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人体工程学与家具功能设计家具的服务对象是人，设计与生产的每一件家具都是由人使用的。
因此，家具设计的首要因素是符合人的生理机能和满足人的心理情感需求。
家具的功能设计是家具设计的主要设计要素之一。
功能对家具的结构和造型起着主导的和决定性的作用，不同功能有其不同的造型，在满足人类多种多样的要求下，力求家具能够舒适方便、坚固耐用、易于清洁，满足一切使用上的要求。
功能决定着家具造型的基础形式，是设计的基础。
家具设计的目的是更好地满足人在家具功能使用上的要求，家具设计师必须了解人体与家具的关系，把人体工程学知识应用到现代家具设计中来。
（一）概述1．人体工程学的定义人体工程学(human engineering或ergonomics)又称人机工程学、人类工程学、人类工效学、人体工学、人间工学等，它是研究“人―机(物)―环境”系统中三个要素之间的关系，使其符合于人体的生理、心理及解剖学特性，从而改善工作与休闲环境，提高人的作业效能和舒适性，有利人的身心健康和安全的一门边缘学科。
在人、机、环境三个要素中，“人”是指作业者或使用者，人的心理特征、生理特征以及人适应机器和环境的能力都是人体工程学重要的研究课题。
“机”是指机器，仅较一般技术术语的意义要广得多，包括人操作和使用的一切产品和工程系统。
怎样才能设计出满足人的要求、符合人的特点的产品，是人体工程学探讨的重要问题。
“环境”是指人们工作和生活的环境，噪声、照明、温度等环境因素对人的工作和生活的影响是人体工程学研究的主要对象。
2．人体工程学在家具功能设计中的作用（1）确定家具的最优尺寸人体工程学的重要内容是人体测量，包括人体各部分的基本尺寸、人体肢体活动尺寸等，为家具设计提供精确的设计依据，科学地确定家具的最优尺寸，更好地满足家具使用时的舒适、方便、健康、安全等要求。
同时，也便于家具的批量化生产。
（2）为设计整体家具提供依据设计整体家具要根据环境空间的大小、形状以及人的数量和活动性质确定家具的数量和尺寸。
人体工程学家具方案引言人体工程学是一门研究人类生理和心理特点以及人体与工具、设备、环境之间的适应关系的学科领域。
在现代社会中，人们花费大量时间坐在办公桌前、驾驶汽车或者在家中休息。
因此，设计符合人体工程学的家具是非常重要的。
本文将关注于人体工程学对家具设计的影响，并提出一些人体工程学家具方案。
一、人体工程学对家具设计的影响1. 身体姿势人体工程学家具的设计需要考虑到人体的姿势。
长期保持不正确的姿势会对身体健康造成负面影响。
因此，家具设计应该使人们能够保持正直的坐姿、站姿和躺姿。
比如，椅子的设计应该支持腰部和脊椎，减轻腰部和颈部的压力。
2. 动作在家具设计中，人体工程学需要考虑到人的日常动作。
比如，桌子应该能够容纳人体的活动范围，使人们能够轻松地进行日常的办公活动。
此外，抽屉和柜子的设计也需要考虑到人的动作，使人们能够方便地打开和关闭。
3. 视觉人体工程学家具设计中还需要考虑到人的视觉需求。
比如，办公桌的设计需要考虑到人的视觉角度，使人们能够轻松地查看电脑屏幕。
此外，家具的颜色和材质也需要考虑到人体的视觉习惯，使人们感觉舒适和舒适。
4. 手部操作家具设计中还需要考虑到人的手部操作。
比如，抽屉和柜子的开关应该设计成人们能够轻松地操作。
此外，键盘和鼠标的放置位置也需要根据人体的手部操作习惯进行设计。
5. 环境因素人体工程学家具设计还需要考虑到环境因素。
比如，家具的设计应该考虑到光线、温度和湿度，使人们能够在舒适的环境中进行工作和生活。
二、人体工程学家具方案1. 办公椅在办公环境中，椅子是最常见的家具之一。
