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공간의 이해와 인간공학
5. 인체척도와 설계치수(상)
2009. 02. 24. Tue.
김충식
POSTECH
Human System Design Laboratory
Contents
5-1. 인체·자세·동작
1.
2.
3.
4.
인체
인체치수
기능치수
작업영역
5-2. 설계치수
1.
2.
3.
4.
치수의 단위
설계치수의 결정 요인
높이의 치수
폭의 치수
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5-1. 인체·자세·동작
인체·자세·동작
활동하고 있는 인간의 겉모습을 받아들이는 관점의 차이로 표현
인간의 물리적인 특성을 중심테마로 하고 있음
1. 개인과 주변환경의 적합성을 높이기 위한 요구
2. 사회집단과 건축 ·실내공간의 전체적인 적합성을 높이기 위한 요구
이 두가지가 반드시 일치하지는 않음
이러한 상반된 요구에 대해서 어떻게 답을 구할 것인가
건축이나 실내를 위한 인간공학이 일반적인 인간공학과 다른 이유
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1. 인체
인체의 형태를 나타내는 자료
신체 각부의 치수와 질량, 체형, 중량, 중심위치, 체적, 체표면적 등
인체 치수
가구나 기기, 공간요소의 치수를 결정하는 기초자료
인체치수의 길이, 높이 방향은 신장과 비례
폭 방향은 체중과 비례하는 경향이 있음
인체 각 부분의 질량 배분도 설계 시에 필요할 때가 있음
•
사람의 신체 = 두부, 흉부, 각부 등 각 블록들의 합 됨
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1. 인체
체형
인체 각부의 치수 값의 비를 근거로 많은 지표가 있음
연령에 따라서 다름
•
연령이 많아짐에 따라 두부와 신체부가 작아지고 팔다리가 길어짐
인체 전체의 중심의 높이
자세에 따라 다름
직립 자세의 경우 신장의 54%~58%
•
인체 중앙보다 약간 아래로 배꼽의 아래 주변 부분
남자의 중심이 여자보다도 높은 위치에 있음
유아는 중심위치가 성인에 비해 위쪽에 위치
•
안정성이 결여됨
인체의 체적
각부를 수중에 가라앉힐 때 흘러 넘친 물의 체적으로 구함
성인 남자 54리터 전후
성인 여자 52리터 전후
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2. 인체치수
인체치수의 변화
인체치수는 연령, 성, 인종 등에 따라 다름
•
•
성인 남자: 말레이지아인(154cm) ~ 영국인(178cm)
성인 여자: 일본인 ~ 미국인(162cm)
한국인의 키와 몸무게도 예전에 비해 전반적으로 커짐
•
•
성인 남자: 168.4cm(1992년) 170.2cm, 68.2kg
성인 여자: 156.3cm, 55.8kg(1992년) 158.0cm, 54.8kg (∵다이어트)
초중고생의 체형이 서구화(키와 몸무게 증가)
호텔, 회의장, 공항 등 외국인이 많이 이용하는 건물에
한국인의 치수를 사용하면 설계가 맞지 않게 됨
국제인간(International person)
“일본 성인 여자 1%치 ~ 영국 성인 남자 99%치”의 중간치를 평균치로
우리 나라 중3학년생의
연도별 신체발육 추이
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2. 인체치수
의복과 휴대품에 의한 증가치수
건축이나 설비, 실내공간의 치수
•
일반적으로 착의상태에서의 치수를 기준으로 함 (알몸을 전제로 하는 욕조의 치수 등 제외)
일반적인 인체 치수는 대부분 옷을 입지 않은 치수
•
이에 의복이나 모자, 신발, 휴대품에 의한 증가치수를 더해야 함
