Összeállította: Horváth Péter György 2006. október
Antropometria szerepe a bútortervezésben Bevezetés A tervezés egyik alapkövetelménye szerint az ember alkotta környezetet az ember, a felhasználó igényeihez kell igazítani. Mivel nem vagyunk egyformák, így ez a feladat nem is olyan egyszerű. Ennek ellenére az emberi igényeket ki kell elégíteni, vagyis valamiféle kompromisszumot kell találni. Ebben az ergonómia lehet segítségünkre. Az ergonómia az a tudománycsoport, amely az emberi adottságoknak megfelelő munkaeszközök, tárgyak, munkakörnyezet kialakításával kapcsolatos ismereteket tárja fel azért, hogy az ember a teljesítő-képességét a legmagasabb fokon kifejthesse, továbbá az ember kényelmét, biztonságát, egészségének megőrzését biztosítsa. Az ergonómia az emberi egyedekről szerzett tudományos ismeretek felhasználása a tervezési problémák megoldására és a módszerek alkalmazása a szükséges információk nyerésére. Összefoglalva elmondhatjuk, hogy az ergonómia segítségével idomíthatjuk és illeszthetjük a felhasználóhoz a környezetet. Ebbe sok más mellett a mérethelyesség, a geometriai illeszkedés is beletartozik, tehát mérethelyes környezetet (bútorozott környezet, munkakörnyezet, tárgyi környezet) kell kialakítani. Ez az alapvető feltétel azonban sok problémát és kérdést vet fel. Tételezzük fel, hogy az iménti kitétel nem teljesül, vagyis a bútor, vagy épített környezet méretben nem illeszkedik az emberhez, a felhasználóhoz. Ezek alapján a következő problémák merülhetnek fel például: Valamely bútordarab kényelmetlen testtartásra kényszerít (rövidtávon gyors fáradást eredményez) Nincs elég hely a felhasználó számára munkája elvégzéséhez, a szükséges mozgástartományok nem tudnak érvényesülni Egy szükséges mozdulat adott idő alatt nem végezhető el Természetesen ez a mérethelyességi követelmény nem csak a bútorozott környezetre, hanem teljes termékvilágunkra érvényes. Ebből is lássunk néhány példát. A kívánt cipőt, ruhát nem tudjuk felvenni (vagy túl bő, vagy pedig kicsi) A nem megfelelő méret miatt a védőruha nem tudja ellátni a feladatát Egy berendezés kezelésénél a szükséges mozdulat nem végezhető el (pl.: az adott pedál csak kényelmetlenül érhető el) Egy szükséges mozdulat biztonságosan nem végezhető el Valamely mozdulat sután, ügyetlenül végezhető el Ha ezek valamelyike bekövetkezik, akkor bosszúság, fáradtság, hosszú távon pedig egészségkárosodás léphet fel. Vannak azonban olyan esetek, mikor a használat csak rövid ideig tart, ezért nem érzékeljük a méretpontatlanságból eredő hiányosságot. Összefoglalva azonban elmondható, hogy a geometriailag helyes környezet megtervezése szükséges és nélkülözhetetlen. Ez azonban csak az emberi test méreteinek és annak mozgástartományainak ismeretében lehetséges. Ehhez nyújt segítséget az antropometria. 1
Az antropometria (emberméréstan) az emberi test fizikai jellemzőivel foglalkozó alkalmazott tudomány. Az antropológia segédtudományaként fejlődött ki, de alkalmazza az orvostudomány és az ergonómia is. Olyan tudományága az antropológiának, amely embereket, ember csoportokat testméreteik alapján jellemez, tesz megkülönböztethetővé. Más irodalmi forrás szerint az antropometria az emberméréstan, embertan segédtudománya, amely az emberi test méreteinek és a testrészek mozgástartományainak megállapításával foglalkozik. A munkafolyamatok tervezésénél, a gépek konstrukciójánál, általában a munkahelyek kialakításánál figyelembe kell venni az emberi testeket. Az antropometrikus különbségek függnek bizonyos belső alkati adottságoktól, fejlődési törvényszerűségektől, valamint a nemektől, életkortól, népcsoporthoz tartozástól, szociális tényezőktől. A testméreti adatok általában olyan statisztikai hossz- és kerületi adatok (pl. testmagasság, alkarhosszúság, térdmagasság stb., ill. combvastagság, mellkasméret stb.), amelyek mennyiségi kifejezését milliméterben adják meg. Ezen adatok figyelembevétele konstrukciós rugalmasságot kíván, azaz mechanikus állítási lehetőségeket kell biztosítani olyan berendezéseknél, mint pl. a munkaszék. Nem szabad átlagemberre tervezni. [1] Az antropológia, vagyis embertan (a görög anthroposz [άνθρωπος], ember szóból) az emberi faj (Homo sapiens) tanulmányozását, az emberről szóló tudományt jelenti. Két értelemben is holisztikus kategória: minden idők minden emberéről szól, továbbá az emberi faj minden vonatkozásával foglalkozik. Két területe van: a fizikai antropológiára, amely a hajdan élt és a mai ember fizikai, azaz testi tulajdonságaival foglalkozik a kulturális antropológiára, amely az emberi kultúrát vizsgálja. A méretezés fontos része a tervezésnek. Nézzük ennek leegyszerűsített folyamatát. Termék-innováció Termékfejlesztés Megvalósítás Tervezés Szoros értelemben vett fejlesztés, kifejlesztés Elképzelések megfogalmazása Ötletelés Termékfejlesztés/ tervezés Ergonómiai feladatok és tevékenységek Antropometriai adatok Cél: Hatékony, biztonságos és kényelmes termékhasználat 2