因此，设计符合人体工程学的办公椅是非常重要的。
办公椅的设计需要考虑到人的姿势、动作和脊椎健康。
椅子的背部应该能够支持腰部，减轻腰部和颈部的压力。
此外，椅子的座位高度和角度也需要根据人的身体特点进行设计，使人们能够保持舒适的坐姿。
2. 电脑桌在现代社会中，人们花费大量的时间坐在电脑桌前工作和学习。
因此，设计符合人体工程学的电脑桌是非常重要的。
坐卧类家具功能尺寸设计坐卧类家具与人体直接接触,起着支撑人体得作用,如:椅、凳、沙发、床等。
它们得功能尺寸得设计对人们就是否坐得舒服,睡得安宁,提高工作效率有直接关系,所以其设计要符合人得生理与心理特点,使骨骼肌肉结构保持合理状态,血液循环与神经组织不过分受压,尽量设法减少与消除产生疲劳得各种条件,从而使人得疲劳降到最低限度。
1 座位得设计原始人只会蹲、跪、伏,并不会坐,那么座椅就是怎么产生得？经过人类学家得研究,人类最早使用座椅完全就是权力地位得象征,坐得功能就是次要得。
以后座椅又逐步发展成一种礼仪工具,不同地位得人座椅大小不同。
座椅得地位象征意义至今仍然存在。
直到本世纪初,人们才开始认识到坐着工作可以提高工作效率,减轻劳动强度。
不论在工作、在家中、在公共汽车或在其她得任何地方,每人在她得一生中总有很大得一部分时间就是花在坐得上面。
座椅对人体有如下好处:1)减轻腿部肌肉得负担;2)防止不自然得躯体姿势;3)降低人得能耗量;4)减轻血液系统得负担。
我们从经验可知,椅子与座位必须舒适,并配合不同得工作需要,这不仅与工作有关,而且与人得健康有着密切得关系。
今天在工业国家内几乎3/4得工作就是坐姿作业,因此座椅得研究设计受到了广泛得重视。
1、1 一般座位得设计与座位有关得舒适程度与功能效用就是由人体得结构及生物力学关系所构成得。
座位得用途不同显然要求不同得设计,1 座椅得几何尺寸但仍然有一些一般得准则。
座椅设计必须考虑得因素很多,可以概括出如下一些基本原则:(1)座椅得形式与尺度与它得用途有关,即不同用途得座椅应有不同得座椅形式与尺度;(2)座椅得尺度必须参照人体测量学数据设计;(3)座椅得设计必须能提供坐在其上得人体有足够得支撑与稳定作用;(4)腰椎下部应提供支撑,设置适当得靠背以降低背部紧张度;(5)座椅应能方便地变换姿势,但必须防止滑脱;(6)身体得主要重量应由臀部坐骨节承担,座垫必须有充分得衬垫与适当得硬度,使之有助于将人体重量得压力分布于坐骨结节区域。
休息时腰背部也应承担重量。
椅子设计得关键包括座高、座深、座宽、座面倾角、扶手高度、靠背、椅垫垫性、侧面轮廓。
图1为座椅得几何尺寸。
1、1、1 座椅得高度通常以座前沿中至地面得垂直距离作为座椅得座高,即座面前缘高度。
座高就是影响坐姿舒适程度得主要因素之一,座高不合理会导致坐姿得不正确而且容易使人体腰部产生疲劳。
舒服得坐姿应使就坐者大腿近似呈水平得状态,小腿自然垂直,脚掌平放在地上。
经实验测试,座面过高,则两腿悬空碰不到地面,体压有一部分分散在大腿部分,使大腿血管受到压迫,妨碍血液循环,容易产生疲劳(见图2(b))。
座面过低,使膝盖拱起,体压过于集中在坐骨上,时间久了会产生疼痛感(见图2(c))。
另外,重心过低也会造成起身时得不便,尤其对老年人来说更为明显。
图3给出了不同得座板高度,并给出座面得体压分布与座板高度得关系。
(a)座面高度适中 (b)座面高度过高 (c)座面高度过低图2 座面高度示意图(a)座面比膝盖低5cm(b)座面与膝盖几乎同样高(c)座面高于膝盖5cm图3 座面体压分布与座板高度得关系由图3可以瞧出,当座高低于膝盖高度时,体压集中在坐骨骨节部分;当座高与膝盖同样高时,体压主要分布在坐骨骨节部分,但稍向臀部分散;当座高高于膝盖高度时,由于两腿悬空,则体压有一部分分散在大腿部分,使大腿内侧受压,妨碍血液循环而引起腿部疲劳。
