第三章 人體測量與人體尺寸

　　

一、人體測量學概說

　　

日常生活和工作中使用的各種設施和空間的大小，除了他們本身的構造要求外，很大程度上與人身體各部分的尺寸及其活動范圍相關。日常經驗告訴我們，凳子的高低、桌面的大小、房間的寬窄、樓梯的緩陡等等，都會直接影響使用者的舒適、健康、效率，甚至安全。

　　

我們設計一個空間或一項設施時，必需預先了解其使用者身體各部分的尺寸和肢體活動的范圍，而獲取這些設計參數的途徑就是測量。

　　

關于測量人體各種數據的學問就是人體測量學，狹義上，它是確定人的生理幾何學、人群形態特征、人體力量值的測量科學和應用技術。廣義上，人體測量還可包括人的視力、聽力等感官數據和體重、血壓等生理數據，乃至人的認知領域的一些因素。

　　

1．人體測量的歷史

　　

古時候，人體尺寸往往是度量的規定性因素，足長、指寬、步距等，都曾用作尺度單位。如12世紀時，英格蘭王亨利一世規定，1碼是從他的鼻尖到他手臂伸直時的拇指的距離。

　　

在中國，《黃帝內經》(約公元前3世紀)中就有涉及人體測量的內容。其中從皇帝與岐伯的對話中可以判斷當時得出的結論與今天人體測量的應用原理基本吻合。

　　

黃帝在談及人體經絡的時候，注意到了人個體間的差異，他問岐伯：”夫十二經水者，其有大小、深淺、廣狹、遠近各不同；五臟六腑之高下、大小、受谷之多少亦不等，相應奈何?”岐伯認為人個體間的差異是可以通過測量來認識的：“若夫八尺之士，皮肉在此，外可度量切循而得之，其死可解剖而視之。其藏之堅脆，腑之大小，谷之多少，脈之長短，血之清濁，氣之多少，十二經之多血少氣，與其少血多氣，與其皆多血氣，與其皆少血氣，皆有大數。”黃帝對此有疑慮：”夫經脈之大小，血之多少，膚之厚薄，肉之堅脆及腘之大小，可為量度乎?”岐伯回答說：”其可為度量者，取其中度也……”

　　

20世紀以后，為適應工業發展的需要，人們才對人體測量有了新的認識，測量結果隨之更多地用到了管理和設計領域。要從龐大而分散的個人和人群中采集數據，需要大量專業人員、測量設備等的投入，對于一般研究者而言這是相當困難的，

　　

1960年代，美國衛生部、教育部和福利部門在全國范圍作了一次系統的數據采集，出版了《體重、身高與成人身體尺寸選》。

　　

1962年，中國建筑科學研究院發表了《人體尺度研究》，其中中國人的身高值是參考了250萬人的資料、調查統計了25000人所得的數據，人體各部分的尺寸是由實際測量665個不同身高的標準成年人后所求得的平均尺寸。該研究結果的一部分被收錄在《建筑設計資料集》里沿用至今。

　　

20世紀80年代末，中國人類工效學標準化技術委員會在國家技術臨督局的支持下，在全國范圍內開展了人體測量工作，足跡踏遍十多個省市，測量了逾萬人，于1988年12月頒布《中國成年人人體尺寸》，于1991年6月頒布《在產品設計中應用人體尺寸百分位數的通則》，又于1992年6月頒布《工作空間人體尺寸》等國家標準。

　　

2．人體測量的種類

　　

人體測量有靜態與動態之分。靜態人體測量是被測者處于靜止狀態時所作的測量，動態人體測量是被測者處于運動狀態時所作的測量。

　　

3．人體測量的內容

　　

(1)形態測量——人體形態測量是以采集人體各部分的尺寸為目的，它與人體解剖學密切相關。

　　

(2)生理測量——人體生理測量是以獲取人體各項生理指標為目的，它與人類生理學直接相關。

　　

(3)運動測量——人體運動測量是以了解人肢體的活動范圍為目的，它與勞動內容和過程相關。

　　

二、人體測量的方法

　　

1．測量姿勢

　　

為使測量結果有可比性，作靜態測量時，被測者必須保持一定的標準姿勢，最常采用的姿勢是立姿和坐姿。

　　

2．基準面與基準軸

　　

人體測量的基準面有矢狀面冠狀面、水平面。這三個面的相互位置關系由相互垂直的三個軸一一鉛錘軸(Z)、縱軸(X)、橫軸(Y)——確定。

　　

3．方位與方向 4 ．測點

　　

　　

5.測量方法

　　

人體測量的方法有兩種：接觸測量和非接觸測量。

　　

接觸測量即傳統的手工測量。手工測量的工具主要有軟尺、測距儀、角度計、截面測量儀等。手工測量的優點是設備簡單，缺點是測量速度慢且易受人的主觀因素的影響。

　　