Maga az antropometria csak eszköze az ergonómiának. Adatokat és információkat szolgáltatja a tervezés, vagy éppen az ergonómia számára. Antropometria története Az emberi arányok négy könyve (Albrecht Dürer, 1471-1528) ez a tudományos antropometria kezdete. Az emberi alkatok közötti különbségek megfogalmazására és leírására tett kísérletet. Kiváló illusztrációit, állítása szerint, nagymennyiségű ember rendszeres megfigyelése és mérése útján rajzolta meg. A zeneszerszámokból vett analógia alapján úgy vélte, hogy az emberi test méretei akkor tekinthetők harmonikusnak, ha a közöttük lévő arányok egyszerű egész számokkal írhatók le. A számszerű leírása az emberi testnek vagy a környezetnek ekkortájt már nem volt újkeletű. Vitruvius (római építész) Kr.e 15-ben állapította meg, hogy az egész számú arányok a szépség lényegét írják le, ezért az épületek tervezésénél is ilyen arányokat kellene létrehozni. Két évezreddel ezelőtt úgy gondolták, hogy az antropometria és a tervezés kapcsolatban kell, hogy legyen, de olyan magyarázatot adtak erre, mely mára, a XXI. század embere számára nem használható. A reneszánszban ez az elmélet ismét népszerű lett. Leonardo da Vinci (1452-1519) híres ábrájában az embert geometriai elemekkel körülhatároltan ábrázolja. (Itt jegyzendő meg, hogy ez az ábra valójában Vitruvius-tól ered.) Az emberi test méreteinek értékelésében Le Corbusier is jelentős szerepet játszott. Az antropometria empirikus tudományának fejlődése a XIX.-XX. században összekapcsolódott a fizikai antropológiával és különösen azokra a kísérletekre fordítottak figyelmet, amelyek az emberi fajt fizikai jellemzőik alapján akarták osztályozni. Legutóbb az emberiségnövekedés és fizikum osztályozása került az érdeklődés középpontjába. Ezeket az ismereteket a gyógyszergyártás és a sport használja fel. Mi a kapcsolat tehát az ergonómia, az antropometria és a tervezés között? A fenti antropometriai definíciók az antropometriát helyezik az emberi tudományok alapjára, amelyik hozzájárul az ergonómiához, amely viszont adatokat, elgondolásokat és módszereket ad a tervezési folyamatokhoz. A fenti ismeretekkel kiegészítve az ergonómia, illetve az antropometria helyét és kapcsolatrendszerét a következő ábrán láthatjuk. Az ábra az egyes területek információs kapcsolatát is jelenti. 3
Alkalmazott fiziológia Műszaki lélektan Antropometria szerepe a bútortervezésben Orvostudomány Szociológia Antropometria Toxikológia Anatómia Műszaki tudományok Ipari formatervezés Matematikai modellezés Mint ahogy az már az előzőekben is szerepelt, a mérethelyesség, illetve a helyes geometria kiválasztása nem egyszerű feladat. Nézzünk néhány okot, melyek az említett kérdéskört megnehezítik. a.) Méretvariációk kérdése Milyen szempontok szerint válogassuk össze a mérendő embereket? A választástól függően sokféle adatot kaphatunk: férfi nő gyerek fiatal öreg nemzetiség szerint különböző embercsoportok szociológiai különbségek Ezekből a mérésekből nagy számú variáció hozható létre igény szerint. Szűk csoport egyedei sem átlagosak. Lehetséges kategóriák: Nemek Etnikai csoportok Növekedés és fejlődés Akceleráció (lásd lejjebb) Szociális helyzet, foglalkozás Speciális felhasználók Öregedés Lássunk most példát az iménti felsorolás néhány elemére. Az etnikai és nemi alapú magasságbeli különbséget szemlélteti a következő grafikon. 4
Testmagasság eloszlása különböző populációkban Az egyes részdiagramok (haranggörbék) az egyes populációk és részcsoportok méreteloszlását jelölik. Első ránézésre is jól látszik az egyes etnikai csoportok közötti, illetve azon belüli (nemek közötti) különbség. A következő ábra a testmagasságnak, valamint a testtömegnek az életkorral való összefüggését részletezi. A négyszöges vonal a férfiak, a körös vonal a nők átlagos értékeit jelenti. (A kettős görbék az egyes csoporton belül a tartományok alsó illetve a felső határát jelölik.) A bal oldali ábrán a testmagasság változása látható. Eszerint az ember körülbelül 20-25 éves kora után töpörödésnek indul. A jobb oldali ábrán az emberi test tömegének változását mutatják a görbék. A görbe eleinte gyarapodást mutat, az életkor előrehaladtával pedig testtömeg csökken. Természetesen minden görbe átlagot takar, ettől eltérő extrém esetek lehetségesek. Adatok változása az évek előrehaladtával b.) Költségtényező Mikor kell mért adatokra támaszkodni, mikor nem? - egy emberre méretezett tárgyak Ebben az esetben a felhasználó speciális helyzete követeli meg az egyedi tervezést és előállítást. pl.: testi fogyatékosok számára készített bútorok - polcról levett megoldás Ebben az esetben nem fizetjük meg a luxust, nem vásárolunk személyre szabott terméket. pl.: kerti bútorok, étkezőgarnitúra - méretsorozatok A termékek gyártását bizonyos esetekben méretsorozat szerint végzik. pl.: konfekcióipar (cipő, ruha) Ezt a felfogást csak bizonyos esetekben követjük. Gondoljunk arra, hogy ha az étkezőasztalokat is (a cipőkhöz hasonlóan) méretsorozat szerint gyártanák. Ez csak fikció, hiszen az étkezőasztalt csak rövid ideig használjuk, ezalatt az apró mérethelytelenség elviselhető. 5
