儿童图书馆的建筑设计与人体工程学研究.docx
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儿童图书馆的建筑设计与人体工程学研究
刘亚旭
(大同市少年儿童图书馆,山西省大同市 037004)
[摘 要]儿童图书馆不仅要有合适的馆址,而且还要具有可持续发展性和可利用原则,并从人体工程学的角度分析了图书馆内的基础设施和网页的应用,为儿童读者创造适合他们的读书、学习环境。
[关键词]选址的合理性持续发展人体工程学
Architecturedesignofthechildlibraryandresearchonhumanengineering
Liuyaxu
(Datongcitychildren’slibrary,ShanxiProvince,Datong037004,China)
[Abstract]Notonlythesuitablesiteoflibrary,butalsothecontinuousdevelopingandutilizedprincipleaboutthechildlibrary.Italsoanalyzetheinfrastructureinthelibraryandtheusingofwebpagefromtheangleofhumanengineering.Itcreatesenvironmentwhichisfitforstudyingandreadingofthechildreaders.
[Keywords]reasonablecharacteraboutchoosingsite;thecontinuousdevelopment;humanengineering
儿童图书馆有别于成年人的图书馆,他们的阅读对象通常是6-12岁的少年儿童,这就要求建筑的空间形式和室内设计以及室内设施必须适应儿童的要求。
1.少年儿童图书馆建筑设计应遵循的原则
1.1选址的重要性
少年儿童图书馆的选址是否合适,直接关系到儿童读者借阅方便程度、使用效率,和图书的保护成本,所以建造一所既经济又适用、既美观又大方的少年儿童图书馆和选址有着直接的关系。
选址条件应遵循以下原则:
(1)、选址的合理条件。
少年儿童图书馆必须有一个理想的安静、清新的环境,为保证他们的身心健康,应避免在环境、噪音污染地区,实验室、传染病医院以及成人网吧、游戏娱乐场所等地选址,
[1]力争创造安静幽雅、赏心悦目的读书和学习环境。
其次为了少年儿童读者尤其是低年级读者来馆方
便。
所以,应在少年儿童读者集中的地点建馆,如学校、儿童活动中心、儿童科技馆等较为理想。
(2)、环境的协调原则。
图书馆建筑物与周围环境必须相谐调,才能形成统一和谐的美,儿童图书馆建筑本身要有它的特色,周围的环境不仅应有儿童活泼、好动的气息,而且还应该保留图书馆自然、优美、幽雅、恬静的文化色彩和艺术神韵。
儿童图书馆建筑覆盖率宜在40%以下,馆舍周围应是绿茵环抱,绿化面积与馆舍占地面积的比例不低于1:
1。
绿地以植草为主,点缀赋予生动造型的零星树木(最好不种高树、大树),使绿化空间通透开朗不挡视线,又利于保护儿童的眼睛健康。
这样做既保证了建筑物的安全,又能创造出馆舍内部采光透风的良好条件。
[2]良好的环境,既能从视觉、听觉、触觉、嗅觉等多方面满足儿童读者的生理需要,又满足他们的心理需要,从而产生轻松、愉悦的心理效应,促进良好的学习、阅读效果,从而达到寓知识的美于建筑环境之中,寓教育于建筑环境之中。
(3)、远景规划目标。
长久的发展才是图书馆规划的主要前提,儿童图书馆是一个不断发展着的有机体,随着外界条件的改变,由于藏书、读者、工作人员的增加.管理思想和管理方法的变化,图书馆设备的改进与新技术的应用,使得图书馆建筑的使用情况随之需要重新考虑,这就要改变室内、外布局和增加建筑结构,以适应新的要求。
即图书馆建筑内部空间形式随时适应变换其使用功能,使
9
其具有可塑性。
外部空间要留有扩建余地,以应对将来的发展。
1.2图书馆建筑要具有灵活性、适应性和可持续发展性
儿童图书馆从一出现就是一种具有特定功能和要求的建筑,不过其建筑形式却没有具体的固定模式。
但是随着社会的高速发展,儿童图书馆的职能、服务内容、服务方式在不断发生变化。
为了满足今后儿童图书馆多功能的需要和发展,为了使建筑具有灵活性、适应性和可持续发展,在儿童图书馆建筑设计中,采用统一层高、统一柱网和统一荷载的大开间格局,十分有利于图书馆内部的有效空间做出弹性的功能调整,以满足静态空间适应动态空间的灵活使用。
