室内设计中人机工学的作用

董佳

摘 要：论述了人机工程学、环境心理学的概念与意义，其对于室内设计的重要性、讲解了其在我国的发展情况以及与室内环境设计研究的关系、发展。探讨了人机工程学、环境心理学与室内设计、室内环境中人的心理与行为对室内设计的影响及其应用注意点。总结了人机工程学对室内设计发展的作用。指出人—机—环境结合及人机功能分配的主要研究内容，对人体感觉功能与设计关系的协调提出了具体建议。

关键词：人机系统；环境条件；人因工学

0 概述

人机工程学和环境心理学都是近数十年发展起来的新兴综合性学科。过去人们研究探讨问题，经常会把人和物、人和环境割裂开来，孤立地对待，认为人就是人，物就是物，环境也就是环境，或者是单纯地以人去适应物和环境对人们提出要求。而现代室内环境设计日益重视人与物和环境间以人为主体的具有科学依据的协调。因此，室内环境设计除了依然十分重视视觉环境的设计外，对物理环境、生理环境以及心理环境的研究和设计也已予以高度重视，并开始运用到设计实践中去。

人机工程学是研究人的特性及工作环境与机器相匹配的科学。在室内环境中，它把人和室内视为一个有机结合的系统，指出室内环境应该具有什么样的条件才能使人付出适宜的代价后可获得整个系统的最佳效益。人机工程学不仅涉及室内工程技术理论，还涉及人体解剖学、生理学、心理学以及劳动卫生学等。认真研究这门科学，可以创造出最佳设计和最适宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。

如何让机器及室内工作环境的设计，能更适合人的生理、心理特点，让人在作业当中，能够感受到舒适和便捷，以至融洽和满足？这些问题，由于会让您觉得新奇而又全无头绪，或者说天真而又脱离实际，或者过于简单和平易近人，因而觉得是无须专门来研究和思考的问题。但是就这个问题在发达国家已发展出了一个影响巨大的现代学科——人机工程学，我国也已在近20年取得了长足的进展。

1 什么是人机工程学

人体工程学（Human Engineering），也称人类工程学、人因工学或工效学（Ergonomics）。其为一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

人机工程学从不同的学科、不同的领域发源，又面向更广泛领域的研究和应用，是因为人机环境问题是人类生产和生活中普遍性的问题。联系到室内设计，其含义是：以人为主体，运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法，研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系，以适合人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。

2 人机工程学与室内环境研究的迅速发展

人机工程学的各个分支学科的研究，都在一定程度上具有人机工程学研究的性质。所有这些思想和方法经过长期和零散的酝酿，在二战时期获得了突破性的进展，从此也奠定了人机工程学被视为成熟的现代学科的地位，在世界范围受到重视并被视为工业的推动力之一。这种情形的发生，是因为战争中复杂武器的发展，使得人机协调问题的突然激化。例如，空战和歼击机提出对飞行员的体能和智能要求，使得人员的选拔和培训难度不断增大，促使在飞机的仪表显示、操纵工具和飞行员座椅及周围环境等部件的设计中，不得不加大对人的因素的考虑，进而带动了有关的技术和方法的迅速发展。

人机工程学作为一个工程学科，其研究常常是围绕具体的现实问题而展开。例如，由于航空航天活动对人类生理适应性和工作能力的挑战，促进了航空航天医学的发展，在北京航空航天大学飞行器設计与应用力学系，也较早设立了人机环境专业的教学和科研；由于工业生产中职业病的广泛危害，在北京医科大学公共卫生学院也开展了包括坐姿作业导致的肌肉骨骼劳损、粉尘污染致癌等职业病学的研究，同时也就涉及作业姿势、作业环境评价等方面的人机工程学的研究。

人体工程学在室内环境设计中的应用目前已开展有如下方面的应用：

（1）确定人和人际交往在室内活动中所需空间的主要依据根据人体工程学中的有关计测数据，从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等，以确定空间范围。

（2）确定家具、设施的形体、尺度及其使用范围的主要依据家具设施为人所使用，因而它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据；同时，人们为了使用这些家具和设施，其周围必须留有活动和使用的最小余地，这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间大小，停留时间长短，对这方面内容测试的要求也越高，如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。

（3）提供适应人体的室内物理环境的最佳参数室内物理环境主要有室内热环境、声环境、光环境、重力环境、辐射环境等，室内设计时有了上述要求的科学参数后，在设计时就有可能有正确的决策。

（4）对视觉要素的计测为室内视觉环境设计提供科学依据人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素，人体工程学通过计测得到的数据，对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。

3 人机工程学与室内设计的情感和审美体验——环境心理学①与室内设计

在阐述环境心理学之前，我们先对“环境”和“心理学”的概念简要地了解一下。环境即为“周围的境况”，相对于人而言，环境可以说是围绕着人们，并对人们的行为产生一定影响的外界事物。环境本身具有一定的秩序、模式和结构，可以认为环境是一系列有关的多种元素和人的关系的综合。人们既可以使外界事物产生变化，而这些变化了的事物，又会反过来对行为主体的人产生影响。

