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第9章 重心问题

重心是全部重量集中作用的点。一般来说,每个人的重心位置不同,这主要受身高、体重的影响。但总的来说,重心都在人的肚脐后,第四、五节腰椎之前。理论上的人体重心高度如平均身高163cm,则重心平均高度为92cm。在进行栏杆设计的时候,原则是栏杆的高度应该高于人的重心,如果高度低于这一点,人体一旦失去稳定,就可能越过栏杆而坠落,所以站在栏杆附近,如果人们发现栏杆比自己的肚脐低就会产生恐惧感。92cm是人体平均重心高度,考虑到栏杆还有抓握和依靠的其他功能,所以最终高度取110cm较好。台阶、踏步的高度也和人体重心有关系,当台阶高度大于200mm时,人抬腿用力就会比较吃力,尤其是儿童和老年人,所以一般室内空间环境的台阶、踏步高度都设计成150mm,在室外空间环境下的台阶由于通常不设栏杆扶手,高度大都在120mm。如果台阶、踏步的进程较长,则要考虑设计平台以供人休息。

人体重心问题推而广之,也适合于交通工具的底盘和座舱高度设计。轿车的底盘、车身最低高度大都在200mm左右,能保证人轻松地登上车,但很多公共交通工具,如中巴车、公交车的底盘和车身最低高度实测都在300mm以上,而且车上的台阶高度都大于250mm,这样的设计明显是不合理的,也不人性化。

重心还随人体姿态、位置的变化而不同,换句话说,人体重心发生了变化就意味着人体姿态发生了改变或者是人体处于运动状态。从做功和能耗的角度来分析,人体重心由低到高需要做功、耗能,人会感觉费力;而重心由高到低,做功小、耗能少,感觉省力,显而易见,上山远比下山累。重心越低的姿态,人体主观上感觉越舒适,所以,站着工作没有坐着工作舒适,而坐着工作没有躺着工作舒适。当重心在水平和高程上不断发生变化的时候,就意味着人体处于运动状态中,这时的重心变化和人体的平衡及运动有密切的关系,这方面的研究成果,已经被广泛运用于各国的体育运动事业中。

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