- állíthatóság elve Ekkor a terméket a funkciónak megfelelően úgy alakítjuk ki, hogy bizonyos mérete, vagy méretei előre meghatározott mérettartományban változtatni lehet. Ez az állíthatóság lehet fokozatos vagy fokozatmentes is. pl.: zongoraszék - szélsőségek elve Különböző percentilis értékekhez tartozó tartományok figyelembevételével történő tervezés. Hol van tehát a kompromisszum határa? Mindenkinek megfelelő legyen? Állítható legyen? És valójában melyik testméretet alkalmazzuk? És akkor még nem is beszéltünk arról, hogy egy adott méretre vonatkozólag (pl.: emberi test magassága) a mért adatokból kapott tartomány melyik részét vegyük figyelembe. Bizonyos esetekre vannak megszokott és sokszor alkalmazott elvek, de az esetek döntő többségében az adott probléma veti fel a megfelelő adatok szükségességét. Akceleráció Nagyok vagyunk, és egyre magasabbak leszünk. Nem szükséges, hogy statisztikákban nézzünk utána annak, hogy felmenőink lényegesen kisebbek voltak nálunk, a fiatalabb korosztály az idősebbnek ténylegesen a fejére nőtt. Erre az idegen szóval akcelerációnak nevezett jelenségre, amelyet a világ minden részén tapasztalhatunk, elméletek tucatjai próbálnak magyarázatot találni. A legelfogadottabb válasz nyúlánkságunkra a jóléti társadalmunkból adódó jobb tápláltságunk. De vajon valóban jobban vagyunk-e táplálva, mint eleink? Néprajzi megfigyelések bizonysága szerint a ma embere, bár termetre nagyobb, fizikailag lényegesen gyengébb, mint a múlt emberei voltak, fáradékonyabb, egészsége törékenyebb. Most pedig nézzünk egy szakirodalmi példát magyarázatképpen. Az ábrán 5 és 15 éves kor közötti gyermekek testmagasság-változását láthatjuk. A függőleges tengelyeken a testmagasságot, a vízszintes tengelyen pedig az éveket tüntették fel. Az egyes görbék a különböző életkorokhoz tartozó értékeket jelölik. Szembetűnő a különbség. Ha például az 5 éves fiúgyermekeket vesszük, akkor látható, hogy 1905-höz képest 1965-ben átlagosan mintegy 6-7 cm-rel lettek magasabbak. Más életkorhoz tartozó értékeken hasonló változásokat figyelhetünk meg. 6-7 cm Akceleráció 6
Adattípusok Az adatokat típus szerint három nagy csoportba, a statikus (strukturális, szerkezeti) antropometriai adatok, a dinamikus (funkcionális) antropometriai adatok, illetve egyéb antropometriai kategóriák csoportjába soroljuk. A különbséget az adott adatok jellege adja. Az első csoportba tartoznak az emberi test geometriai adatai (befoglaló) méretek. Ezek az adatok mérhetők a legkönnyebben, illetve ezeknek a méréseknek a legkisebb az eszközigénye. Gondoljunk arra, hogy a tenyér szélességének hozzávetőleges méretét egy egyszerű vonalzóval is meg tudjuk mérni. Ezen adattípus használatánál a következő szempontokat, elveket kell figyelembe venni: Pontosság Korrekció a ruházat miatt Szabványos (funkcionális) testhelyzetek Jellemző méretek Speciális testrészek antropometriája Adatok speciális felhasználói rétegekre A másik nagy csoportba a mozgással, tömeggel és az erőkifejtéssel kapcsolatos adatok tartoznak. Ezeket az adatokat, az előzőekhez hasonlóan, többek közt bútorok és belső terek tervezésére és ellenőrzésére használhatjuk. A dinamikus (funkcionális) méretek használatánál is figyelni kell néhány szempontra, elvre: Izületi méretek (csuklótávolságok és szögtartományok) Tömegadatok Helyszükséglet (clearance) Elérési tartományok (reach) és az optimális látás tartománya Erő értékek A harmadik csoportba a teljes testalkatra, illetve testrészek összefüggéseire vonatkozó adatok tartoznak. Ide soroljuk a testfelépítési változatokat, felépítési és alakbeli különbözőségeket, valamit egyes testméretek közötti kapcsolatokat, arányokat. Adatforrások Általában nagy költséggel járó és időigényes vállalkozás egy nemzet testméretváltozatait valósan reprezentáló adatgyűjtés. Következésképpen az ezen a területen végzett kutatások többségét a katonai szektorban végezték, és csak kisebb mértékben a civil lakosság körében. Az okok nyilvánvalóak: a személyes holmikon keresztül, a berendezésekig, a ruházatig sok mindenhez kellettek előzetes statisztikai adatok (hadsereg, tengerészet, légierő). Léteznek olyan berendezések és tárgyak is, amelyeket szinte minden nemzet használ világszerte, holott testméreteik különbözőek. Az egyik alapvető hátránya a katonai mérésekből származó adatoknak, hogy nagyon behatárolt korcsoportról ad adatokat, és legtöbbször csak az egyik nemről. Ezen kívül a súly és magassági méretek is behatárolt korlátok között mozognak. Az antropometriai kutatások legkorábbi átfogó alkalmazása is a II. világháború idejére tehető az USAF-nál (United States Air Force) és a British Navy-nél (Royal Navy). Az első komoly civil antropometriai kutatások és alkalmazások az ENSZ egészségügyi szervezetében kezdődtek el. 7