착의에 의한 좌우 폭과 전후 방향의 두께 증가 치수는 계절이나 의복의 종류에 따라 다름
증가치수는 의복의 두께 그 자체보다 형태에 의한 증가가 현저함
•
한복: 남녀 모두 20~30cm 정도 좌우 폭이 넓음
한복을 입을 경우가 많은 관혼상제나 행사장에서는 주의해야 함
직립 자세
•
전후좌우 10~15cm 정도의 흔들림 존재
전철이나 버스에 타는 사람 90%이상 가방이나 핸드백 소지
장거리 열차의 역이나 공항 – 슈트케이스나 스키 등 커다란 짐을 가진 경우 많음
도시공간에서는 단순히 인체치수만 생각해서는 안됨
또한 정지상태의 치수 뿐만 아니라 동작치수도 고려해야 할 필요가 있음
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3. 기능치수
인체치수를 근거로 공간의 기능치수를 결정할 때 주의점
실제의 작업이나 생활의 장면에서는 인간은 움직임을 동반하고 있는 것이 일반적
정적인 인체 치수로는 충분하지 않을 수 있음
건축이나 실내디자인 분야
•
사람의 이동이나 사람과 사물을 조합시킨 공간을 대상으로 한 동적 치수가 더 중요한 경우가 많음
인체치수 ≠ 설계치수
•
•
•
설계치수 = 인체치수 + 여유치수
여유치수의 중요성: 의복 < 가구 < 실내공간 < 건축공간
여유치수로서 고려되어야 할 요인
– 인체치수의 개인차
– 의복이나 휴대품
– 신체의 흔들림
– 동작에 필요한 여유치수
– 심리적인 여유
많은 사람들이 만족할 수 있는 기능치수 ≠ 이용자 집단의 인체치수의 평균치
인체치수를 고려할 때 설계 대상마다 인체치수의 우선순위를 적절하게 구분해야 함
•
의자나 책상
– 높이 방향: 인체치수
– 너비/깊이 방향: 사물이나 공간치수 (면위에 올려질 사물이나 책상이 배치되는 공간의 치수)
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4. 작업영역
작업영역
작업영역은 신체 각 부위의 형태, 각 관절의 가동영역, 작업에 이용하는 관절에 따라 결정됨
작업영역의 자료를 설계에 응용할 경우
•
작업내용에 따라 동작에 사용하는 관절이 다르기 때문에 작업영역의 크기도 변화함을 주의해야 함
수평작업영역과 수직작업영역
85~125cm
골든 스페이스
시선이 가장 편하게
머물고 손으로
만지기도 쉬운 높이
이 높이에 주력상품을
진열
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4. 작업영역
최대작업영역과 기능적 작업영역
최대 작업 영역
•
손과 다리를 뻗어서 닿는 물리적인 한계
기능적 작업영역
•
작업 정도나 생체부하를 고려
1. 정상작업영역 – 위 어깨를 몸에 붙인 채 팔꿈치를 굽혀서 쉽게 손이 닿는 범위
2. 최적작업영역 – 구체적인 작업을 주어서 그 작업효율을 검토해서 얻을 수 있는 범위
동작치수와 동작공간
동작치수
•
신체지지의 기준점이 움직이지 않는 경우의 치수
동작영역
•
보행 등과 같이 신체지지의 기준점이 움직인 경우도 포함된 치수
동작공간
•
•
일상생활 행위에 대하여: 인체의 동적치수 + 행위에 필요한 사물의 치수 + 여유치수
어떤 행위에 필요한 대략적인 치수를 파악하기 위해서 이용됨
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4. 작업영역
동작공간의 사례
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5-2. 설계치수
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1. 치수의 단위
인체와 관련된 치수의 단위
큐빗(Cubit)
스타디온(Stadion)
척(尺)
미터(Meter)
간(間)
피트(Feet)
야드(Yard)
정(町)
