人体工程学与家具设计

坐卧类家具功能尺寸设计 按照人们日常生活的行为 人体动作姿态可以归纳为从立姿到卧姿的八种不同姿势 如下图所示 其中有三个基本形是适用于工作形态的家具 另有三个基本形是适用于休息形态的家具 通常是按照这种使用功能作为坐卧类家具的细分类 人体各种姿势与坐卧家具类型1 立姿2 立姿并倚靠某一物体3 坐凳状态 可作制图 读书等使用的小型椅子4 坐面 靠背支撑着人体 可作一般性工作 用餐 5 较舒适的姿势 椅子有扶手 用于用餐 读书等6 很舒适的姿势 属沙发类的休息用椅7 躺状休息用椅8 完全休息状态用床机器操作等 第一节座位的设计第二节坐姿的生理特征第三节提高工作舒适性的方法第四节床的设计 坐具的主要尺寸包括座高 座宽 座深 扶手高 扶手内宽 背长 座面倾斜角 靠背倾角等尺寸 以及为满足使用要求所涉及到的一些内部分隔尺寸 这些尺寸在相应的国家标淮中已有规定 坐高与桌面高的配置关系 坐高与桌面高的配置尺寸关系 第一节座位的设计 普通椅子基本尺寸的标注 普通椅子的基本尺寸 凳类基本尺寸的标注 凳类基本尺寸 沙发基本尺寸的标注 沙发基本尺寸 一一般座位的设计 影响坐姿舒适程度的重要因素之一 也是确定靠背高 扶手高和桌面高等一系列尺度的基准 LUISA椅弗兰克 阿尔比尼 意 1950 1 座高 座面前缘高度 舒服的坐姿是大腿近乎水平 两脚被地面所支持 座高应略小于小腿膝窝到地面的垂直距离 座面体压分布与座板高度的关系 椅子座高 小腿加足高 鞋厚 20 40mm 适当空间 10 20mm 工作椅座高较高 400 440mm休息用椅座高较低 300 380mm 桌椅高差 250 320mm 餐桌较高而餐椅不配套会 坐的不舒适写字桌过高 椅子过低 形成趴伏的姿势 缩短视距 容易造成脊椎弯曲变形和眼睛近视 座深的尺寸满足条件 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 以保证大腿肌肉不受挤压 小腿可以自由活动 2 座深 座面前缘到后缘的距离 座面过深 背部的支撑点悬空 靠背将失去作用 膝窝处还会受到压迫而产生疲劳 膝窝处产生麻木的反应 并且也难起立座面过浅 大腿前部悬空 重量全部压在小腿上 小腿容易疲劳 普通工作椅 腰椎到骨盆之间接近垂直状态 其座深可以浅一点 专供休息的靠椅 腰椎到骨盆之间呈倾斜状态 所以座深就要略加深 也可将座面与靠背连成一个曲面座深通常应小于坐姿时大腿的水平长度 使座面前缘到小腿有60mm的间隙 保证小腿活动自由 即 座深 坐深 60mm 间隙 一般座深 380 420mm扶手椅座深 400 440mm靠背椅座深 340 420mm沙发及其它休息用椅 座深 480 600mm ANTROPUS沙发马克 扎奴索 意 1949 3 座宽 座面水平宽度座椅的宽度应使臀部得到全部的支撑并有适当的活动余地 便于人体坐姿的变换 一般坐宽不小于380mm 臀部宽度 有扶手的椅子以扶手内宽来作为坐宽的尺寸 一般按人体肩宽尺寸加适当余量 有扶手椅子坐宽一般不小于460mm 单人沙发椅 520 560mm 肩宽 扶手间隙不适当 休息时 坐姿一般是向后倾斜 在一定范围内 倾角越大 休息性越强 但倾角过大 起坐时不方便 老年家具 一般坐椅3 5 工作用椅 0 5 推荐用3 休息椅5 23 4 座面倾角 座面与水平面的夹角 座面前倾还是后倾 座面后倾 倾角越大 休息性越强 座面前倾 学习椅 工作椅坐面宜呈水平状态或略向前倾 座面后倾角越大 在办公桌前工作时 身体会用力前倾 引起椎间盘内压力和胸部 背部肌肉负荷增大 易引发颈椎疾病座面水平 餐桌椅座面倾角通常是水平的 平衡椅奥布斯维克 挪威 根据人体尺度 扶手上表面至座面的垂直距离为200 250mm 软椅需注意减去坐时的座面下沉量 