第7章 桌台类家具设计.doc

5.当一个人坐在椅子内，他身体的重量并非全部在整个臀部，而是在 两块坐骨 的范围内。6.坐姿最严重的问题是对腰椎和腰部肌肉的有害影响， 人体姿势 是决定椎间盘内压力的主要因素， 椎间盘内压力 过高是损坏椎间盘的主要原因。7.直腰坐比弯腰坐 椎间盘内压力 降低，但 肌肉负荷 增大；弯腰坐有利于 肌肉放松 ，却增加了 椎间盘的内压力 。8.在靠背的设计中,往往考虑能够提供“两个支撑”，即要设计 腰椎 和 肩胛骨 的位置。9.人体的测量尺寸中 小腿加足高 是确定座椅高度的关键尺寸；座面过低：坐骨结节点处局部压力过大， 持续受力也产生疲劳感。座面过高：座面前沿会压迫大腿后侧的血管 和神经，造成血流不畅和麻木感。 同时腿部肌肉得不到充分放松， 血流下沉，会造成腿部肿胀。采用低百分位数据（第5百分点数据），若座高可调，则取90的满足度，即取下限百分位5到上限百分位95 坐深（臀部-膝腿部长度） 是确定座椅深度的关键尺寸；座深过小时：臀部得不到充分的支撑。座深过大时：座面前端将压迫膝窝处压力敏感部位，坐者必须向座沿处移动以避免压迫膝窝，此时背部支撑点悬空，使靠背失去作用； 采用低百分位数据（第5百分点数据），若座深可调，则取90的满足度，即取下限百分位5到上限百分位95。座深应满足的三个条件：臀部得到充分支撑；腰部得到靠背的支撑；座面前缘与小腿之间有适当的距离。 臀宽 是确定座椅宽度的关键尺寸。采用高百分位数据（一般以妇女臀宽的上限为标准）；对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，座宽则应以使用群体肩宽的平均值即百分位50的值为设计基准。10.当靠背倾角达到 110 时,人体的肌电图的波动明显减少，被试者有舒服的感觉。一般工作用椅靠背倾角较小，一般靠背倾角常取 100 ,而休息用椅则较大。11.当座面与靠背夹角在 110 以上时，椎间盘内压力显著减小。1.工作椅的功能尺寸设计应考虑哪些方面? n 工作椅：人工作时所用的座椅n 座高:可调，高度为38-53cm。n 座宽:要满足臀部的宽度，使人自如调整坐姿。一般以女性臀宽尺寸第95百分位为设计依据。最小的椅子宽度是400mm再加上50mm的衣服和口袋中装物的距离。有扶手的座椅，两扶手间的最小距离是460mm。n 座深：座深应能保证臀部得到全部支撑，但工作人员腰椎与盆骨之间成垂直状态，其坐深应浅一些，一般取350-400mm。n 座面倾角：座面一般向后倾斜，以0-5为宜。n 靠背倾角： 95-105，以100适宜。 办公座椅设计的人体工程学原则： 座高可调，高度为38-53cm 为防止座椅滑动和翻倒。椅脚应设计5个，平分在直径为40-45cm的圆周上。 座面中部稍微下凹，前缘呈弧曲面，坐面略有弹性，不可太软，这样有利于自由调节坐姿，而且臀部的压力始终分布在承压能力最强的两个坐骨上。 给人留有足够的活动空间。需要经常站起来的座椅采用小脚轮。 应保证腿的活动空间，以减轻腿的疲劳。 座面的材料应透气而且不打滑（例如毛料），以增加座面的舒适感。2.休息性座椅的功能尺寸设计应考虑哪些方面?n 为了防止臀部前滑，座面应后倾一个角度（座面水平易下滑），一般为5-23，依休息程度不同而异，休息程度越高，倾角越大。n 靠背，特别是在腰部的支撑，可降低脊柱所产生的紧张压力；靠背倾斜角度，相对水平面为110-130n 靠背应有垫腰的凸缘，凸缘的顶点应在的3、4腰椎骨之间的部位，即顶点高于座面后缘10-18cm。垫腰有助于保持腰椎自然曲线，垫腰厚度以5cm左右为宜。