평(坪)
리(里)
정(町步)
※ 자세한 내용은 책 참조
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2. 설계치수의 결정 요인
설계치수를 결정하는 요인
기능 + 미 + 재료나 제작 + 환경
[기능] 기능적인 치수
설계치수 = 인체치수 ·동작치수(활동공간) + 물품치수(점유공간) + 여유치수(여유공간)
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2. 설계치수의 결정 요인
여유치수
1. 안전 여유
- 인체치수 등이 평균치로 잡혀 있을 때 평균치에서 벗어날 경우에 대한 안전여유
2. 설계조건의 변화에 대응하기 위한 여유
- 장래의 변화(공간의 기능, 사용상황, 기종, 대수 등)의 변동에 대비한 여유
3. 동작이 용이하게 행해지기 위한 여유
- 동작은 고되지만 일할만한 치수
- 비교적 쉽게 동작할 수 있는 치수
- 동작에 벽의 존재를 느껴지지 않게 하는 치수
[미] 디자인상의 효과를 연출하기 위한 치수
밸런스, 비례, 바람직한 분위기, 상징적인 효과 등을 고려
[재료나 제작] 재료나 제작에 의한 치수
부품이나 패널의 치수 등을 무시해서 진척시키면 상당한 원가상승 발생
[환경] 환경요인에 의한 치수
주위의 자연환경과 생활환경에 의해 정해짐
계속적으로 이어져온 생활습관과 사회관습에 의해 정해지기도 함
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3. 높이의 치수
천장의 높이
최적의 높이는 방의 용도나 모인 사람 수, 넓이 등에 관계함
감각적으로는 낮을수록 안정됨
손을 뻗어서 닿는 높이(2.1m 이하)가 되면 압박감을 느낌
건축기준법
•
•
거실의 천장고는 2.1m 이상
방의 천장고는 키와 관계
키 + 두발형태, 모자, 신발 등에 의한 치수 + 걸을 때 상하진동(2~6cm)
+ 감각적인 머리와 천장과의 여유치수(10~15cm, 상하진동값과 중복)
–
•
•
국제 인간을 대상으로 한 최소 수치 = 2.2m 이상
문의 안목 높이 = 2.1m (머리와 천장과의 여유치수를 절반으로)
천장 높이: 사무실=2.6m 이상, 넓은 사무실=2.7m 이상, 학교교실(유치원제외)·슈퍼마켓·백화점=3m 이상
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3. 높이의 치수
개구부와 수직방향의 치수
수직방향의 치수는 인간의 물리적 조건에 의해서 정해짐
•
물리적 조건 = 선자세, 앉은 자세, 누운 자세 등 기본자세나 손의 도달범위 등
p191.그림 5-11
수직방향의 치수
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3. 높이의 치수
개구부
•
•
•
•
건물에 있어서 벽, 지붕, 천장 등의 일부에 개방된 부분
채광·환기·통풍 ·시각적 전망·사람이나 물건의 통행을 목적으로 설치된 것
채광이나 환기 등 빛, 공기의 출입뿐만 아니라 사람의 보행도 고려해야 함
보행시의 출입구 높이: 신장 + 25~30cm이면 개구부를 통과할 때 심리적 부담이 없음
선반의 높이
•
•
•
손이 닿는 최소의 높이에서 결정
나이를 먹을수록 키가 작아지며, 운동기능의 감퇴
고령자가 이용하는 주택이나 시설에서는 신경을 써야 함
일반적으로 쉽게 사용하는 선반의 높이의 상한은 1.5m
난간의 높이
•
•
몸 전체의 중심이 배꼽보다 약간 위 이보다 높게 하지 않으면 위험함
(건축기준법) 발코니의 난간 – 1.1m 이상
창틀의 높이
•
•
•
•
방의 기능, 사람의 자세, 눈의 높이에 따라 3종류를 구별해 사용
400~500mm: 전통적인 한옥. 바닥에 앉아 있을 때의 눈의 높이. 창문이 높으면 밖이 보이지 않음.
