В ЭРГОНОМИКЕ

Форма и функциональные размеры всей предметной среды, ее объемно-пространственных структур неразрывно связаны с размерами и пропорциями тела человека на протяжении всей истории цивилизации. Древние народы, как и народы всей Европы, вплоть до XIX века пользовались системами мер, основанными на параметрах человеческого тела (локоть, фут, ступня и т.д.). Строители, архитекторы возводили постройки, в которых не только отношения частей были созвучны пропорциям человека, но и абсолютные размеры самих построек были сомасштабны людям. Художники и скульпторы, руководимые желанием получить простые средства для воспроизведения фигуры без непосредственного обращения к натуре, а также стремясь к созданию гармоничного образа человека, предлагали и пользовались системами пропорций — канонами (рис. 10 а).

В каноне Поликлета, скульптора Древней Греции (вторая половина V века до н.э.), за единицу принимались ширина ладони и голова, составлявшие 1/8 длины тела, а лицо — 1/10 и т.д. Римский зодчий второй половины I века до н.э. Витрувий в учении о пропорциях принимал следующие соотношения частей тела: голова — 1/8, лицо — 1/10, расстояние от верха головы до сосков — 1/4 длины тела, размах рук равен высоте фигуры. Видоизмененный квадрат древних стал каноном Леонардо да Винчи (1452—1519). По его канону фигура с приподнятыми и разведенными руками и раздвинутыми ногами вписывается в круг, центр которого — пупок. Немецкий скульптор Готфрид Шадов (1764—1850) на основе морфологических исследований установил метрические данные и предложил систему пропорций мужской и женской фигур в зависимости от возраста.

С появлением метрической системы мер размеры строительных элементов, архитектурных деталей, сооружений в целом стали утрачивать живую связь с размерами человека. Знаменитый французский архитектор Корбюзье — Шарль Эдуар Жаннере (1887—1965) — попытался вернуться к гармонизации рукотворной среды обитания на основе размеров человеческого тела. Он запатентовал и применял на практике систему пропорционирования, названную «Модулор». Модулор представляет собой шкалу линейных размеров, отвечавших трем требованиям: они находятся в определенных пропорциональных отношениях друг с другом, позволяя гармонизировать сооружение и его детали; прямо соотносятся с размерами человеческого тела, обеспечивая тем самым человеческий масштаб архитектуры; выражены в метрической системе мер и поэтому отвечают задачам унификации строительных изделий. Корбюзье при этом пытался соединить достоинства традиционно идущей от человека английской системы линейных мер (фут, дюйм) и более абстрактной и универсальной метрической системы (рис. 11).

В современной практике предпочтение отдается антропометрическим характеристикам человека. Антропометрия — составная часть антропологии (науки о происхождении и эволюции человека); она является системой измерений человеческого тела и его частей, морфологических и функциональных признаков тела.

Антропометрические характеристики человека служат основой при нормировании функциональных параметров предметно-пространственной среды, создании ее объемно-пространственных структур.

Антропометрия (от греч. Antropos — человек и ...метрия) — составная часть антропологии (науки о происхождении и эволюции человека); является системой измерений человеческого тела и его частей, морфологических и функциональных признаков тела.

Различают классические и эргономические антропометрические признаки.Первые используются при изучении пропорций тела, возрастной морфологии, для сравнения морфологических характеристик различных групп населения, а вторые — при проектировании изделий и организации труда.

Эргономические антропометрические признаки делятся на статические и динамические.

Статические признакиопределяются при неизменном положении человека. Они включают размеры отдельных частей тела, а также габаритные,т.е. наибольшие, размеры в разных положениях и позах человека. Эти размеры используются при проектировании изделий, определении минимальных проходов и т.п. (см. Проектирование рабочих мест). Их значения, определяемые для разных полов и национальностей, приведены на рис. 12 и 13, а также в табл. 8 и табл. 9.

Таблица 8. Антропометрические признаки русских мужчин (возраст 18—21 год)¹

Динамические антропометрическиепризнаки — это размеры, измеряемые при перемещении тела в пространстве. Они характеризуются угловыми и линейными перемещениями (углы вращения в суставах, угол поворота головы, линейные измерения длины руки при ее перемещении вверх, в сторону и т.д.) Эти признаки используются при определении угла поворота рукояток, педалей, определении зоны видимости и т.п.

Числовые значения антропометрических данных чаще всего представляют в виде таблиц, в которых приводятся среднее арифметическое значение признака М, среднее квадратичное отклонение аи значения признака, соответствующие 5-му и 95-му перцентилям.

Перцентиль— это сотая доля объема измеренной совокупности, выраженная в процентах, которой соответствует определенное значение признака.