由于人得臀部能承受较大得压力,因此前两种情况与人体构造及生理现象较符合。
在很多情况下,座椅与餐桌、书桌、柜台或各种各样得工作面有直接关系,因此,座椅高度得设计除了要考虑小腿加足高,还要考虑工作面高度。
(1)小腿加足高为了避免大腿下有过高得压力(一般发生在大腿得前部),座位前沿到地面或脚踏得高度不应大于脚底到大腿弯得距离。
据研究,合适得座高应等于小腿加足高加上25～35ｍｍ得鞋跟厚再减去10～20ｍｍ得活动余地,即:椅子座高＝小腿加足高＋鞋跟厚－适当空间。
小腿加足高一般应适合所有第五百分位以上得人。
国家标准GB/T 3326规定椅座高为:座高=400～44Omm。
就工作用椅而言,其座高宜比休息用椅稍高,且座高宜设定为可调整式得,以适应多数人使用,可确定工作椅高度取400～44Omm。
当然如果行得通得话,能调节得座位高度(380～480mm)可以适合各种高度得人得需要。
沙发座前高可以降低一些,使腿向前伸,靠背后倾,有利于脊椎处于自然状态。
沙发得座高一般规定为360～420mm,过高就像坐在椅子上,感觉不舒服;过低,坐下去站起来就会感觉困难。
(2)根据工作面高度决定座椅高度餐桌较高而餐椅不配套,就会令人坐得不舒服;写字桌过高,椅子过低,就会使人形成趴伏得姿势,缩短了视距,久而久之容易造成脊椎弯曲变形与眼睛近视,因此,座椅得高度还应考虑工作面高度。
决定座椅高度最重要得因素就是椅凳面与工作面之间有一个合适距离,即桌椅高差,国家标准GB/T 3326规定了桌椅类配套使用标准尺寸,桌面与椅凳面高度差控制在250～320mm 。
在桌椅高差这个距离内,大腿得厚度占据了一定高度。
95％美国男性与女性得大腿厚度175mm 。
由于考虑到工作面得需要,可能椅子高度造成人脚达不到地面,这时应该使用垫脚。
1、1、2 座位得深度座位得深度指椅子座面前沿至后沿得距离。
座深对人体舒适感得影响力很大。
座深得尺寸应满足三个条件:（1） 臀部得到充分支撑; （2） 腰部得到靠背得支撑;（3） 座面前缘与小腿之间留有适当得距离,以保证大腿肌肉不受挤压,小腿可以自由活动。
座椅得深度要恰当,如果座面过深,则背部支撑点悬空,使靠背失去作用,同时膝窝处会受到压迫,使小腿产生麻木感;如座深过浅,大腿前部悬空,将重量全部压在小腿上,使小腿很快疲劳(见图4)。
座位得深度应该取决于座位得类型,坐深就是确定座位深度得关键尺寸,据研究,座深略小于坐姿时大腿水平长度为宜。
即:座深 =坐深60ｍｍ(间隙)一般讲座位得深度应该适应小个子,座位得深度应以坐深得第5百分位数值进行设计。
国标GB/T 3326规定椅子座深为: 扶手椅座深=400～44O mm 。
靠背椅座深=340～42O mm沙发及其它休闲用椅由于靠背倾斜较大,故座深可设计稍大些,一般座深=480～600 mm,过深则小腿无法自然下垂,腿肚将受到压迫;过浅,就会感觉坐不住。
1、1、3 座位得宽度座位得宽度指座面得横向宽度。
座宽应使人体臀部得到全部支撑并有一定得活动余地,使人能随时调换坐姿。
座宽就是由人体臀部尺寸加适当得活动范围而定。
在空间允许得条件下,以宽为好。
宽得座椅允许坐者姿势可以变化。
座宽得设定必需适合于身材高大得人,其相对应得人体测量尺寸就是臀宽。
而此种人体尺寸值受性别得差异影响很大,故座宽通常以女性臀部宽度尺寸得第95百分位进行设计,以满足大多数人得需要。
① 座宽一般不小于380 mm ,国标GB/T 3326规定:靠背椅座位前沿宽≥380 mm 。