休息椅设计的人体工程学原则：n 座面倾角一般为5o23o，休息程度越大，倾角越大；n 靠背倾斜角度相对水平面为110o130o,休息程度越大，倾角越大；n 需留有活动和交换姿势的余地；n 座垫很厚的椅子要注意耐久性；n 座面前缘应柔软；n 靠背倾角超过110o就必须增加靠枕。3.在床的设计中,床的尺寸为什么不仅仅以人体的外廓尺寸为准?3 桌台类家具设计我门上几次课对人体类家具进行了一定的了解，掌握了相关的人体工程学要点知识。重点在于与人体有关的尺度设置问题。下面我们来学习下一章，也就是桌台类家具。桌台类属于准人体类家具。它与人体类家具不同，其功能既与人体有关，同时也与物有关。这类家具可供人们凭倚、伏案工作，同时也可以部分地陈放和储存物品。除此以外，桌台类家具还具有装点房间、烘托气氛的作用。主要内容：桌台类家具的分类桌类家具设计与人体工程学台类家具设计与人体工程学3.1 桌台类家具的分类 桌台类家具按功能可分为桌、台和几。桌类家具供人们坐姿状态下使用，台类家具供人们站姿或坐、站两种姿势状态下使用，几具有陈放物品和装饰的作用。 桌类家具在人们的生活中扮演着重要角色，是人们工作、学习、生活不可或缺的一类家具，按功能不同又可分为办公桌、餐桌、会议桌等。 台类家具是指站立使用或坐立两用的凭倚类家具。一个重要的特征是台面高于桌面。台主要用于作业操作，如柜台、讲台、实验台、厨房操作台和梳妆台等。 几在古代是人们坐时凭倚用家具，随着时代的演变，发展到今天，几的功能发生了很大变化，成为陈放物品和装饰家居不可缺少的家具。按用途，几可分为：凭几、炕几、香几、花几、茶几等。3.2 桌类家具设计与人体工程学 一张设计优良的桌子应该是尺度宜人，选材恰当，造型美观，使用方便，给人以舒适感。为此，桌类家具的设计应考虑人体尺寸、活动范围以及人体的生理、心理特点。同时，桌类家具的功能合理性还必须考虑其使用环境的特性，建立良好的匹配关系。3.2.1 桌类家具与人的关系3.2.1.1 人一桌界面在使用桌类家具的过程中，人的知觉、思维、动作和情绪等都会与桌类家具相互“接触”而发生各种关系，我们将这种关系称为界面关系，而把与人的知觉、思维、动作、情绪等相“接触”的部分称为人一桌界面，包括信息性界面、工具性界面和环境性界面等。人一桌系统一旦建立，人一桌界面随之形成。如利用书桌学习时，人眼睛、书本和桌面形成一个可视化的信息性界面，而同时桌面与人的上肢相互接触，使人体产生各种感觉(如冷、暖等感觉)体会，形成一个触觉界面。人体尺寸无论是结构尺寸或功能尺寸,都是相对静止的某一方向的尺寸,而人们在实际的生活中是处于一种运动的状态，总是处在空间的一定范围内。在布置人的作业环境时需要了解人体活动与动作空间,人的动作空间主要分为两类： 一类是人体处于静态时的肢体的动作空间就是肢体的活动范围。人们的肢体围绕着躯体做各种动作,这些由肢体的活动所划出的限定范围即是肢体的活动范围。它是由肢体活动的角度及肢体的长度相关组成的。肢体的活动范围实际上它也就是人在某种姿态下肢体所能触及的空间范围。通常这一概念被用来解决人们在工作各种作业环境中的工作位置的空间问题。所以也称为“作业域”。另一类是人体处于动态时的全身的人体活动空间(作业空间)。所以，桌类家具设计必须始终以系统中的人为设计依据，寻求最佳的设计方案。 3.2.1.2 桌类家具与人体尺度及活动范围 桌类家具与人体的尺度以及人的活动范围有着密切关系。依据人体的姿势特征以及人一桌界面关系，可将人体的操作活动空间划分为不同的区域，即工作区域。工作区域是桌类家具功能尺寸设计的主要依据，主要包括平面工作区域、垂直面工作区域和立体面工作区域。平面工作区域是桌台类家具幅面设计的主要依据。