Előfordulhat, hogy valamely speciális testméretre van szükségünk, ezért a méréseket magunknak kell elvégeznünk. Most szóljunk néhány szót a méretek (statikus testméretek) levételéről és azok csoportosításáról. A méreteket definíció szerint, vagyis a mérés irányítottsága szerint csoportosíthatjuk. Ezek alapján hosszúsági, szélességi és kerületi méreteket különböztetünk meg. A hosszúsági méretek valamely referenciasíktól az adott mérőpontig, vagy nem páros mérőpontok között mért paraméterek (pl. testmagasság, ülésmagasság, alkarhossz). A szélességi méretek páros mérőpontok között mért értékek (pl. kartávolság, vállszélesség). A kerületi méretek meghatározott testrész definiált helyén mért értékek (pl. felkar vagy comb maximális kerülete). A méréshez használható eszközök palettája igen széles. A használt eszközt a mérési feladat célja és pontossági igénye szabja meg. Egyszerűbb mérésekhez vonalzót vagy tolómérőt használhatunk, azonban pontosabb mérésre már ezek nem használhatók, így erre a célra kitalált eszközök, különböző antropométerek, rúdkörzők, tapintókörzők, ízületvastagságmérők (condilus), bőrredővastagság-mérők, illetve acél mérőszalagok szolgálnak. Manapság azonban nem feltétlenül kell a hadsereghez fordulni, vagy hosszadalmas méréseket végezni hasonló adatokért. Ezeket az adatokat már különböző szabványokból, ajánlásokból és adatbázisokból is összegyűjthetjük. Információgyűjtés: a.) Szabványok (ISO, EN, BS, DIN, ANFOR, ÖNORM) Előírások Ajánlások Alapelvek Módszerek Adatok, adatbázisok pl.: MI 17231/1 MI 17231/2-77 Testméretek. Férfiak statikai és dinamikus testméretei MSZ 8425-1988 Gyermekasztalok funkcionális méretei MSZ 8426 MSZ EN 541-1998 Gépek biztonsága. Emberi test méretei b.) Szakirodalmi adatok, nyomtatott források Testméretek: Stephen Pheasant Body Space Erők, nyomatékok: B. J. Daams Human Force Exertion in User-Product Interaction Speciális feladatok: Alders-Laarakker-Rietkerk Reader Inleidung (gyermek kerékpár) Cushman-Rosenberg Human Factors in Product Design (mozgáskorlátozottak) Általános adatok: Sanders-McCormick Human Factors in Engineering and Design 8
c.) Szakirodalmi adatok, elektronikus források Közvetlen információk Internet Adatbázis: Peoplesize, EDS Közvetett információk Számítógéppel támogatott antropometriai tervezés és értékelés ADAPS MANNEQUIN ANTHROPOS Statisztika, megjelenítés Bármilyen emberi méret leírásakor nemcsak azt kell tudnunk, hogy mekkora az adott érték a mért populációban átlagosan, hanem azt is, hogy ennek mekkora a szórása, illetve az eloszlása. Az átlag a legegyszerűbb fogalom: a mért értékek összege osztva az elemszámmal. Ez az ún. számtani közép, amely a legismertebb és egyben leghasználatosabb középérték. Amennyiben e középértéktől való extrém eltérések nem lényegesek, akkor az ún. mediánt részesítik előnyben. Ezen érték fölé és alá esik a vizsgált esetek fele-fele. Nagyvonalú áttekintésre szolgál az ún. módus, amely a leggyakrabban előforduló értéket jelenti. Általában nem elegendő a mért adatok sokaságát egyetlen adattá sűrítő középértékkel jellemezni a vizsgált mintát, szükséges az ettől való eltérések mértékét is megadni. A legegyszerűbb mutató az ún. terjedelem (range), ami a legmagasabb és a legalacsonyabb érték közötti különbséget jelenti. A szórás egyes esetek és a minta számtani középértéke közötti különbségekből számított átlagos mutató ( az átlagtól való abszolút eltérések átlaga ). Az eloszlás annak mutatója, hogy az adott dimenzióban egyenletesen oszlanak-e meg az adatok. A normális eloszlás görbéje szimmetrikus, harang alakú vonal, melynek csúcspontja az átlag ( x ), a jobb és a bal inflexiós pontok a szórást (s), a végpontok pedig a mért legkisebb és legnagyobb értékeket jelentik, ami a szórás háromszorosával egyenlő. Nem minden mérhető változó normál eloszlású, léteznek egyoldalas eloszlások. (Például az egy főre jutó jövedelem - itt az eloszlás az egyik oldalon tömörödik, a másik oldalon pedig hosszan elnyúlik.) A legtöbb statisztikai számítás azonban normális eloszlású változókat feltételez. A negyedik, és talán az antropometriai táblázatok értelmezéséhez a legfontosabb fogalom a percentilis, amely a mintát ill. az eloszlás terjedelmét 100 egységre bontja fel. Azt mutatja meg, hogy a minta mekkora része esik az adott percentilis érték alá vagy fölé. Ha például a 95 percentilist vesszük, akkor a minta 95 %-a az itt adott értéknél kisebb, 5%-a pedig ennél nagyobb lesz. Az 50-es percentilis pedig az átlaggal egyenlő, hiszen a szabályos eloszlás esetén a haranggörbe itt a legmagasabb. Az összes antropometriai táblázat a percentilisekkel adja meg az eloszlás értékeit. Az antropometriai adatok felhasználásának elvei Az adatokat három alapvető elv szerint lehet felhasználni, mindegyik a tervezési problémák más típusát testesíti meg. 9