非接觸測量是應用計算機和其他復雜設備的測量，可較快獲取大量數據。常見的有：穿透式圖像重建系統(對人體有害）、投影式圖像重建系統、反射測距技術、三角測量技術、莫爾條紋法、四步移相干涉相位測量法、TC之分層輪廓測量法等。

　　

6.測量精度

　　

測量值的讀數精度，線性測量項目為1mm，體重為0.5 kg。

　　

三、人體測量的項目

　　

測量項目是按照實際需要設定的，不同用途所要求的測量項目不盡相同。常用測量項目可歸納為立姿、坐姿、頭部、手足四個方面。

　　

1 ．立姿測量項目

　　

2 ．坐姿測量項目

　　

3 ．頭部測量項目

　　

4 ．手足測量項目

　　

　　

四、人體數據的處理

　　

1 ．數據的特征

　　

一項產品或一個環境，可以是為個別人或小部分人專門設計、營造的——即所謂“量身定做”，但更多的情況是，設計師的工作是為”群眾”提供專業知識服務。所以，他所采用的設計參數應當符合大多數人的身體特征。

　　

人體測量學采用統計方法處理測量結果。靜態人體測量的各組數據大多符合統計規律，即測量值呈正態分布。

　　

處理人體測量數據時，應考慮樣本的大小。樣本越大，統計結果越準確、有效。當然，在實際工作中，樣本的大小是視具體情況而定的。

　　

2．滿足度與百分位

　　

為“群眾”所做的設計不可能滿足其所有各種尺寸的人的使用要求，一般只能按一部分人的人體數據來設計，這部分人占測量樣本總體的百分比叫做滿足度，也稱適應域。

　　

例如某項設計對身高的考慮是滿足測量樣本總體的90%，則該設計的滿足度為90%，余下的10%的人就不能滿足。這余下的10%中包括5%更高的人和5%更矮的人。

　　

3 ．數據的修正

　　

某些測量標準所要求的測量條件與實際情況有出入，例如《中國成年人人體尺寸》的數據均為裸體測量值，設計時采用這樣的數據，應當考慮人穿鞋引起的身高變化和著衣引起的圍度變化。

　　

五、人體尺寸

　　

1 ．人體尺寸的分類

　　

人體尺寸是人體所占的三維空間的大小，它包括人的身高、肩寬、身體厚度、四肢長短等一系列數據。

　　

人體尺寸有兩類。一類是構造尺寸，也叫做靜態尺寸；一類是功能尺寸，也叫做動態尺寸。人體構造尺寸主要用于與人體直接接觸的設施或裝備的設計，例如家具、服裝、手動工具等。人體功能尺寸是人肢體活動范圍的大小。人體功能尺寸主要用于與人體活動相關的設施與空間的設計，例如工作面的大小、房間的寬窄等。

　　

功能尺寸的用途較構造尺寸的用途廣泛。因為運動是人體的常態——即便在睡覺時，人仍會有翻身的動作——而人在運動時其肢體的活動范圍完全不同于其構造尺寸。因此，設計某一具體設施或某一具體環境時，僅考慮人體的構造尺寸是不夠的，應該更多地考慮人肢體的活動范圍，甚至還應考慮具體服務對象的運動能力。

　　

2 ．人體尺寸的差異

　　

人體尺寸隨種族、性別、年齡、職業、生活狀態的不同而在個體與個體之間、群體與群體之間存在差異。

　　

1）種族差異 2）地區差異 3）世代差異 4）年齡差異

　　

5）性別差異 6）職業差異 7）測量差異

　　

3 ． 人體的比例關系

　　

成年人的各個人體尺寸之間存在一定的比例關系，了解這個比例關系，可以簡化人體測量的過程。只要量出身高，就可推算出人體其他部分大致尺寸。

　　

4．常用人體構造尺寸

　　

環境設計常用的人體構造尺寸有23個，其中最有用的數據有10項。分別是：

　　 項目

　　 （單位毫米）

　　 男

　　 女

　　 身高

　　 1678

　　 1570

　　 膝腘高度（小腿加足）

　　 413

　　 382

　　 坐深

　　 457

　　 433

　　 臀膝深

　　 554

　　 529

　　 坐高

　　 908

　　 855

　　 大腿厚

　　 130

　　 130

　　 臀寬

　　 857

　　 900

　　 兩肘寬

　　 422

　　 400

　　 膝蓋高度（坐姿）

　　 493

　　 458

　　 體重（KG)

　　 59

　　 52

　　

5．人體活動常規尺度

　　

1）人體的基本動作尺度

　　

2）人體活動的空間尺度

　　

3）生活起居的空間尺度

　　

4）取存動作的空間尺度

　　

5）廚房操作的空間尺度

　　

6）廁浴活動的空間尺度

　　

6．兒童人體構造尺寸

　　

中國曾長期缺乏本國兒童的人體資料。進來，中國自然科學基金曾資助了一次對上海徐匯區的中班和大班幼兒園的兒童的人體測量。