垂直工作区域是确定桌台类家具的高度及垂直方向上各功能部件的尺寸依据。 数值分类（最大作业域、通常作业域） 最大作业域以肩峰点为轴，上肢完全伸直做回转运动所包括的范围，即转动手臂所能达到的最大圆弧范围。 通常作业域上臂靠近身体，以肘关节为圆心，前臂平伸做回转运动时所能达到的范围。 或者（轻松值、正常值、极限值） 轻松值：多用于经常性的使用频率高的场所； 正常值：用于一般场所； 极限值：用于不经常使用，但涉及安全或者限制的场所 方向分类（水平、垂直） 水平作业域： 水平面作业域指作业者在立姿和坐姿下，在水平面内运动手臂所能形成的运动轨迹范围。 最大平面作业域以肩关节为圆心，肩关节到手指尖的距离为半径转动手臂所能达到的最大圆弧范围。 水平作业面的最大作业域在590mm范围内 正常平面作业域以肘关节为圆心，肘关节到手指尖的距离为半径转动，所能达到的范围。 通常作业域在390mm范围内 注意：工作台长宽的设计需要水平作业域。 a.水平作业域是按身材较小的人体尺寸(第5百分点所对应的数值)来确定 b.工作面越高，舒适作业域范围越小。 c.经常使用的器具放在通常和最佳作业区域内，不常用的放在最大作业区域内。 手臂的垂直面作业域作业者立姿或坐姿操作时，以肩关节为圆心在矢状面和冠状面上手臂的活动范围。（搁板、拉手、挂件的设计）垂直作业域 垂直面作业域的大小取决于两个因素： 其一，肩关节到地面的高度。 其二，肩关节到手心的距离抓握式操作 肩关节到手指尖的距离接触式操作 最大垂直面作业域以肩关节为圆心，肩关节到指尖（接触式）或手心（抓握式）的距离为半径所划的圆弧范围。 正常垂直面作业域以肘关节为圆心，肘关节到指尖（接触式）或手心（抓握式）的距离为半径所划的圆弧范围。 注意： a、坐姿时肩关节到地面的距离由两部分组成： 椅高+坐姿肩高 b、应以第5百分点的数据为主。 坐姿肩高：男54cm ；女49cm 肩关节到手心中的距离： （以肩关节为圆心的直臂抓握半径） 男65cm； 女58cm 作业域受下列情况的影响： （1）在活动空间内是否有工作用具。 （2）需保持一定的活动行程 （3）手的操纵方式是持着载荷还是移动载荷。 （4）并非任何地方都是能触及目标的最佳位置。 (3)立体工作区域将水平面工作区域和垂直面工作区域结合，上肢在三维空间运动所包括的范围为立体工作区域或空间工作区域。立体工作区域也可分为最大工作区域和正常工作区域。舒适的工作区域一般介于肩与肘之间的范围内，此时手臂活动路线最短。在确定最大工作区域和正常工作区域时，应注意：由于人体测量数据是在裸体、身体挺直的条件下测得的，因此，在设计使用这些数据时，必须加以修正。根据中指指尖点所能达到的距离设计工作区域是不恰当的，必须根据手的不同操作姿势在中指指尖点可达到范围的基础上进行修正。3.2.1.3桌类家具材料与触觉舒适性 材料是构成桌类家具的物质基础，也是形成其外观质地的决定性因素。随着科学技术的发展家具材料日益丰富，然而木质及其他一些天然材料仍是桌台类家具制造的首选材料。这是因为，桌台家具属于准人体类家具，直接与人体相接触，形成触觉。触觉的舒适与否与材料性质及微观组织构造有着密切关系。木材和其他一些天然材料可以使人体获得比较舒适的触感。 (1)材料表面的冷暖感人体皮肤与材料相接触时，界面问的温度变化会刺激人的肤觉器官，使人感到温暖或凉冷，我们称之为冷暖感。冷暖感与材料的导热性有着密切关系。导热系数小的材料，其触觉特性呈温暖感；导热系数大的材料，触觉特性呈冷凉感。如玻璃、金属等呈冷凉感；皮毛、塑料等呈温暖感；木材及木质材料感觉比较温和。冷暖感不仅与材料的导热性质有关，还与材料的微观构造以及表面材料的厚度有着密切关系。