A szélsőségek elve Igen sokszor kell olyan adatokat figyelembe venni, amelyek egyik vagy másik szélsőségre vonatkoznak. A feltétel ilyenkor általában az, hogy ha a szélsőségnek is megfelel, akkor a többi embernek is biztosan jó. Ilyenkor a minimálisan megfelelő értéknek a 95-ös percentilist tartjuk (azaz a népességnek mindössze 5 %-a esik ki az adott paraméter alapján). A legtipikusabb ilyen tervezési példák: ajtók, vészkijáratok, szervizutak. Ilyenkor, ha a 1egnagyobbaknak mondjuk a 95-ös percentilisnél lévő személyek - megfelelnek a méretezések, akkor az ennél kisebbeknek is biztosan jó lesz a terv. A maximálisan megfelelő értékek jelentik a másik szélsőséget. Ekkor az 5 percentilist kell figyelembe venni, mindenki, aki ennél nagyobb vagy éppen ekkora, használhatja a terméket. Ilyen példa lehet az irányítópaneleken a vészleállító távolsága, amit a 1egrövidebb karú ember is kényelmesen el tud érni. Ha valakinek ennél hosszabb a karja, annak ez már nyilván nem probléma. Az 5, illetve 95 percentilis használata elsősorban anyagi, gyakorlati okokból előnyős. Általában a l00 % elérése olyan többletköltségeket jelent, hogy nem érdemes megcélozni, tehát olyan termék, amit mindenki kényelmesen tud használni, nem fordul elő. Nem építenek két méter húsz centiméteres ajtókat a liftbe csak azért, hogy a 99-es percentilis is használhassa főhajtás nélkül, vagy éttermi székeket sem terveznek 160 kilogrammos embereknek. Az állíthatóság elve A berendezéseknek néhány elemét célszerű olyanra tervezni, hogy könnyen állíthatók legyenek a különböző méretű embereknek megfelelően. Erre a gépkocsiülések előre-hátra, illetve a gépírószékek föl-le állíthatósága a legjobb példák. Az állíthatóság mértéke itt is az 5- ös és 95-ös percentilis közötti intervallum. A nagyon kis- vagy a nagyméretű számára egyszerűen nem éri meg tervezni ipari méretekben. Ugyanakkor láthatjuk, hogy egyes kereskedők éppen a szélsőségeket célozzák meg termékeikkel, ellátva a nagyon kicsiket vagy a nagyon nagyokat olyan tárgyakkal, amelyek a könnyebb alkalmazkodást teszik lehetővé számukra. Az átlag elve Bár általában azt hangoztatjuk, hogy az átlagos ember nem létezik, a tervezési gyakorlatban sokszor szembesülünk a melyik ujjam harapjam meg" típusú problémával. Minél több testméret szerint szeretnénk átlagot képezni, annál kevesebb embert fog kielégíteni a termék. Az átlag csak fantom, mégis néha előfordul, hogy a fantomnak kell tervezni. Általában akkor, ha a szélsőségekhez való alkalmazkodás értelmetlen, mert mindkét szélsőség felé egyformán nehezíti a dolgot, vagy egyiknek sem jelent megoldhatatlan nehézséget az átlagos méret. Ilyen átlagos terv például a pénztárpult magassága a közértekben. Ez nem azt jelenti, hogy megtaláltuk az optimumot, hanem inkább azt, hogy a legkevesebb kényelmetlenség irányába tettünk lépéseket. Az adatok megjelenítése, szemléltetése többféleképpen lehetséges. A megjelenés mikéntjét a felhasználás célja határozza meg. Szimbolizálásra, szemléltetésre legmegfelelőbb az alakos ábrázolás. Ez a megoldás lehetővé teszi az adott paraméter feltűntetését, valamint a mérés helyének megadását. Az alakos ábrázolás egyik legjobb példája Henry Dreyfuss embertípusai. Dreyfuss mindkét nemre három extrém testalkatot állapított meg, majd ezeken 10
feltüntette az azokhoz tartozó átlagos testméreteket. Megkülönböztetett ektomorf (sovány), mesomorf (izmos) és endomorf (elhízott) testalkatot. Megállapítása szerint bármely férfi, illetve női testalkat ezen 3-3 testalkathatár közé esik. Dreyfuss nem csak testalkat szerinti szélsőségeket sorolt fel, hanem testméret szerintieket is. Alacsonynak a 2,5, közepesnek az 50, és magasnak a 97,5-ös percentilis értéket vette. Az adatok megadásának másik módja a hisztogramos megoldás. Ennek a módszernek előnye a könnyű áttekintés, hátránya azonban az, hogy egy hisztogramon csak korlátozott mennyiségű adat tüntethető fel. Az adatokat megadhatjuk táblázatba foglalva is. Ennek a megoldásnak előnye, hogy (táblázat típusától függően) nagy mennyiségű adatot közölhetünk rendezett formában. A módszer bemutatására a Human Dimension and Interior Space egyik ábráját használjuk. A táblázat több szempont alapján rendszerezi a testmagasság értékeit. Nemek, életkor és percentilis érték alapján adja meg a felnőtt nő és férfi testmagasság adatait. Minden sor, a percentilis értékekhez tartozóan, két részből áll. A felső érték a férfiakra, az alsó a nőkre vonatkozik. Az egyes oszlopok az életkor szerinti eloszlást mutatják. A megosztott oszlopok a két mértékegységrendszernek megfelelően adják meg az értékeket. Mérettáblázat A táblázatos megoldás továbbfejlesztett változatai az adatbázis-szoftverek. Ezek segítségével egy könnyen átlátható kezelőfelületen kérhetjük a kérdéses méretet, miután beállítottuk a szükséges percentilis értéket és aktiváltuk a korrekciót (ruha). Jelenleg több 11