700~900mm: 일반적인 사무실이나 강의실. 의자에 앉았을 때의 눈의 높이. 책상의 높이보다 조금 높은 편
1100mm 내외: 주방, 화장실, 세면실 등 물을 사용하는 곳. 서있는 자세. 더 낮으면 싱크대 등의 급수전을
붙일 수 없음
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3. 높이의 치수
벽면의 높이
1. 60cm 이하의 벽
두 공간을 상징적으로 분리
두 공간 상호간의 통행이 가능
원하면 걸터앉을 수 있는 높이
ex) 플랜터(planter), 연석(curb)
2. 1.2m 정도의 벽
인체의 가슴부분에 해당하는 높이
두 공간의 상호왕래는 힘들어지나 눈 높이(1.5m)보다 낮아 시각적으로 개방
의자에 앉았을 경우의 눈높이(1.1m) 보다는 높아 벤치 주변에 둘러싸인 공간 조성에 사용
담장 – 눈높이인 1.5m를 피하고, 이보다 높거나 낮은 것이 바람직
눈높이의 벽은 어중간한 느낌 시각적 피로 유발
3. 1.8m 정도의 벽
시선보다 높아 시각적으로 완전히 차단 높은 프라이버시가 요구될 때 이용
4. 2.4m 이상의 벽
손을 위로 뻗었을 때의 높이(2.16m) 보다 높아 보통의 방법으로는 넘어 갈 수 없음
안전이 요구되는 경우에 이용
ex) 교도서, 변전소, 성곽 등
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4. 폭의 치수
통로의 치수
상황에 따라 요구되는 폭이 다름
•
소수의 사람이 통행(주택), 어느 정도 사람들이 뭉쳐 다니는 곳(학교, 사무실), 불특정 다수가 통행(옥외)
폭의 문제 – 최대 폭을 고려
•
성인 남자: 40~43cm
성인 여자: 36~39cm
모두 어깨 폭 ≒ 신장 / 4
복도나 계단의 폭 – 보행에 따른 좌우의 흔들림과 짐 등을 고려
•
(건축기준법) 주택용 복도의 안목치수 = 60cm (주의: 최소의 한계임)
몇사람이 늘어선 경우의 “단위 폭”
•
•
•
피난계획에 관한 외국의 법령에서는 22inch(55cm)
휴대품을 고려하면 60cm이 적당
최소폭은 1단위가 아닌 2단위 이상 (왕복을 고려)
•
•
휠체어를 고려하면 85cm이상, 여닫이보다 한쪽 미닫이문이 좋음
바닥의 레일이나 문지방에 의한 단차가 생기지 않도록 해야 함
•
같은 2m폭의 통로도 실내의 복도라면 넓고 넉넉하게 느껴지지만, 외부공간에서는 최소의 너비로 비춰짐
– 외부공간과 내부공간에서의 치수지각의 차는 2~3배 정도 있다고 생각됨
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4. 폭의 치수
계단 및 경사로의 치수
건축기준법의 치수는 최소한도의 치수임.
실용상으로는 이보다 경사가 완만한 여유가 있는 치수를 사용하여야 함(사용성 문제)
난간의 높이는 보통 80~85cm
고령자나 유아를 고려하여 65cm와 85cm의 2단으로 하는 것이 좋음
사용하기 쉬운 계단(경험적):
T+2R = 60~65cm (T: 디딤면, R: 단높이의 치수(cm))
지팡이를 가지고 있는 사람을 전제로 하면 (계단 단높이: 15cm 이하, 디딤면: 30cm 이상)
백화점, 극장 등 많은 사람이 다니는 공중용 계단 (15cm 이하, 30~35cm)
역이나 공항 등에서는 한층 경사를 완만하게 (14cm 이하, 32cm)
사무용 건물이나 일반적 공공시설 (18cm 이하, 26cm 이상)
경사로
•
•
•
•
평면적으로 치수의 여유가 있으면 계단보다 경사로가 좋음
5cm의 단차도 휠체어에는 장해가 됨
(건축기준법) 상한: 1/8
휠체어를 고려하면 1/12이하가 바람직
(건축기준법) 주차장: 17% (약1/6) 좀더 완만한 것이 좋음
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4. 폭의 치수
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4. 폭의 치수
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4. 폭의 치수
주차장의 치수
승용차 주차장의 폭
•
90도 주차의 경우: 차의 폭에 문을 여닫는 여유를 고려하여 최소 2.7m
고급승용차의 경우 폭이 2m인 것도 있으므로 3m로 하면 충분
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