肘部平放高度 5 扶手 扶手前端可略微升高 随座面倾角和靠背倾角的变化 扶手倾斜度一般 10 20 扶手在水平方向的左右偏角 10 一般与座面的形状吻合 扶手内宽应稍大于肩宽 一般不小于460mm 沙发等休闲用椅可加大到520 560mm 一般情况下 倾角越大 休息性越强当达到110 时 人体肌电图的波动明显减少越躺下越感觉舒服 完全躺下就是床了但倾角过大使起坐不方便 靠背倾角 靠背与座位之间的夹角 6 靠背 对于工作用椅则应将靠背倾斜度减少 接近垂直状态 从而增大活动范围 提高工作效率 工作椅一般95 105 常用100 腰靠和肩靠 两个支撑 即腰靠和肩靠 指腰椎部分和背部肩胛骨部位的两个支撑部分因为人的肩胛骨分为左右两块 所以两个支撑实际上是两个支撑位 三个支撑点上部支撑点为肩胛骨部位提供凭靠 成称为肩靠 下部支撑点为腰曲部分提供凭靠 称为腰靠 腰靠 肩靠 腰靠 肩靠 靠枕 靠背应有垫腰的凸缘 凸缘的顶点应在第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 良好座席不良座席 靠背的宽度 工作椅不大于325 375mm为宜 靠背的尺寸 靠背高度一般上沿不宜高于肩胛骨 相当于第9胸椎 高约460mm 背长 靠背高度 对于专供操作的工作椅 靠背要低些 一般主要支持位置在上腰凹部第3 4腰椎处 高约10 18cm 休息性强的躺椅 靠背倾角大 靠背高超出肩高 则颈部需有支撑 一般不小于660mm P40椅 1955奥斯瓦多 伯萨尼 意 扶手椅 靠背椅 重量的分布 坐姿时人体重量主要由坐骨结节支撑时 人的感受较舒服 软的座垫可以增加接触表面 从而减小压力分布不均匀性 座面设计不妥 会使大腿受压迫 阻碍下肢的血液循环 造成下肢麻木 座面的体压分布的不良状况左 座骨处受力太集中右 大腿前部受压 7 座椅垫性 椅垫可使体重在座骨隆起部分和臀部产生的压力分布比较均匀 不致产生疲劳感 椅垫可以使身体坐姿稳定 椅垫的功能 椅垫的软硬度 坐垫过软 下沉度太大 会使座面与靠背之间的夹角变小 腹部受压迫 使人感到不适 起立也会感到困难坐垫过硬 使人的体重集中于坐骨隆起处 易引起坐骨部分的压迫疼痛感小沙发的座面下沉以70mm左右合适 大沙发的座面下沉应在80 120mm合适 8 侧面轮廓椅子的设计应按照人体背部特点设计成一定的曲率侧面轮廓应能降低椎间盘内压力和肌肉负荷 1 工作椅 工作椅 人工作时坐着的座椅 二常用座椅设计实例 工作椅的尺寸 单位 mm 座高 可调 高度为38 53cm 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 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 座面倾角 座面一般向后倾斜 以0 5 为宜 靠背倾角 95 105 以100 适宜 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 休息椅分为 轻度休息椅 中度休息椅和高度休息椅 2 休息椅 轻度休息椅 座高 330 360mm座面倾角 5 10 靠背倾角 100 靠背较高 轻度休息椅设计尺寸 中度休息椅 腰部位置较低 适合于家庭客厅和会议长时间休息和会客用 沙发就属于这一类休息椅 中度休息椅设计尺寸 高度休息椅 靠背倾斜角较大 一般有头靠和脚凳 可用于轻度睡觉使用 高度休息椅设计尺寸 设计休息用椅时应注意 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 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110 130 