ilyen jellegű program van kereskedelmi forgalomban. A különbség köztük a használatukban, illetve a használható adatbázis terjedelmében van. Természetesen a fent említett statisztikák és megjelenítési módok nem csak a statikus, hanem a dinamikus antropometriai adatokra is érvényesek. Adatok felhasználása Termékkategóriák: egyfelhasználós (pl.: méretre szabott ruha, versenyautó ülése) luxus vagy kényszer? többfelhasználós (asztal) A döntés információigényes: az adott populáció antropometriai jellemzői a jellemzők miként korlátozzák a tervezést az ember és a termék közötti kapcsolat (interakció) befolyásoló tényezők Ha az antropometria tudományának szerepét nézzük a bútortervezésben, akkor érdemes előbb megvizsgálni, hogy a méretezés kérdésébe hogyan illeszkedik bele, vagyis a méretet meghatározó tényezők között milyen helyet foglal el. Ehhez azonban látnunk kell, hogy milyen tényezők befolyásolják egy termék méretét. Az első, és talán az egyik legfontosabb szempont a felhasználó testmérete szabta követelmény. A követelmény teljesítéséhez ismernünk kell a pontos felhasználói kört, az esetleges speciális felhasználókat, és nem utolsó sorban a rendeltetésszerű termékhasználat módját. Ezek ismeretében rátérhetünk az antropometria, vagyis az emberi testméretekkel foglalkozó tudományterület kérdéseire. Bútorok tervezése, elemzése során fontos megismernünk az emberi test statikus és dinamikus antropometriai adatait. Mindkét méretkör befolyásolja a bútorkörnyezet kialakítását. Másik jelentős befolyásoló tényező a szerkezet, mely konstrukciós és statikai méretezésen keresztül hat a bútor dimenzióira. Emellett természetesen az esztétikum, a megszokás, valamint különböző szabványok és előírások is befolyásolják a termékek, a bútorok méretét. Mivel a termékvilág sokrétű és összetett, a termékek is befolyással vannak egymásra, vagyis az egyes termékek is befolyással bírnak a méretezésre. Ha már adott a megoldandó probléma, akkor a fent bemutatott ismeretek, illetve a következőkben leírt gondolatmenetet követve, egy antropometriailag korrekt eredményhez juthatunk. Első lépésben a termék (pl.: bútor, vagy annak valamely elemének) jellemzőit, funkcióját kell meghatározni. Ide minden olyan információt fel kell sorakoztatnunk, amely a későbbiekben a tervezés menetét és végeredményét befolyásolhatja. Mivel a bútorokon belül, valamint azok kiegészítőin belül funkció szempontjából jelentős különbség van, így célszerű valamiféle sorrendiség mentén értelmezni az antropometriával kapcsolatos kérdéseket. Célszerűség kedvéért induljunk a kicsitől a nagy felé, vagyis a kéz méreteitől az emberi test befoglaló méretei felé. Bútorozott környezet kisebb, kiegészítő elemeinek tervezésénél legtöbb esetben a felhasználói kéz méreteit kell alapul venni. Az adattípusok közül főleg a statikus adatokra van szükség. Természetesen lehet példát találni dinamikus adat szükségességére is (pl.: erőkifejtés). 12
Fontosabb statikus méretek a kézfejen A megfogás, illetve a bútorelemek mozgatása miatt van szükség ezen ismeretek tisztázására a tervezés folyamán. Fogantyútervezésnél tisztában kell lennünk különböző hossz-, szélesség- és kerületméretekkel. A funkció és az elvárás alapján kell eldönteni, hogy egy adott tárolóelemre milyen nyitású frontot helyezünk. Ez a döntésünk azonban kihat a megfogási felület kialakítására. Gomb, kengyel és kagyló formájú elemeket használhatunk. Minden kialakítás más-más nyitási módhoz alkalmazható, valamint más-más adatok figyelembevételével tervezhető. Kengyelnél például tenyér vagy 4-ujj szélességet kell venni, hiszen legtöbbször teljes tenyérrel kapaszkodunk és mozgatjuk a fiókot. Természetesen korszerű fiókvasalatoknál már nincs szükség ekkora mozgatóerőre, vagyis elegendő kisebb méretet figyelembe venni, azonban a kényelmes megfogást ebben az esetben is biztosítani kell. Itt még többek között az ujjak vastagsági méretére is szükség lehet a megfelelő forma kialakításához. Fogantyútípusok Egy nagyságrenddel továbblépve, most foglalkozzunk az ember geometriájával, valamint testfelépítésével kapcsolatos méretekkel, illetve azok felhasználásával. Ennél az esetnél már az egész testet figyelembe kell vennünk. Mindenek előtt itt is meg kell határozni a tervezendő, vagy ellenőrizendő bútor funkcióját. Ebből következtethetünk a felhasználó funkcionális testhelyzetére, valamint arra, hogy az adott bútorelemmel kapcsolatban milyen méretekre van szükség. Az egyszerűség kedvéért vegyünk egy általános felhasználású széket, és tekintsük át a szerkezeten végighaladva, hogy mely adatok szükségesek. Mivel elsősorban ülő funkciója van a széknek, így egyértelmű, hogy az ülőfelület paramétereit kell meghatározni. Feltevésünk szerint a széket normál használatra szánták (nem pihenő funkciója van), így a belső lábszármagasságból indulhatunk ki. Ez megadja az ülőfelület magasságát. (Pihenőszék esetén ennél alacsonyabb kivitelben kell készülnie a széknek.) Természetesen az ülőfelület magassági mérete mellett figyelmet kell fordítanunk az ülőfelület szélességi és 13