统一层高、柱网和承载能够经济合理地满足全开架藏、借、阅一体化管理,即在一个空间区域内既有藏书、阅览,又有外借,达到开放性服务。
统一层高、柱网和承载大多为钢筋混凝土框架结构。
钢筋混凝土框架结构是一种常见的结构形式,具有强度高、自重轻、双向钢度好的优点,其整体性与抗震性能好,对儿童的生命安全起到了关键防范作用。
其次,不靠墙体承重,建筑平面灵活可变,易满足建筑造型及大开间的要求。
[3]钢筋混凝土框架结构一般采用梁板式横向承重构件,梁长按柱网间距,楼板支承于四边梁上而形成双向受力板。
同层高的大开间框架结构布局上十分灵活,不论是用做书库、阅览室、多媒体室还是儿童活动中心等都可以,还可以根据需要进行扩大或缩小。
尤其对最具有变动可能的藏书、阅览、外借,以及新兴载体、网络等发展的主要用房非常适用。
不过,在儿童图书馆设计中,采用统一层高、柱网和荷载设计方法,也要根据各儿童图书馆实际情况和经济条件来确定,还要根据各儿童图书馆的功能要求来设计层高、柱网、荷载,或者部分设计统一层高、柱网、荷载。
总之,要因馆制宜。
1.3合理利用、发挥优势
经费短缺一直是困扰图书馆包括儿童图书馆在内的一个棘手问题,即使有再好的规划和设计没有经费,建造图书馆也只是纸上谈兵。
因此,如何利用现有资源来为广大少年儿童提供学习、阅读,成为一个新的探讨课题。
位于日本东京上野公园内的国际儿童图书馆,这座西式的建筑建于1906年,该馆是对原国立国会图书馆分馆上野图书馆的改建,原建筑是文艺复兴时的样式,经历了明治、大正、昭和,成为当地不可或缺的一份城市遗产。
这栋虽然古旧的建筑,但经日本籍国际建筑大师:
安藤忠雄改造后,建筑师对已有建筑所镌刻的时间和回忆寄予了最大的敬意。
建筑的色调很简单,没有常人所想像的那样五颜六色,安藤这样改建的原因也很简单:
太花的色彩不利于儿童静下心来阅读;而且,安藤希望能在儿童的早期就留下对阅读对知识的神圣印象。
改建是在保存文化价值的基础上进行,以修复为前提的翻新。
在旧的建筑物中安置了两个玻璃盒子,创造出新的方向性和空间,是一个完结的建筑变奏。
新的图书馆不仅为孩子们提供了信息基地, 同时也维持了建筑物的现状,使孩子们在文化氛围浓厚的气氛中阅读知识、分享快乐。
1.4建立室外阅览室
根据少年儿童的心理、生理特点,少年儿童图书馆还可以建设室外阅览庭院。
由于图书馆是一个公众型场所人流量较大,而阅览室是个封闭或半封闭的空间,空气流动受阻,氧气不足,细菌含量大,有害物质多,不适合儿童长时间的学习、阅读。
而且长时间处在阅览室内,书刊的挥发物、室内灰尘、人体挥发物、室内空气流通不畅会导致头昏脑涨,脑力疲劳,甚至诱发呼吸道疾病。
而室外读书有充足的新鲜空气,有助于增强儿童的体格,养成健壮的身体。
其次读书场地宽裕,孩子们做什么都可以放得开,少有约束,可张扬孩子的个性,让他们的身心放松,有回归自然之妙处。
2.人体工程学在儿童图书馆的应用
人体工程学(HumanEngineering),也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。
按照国际工效学会所下的定义,人体工程学是一门“研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素;研究人和机器及环境的相互作用;研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。
[4]如何运用人体工程学原理,使儿童图书馆既舒适
又经济、科学,为孩子们创造舒适优美的读书、学习环境,已成为目前儿童图书馆工作人员及有志于图书馆研究的技术人员和从事图书馆建设的设计人员必须探讨并妥善解决的问题。
儿童图书馆设施为儿童所用,因此它们的形体、尺度必须以儿童尺度为主要依据;同时为了保障儿童的安全和使用,其周围必须留有足够的活动空间,这些要求都要由人体工程学科学地予以解决。
在人体工程学中,人体尺度的测量数据常以百分位数来表示,百分位是人体测量中常见的概念,它表示了某一测量数值所标志的群体数量与整个群体之间的百分比关系。
其中,最常用的第5百分位是代表小身材,指有5%的人群身材尺寸小于此值;第5O百分位数是代表中身材,指大于和小于人群身材尺寸的各为50%;第95百分位代表大身材,指有95%的人群身材尺寸小于此值。
2.1阅览椅的设计
不符合人体工程学的阅览座椅,孩子们使用起来会感到吃力、容易疲劳,而且,如果长期使用这种尺度不合理的阅览椅,会养成不正确的坐姿,以致引起儿童的骨骼生长畸形或视力下降。