一般，表面光滑的材料比表面粗糙的材料略感冷凉。木材具有良好的冷暖感，常常被加工成单板而贴覆在其他材料之上，从而对基底材料的冷暖感产生影响。有关研究表明，即使厚度仅为lmm的单板也对改变基底材的冷暖感十分有效，并且当单板的厚度增加到6mm后，基底材料对接触面冷暖感的影响就基本消失了。因此，在桌类家具当中，合理选择表面材料的厚度也是非常重要的。 一般认为，涂饰会改变材料表面的热学性质，如玻璃、塑料、金属等材料就是这样，但对于木材则不然，涂饰并不会影响木材表面的冷暖感。这也是千百年来木材表面涂饰之所以备受人们欢晓的原因所在。 (2)材料的温湿特性与触觉舒适性材料的温湿特性是指材料通过吸湿性及解吸性作用，直接影响材料周围环境温湿度的特性。人在使用桌类家具过程中，与桌面相接触，形成微环境(界面环境)。微环境的温湿性是影响人体肤觉舒适性的重要因素。不同的材料具有不同的温湿特性。亚正常人每天通过皮肤及器官所排泄的体内水分为700900mL，桌面材料应选择调湿性能较好的材料，这些材料能够使人一桌界面形成良好的温湿微环境，从而有利于人体的新陈代谢，增强人体的触觉舒适性。而调湿性能较差的材料，不仅触感差，有时甚至会使人体的新陈代谢紊乱。有关研究结果表明，木材、胶合板、刨花板、硬质纤维板、硅酸钙板、石膏板、石棉板的调湿性能优良。有些材料虽然基材的调湿性能良好，但如果表面使用吸湿性能不好的材料，仍然不能有良好的调湿性能。三聚氰胺贴面胶合板、印刷木纹胶合板、表面贴聚乙烯薄膜的石棉板等莸是这方面的实例。玻璃、丙烯酸树脂板、聚乙烯薄膜、橡胶、金属等属于调湿性能最差的材料。3.2.1.4 桌类家具材料的色泽与视觉舒适性 桌面不宜选择光泽度太高的材料，以免产生眩光。木材可以吸收有害于人眼的紫外线光波，并且反射率很小，从而有利于降低人眼的疲劳。3.2.2 主要功能部件和尺寸 桌类家具的主要功能部件包括桌面、抽屉、屏风，此外，桌下空间是腿部活动的一个主要功能空间，影响着使用舒适性。3.2.2.1 桌面 桌面的功能尺寸主要包括桌面的高度、幅面、倾角等。 (1)桌面高度 桌面高度为工作面高度减去工件高度。在进行桌面高度设计时，应以提高工作效率和使操作者保持正确姿势，减少疲劳为原则。许多研究表明，最佳工作面的高度应略低于人的肘高。康兹(sAKonz)认为，工作面的最佳高度应在肘下50mm，但工作面确定在人的肘上25mm至肘下25mm之间，对工作效率无明显不良影响。由于人的肘部高度各不相同，因此，为使工作面高度适合于不同肘高的操作者，可以采用下列三种方法：一是调节桌面的高度；二是通过调节座面高度；三是调节工件高度。对于坐姿作业时使用的桌类家具，其高度一般恒定，主要通过调节座面高度，使肘部与工作面之间保持适宜距离，并通过调节搁脚板，使操作者的大腿处于近似水平的舒适位置。 桌面高度是否合适，还取决于另外两个因素：椅面和桌面的高度差，即差尺；桌下的容腿空间。前者影响人的腰部姿势，后者决定腿是否舒适。应该说，桌子设计中最重要的尺寸是差尺，而不是地面到桌面的总高度。差尺过大容易引起耸肩、低头和肘低于桌面等弊病；差尺过小则使人驼背和腹部受压而引起肌肉紧张，容易疲劳。桌面高度等于坐骨结节点到桌面的距离(差尺)与该点到地面的距离(座高)之和，国家标准GBT 3326-1997规定，桌面高为：H=680760mm，级差AS=20mm，即桌面高度可以分别为700mm、720mm、740mm、760mm等规格。同时规定桌椅高度差H3=250320mm，一般选300mm。桌面高度具体设计可参考表72。常见桌类家具高度为中餐桌750780mm，西餐桌680720mm，书桌720mm，打字桌更矮一些，桌类家具由高至低。