望达到较大的满足度，否则产品只适合较少的人群使用，当然不符合设计的基本准则。但必须明确的是，并非满足度越大越好，因为过大的满足度，必然带来其他方面的不合理因素。例如，如果让火车卧铺铺位的长度连身高1.85m、1.90m的大个子也能很好满足，那么另一侧的通道就会太窄，造成其他诸多不便。其最终结果是：因照顾少数人的利益而损害了多数人的方便。如果让礼堂座位能满足很胖的胖人就座，那么座位大了，座位的数量就要减少，使整个礼堂的效益受到损失，等等。可见，合理的满足度受多种因素影响和制约，应综合考虑确定。以火车卧铺铺位的长度设计为例，若取男子身高95（或90）百分位数的人体尺寸1775mm（或1754mm）为依据来设计，对成年男性乘客的满足度达到95％（或90％），而对包括女性乘客、孩童乘客、老年乘客在内的全体乘客群而言，满足度显然要高于95％（或高于90％）。只有占全部乘客很小比例的很高的高个子躺在这样的卧铺上要&委屈一点&、&将就一点&，但换来的是另一侧的通道宽了，能给全体乘客们的活动和乘务员的工作带来多多的方便，因此，综合多种因素来考虑，这才是合理的设计。基于以上的分析，就有产品设计中选择人体尺寸百分位数的如下一般原则：
　　1）一般产品，大、小百分位数常分别选和，或酌情选和。
　　2）对于涉及人的健康、安全的产品，大、小百分位数常分别选和，或酌情选和。
　　3）对于成年男女通用的产品，大百分位数选用男性的；小百分位数选用女性的；而Ⅲ型产品设计则选用男、女50百分位数人体尺寸的平均值（+）／2。
　　人体尺寸百分位数选择和产品满足度的关系见表2－11。
表2－11　人体尺寸百分位数的选择和产品的满足度
　　作为产品尺寸设计依据的人体尺寸百分位数&
涉及人的安全、健康的产品
一般工业产品
　　上限值，下限值
　　上限值，下限值&
涉及人的安全、健康的产品
一般工业产品
　　或&(上限值)
　　(上限值)&
涉及人的安全、健康的产品
一般工业产品&
　　或&(下限值)
　　(下限值)&
一般工业产品
成年男女通用
Ⅰ型ⅡA、ⅡB型&
　　上限值、、
成年男女通用Ⅲ型
　　(+)／2&
　　例4　设计计算公共汽车顶棚扶手横杆的高度，并对比&抓得住&与&不碰头&两个要求是否相容。如互不相容，如何解决?
　　解　1）按乘客&抓得住&的要求设计计算。
　　属于ⅡB型男女通用的产品尺寸设计（小尺寸设计）问题，根据上述人体尺寸百分位数选择原则及表2-11所列，应该有
&　　　　　　　　（2－1）
　　式中&&&由&抓得住&要求确定的横杆中心的高度；
　　&&女子&上举功能高&的10百分位数（参看图9－1、表9－1）（男、女共用，应取女子的小百分位数人体尺寸，不涉及什么安全问题，取P眦即可），
　　由表9－1（GB／T&13547－1992）查得；=1766mm（18&55岁）；
　　&&女子的穿鞋修正量，设取=20mm。
　　代入数值得到　　&l766mm+20mm=1786mm&　　　　　　　　　&（2－2）
　　2）按乘客&不碰头&的要求设计计算。
　　属于ⅡA型男女通用的产品尺寸设计（大尺寸设计）问题，根据上述人体尺寸百分位数选择原则及表2&11所列，应该有
&　　　　　　　（2－3）
　　式中&&&由&不碰头&要求确定的横杆中心的高度；
　　&&男子身高的99百分位数（参看表2－1）（男、女共用，应取男子的大百分位数人体尺寸，涉及人身安全问题，故取），由表2－1查得：&=1814mm（18－60岁）；
　　&&男子的穿鞋修正量，设取=25mm；
　　&&横杆的半径，设取=15mm。
　　代入数值得到&&1814mm+25mm+15mm=1854mm&　　　　　　　&（2－4）
　　3）两个要求是否相容，及如何解决?
　　式（2－2）要求横杆中心低于1786mm，式（2－4）又要求横杆中心高于1854mm，两者互不相容，即不可能同时满足两方面的要求。
　　因此要通过设计来想办法协调和解决问题。但本问题是很容易找到解决办法的：横杆还可以比1854mm再略高一些，确保更多高个子的安全；在横杆上每隔0．5m左右挂一条带子，带子下连着手环，手环可以比1786mm再略低一些，让更多小个子也抓得着。
三、产品功能尺寸的设定&
　　尺寸修正量和人体尺寸百分位数的选择，是产品尺寸设计中应用人体尺寸的两个基本要素。把握好这两个要素，就能合理设定产品的功能尺寸。所谓功能尺寸，是指为保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。这里所说的功能尺寸基本限于人机工程范围中与人体尺寸有关的尺寸；而且通常也有别于标注在加工制作图样上的尺寸。例如，沙发座面高度的功能尺寸，是指有人坐在上面、被压变形后的高度尺寸；枕头高度的功能尺寸，是指被睡眠者的头压下以后的高度尺寸，等等。产品的功能尺寸又可分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。它们的设定公式如下：
产品最小功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸+功能修正量
产品最佳功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸+功能修正量+心理修正量=产品最小功能尺寸+心理修正量
　　例5　确定客轮层高功能尺寸的最小值、和最佳值。
　　解&1）确定客轮层高功能尺寸的最小值
　　式中&&&男子身高的95百分位数（参看表2－1），&=1775mm；
　　&&功能修正量。在本问题中，可认为由穿鞋修正量（25mm）和考虑行走中的略有起伏等因素所需的最小余裕量（设取90mm）两部分构成，即=25mm+90mm=115mm。
　　于是得到&=1775mm+115mm=1890mm
　　2）确定客轮层高功能尺寸的最佳值
　　式中&&&心理修正量，在本问题中设取=115mm。
　　于是得到&=1890mm+115mm=2005mm
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