mélységi (beülési mélység) méretére. A beülési mélységet a combhosszúságból, míg a szélességi méretet a csípő, illetve a combok szélességi méretével lehet meghatározni. Ezeknél a méreteknél korrekcióra is sor kerülhet, melyet a viselt ruha vastagsága tesz szükségessé. Abban az esetben, ha az adott szék nem egy, hanem több személy számára készülő ülőalkalmatosság, akkor természetesen a megfelelő személy számával szorozni kell e beülései szélességet. Ezt az értéket szükséges lehet valamelyest kibővíteni (hogy a vállszélesség felé közelítsünk, hiszen több személy estén a vállak egymáshoz érhetnek, ez nem kényelmes, tehát erre plusz méretet kell hagyni. Mivel a szék esetleg hosszabb időtartamú ülésre szolgál, szükséges lehet valamilyen kiegészítő, például karfa felszerelése, amely esetben a behajlított alkar magasságát kell figyelembe venni. A karfa szélességénél az alkarszélességet, valamint annak hosszánál az alkarhosszúságot vesszük számításba. A háttámla a felsőtest kényelmes megtámasztását szolgálja. Ennek méretei a hát szélességétől, lapocka elhelyezkedésének magasságától, valamint a gerinc alsó szakaszának a helyzetétől függ. Látható tehát, hogy egy egyszerű bútordarabnál, mint például a szék, nem is olyan problémamentes egy mérethelyes kompromisszum megtalálása. Kárpitozott kivitel, vagy kombinált funkció esetén további pontosítások szükségesek az emberi test figyelembevételével. Az egyes elemek egymáshoz viszonyított szögét a bútordarab rendeltetése határozza meg. A következő ábra részletesen tartalmazza azokat a paramétereket, melyeket át kell gondolnunk a tervezés során a funkció és használat tükrében. MSZ 8422-1988 (részlet) Amennyiben nem teljesülnek a fenti kívánalmak, akkor kényelmetlen testhelyzetek, korai fáradás, esetleg fájdalomérzet alakulhat ki a felhasználóban. Lássunk néhány tervezési hibát az ábrák segítségével. Nincs megfelelő párnázat, folyamatos a statikus terhelés a far izmaiban, korai elfáradás Túlságosan magas ülőlap, a talpak nem érintkeznek megfelelően a talajjal 14
Túlságosan alacsony ülőlap, kényelmetlen ülési pozíció, hát gyors kifáradása Nem elég mély ülőlap, felesleges terhelés a comb alsó felületén Épített környezetbe, épületeken belül már jóval összetettebb a helyzet. Itt nem csak az egyes emberek, vagy csoportos felhasználók igényeit kell külön-külön figyelembe venni, hanem közösségi szempontokat is szem előtt kell tartani. Ezeknél a problémáknál már nem csak bútorokat kell tudnunk helyesen méretezni, hanem különböző térhatároló, valamint belsőépítészeti egységeket, esetleg különleges bútorokat is. Közlekedő folyosók, közösségi helyek tervezésénél az egyéni méretek mellett a közösség, a tömeg méreteit is számításba kell venni. A közösség paraméterei nem konkrétan testméreteket jelentenek, vagy jelenthetnek, hanem elsősorban távolságokat, valamint mozgástartományokat, mozgáshoz szükséges tereket. Ezeknek a tereknek a mérete nagyban függ az adott populáció, társadalmi csoport szokásaitól. Fontos, hogy hogyan viszonyulnak egymáshoz az emberek, vagy éppen milyen céllal jöttek össze, milyen céllal használják az a teret. Ezekben az esetekben a látótár, a személyes tér, valamit az egyes tevékenységekhez szükséges mozgástér (mozgástartományok) megléte a tervezési szempont. Könyvtár méretezési vázlata, látótér és mozgáshoz szükséges hely 15
Pénztárpult méretezési vázlata Elérési tartományok függőleges síkban értelmezve Épületeinkből kilépve köztereken, parkokban, vagy éppen buszmegállókban szintén találunk bútorokat. Ezen elemeket is már a korábban említett módon kell méretezni, azonban a tömeg igényeit,mozgástartományát még inkább szem előtt kell tartani. Összefoglalva: Termék jellemzőinek meghatározása Munkafelületek pozicionálása Megfogási alak és méret meghatározása Kezelőelemek távolságának és elhelyezésének meghatározása Esettanulmány: Bútorméretezési elvek fiatal kerekesszékes számára Kerekesszék mozgástartományai és használata A helyigényt a mozgáskorlátozottak gyalogosan (testtámasztó segédeszközzel, vagy nélküle) és kerekesszékkel végzett mozgásainak, ill. ezek találkozásainak eseteire kell méretezni. A méretezés során a segédeszköz tényleges méretein túl a használati méretek az irányadóak, biztonsági méretek figyelembevételével. A helyigényt a közlekedési sáv, ill. a terület méretei fejezik ki. A kerekesszékkel közlekedők számára a kerekesszék befoglaló méreténél minimálisan mintegy 30 centiméterrel nagyobb mozgási területre van szükség, hogy fordulni tudjanak. A forduláshoz szükséges helyigénynél esetenként figyelembe vehető a bútorozás olyan kialakítása, amely lehetővé teszi a kerekesszék lábtartójának a bútor alatti elfordulását (pl.: 16
