室內(nèi)設(shè)計中人機工學(xué)的作用

董佳

摘 要：論述了人機工程學(xué)、環(huán)境心理學(xué)的概念與意義，其對于室內(nèi)設(shè)計的重要性、講解了其在我國的發(fā)展情況以及與室內(nèi)環(huán)境設(shè)計研究的關(guān)系、發(fā)展。探討了人機工程學(xué)、環(huán)境心理學(xué)與室內(nèi)設(shè)計、室內(nèi)環(huán)境中人的心理與行為對室內(nèi)設(shè)計的影響及其應(yīng)用注意點。總結(jié)了人機工程學(xué)對室內(nèi)設(shè)計發(fā)展的作用。指出人—機—環(huán)境結(jié)合及人機功能分配的主要研究內(nèi)容，對人體感覺功能與設(shè)計關(guān)系的協(xié)調(diào)提出了具體建議。

關(guān)鍵詞：人機系統(tǒng)；環(huán)境條件；人因工學(xué)

0 概述

人機工程學(xué)和環(huán)境心理學(xué)都是近數(shù)十年發(fā)展起來的新興綜合性學(xué)科。過去人們研究探討問題，經(jīng)常會把人和物、人和環(huán)境割裂開來，孤立地對待，認為人就是人，物就是物，環(huán)境也就是環(huán)境，或者是單純地以人去適應(yīng)物和環(huán)境對人們提出要求。而現(xiàn)代室內(nèi)環(huán)境設(shè)計日益重視人與物和環(huán)境間以人為主體的具有科學(xué)依據(jù)的協(xié)調(diào)。因此，室內(nèi)環(huán)境設(shè)計除了依然十分重視視覺環(huán)境的設(shè)計外，對物理環(huán)境、生理環(huán)境以及心理環(huán)境的研究和設(shè)計也已予以高度重視，并開始運用到設(shè)計實踐中去。

人機工程學(xué)是研究人的特性及工作環(huán)境與機器相匹配的科學(xué)。在室內(nèi)環(huán)境中，它把人和室內(nèi)視為一個有機結(jié)合的系統(tǒng)，指出室內(nèi)環(huán)境應(yīng)該具有什么樣的條件才能使人付出適宜的代價后可獲得整個系統(tǒng)的最佳效益。人機工程學(xué)不僅涉及室內(nèi)工程技術(shù)理論，還涉及人體解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)以及勞動衛(wèi)生學(xué)等。認真研究這門科學(xué)，可以創(chuàng)造出最佳設(shè)計和最適宜的條件，使人機實現(xiàn)高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形成高效、經(jīng)濟、安全的有機系統(tǒng)。

如何讓機器及室內(nèi)工作環(huán)境的設(shè)計，能更適合人的生理、心理特點，讓人在作業(yè)當中，能夠感受到舒適和便捷，以至融洽和滿足？這些問題，由于會讓您覺得新奇而又全無頭緒，或者說天真而又脫離實際，或者過于簡單和平易近人，因而覺得是無須專門來研究和思考的問題。但是就這個問題在發(fā)達國家已發(fā)展出了一個影響巨大的現(xiàn)代學(xué)科——人機工程學(xué)，我國也已在近20年取得了長足的進展。

1 什么是人機工程學(xué)

人體工程學(xué)（Human Engineering），也稱人類工程學(xué)、人因工學(xué)或工效學(xué)（Ergonomics）。其為一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問題是不同的作業(yè)中人、機器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)，研究方法和評價手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個領(lǐng)域，研究的目的則是通過各學(xué)科知識的應(yīng)用，來指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。

人機工程學(xué)從不同的學(xué)科、不同的領(lǐng)域發(fā)源，又面向更廣泛領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，是因為人機環(huán)境問題是人類生產(chǎn)和生活中普遍性的問題。聯(lián)系到室內(nèi)設(shè)計，其含義是：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(jié)構(gòu)功能、心理、力學(xué)等方面與室內(nèi)環(huán)境之間的合理協(xié)調(diào)關(guān)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(yīng)是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學(xué)與有關(guān)學(xué)科以及人體工程學(xué)中人、室內(nèi)環(huán)境和設(shè)施的相互關(guān)系。

2 人機工程學(xué)與室內(nèi)環(huán)境研究的迅速發(fā)展

人機工程學(xué)的各個分支學(xué)科的研究，都在一定程度上具有人機工程學(xué)研究的性質(zhì)。所有這些思想和方法經(jīng)過長期和零散的醞釀，在二戰(zhàn)時期獲得了突破性的進展，從此也奠定了人機工程學(xué)被視為成熟的現(xiàn)代學(xué)科的地位，在世界范圍受到重視并被視為工業(yè)的推動力之一。這種情形的發(fā)生，是因為戰(zhàn)爭中復(fù)雜武器的發(fā)展，使得人機協(xié)調(diào)問題的突然激化。例如，空戰(zhàn)和殲擊機提出對飛行員的體能和智能要求，使得人員的選拔和培訓(xùn)難度不斷增大，促使在飛機的儀表顯示、操縱工具和飛行員座椅及周圍環(huán)境等部件的設(shè)計中，不得不加大對人的因素的考慮，進而帶動了有關(guān)的技術(shù)和方法的迅速發(fā)展。