当然，无论何种用途，桌面高度的设计都应遵循以下几个原则：按大尺寸的人进行设计，小尺寸的人使用时，可加高座面和使用垫脚台。桌面高度可调时，其调节范围应能满足多数人的使用要求，可将高度调节至自身喜好或适宜 于自身尺寸的状态。桌面高度应满足上臂自然下垂，处于放松状态，小臂接近于水平或略微下斜，任何情况下都不可使小臂上举太久。不应使脊椎骨屈曲度太大。若同一作业面内要完成不同性质的工作，桌面的高度应可调。 (2)桌面幅面 桌面的幅面是根据人手活动的范围、人眼的视野以及桌面上需要放置的物品和放置方式来确定的，人体上肢的活动有最佳、容易到达和能够达到之分，座椅与桌面之间的差尺也对桌面幅面的确定有一定程度的影响，在桌类家具的幅面设计中，需要综合考虑这些因素的影响。 一般来讲，桌面的宽度以人体手臂的侧展长为设计依据，桌面的深度以人体手臂的前展长为设计依据，桌面的最小宽度应在500600mm之间。对于圆桌来讲，应以人均占桌宽来确定桌面的直径，其最小直径应保证人均占桌宽至少在500600mm之间，比较舒适的范围在600750mm。 国家标准GBT 3326-1997规定：双柜写字台宽为12001400mm，深为6001200mm；单柜及单层写字台宽为9001500mm，深为500750mm；宽度级差AB=100mm；深度级差r=50mm。同时，还规定了宽深比BT=182。 对会议桌的宽度未加规定，主要根据参加会议的人数、规模，以及会议室的室内空间尺寸而定。一般人均占有桌面的宽度600mm为宜。为了便于搬运和移动，会议桌常采取分段式拼组的形式，以满足各种不同规模会议的使用要求。但每一个组合单体的长度以不超过3000mm为宜。(3)桌面倾角办公室工作通常在水平工作台面上进行，如阅读、写作等。人的头和躯体的姿势受作业面高度和倾斜角度两个因素的影响。研究发现，适度倾斜的桌面更适合于这类作业，实际设计中也已有采用倾斜桌面的例子。从人性化的角度来讲，可视化作业应采用倾斜桌面，当桌面倾斜度在1224时，与水平桌面相比，使用者的躯干移动次数明显减少，疲劳程度降低，不舒适感减轻。 作业时，人的视觉注意区决定头的姿势。头的姿势要舒服，视线与水平线的夹角应在规定的范围之内。坐姿时，此夹角为3244，站姿时为23一34。由于视线倾斜的角度包括头的倾斜和眼球转动两个角度，实际头倾斜角度为站姿822，坐姿l729。 绘图桌都是已经批量生产的产品。研究者根据人的作业姿势通过测量发现如下结果：设计好的，躯干弯曲为79；设计差的，躯干弯曲为1942；设计好的，头的倾角为2933；设计差的，头的倾角为3036。 特别是当水平桌面过低时，由于头的倾斜角不可能超过30，人不得不增加躯体的弯曲程度。因此，绘图桌的设计应注意以下要求： 高度和倾斜度可调。 桌面前缘的高度应在66133mm之间(以适应从坐姿到立姿的需要)。 桌面的倾斜角度应在075内可调。 对学生使用课桌的研究中已经发现，躯体倾斜(第12节胸椎与眼睛的连线同水平面之间的夹角)程度与桌面倾斜有关系： 水平桌面：躯体倾斜角度为3545。 倾斜l20桌面：躯体倾斜角度为3748。 倾斜24的桌面：躯体倾斜角度为4050。可见，倾斜桌面有利于保持躯干的自然姿势，避免弯曲过度。另外，肌电图和个体主观感受测量都证明倾斜桌面有利于人体健康，有利于视觉活动。但桌面倾斜了，放东西就难了，这一点设计时应予以考虑。3.2.2.2 容腿空间在进行桌面高度设计时，如果只考虑胳膊的姿势有时也会出现问题。桌面高度同时受到座面高度、桌面厚度和大腿厚度等几个方面的影响。 