符合儿童使用的阅览椅椅面不能过高,能够让膝盖呈90度以下弯曲使双脚自然落地。
否则会压迫大腿内侧神经和血管,引起小腿血液循环受阻,产生麻木肿胀感。
而座面过低,则会使小读者骨盆后倾,正常腰椎曲线被拉直,增加背部肌肉负荷,易产生腰酸背痛感。
儿童阅览椅坐面的宽度要能容纳体型较大、较胖的小读者,单人座椅要以臀部测量的第95百分位数测量值作为设计坐位宽度的依据,对左右连接排列成行的坐位,要适当增大宽度,同时还应考虑冬季着装的需要。
座椅的深度要设计成使儿童的腰背自然地倚靠在靠背上时椅面前缘不会抵到小腿,设计座椅深度一般以“臀膝距”尺寸作为参考,取第5百分位数的3/4作为设计依据。
这样,可使短腿者就坐时能倚着靠背而不会使膝部压在椅缘上,并以保证大腿肌肉不受挤压,小腿可以自由活动。
[5]因我国不同地区人体尺寸差异较大,东北、华北地区身高最长;其次是西北、东南;最后是华中、华南、西南地区。
(表1)抽查了我馆6-12岁男孩127人、女孩86人的儿童坐姿尺寸。
表1 儿童坐姿尺寸 (单位:
mm)
年龄分组
百分位数
男孩(6-12岁)
女孩(6-12岁)
6
岁
7
岁
8
岁
9
岁
10
岁
11
岁
12
岁
6
岁
7
岁
8
岁
9
岁
10
岁
11
岁
12
岁
小腿加足高
5
275
287
296
315
332
352
374
271
282
289
310
328
347
370
50
296
307
316
328
346
368
385
291
293
314
324
343
362
376
95
305
313
326
337
357
379
393
299
308
321
334
351
374
386
坐深
5
284
293
302
313
322
331
346
272
281
295
304
315
323
337
50
305
314
325
334
349
358
367
293
306
317
326
338
344
356
95
315
326
338
346
362
385
391
324
337
343
359
376
397
418
臀宽
5
198
221
238
255
261
276
301
206
232
247
266
273
285
311
50
217
236
246
264
277
288
306
228
225
258
275
289
295
318
95
226
245
256
271
287
296
318
235
257
265
282
297
312
329
臀膝距
5
350
385
411
432
453
475
506
337
368
398
416
437
459
493
50
381
406
436
475
504
526
547
366
385
415
458
488
501
523
95
410
443
472
501
529
543
565
396
427
456
485
505
521
554
调查人数
127
86
通常椅面高度以身材最矮儿童的小腿加足高的数值为参考,椅面高度应设计得比“小腿加足高”略低一点,可避免就坐者的大腿紧压在椅面前缘上,椅面前缘以低于小腿加足高5cm左右比较适宜。
或者以儿童座椅使用者群体“小腿加足高”的第5百分位数值作参照,使椅面高度稍低于这一测量值。
这样可以避免发生腿短的人坐着时足碰不着地面的现象。
依据(表1)的调查结果,可以得出符合儿童人体工程学座椅的大概尺寸(表2)。
表2 儿童身高与相应的单个阅览椅尺寸阅览椅单位:
(mm)
年龄
身高(cm)
椅面高度
靠背高度
靠背宽度
坐面宽
坐面深
男
女
6岁
115.2-121.0
109.7-121.6
290
230
280
≥270
260
7岁
121.6-126.8
118.1-128.2
300
240
290
≥280
280
8岁
125.6-132.2
120.4-132.4
310
260
310
≥300
290
9岁
130.5-137.8
125.7-138.7
320
270
320
≥320
310
10岁
135.4-143.6
131.5-145.1
340
280
350
≥330
330
11岁
143.5-153.9
143.2-156.2
360
290
370
≥340
340
12岁
149.3-157.6
147.5-162.3
380
310
370