关于环境心理学与室内设计的关系，《环境心理学》一书中译文前言内的话很能说明一些问题：“不少建筑师很自信，以为建筑将决定人的行为”，但他们“往往忽视人工环境会给人们带来什么样的损害，也很少考虑到什么样的环境适合于人类的生存与活动”。以往的心理学“其注意力仅仅放在解释人类的行为上，对于环境与人类的关系未加重视。环境心理学则是以心理学的方法对环境进行探讨”，即是在人与环境之间是“以人为本”，从人的心理特征来考虑研究问题，从而使我们对人与环境的关系、对怎样创造室内人工环境，都应具有新的更为深刻的认识。

环境心理学是研究环境与人的行为之间相互关系的学科，它着重从心理学和行为的角度，探讨人与环境的最优化，即怎样的环境是最符合人们心愿的。环境心理学是一门新兴的综合性学科，环境心理学与多门学科，如医学、心理学、环境保护学、社会学、人体工程学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室内环境学等学科关系密不可分。环境心理学非常重视生活于人工环境中人们的心理倾向，把选择环境与创建环境相结合，着重研究下列问题：第一，环境和行为的关系。第二，怎样进行环境的认知。第三，环境和空间的利用。第四，怎样感知和评价环境。第五，在已有环境中人的行为和感觉。

对室内设计来说，上述各项问题的基本点即是如何组织空间，设计好界面、色彩和光照，处理好室内环境，使之符合人们的心愿。

设计必须是服务于人的，否则它便不能被称作设计。人机工程学以人为本、从人的特点出发展开研究，这正符合了设计的诉求。现在设计师呼吁“人情味”的设计，其实这便是在产品的功能之外寻求最舒适宜人的产品表现方法，人机工程学为此提供了必要而日益充分的条件。我们可以从椅子靠背形状的变化上看到人机工程学在设计“人情化”中的作用。椅背一度是笔直垂直于凳面的，无论靠背是高还是矮，人稍坐久了便会感到腰背部疲劳酸痛，常坐这种椅子还会影响骨骼的生长。随后出现了斜背椅，椅背由外向内收，坐者可有依后而靠的动作，疲劳不适有所减轻，但坐久了仍会有不舒服的感觉。今天的设计师们依照人机工程学提供的人体数据和生理力学数据将靠背设计成适合大多数人背部形状和无能无力态势的曲线形，使人的背部有了充裕的活动空间而不乏承靠感，而椅背下半截的斜直线又对腰部起了随托作用，可避免坐者久坐驼背的现象。在满足椅子的结构与功能巧妙结合的前提下，设计师们又依据人机工程学中对审美的适应部分的内容，发挥聪明才智，用不同材质为椅子创造了千姿百态的美妙外观，使椅子更大程度地满足大众的“幸福”要求。

再看看设计者们通过对人机工程学的掌握而作的色彩设计的成功范例。民用客机多因载客量大而体积庞大，巨型的客机虽然随着科学技术的发展而有较高的安全系数，但其外观上的笨重总给人不够轻巧、安全的感觉。设计师们用巧妙的色彩搭配很好地解决了这个问题，白色和银白色是看起来最轻的颜色，人们由它们可以联想矫捷的海鸥、轻盈的云朵等，而且白色和银白色都能很好地反向阳光，抵御强光的侵蚀。依据这样的色彩特征，设计师们把客机设计成白色或银白色，使巨大的机体瞬间轻盈起来。而飞机的起落架相对于巨大的机体显得过于弱小，设计师们用厚重的黑色包裹它，让它显得坚硬而富支撑力。通过这样的色彩设置，再大机型的飞机都如灵巧的鸟儿，让人能够放心乘坐。

3.1 室内环境中人的心理与行为

人在室内环境中，其心理与行为尽管有个体之间的差异，但从总体上分析仍然具有共性，仍然具有以相同或类似的方式做出反应的特点，这也正是我们进行设计的基础。下面我们列举几项室内环境中人们的心理与行为方面的情况：

（1）领域性与人际距离。领域性原是动物在环境中为取得食物、繁衍生息等的一种适应生存的行为方式。人与动物毕竟在语言表达、理性思考、意志决策与社会性等方面有本质的区别，但人在室内环境中的生活、生产活动，也总是力求其活动不被外界干扰或妨碍。不同的活动有其必需的生理和心理范围与领域，人们不希望轻易地被外来的人与物所打破。室内环境中个人空间常需与人际交流、接触时所需的距离通盘考虑。人际接触实际上根据不同的接触对象和在不同的场合，在距离上各有差异。赫尔以动物的环境和行为的研究经验为基础，提出了人际距离的概念，根据人际关系的密切程度、行为特征确定人际距离，即分为密切距离、人体距离、社会距离、公众距离。