当桌面与座面之间的距离过小时，腿部的活动受到限制，大腿受压。这样一方面腿部肌肉不容易得到放松；另一方面大腿受压将导致腿部血液循环减少，从而影响到局部神经末梢，产生疼痛、麻木以及疲劳。因此，座面和桌面之间应有足够大的空间。1988年人因工程学协会建议，工作台面下部的高度范围应在513665mm之间。国家标准GBT 3326-1997规定：容膝空间高应不小于580mm。抽屉下沿至座面的高度应不小于178mm。此外，为了满足人体下肢活动的需要桌下空间深度应不小于600mm，宽度应不小于520mm。既要限制桌面高度，又要有足够的容腿空间，这对餐桌无疑是容易实现的，但对于办公桌、电脑桌等就没有那么容易了。如图7-11所示。办公桌下面的抽屉是一种限制，桌高取下限尺寸时，其抽屉高度普遍较小，有时甚至取消这个抽屉，而改为望板或搁板，而抽屉仅保留在两侧的屉柜内。3.2.2.3 屏风屏风是现代化大型办公空间的一种分隔形式。屏风和办公桌以及配套板式家具三部分共同组成大空间办公家具，这种家具形式在现代化企业办公空间中非常常见。 屏风隔断将办公区分割成若干单元，而又在尽量不影响相互联系的前提下减少相互干扰，从而实现现代化办公模式。同时，屏风还可以经过特殊处理和设计，在其上悬挂各种办公用品，且悬挂高度可任意调节和自由布置。屏风的设计主要有不透明、半透明、透明三种形式。现代化办空间一般可根据企业性质和需要对屏风进行量身定做。屏风的材料主要有吸音棉(或布质面料)包覆刨花板、双层中空玻璃板和混合型三种。不论哪种材料都必须经过防火处理。 屏风的尺度由办公空间的大小(即净空空间大小)、空间内办公人员的工作位置以及位置数量来确定。一般情况下，大空间如果办公人数不是太多，则屏风尺度(主要是宽度)可以适当放大。目前，企业用屏风的尺度主要有以下几种规格，矩形宽度有400mm、600mm、800mm、l000mm和1200mm几种规格；弧形隔屏(这里指半径)有600mm、800mm两个规格。屏风的高度比较灵活，一般在10002000mm之间，常见的有1010、1310、1610、1910等。 为了确保实现屏风的各种功能，如悬挂、调节各种办公用品，使办公设备一体化，屏风的结构设计非常重要。屏风作为空间分割的隔断，要充分考虑办公设备的各种走线。因此，屏风一般设计为可拆装型，并且设有走线槽、滑道槽、调节杆。屏风的横向连接主要使用铝质材料，与桌面的连接主要通过扣件来实现。3.3 VDT 办公桌设计 信息时代的到来使办公进入了数字化时代，现代办公要求家具必须与计算机等电子设备紧密相连，VDT(视屏显示终端)型办公已经成为现代办公作业的一个主要特征。这个新的办公形式对办公家具的设计也提出了新的要求。为了减少作业疲劳，提高工作效率，办公家具的设计必须充分考虑人体工程学因素，使设计的家具不仅符合人体尺度、肢体的活动范围、视觉舒适性等人体因素，而且也符合办公作业活动的要求和工作环境条件的特点。3.3.1 VDT办公作业对人体的伤害 有关研究表明，目前计算机办公作业对人体伤害的主要部位在以下四个方面： 对视觉上的影响。颈部、肩和腕部的影响。 背部的影响以及肌肉损伤。 对腿脚部的影响。 3.3.2 VDT办公桌设计要素3.3.2.1 桌面的空间 VDT办公桌面设计要求不同于一般传统的办公桌桌面设计，桌面尺度要足够大以放置所有的设备。传统的桌面深度确定是以人手臂的可及范围来划定的(水平作业域)，但对于放置VDT设备的桌面，深度则要注意显示屏与作业者之间的距离。对于VDT操作与读写操作共享的桌面，除了要求有放置设备的空问外，还要求有进行读写操作的桌面空问。 3.4 台类家具设计要素 台类家具一般用于站姿作业或坐立交替作