≥360
360
阅览椅的坐面和靠背的坡度变化也存在着一个关系:
坐面的坡度愈小时,如果要达到中性姿势
(即压力=0)的话,坐面和靠背之间的角度必须愈大。
换句话说,坐面愈是向后倾斜,坐面和靠背之间的角度必须愈小。
如果坐面的坡度从0º增加至20º,靠背和水平面之间的角度只需要增加5º。
(表3)列出了为保持第四和第五节腰椎处于中性姿势曲率为零,坐面和靠背之间必须保持的角度。
[6]
表3 为使脊椎达到中性姿势,各种坡度的坐面应采用的椅子坐面和其靠背间的夹脚
坐面相对于水平的角度(º)
坐面和靠背之间的夹角(º)
调查人数
0
100
63人
5
98
10
95
15
90
20
85
依据(表3)的调查结果,儿童的靠背应向后倾斜5—10º为宜,靠背与椅面之间呈95-100º角,腰部靠背要合适脊柱弯曲,并带有略呈凸状的腰垫,于胸高处略呈凹状,这样可以使背部的肌肉在坐着阅读时得到放松,减少疲劳。
座椅的座面和靠背上最好有辅垫和饰面,躯体埋在座垫中的深度不大于20-30mm,饰面材料应有良好的透气性能。
靠背下缘与座面后缘之间应依据年龄留有4-10cm的空隙,能够起到良好的散热、通风效果。
2.2阅览桌的设计
阅览桌主要为小读者读书及记笔记所用,其高度的设计应满足小读者读书、写字时手臂肘部能很舒服在得到依靠。
舒适的阅览桌椅能给孩子们创造一个科学的学习、阅读环境,舒适性的一个关键因素就是儿童设施的尺度。
不然就很难引起他们在这样的阅览桌上读书或学习的兴趣。
儿童阅览桌椅应该做到桌与椅的尺寸相配套,不同身高的少年儿童所使用的阅览桌的尺寸是不同的,阅览桌的高度应与小读者坐姿的肘高相近或稍高于坐姿肘高。
坐姿肘高取决于椅高,一旦椅座面的高度确定了,则坐姿肘高也确定了。
当坐面高度确定后,桌面下缘至坐面之间的距离,应以儿童群体坐姿大腿的上限值来设计,并考虑使膝部有一定的上下活动余地。
(表4)抽查了我馆6-12岁男孩
127人、女孩86人的儿童坐姿测量尺寸。
表4 儿童坐姿测量尺寸 (单位mm)
年龄分组
百分位数
男孩(6-12岁)
女孩(6-12岁)
6
岁
7
岁
8
岁
9
岁
10
岁
11
岁
12
岁
6
岁
7
岁
8
岁
9
岁
10
岁
11
岁
12
岁
肘至坐面高
5
138
152
187
201
211
229
237
131
139
171
187
203
216
223
50
156
178
202
217
225
241
255
144
165
187
205
213
229
243
95
185
203
226
233
247
256
264
174
191
213
221
235
247
253
5
101
108
112
117
124
128
131
100
107
112
116
124
128
130
坐姿大腿厚
50
112
115
121
126
130
134
138
112
114
121
125
130
134
137
95
121
124
127
131
135
138
141
120
124
127
130
134
137
140
调查人数
127
86
根据(表4)的测量结果,取各儿童年龄段坐姿第95百分位坐姿大腿厚,加上装修正量13mm,同时考虑膝部上下部活动需要,则坐面至桌面的下缘至少有120-160mm的距离,依据(表4)的调查结果,可以得出(表5)符合儿童人体工程学座椅的大概尺寸。
阅览桌的桌面可以采用斜面式,斜面利于阅读图书,一般座人侧采用10—12º的斜坡,桌面长度以儿童前臂加手掌的宽度为依据,桌面宽度一般以两掌相对之间的距离为依据,儿童阅单人览桌面长度一般为550-600mm,宽度为380-420mm。
阅览桌还可以加设屉箱设计,屉箱可以放置儿童携带的随身用品,以及书籍等物。
表5 儿童身高与相应的阅览桌尺寸阅览桌单位:
(mm)
年龄
身高(cm)
桌高
桌下净空高
桌下净空深
屉箱
男
女
6岁
115.2-121.0
109.7-121.6
550
≥430
≥250
≥100
7岁
121.6-126.8
118.1-128.2
580
≥460
8岁
125.6-132.2
120.4-132.4
610
≥490
≥280
9岁
130.5-137.8
125.7-138.7
640
≥520
10岁
135.4-143.6
131.5-145.1
670
≥550
≥330
11岁
143.5-153.9
143.2-156.2
700
≥570
12岁