(a)座深过大; (b)座深过浅图4 座面深度示意图② 扶手椅要比无扶手得座面宽一些,这就是因为如果太窄,在扶扶手时两臂必须往里收紧,不能自然放置;如果太宽,双臂就必须往外扩张,同样不能自然放置,时间稍久,都会让人感到不适(图5)。
对于有扶手得座椅,两扶手之间得距离即座面宽度。
因为扶手得存在一定程度上限制了人们上肢得活动范围,所以需要留出更大得活动空间,否则即使能够使臀部保持舒适,双臂活动依然要受到扶手得阻挡。
此时座面宽度应该能够满足人体双臂得自由运动为宜,数值上就是人体得肩宽加上适当余量而定。
即B=L 1 + L 2 + L 3式中:B —座面宽度(扶手间距);L 1—人体肩宽; L 2—衣物厚度;L 3—预留得活动余量,一般为60mm 。
国标GB/T 3326规定扶手椅内宽≥460 mm,不会妨碍手臂得运动。
③ 如果就是排成一排得椅子,如观众席座椅还必须考虑肘与肘得宽度。
如果穿着特殊得服装,应增加适当得间隙。
④ 我国国标规定单人沙发座前宽不应小于480ｍｍ,小于这个尺寸,人即使能勉强坐进去,也会感觉狭窄。
一般为520～560 mm 。
1、1、4 座面倾角座椅得设计应有助于保持身躯得稳定性,这一点,座面倾角(指座面与水平面得夹角)起着重要得作用,当然,与座位靠背得曲线与座位得功能亦有很大得关系。
通常椅子座面稍向后倾,座面向后倾有两种作用,首先在长期得坐姿下,座面向后倾以防止臀部逐渐滑出座面而造成座姿稳定性差。
其次由于重心力,躯干会向靠背后移,使背部有所支撑,减轻坐骨结节点处得压力,使整个上身重量由下肢承担得局面得到改善,下肢肌肉受力减小,疲劳度减小。
一般情况下,座面倾角越大,靠背分担座面得压力比例就越高。
椅凳类家具得座面倾角决定使用者在使用时得身体姿势,从而影响使用者得身体疲劳度,因而不同类型得椅凳类家具得座面角度不同。
如某些椅凳类家具得座面前倾,如学习椅等。
这类椅凳类家具在使用时使用者上身需要前倾,若座面倾斜向后,人得上身前曲得幅度会增大,导致脊椎骨过度弯曲,造成脊椎骨局部劳损,易于引发脊椎疾病(见图6)。
餐椅得座面倾角也比较特殊,通常就是水平得,因为虽然餐椅使用时间不长,但就是人在进餐时胸腔与腹腔要保证正常状态,前倾或者后倾得座面都会影响腹腔内各器官在消化时得功能。
(a)适中 (b)坐面过窄 (c)坐面过宽图5 扶手椅坐宽图 6 工作中形成得弯曲得姿势据研究,工作用椅座面倾角0°～5°,推荐得工作用椅得座面倾角为3°,此时人感到比较舒适。
当人们处于休息与阅读状态时,应用较大得倾角,休息用椅座面倾角为5～23°(依休息程度不同)。
表1就是根据舒适度决定得不同椅凳类家具得座面倾角得建议值。
表1 常见椅凳类家具座面倾角1、1、5 扶手休息椅与部分工作用椅还需设扶手,扶手得功能就是使人坐在椅子上时手臂自然放在其上,减轻两臂负担,也有助于上肢肌肉得休息,增加了舒适感;在就坐起身站立或变换姿势时,可利用扶手支撑身体;在摇摆颠簸状态下,扶手还可帮助身体稳定。
扶手得高度应合适,扶手过高时,两臂不能自然下垂,过低时,两肘不能自然落靠(见图7),这两种情况均容易引起上臂疲劳。
因此扶手得高度要合适,设计时依据第50百分位得坐姿肘高来确定椅子扶手得高度,一般扶手与座面得距离以200～250ｍｍ为宜,同时扶手前端略高点,随着坐面倾角与靠背斜度而倾斜。
1、1、6 靠背椅子得靠背能够缓解体重对臀部得压力,减轻腰部、背部与颈部肌肉得紧张程度。
椅子得靠背就是决定椅类家具就是否舒服得根本要素。
(1)靠背倾角靠背倾角指靠背与座位之间得夹角。
在椅子得使用过程中,靠背倾角得增加能增强人体得舒适感,一般讲,靠背倾角越大,人体所获得得休息程度越高,因为身体向后仰时,身体得负载移向背部得下半部与大腿部分。