人機工程學(xué)作為一個工程學(xué)科，其研究常常是圍繞具體的現(xiàn)實問題而展開。例如，由于航空航天活動對人類生理適應(yīng)性和工作能力的挑戰(zhàn)，促進了航空航天醫(yī)學(xué)的發(fā)展，在北京航空航天大學(xué)飛行器設(shè)計與應(yīng)用力學(xué)系，也較早設(shè)立了人機環(huán)境專業(yè)的教學(xué)和科研；由于工業(yè)生產(chǎn)中職業(yè)病的廣泛危害，在北京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院也開展了包括坐姿作業(yè)導(dǎo)致的肌肉骨骼勞損、粉塵污染致癌等職業(yè)病學(xué)的研究，同時也就涉及作業(yè)姿勢、作業(yè)環(huán)境評價等方面的人機工程學(xué)的研究。

人體工程學(xué)在室內(nèi)環(huán)境設(shè)計中的應(yīng)用目前已開展有如下方面的應(yīng)用：

（1）確定人和人際交往在室內(nèi)活動中所需空間的主要依據(jù)根據(jù)人體工程學(xué)中的有關(guān)計測數(shù)據(jù)，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。

（2）確定家具、設(shè)施的形體、尺度及其使用范圍的主要依據(jù)家具設(shè)施為人所使用，因而它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據(jù)；同時，人們?yōu)榱耸褂眠@些家具和設(shè)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(xué)地予以解決。室內(nèi)空間大小，停留時間長短，對這方面內(nèi)容測試的要求也越高，如車廂、船艙、機艙等交通工具內(nèi)部空間的設(shè)計。

（3）提供適應(yīng)人體的室內(nèi)物理環(huán)境的最佳參數(shù)室內(nèi)物理環(huán)境主要有室內(nèi)熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、重力環(huán)境、輻射環(huán)境等，室內(nèi)設(shè)計時有了上述要求的科學(xué)參數(shù)后，在設(shè)計時就有可能有正確的決策。

（4）對視覺要素的計測為室內(nèi)視覺環(huán)境設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素，人體工程學(xué)通過計測得到的數(shù)據(jù)，對室內(nèi)光照設(shè)計、室內(nèi)色彩設(shè)計、視覺最佳區(qū)域等提供了科學(xué)的依據(jù)。

3 人機工程學(xué)與室內(nèi)設(shè)計的情感和審美體驗——環(huán)境心理學(xué)①與室內(nèi)設(shè)計

在闡述環(huán)境心理學(xué)之前，我們先對“環(huán)境”和“心理學(xué)”的概念簡要地了解一下。環(huán)境即為“周圍的境況”，相對于人而言，環(huán)境可以說是圍繞著人們，并對人們的行為產(chǎn)生一定影響的外界事物。環(huán)境本身具有一定的秩序、模式和結(jié)構(gòu)，可以認為環(huán)境是一系列有關(guān)的多種元素和人的關(guān)系的綜合。人們既可以使外界事物產(chǎn)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(chǎn)生影響。

關(guān)于環(huán)境心理學(xué)與室內(nèi)設(shè)計的關(guān)系，《環(huán)境心理學(xué)》一書中譯文前言內(nèi)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(huán)境會給人們帶來什么樣的損害，也很少考慮到什么樣的環(huán)境適合于人類的生存與活動”。以往的心理學(xué)“其注意力僅僅放在解釋人類的行為上，對于環(huán)境與人類的關(guān)系未加重視。環(huán)境心理學(xué)則是以心理學(xué)的方法對環(huán)境進行探討”，即是在人與環(huán)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(huán)境的關(guān)系、對怎樣創(chuàng)造室內(nèi)人工環(huán)境，都應(yīng)具有新的更為深刻的認識。