149.3-157.6
147.5-162.3
730
≥600
儿童阅览桌椅必须用具有通风、散热功能的材质来加工、制作,在符合设计产品的功能性,科技性,美观外,还要符合环保,符合人体工学,耐用,耐磨,耐刮,防潮,不易燃等特点。
尤为重要的是桌椅的材质,
由于孩子们的身体尚未发育成熟、抵抗力较弱,选材特别重要,不但要考虑耐擦洗、耐磨、耐用等实用功能,更要采用无污染,纯天然的材质。
2.3书架的设计
书架的高度一定与儿童的身高相匹配,所有的书都是伸手可取。
要做到既让身材矮小的孩子能不吃力地取放高层图书,又照顾到身材高大的孩子对最下层图书取放自如,书架深度以及每层高度主要依据图书的大小尺寸而定。
因此,在书架设计中,其高度设计应使用儿童人体数据的最小值,但考虑到儿童的身高差异较大,所以建议设计至少有3个方案。
依据我馆6-12岁儿童立姿单手取放尺寸(表6)得出适合儿童使用的书架。
即6-7岁建议高度为1300mm、8-9岁为1450mm、9-12岁建议书架的高度为
1630mm,深度为350mm,采用三格或四格矮书架,以便与少年儿童的身材高度相适应。
表6 书架人体测量尺寸
百分位数
男孩(6-12岁)
女孩(6-12岁)
5
50
95
5
50
95
立姿单手取放
最大高度
1340
1460
1600
1320
1480
1650
立姿单手取放
舒适高度
950
1080
1320
910
1100
1350
调查人数
83
51
3.人体工程学在儿童图书馆网页设计中的应用
随着各儿童图书馆网站的建立,网页的设计、制作也成为儿童图书馆重要的一个环节。
网页以其灵活、多变的形式加入声音、动画、视屏等,更容易使小读者接受新知识,结合人体工程学的原理到
网页设计中去就能使网页富有美感和实效。
例如将人体工程学中的人对颜色心理的论述溶入到网页中,这样会使内容繁多的页面更加有条理,也会使儿童浏览起来主次分明、记忆深刻。
3.1网页设计中色彩的应用
在网页页面颜色设计中,不同的颜色具有不同的反光系数,这是网页设计者必须考虑的问题。
网页中主体颜色的设计主要以反光率为依据,如(表7),儿童图书馆的网页色彩应依据网页中的主体颜色的反光率为参考,做到颜色不同,但明度差别不大,避免网页背景和主题颜色的明度对比过大是保证儿童视力的重要条件。
网页中的重要部分可采用醒目的颜色,以减少儿童查找资料时所需的定位时间。
表7 网页中的主体颜色的反光率 (%)
颜色和材料
反光系数
白色
100
铝、白纸
80-85
象牙、柠檬黄
70-75
深黄、浅赭、淡绿、菘蓝、粉红、米色
60-65
粉灰、深橙、蓝灰
50-55
白粉笔、白木头、蓝天
40-45
干水泥
30-35
深红、草绿、木、草黄、棕色
20-25
深蓝、紫红、红棕、暗灰、深棕
10-15
黑
0
在很多以儿童为主的网站页面设计中最常见的毛病是,使用的颜色太多、太乱,尤其是醒目的颜色,使整个页面显得不安宁,容易分散他们的注意力。
往往会使孩子们在繁杂的页面中失去了浏览、学习的兴趣,忽视了网站的创办宗旨。
颜色还可以引起儿童情绪性的反应,也能影响他们的行为。
每种颜色都具有特殊的心理作用。
虽然儿童个体之间的感觉存在差异,但有些感觉特征是一致的。
颜色能影响人的距离知觉、温度知觉、情绪,这些现象也称为颜色的错觉。
(表8)所示的是部分颜色的错觉现象。
表8 部分颜色的错觉现象
颜色
距离知觉
温度知觉
情绪
蓝
远
冷
静
绿
远
冷到中性
非常静
红
近
暖
激动
橙
近
暖
激动
黄
近
暖
激动
棕
近、幽闭
中性
激动
紫
近
冷
攻击心理、不安、疲劳
一般来说,深颜色都会使儿童感觉压抑和厌倦,深颜色吸收光线,显得无法保持清洁。
浅颜色使人感觉明亮、友情和兴奋,浅颜色反射光线多,照亮整个页面,显得清洁。
通常浅绿绿色、浅黄色对儿童视力有益,可以尝试将页面背景颜色设置为绿色、黄色。
然而大红、橘红等过于艳丽的颜色,应尽量避免大面积使用,否则容易过于刺激大脑,使儿童出现亢奋状况,不利于学习、阅览。
3.2网页设计中文字的应用
文本构成的因素是字体和字号,它们都是由汉字软件自动生成的。
字体是一种灵活的媒介,对不同字体的选择可以表达感情、语调及结构。
常见的中文字体有:
宋体、黑体、楷体、仿宋体,此外还
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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