ágy, konyhaasztal, mosdó stb.). Az ilyen esetekben a helyigény 10-20 centiméterrel csökkenthető. Forduláshoz szükséges hely Kerekesszék helyigénye A fordulásnak kétféle alaphelyzetét különböztetjük meg: a 90 -os befordulást és a 180 -os (360 -os) megfordulást. A forduláshoz szükséges hely függ a kerekesszék méretétől és típusától. Mozgástartományok Az emberi mozgástartományok meghatározása elengedhetetlen ahhoz, hogy a tervezés végeredménye valóban a megváltozott képességekhez alkalmazkodó bútor legyen. A felsőtest mozgásai, méretei általában nem különböznek az átlagos méretektől. A különbségek abból adódnak, hogy a felsőtest alacsonyabban helyezkedik el az ülő testhelyzet miatt, ezáltal egy keskenyebb sávban helyezhetők el a különböző tárgyak, berendezések, és ez a bútorok magassági méreteit is korlátozza. Tehát a bútorok kialakítását a magassági tartomány alsó és 17
felső határa határozza meg. Látható, hogy ez a csökkent méretű sáv mindössze a 60 %-a a kihasználható tartománynak. Ez a tény még erősebben kényszeríti a tervezőt a pontosabb és gazdaságosabb helykihasználásra. Elérési tartományok határai Szemmagasság A tervezés egyik kiindulópontja a szemmagasság, amely a padlóvonaltól mérve körülbelül 1250-1300 mm távolságra van. Ezen magasság a felső beépítési határa az olyan bútoroknak, amelyeknél elengedhetetlen, hogy a teljes belső tér látható legyen. Ilyen például a számítógép monitora vagy a könyvespolc. Magassági méretek A férfi és a nő Az esetleges testalkatbéli különbségek esetükben jobban mutatkoznak. Egy magasabb férfinak sokkal hosszabbak lehetnek a kezei (átlagos eset), mint egy alacsony nőnek. Ilyen esetben közös háztartás esetén a tervezésnél ezt is figyelembe kell venni. Méretezési elvek A méretezésnél az emberi adottságokat, valamint a tárgyak, bútorok méreteit egyaránt figyelembe kell venni. Fontos továbbá a használt kerekesszék mérete, valamint a használathoz és a közlekedéshez szükséges túlméret is. A tervezés során azonban nem csak a méreteket kell figyelembe venni. Jelentős tényező a kényelem, és a komfortosság érzése is. Fontos, az akadálymentes és könnyű megközelítés. Lehetőségekhez képest a bútorok funkcióit zsúfolni kell, amellyel a helyváltoztatások számát lehet csökkenteni. Erre a célra szolgál a mindent egy helységbe elv is. A terek berendezésénél ügyelni kell arra is, hogy a helyiség közepén viszonylag nagyobb terület maradjon üresen, amely könnyebb mozgást és helyváltoztatást tesz lehetővé. 18
Ülő testhelyzet Az ülő testhelyzet abszolút mértékben befolyásolja a kialakítandó környezetet. Ebben az esetben megváltoznak a mozgástartományok, irányok és a szélső helyzetek is. A tárgyak, fogantyúk elhelyezésénél törekedni kell arra, hogy minél kevesebbet kelljen az adott személynek forgolódnia. Méretezés alapjául szolgáló általános méretek: Elhelyezési méretek A tárgyak elérése mellett fontos szempont a megközelítés is. A következő néhány ábra ezekre mutat példát. Elhelyezési méretek 19
Elhelyezési méretek További méretezési alapadatok: Magassági adatok munkafelület: munkafelület, pult, mosdó alatti helyigény: kilincsek: fogasok: kapaszkodók: kapcsolók: dugaljak: telefonok: 80-85 cm 70-75 cm 90-100 cm Max. 130 cm 70-95 cm 90-120 cm 40-120 cm Max. 120 cm Összefoglalás Láthatjuk, hogy a tervezés fázisában nem csak a statikai méretezés, vagy a forma megfelelő kialakítása, hanem a mérethelyesség, az emberi testméretekhez való igazítás is fontos. Többek között ez is szükséges ahhoz, hogy egy jobb és élhetőbb környezetet teremtsünk a felhasználók számára. 20
Felhasznált irodalom: [1] Dulin Jenő 1987: Ergonómiai kislexikon, Népszava Szabó Gyula 2002: Tervezés speciális felhasználói körök számára, PXP Horváth Péter György 2002: Diplomaterv, Sopron Becker György Kaucsek György: Termékergonómia és termékpszichológia Tölgyfa Kiadó McCormick E.J. 1976: Human factors in engineering and Design, McGraw Hill Int 4th ltd.) Budapest 1996 Dr. Korda György Völgyesné Fekete Anna 1990: (Három)szemközt a számítógéppel Számalk, Budapest K. Juul- Andersen és E. M. Jensen 1997:Design Guidelines for elderly and disabled persons housing Design Age, Royal College of Art A. Lacey 1999: Designing for Accessibility Magyar nemzeti szabványok jegyzéke 1996. június: Managerpress Kft. Budapest Hörcsik CAD Tanácsadó Kft. Az akadálymentes környezet, Építészeti tervezési segédlet CD-ROM Akadálymentesség európai eszméje 1996. március: Európa Tanács kiadvány Mozgáskorlátozottak szükségleteinek felmérése Mozgáskorlátozottak Egyesületeinek Országos Szövetsége, 1996 Országos településrendezési és építési szakmai követelmények (OTÉK) 253/1997 (XII. 20.) kormányrendelet 1997. évi LXXVIII. Törvény az épített környezet alakításáról és védelméről GYSGY-REHAB kiadványok 2001 Budapest BME; Terméktervezés módszertana, http://www.gszi.bme.hu 21