Площадь, ограниченная кривой нормального распределения значений признака, делится на 100 равных частей, или перцентилей, каждый из которых имеет свой порядковый номер. Так, 5-й перцентиль ограничивает слева на кривой нормального распределения 5% численности людей с наименьшими значениями признака, 95-й перцентиль — 5% справа — численность людей с наибольшим значением признака, а 50-й соответствует среднему арифметическому значению признака М. Числовые значения антропометрического признака, соответствующие верхней или

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

* Табл. 8, 9 — Приведенные в таблицах 8 и 9 данные основаны на измерениях начала 1990-х гг.

нижней его границе, называются пороговыми. Они являются антропометрическими критериями при расчете параметров рабочих мест на основе метода перцентилей.

Систему перцентилей используют для определения необходимых границ, минимальных и максимальных значений антропометрических признаков. Зная М и а, можно установить значения признаков, которые соответствуют границам заданного интервала (табл. 10, рис. 14).

Необходимо помнить, что наибольшие различия в размерах тела — индивидуальные (внутригрупповые), а затем межгрупповые (половые, возрастные, этнические).

При расчете параметров рабочих мест необходимо предусматривать возможность комфортной деятельности для основной массы людей, размеры которых находятся в границах от 5 до 95 перцентиля, а не проектировать, ориентируясь только на 50-й перцентиль, который соответствует размерам тела в покое.

При проектировании изделий, оборудования, организации интерьеров и рабочих мест необходимо помнить, что удобство их эксплуатации должно обеспечиваться для 90% работающих или отдыхающих. Поэтому в практике проектирования чаще используют значения антропометрических признаков, соответствующих 5-му и 95-му перцентилям, а также 50-му.

Например, если необходимо определить высоту или ширину прохода, высоту пространства под крышкой стола (для размещения ног сидящего), то надо принимать значения соответствующих признаков, равные 95-му перцентилю, а при определении высоты сиденья — значения, соответствующие 50-му перцентилю. В таком случае габаритные размеры пространства или изделия будут удовлетворять максимальное количество людей.

Казалось бы, совершенно излишне говорить о необходимости общей компоновки оборудования и расположении органов управления таким образом, чтобы было удобно работать, не меняя

положения тела. Но на практике об этом часто как бы забывают. Например, органы управления серийного токарного станка расположены так, что они трудно доступны для условного среднего мужчины без глубоких наклонов вперед и в стороны, перемещений вдоль станка влево и вправо. Английские специалисты по этому поводу шутят, что за таким станком может оперативно работать только некий «идеальный» оператор с сильно деформированными пропорциями (рис. 15): рост 1372 мм (усредненное значение 1 740 мм), ширина плеч 610 мм (470—500 мм), размах рук 2 348 мм (1830 мм).

Для определения размеров элементов и изделий для детей пользуются антропометрическими признаками, сгруппированными по ростовым группам.

При использовании числовых значений антропометрических признаков, приведенных в табл. 8, 9 и на рис. 12, необходимо иметь в виду, что они даны для обнаженного тела. Поправки на одежду и обувь приведены в табл. 11.

Антропометрические признаки определяются с учетом возрастных, половых, территориальных и других факторов, так как они существенно от них зависят. При использовании числовых значений антропометрических признаков следует учитывать их особенности, обусловленные полом, возрастом и этнической принадлежностью (рис. 16). Наиболее ярко выражены различия по половому признаку (табл. 12).

Возрастные различия антропометрических признаков выражены не резко.

У молодых людей (20—30 лет) все продольные размеры на 5 см больше.

Улиц старшего возраста (30—50 лет) поперечные, передне-задние и охватные размеры больше на 5 см.

Наибольшие половые, этнические и возрастные различия наблюдаются в продольных размерах в положении стоя. В положении сидя эти размеры уменьшаются или вовсе исчезают, т.к. в положение стоя входит сильно варьирующийся признак длины ноги, во втором случае — длина туловища — признак слабо варьирующийся, мало изменившийся в процессе акселерации.

Так, расчет минимального свободного пространства для размещения тела человека должен ориентироваться на антропометрические данные людей с наибольшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела. А расчет части рабочего пространства, связанного с досягаемостью должен проводиться на основе антропометрических данных людей, характеризующихся наименьшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела. При измерении эргономических антропометрических признаков пользуются базами отсчета,в качестве которых используются следующие ограничительные плоскости: в положении стоя:

• плоскость пола (для измерения высот точек над полом);

• вертикальная стенка стенда для измерения поперечных и передне-задних размеров тела;
в положении сидя:

• плоскость пола;

• плоскость сиденья;

• спинка сиденья, перпендикулярная заднему краю сиденья.

Нулевые точки отсчета расположены в неподвижных плоскостях (пола, края оборудования и т.п.) (рис. 17).