（2）私密性与尽端趋向。如果说领域性主要在于空间范围，则私密性更涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室内空间中要求更为突出。日常生活中人们还会非常明显地观察到，集体宿舍里先进入宿舍的人，如果允许自己挑选床位，他们总愿意挑选在房间尽端的床铺，可能是由于生活、就寝时相对地较少受干扰。同样情况也见之于就餐人对餐厅中餐桌座位的挑选，相对地人们最不愿意选择近门处及人流频繁通过处的座位，餐厅中靠墙卡座的设置，由于在室内空间中形成更多的“尽端”，也就更符合散客就餐时“尽端趋向”的心理要求。

（3）依托的安全感。生活活动在室内空间的人们，从心理感受来说，并不是越開阔、越宽广越好，人们通常在大型室内空间中更愿意有所“依托”物体。在火车站和地铁车站的候车厅或站台上，人们并不较多地停留在最容易上车的地方，而是愿意待在柱子边，人群相对散落地汇集在厅内、站台上的柱子附近，适当地与人流通道保持距离。在柱边人们感到有了“依托”，更具安全感。

（4）从众与趋光心理。从一些公共场所内发生的非常事故中观察到，紧急情况时人们往往会盲目跟从人群中领头几个急速跑动的人的去向，不管其去向是否是安全疏散口。当火警或烟雾开始弥漫时，人们无心注视标志及文字的内容，甚至对此缺乏信赖，往往是更为直觉地跟着领头的几个人跑动，以致成为整个人群的流向。上述情况即属从众心理。同时，人们在室内空间中流动时，具有从暗处往较明亮处流动的趋向，紧急情况时语言引导会优于文字的引导。上述心理和行为现象提示设计者在创造公共场所室内环境时，首先应注意空间与照明等的导向，标志与文字的引导固然也很重要，但从紧急情况时的心理与行为来看，对空间、照明、音响等，须予以高度重视。

（5）空间形状的心理感受。由各个界面围合而成的室内空间，其形状特征常会使活动于其中的人们产生不同的心理感受。著名建筑师贝聿铭先生曾对他的作品——具有三角形斜向空间的华盛顿艺术馆新馆有很好的论述，他认为三角形、多灭点的斜向空间常给人以动态和富有变化的心理感受。

3.2 环境心理学在室内中的应用

环境心理学在室内设计中的应用面极广，其应用应注意：室内环境设计应符合人们的行为模式和心理特征；认知环境和心理行为模式对组织室内空间的提示；室内环境设计应考虑使用者的个性与环境的相互关系。

4 人机工程学对室内设计发展的作用

人机工程学使设计更多地获得经济效益。人机工程学步入兴盛阶段的标志之一是环境（包括当下环境和未来动作环境）被纳入了“人—机”系统。与此相适应，设计把环境也纳入了自己的内容。人机工程学提出了适宜于人的种种环境参数，包括温度的、湿度的、噪声的、色彩的、光线的等，为宜人环境的设计提供了科学依据。生产操作者处于宜人环境中的生产效率比往有大幅度提高，这直接指向经济效益。根据有关资料，工厂车间在其他条件不变的情况下，仅对原来不适宜的门窗做些改进，使自然光线照明比较合适并加以变化，涂上悦目而适当的色彩，就能提高生产效率2%～4%，同时工作者的疲劳程度相应降低。另外，人机工程学在人体测量学和人的生理、心理学适应方面为艺术设计者对工业产品结构外形的合理设计提供了科学依据，生产者和使用者在操纵机器时不会遇到太多的困难，这也在一定程度上提高了生产效率。

人机工程学致力于人与室内环境之间的协调，分开来讲，则有室内设计的人性化和人的技术化两个方面。

随着工业生产智能化的发展，人机工程学在这基本意义上有了更贴近人的要求的变化。现在的人机工程学的目标是建立最安全适宜的外部条件，使人在工作过程中达到高效的同时，获得舒适和精神上的愉悦。简言之，就是做到舒适+有效+美。

最近，国际上工艺先进国家的室内设计正在向高技术、高情感方向发展，这两者相结合，既重视科技，又强调人情味。在艺术风格上追求频繁变化，新手法、新理论层出不穷，呈现五彩缤纷，不断探索创新的局面。

归根结底，人机工程学的在室内设计最终目的是“一切以人为本”，使“物”的功能与形式更好地实现统一，从而获得最大的经济效益、最大的情感效益和審美效益，强调“人”这个主体，让消费者满意，方便为目的。

注释：①环境心理学现为一门相对独立的学科，但由于与“人”相关，本人觉得其也应纳入人机工学研究范畴。

参考文献：

[1] 丁玉兰.人机工程学[M].北京理工大学出版社，2004：282.

[2] 朱钟炎，等.室内环境设计原理[M].同济大学出版社，2004：409.