環(huán)境心理學(xué)是研究環(huán)境與人的行為之間相互關(guān)系的學(xué)科，它著重從心理學(xué)和行為的角度，探討人與環(huán)境的最優(yōu)化，即怎樣的環(huán)境是最符合人們心愿的。環(huán)境心理學(xué)是一門新興的綜合性學(xué)科，環(huán)境心理學(xué)與多門學(xué)科，如醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、環(huán)境保護學(xué)、社會學(xué)、人體工程學(xué)、人類學(xué)、生態(tài)學(xué)以及城市規(guī)劃學(xué)、建筑學(xué)、室內(nèi)環(huán)境學(xué)等學(xué)科關(guān)系密不可分。環(huán)境心理學(xué)非常重視生活于人工環(huán)境中人們的心理傾向，把選擇環(huán)境與創(chuàng)建環(huán)境相結(jié)合，著重研究下列問題：第一，環(huán)境和行為的關(guān)系。第二，怎樣進行環(huán)境的認知。第三，環(huán)境和空間的利用。第四，怎樣感知和評價環(huán)境。第五，在已有環(huán)境中人的行為和感覺。

對室內(nèi)設(shè)計來說，上述各項問題的基本點即是如何組織空間，設(shè)計好界面、色彩和光照，處理好室內(nèi)環(huán)境，使之符合人們的心愿。

設(shè)計必須是服務(wù)于人的，否則它便不能被稱作設(shè)計。人機工程學(xué)以人為本、從人的特點出發(fā)展開研究，這正符合了設(shè)計的訴求?，F(xiàn)在設(shè)計師呼吁“人情味”的設(shè)計，其實這便是在產(chǎn)品的功能之外尋求最舒適宜人的產(chǎn)品表現(xiàn)方法，人機工程學(xué)為此提供了必要而日益充分的條件。我們可以從椅子靠背形狀的變化上看到人機工程學(xué)在設(shè)計“人情化”中的作用。椅背一度是筆直垂直于凳面的，無論靠背是高還是矮，人稍坐久了便會感到腰背部疲勞酸痛，常坐這種椅子還會影響骨骼的生長。隨后出現(xiàn)了斜背椅，椅背由外向內(nèi)收，坐者可有依后而靠的動作，疲勞不適有所減輕，但坐久了仍會有不舒服的感覺。今天的設(shè)計師們依照人機工程學(xué)提供的人體數(shù)據(jù)和生理力學(xué)數(shù)據(jù)將靠背設(shè)計成適合大多數(shù)人背部形狀和無能無力態(tài)勢的曲線形，使人的背部有了充裕的活動空間而不乏承靠感，而椅背下半截的斜直線又對腰部起了隨托作用，可避免坐者久坐駝背的現(xiàn)象。在滿足椅子的結(jié)構(gòu)與功能巧妙結(jié)合的前提下，設(shè)計師們又依據(jù)人機工程學(xué)中對審美的適應(yīng)部分的內(nèi)容，發(fā)揮聰明才智，用不同材質(zhì)為椅子創(chuàng)造了千姿百態(tài)的美妙外觀，使椅子更大程度地滿足大眾的“幸?！币?。

再看看設(shè)計者們通過對人機工程學(xué)的掌握而作的色彩設(shè)計的成功范例。民用客機多因載客量大而體積龐大，巨型的客機雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而有較高的安全系數(shù)，但其外觀上的笨重總給人不夠輕巧、安全的感覺。設(shè)計師們用巧妙的色彩搭配很好地解決了這個問題，白色和銀白色是看起來最輕的顏色，人們由它們可以聯(lián)想矯捷的海鷗、輕盈的云朵等，而且白色和銀白色都能很好地反向陽光，抵御強光的侵蝕。依據(jù)這樣的色彩特征，設(shè)計師們把客機設(shè)計成白色或銀白色，使巨大的機體瞬間輕盈起來。而飛機的起落架相對于巨大的機體顯得過于弱小，設(shè)計師們用厚重的黑色包裹它，讓它顯得堅硬而富支撐力。通過這樣的色彩設(shè)置，再大機型的飛機都如靈巧的鳥兒，讓人能夠放心乘坐。

3.1 室內(nèi)環(huán)境中人的心理與行為

人在室內(nèi)環(huán)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(yīng)的特點，這也正是我們進行設(shè)計的基礎(chǔ)。下面我們列舉幾項室內(nèi)環(huán)境中人們的心理與行為方面的情況：

（1）領(lǐng)域性與人際距離。領(lǐng)域性原是動物在環(huán)境中為取得食物、繁衍生息等的一種適應(yīng)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(zhì)的區(qū)別，但人在室內(nèi)環(huán)境中的生活、生產(chǎn)活動，也總是力求其活動不被外界干擾或妨礙。不同的活動有其必需的生理和心理范圍與領(lǐng)域，人們不希望輕易地被外來的人與物所打破。室內(nèi)環(huán)境中個人空間常需與人際交流、接觸時所需的距離通盤考慮。人際接觸實際上根據(jù)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(huán)境和行為的研究經(jīng)驗為基礎(chǔ)，提出了人際距離的概念，根據(jù)人際關(guān)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。

（2）私密性與盡端趨向。如果說領(lǐng)域性主要在于空間范圍，則私密性更涉及在相應(yīng)空間范圍內(nèi)包括視線、聲音等方面的隔絕要求。私密性在居住類室內(nèi)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(shè)置，由于在室內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)、站臺上的柱子附近，適當?shù)嘏c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(nèi)發(fā)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(lǐng)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(nèi)容，甚至對此缺乏信賴，往往是更為直覺地跟著領(lǐng)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(nèi)空間中流動時，具有從暗處往較明亮處流動的趨向，緊急情況時語言引導(dǎo)會優(yōu)于文字的引導(dǎo)。上述心理和行為現(xiàn)象提示設(shè)計者在創(chuàng)造公共場所室內(nèi)環(huán)境時，首先應(yīng)注意空間與照明等的導(dǎo)向，標志與文字的引導(dǎo)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，須予以高度重視。

（5）空間形狀的心理感受。由各個界面圍合而成的室內(nèi)空間，其形狀特征常會使活動于其中的人們產(chǎn)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(shù)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(tài)和富有變化的心理感受。

3.2 環(huán)境心理學(xué)在室內(nèi)中的應(yīng)用

環(huán)境心理學(xué)在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用面極廣，其應(yīng)用應(yīng)注意：室內(nèi)環(huán)境設(shè)計應(yīng)符合人們的行為模式和心理特征；認知環(huán)境和心理行為模式對組織室內(nèi)空間的提示；室內(nèi)環(huán)境設(shè)計應(yīng)考慮使用者的個性與環(huán)境的相互關(guān)系。

4 人機工程學(xué)對室內(nèi)設(shè)計發(fā)展的作用

人機工程學(xué)使設(shè)計更多地獲得經(jīng)濟效益。人機工程學(xué)步入興盛階段的標志之一是環(huán)境（包括當下環(huán)境和未來動作環(huán)境）被納入了“人—機”系統(tǒng)。與此相適應(yīng)，設(shè)計把環(huán)境也納入了自己的內(nèi)容。人機工程學(xué)提出了適宜于人的種種環(huán)境參數(shù)，包括溫度的、濕度的、噪聲的、色彩的、光線的等，為宜人環(huán)境的設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)。生產(chǎn)操作者處于宜人環(huán)境中的生產(chǎn)效率比往有大幅度提高，這直接指向經(jīng)濟效益。根據(jù)有關(guān)資料，工廠車間在其他條件不變的情況下，僅對原來不適宜的門窗做些改進，使自然光線照明比較合適并加以變化，涂上悅目而適當?shù)纳?，就能提高生產(chǎn)效率2%～4%，同時工作者的疲勞程度相應(yīng)降低。另外，人機工程學(xué)在人體測量學(xué)和人的生理、心理學(xué)適應(yīng)方面為藝術(shù)設(shè)計者對工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外形的合理設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)，生產(chǎn)者和使用者在操縱機器時不會遇到太多的困難，這也在一定程度上提高了生產(chǎn)效率。

人機工程學(xué)致力于人與室內(nèi)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，分開來講，則有室內(nèi)設(shè)計的人性化和人的技術(shù)化兩個方面。

隨著工業(yè)生產(chǎn)智能化的發(fā)展，人機工程學(xué)在這基本意義上有了更貼近人的要求的變化?，F(xiàn)在的人機工程學(xué)的目標是建立最安全適宜的外部條件，使人在工作過程中達到高效的同時，獲得舒適和精神上的愉悅。簡言之，就是做到舒適+有效+美。

最近，國際上工藝先進國家的室內(nèi)設(shè)計正在向高技術(shù)、高情感方向發(fā)展，這兩者相結(jié)合，既重視科技，又強調(diào)人情味。在藝術(shù)風(fēng)格上追求頻繁變化，新手法、新理論層出不窮，呈現(xiàn)五彩繽紛，不斷探索創(chuàng)新的局面。

歸根結(jié)底，人機工程學(xué)的在室內(nèi)設(shè)計最終目的是“一切以人為本”，使“物”的功能與形式更好地實現(xiàn)統(tǒng)一，從而獲得最大的經(jīng)濟效益、最大的情感效益和審美效益，強調(diào)“人”這個主體，讓消費者滿意，方便為目的。

注釋：①環(huán)境心理學(xué)現(xiàn)為一門相對獨立的學(xué)科，但由于與“人”相關(guān)，本人覺得其也應(yīng)納入人機工學(xué)研究范疇。

參考文獻：

[1] 丁玉蘭.人機工程學(xué)[M].北京理工大學(xué)出版社，2004：282.

[2] 朱鐘炎，等.室內(nèi)環(huán)境設(shè)計原理[M].同濟大學(xué)出版社，2004：409.