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 第二节坐姿的生理特征 一坐姿的优缺点 坐着工作可提高工作效率 减轻劳动强度 而座椅对人有利有弊 月光花园 扶手椅雅则梅田 日 1990 与直立站姿相比 限制了人体活动范围 频繁起坐交替会导致疲劳 长期保持坐姿会引起腹肌松弛 下肢肿胀 站姿和坐姿时脊柱形状 1 坐姿之弊 与直立站姿相比 坐姿有利于身体下部的血液循环 减少下肢的肌肉疲劳 有利于保持身体稳定 有利于发挥足的作用 站姿和坐姿时脊柱形状 2 坐姿之利 脊柱分为四个部分 其中腰椎和骶椎两部位最为重要 承受坐姿时人体的大部分体重负荷 人的脊柱曲线 二坐姿的生理特征 如图所示 从a g 人的腰椎曲线逐渐减少座椅在腰椎部位提供两点支承 在第5 6胸椎高度相当于肩胛骨的高度 设置第一支承位 肩靠 在第3 4腰椎间的高度上设置第二支承位 腰靠 各种姿势的腰椎曲线 三影响椎间盘内压力的主要因素 影响椎间盘内压力的主要因素 1 坐姿 当人后仰和放松时 椎间盘内压力最小 直腰时 电活动增加 放松坐姿时 电活动明显下降 放松坐姿有利于解除背部肌肉的负荷椎间盘内压力 直腰时小于弯腰时肌肉负荷 直腰时大于弯腰时 直腰和放松时背肌的肌电图 2 靠背倾角 人的背后仰和放松时 椎间盘内压力较小靠背倾角越大 肌肉负荷越小当靠背倾角超过110 后 倾斜的靠背支承着身体上部分的重量 减少椎间盘内压力 靠背最佳倾角为120 靠背倾角与椎间盘内压力和肌电图的关系 3 腰靠 腰靠可减少椎间盘内压力腰靠的位置在第3 4腰椎间的高度上腰靠厚度以5cm为宜 第三节提高工作舒适性的方法 1 桌面倾斜 当桌面坡度为30 时 大多数人在写字和阅读时可有正确的姿势 并使书本与视线大致保持垂直 2 较高的椅子 当坐在高凳上时 腰椎曲线不变当坐在普通椅子上时 腰椎曲线会变平30 当坐在矮凳上时 就会变成驼背 3 较高的桌子 工作面偏低 增加躯体的弯曲程度 容易产生疲劳较高的桌子 易使人处于放松状态 3 向前倾斜的座位 座面前倾的工作椅更适合工作当要求座高较高时 对于倾斜式绘图桌用椅 前倾角应达15 以上座面倾斜的椅子使臀部接近休息时的姿势 第四节床的设计 一睡眠的生理 睡眠是人的中枢神经系统兴奋与抑制的调节产生的现象 日常活动中 人的神经系统总是处于兴奋状态 到了夜晚 为了使人的机体获得休息 中枢神经通过抑制神经系统的兴奋性使人进入睡眠 睡眠质量的客观指征主要有 一是上面所说的睡眠深度的生理测量 二是对睡眠的研究发现人在睡眠时身体也在不断地运动 经常翻转 采取不同的姿势 而睡眠深度与活动的频率有直接关系 频率越高 睡眠深度越浅 睡眠深度随时间的变化 红色部分代表浅眠区 休息的好坏取决于神经抑制的深度也就是睡眠的深度 通过测量发现人的睡眠深度不是始终如一的 而是在进行周期性变化 床面比较硬时 压力分布不均匀 背部接触面减少 局部压力增大 二床垫软硬度 人体卧姿的体压分布 上为硬床 下为软床面 床面过软 由于重力作用 腰部会下沉 造成腰椎曲线变直 背部和腰部肌肉受力 从而产生不适 床的软硬度与人体弓背曲线 上为硬床面 下为软床面 床面软硬度应保持背部与床面2 3cm的空隙最好 人体头 胸 臀三部分在站立时重力方向基本重合 卧姿时三重力方向是平行的 分别对脊柱产生弯曲作用 人体站姿和卧姿的身体形态区别 1 床宽 通常床宽为人仰卧时肩宽的2 5 3倍 即床宽 2 5 3W 中国成年男性W 43cm 女性W 41cm 单人床宽度 720mm 800mm 900mm 1000mm 1100mm 1200mm双人床宽度 1350mm 1500mm 1800mm 2000mm 三床的尺寸设计 2 床长床的长度指两头床屏或床架内的距离 考虑人躺下后的身长外 还须包含放置枕头和被子等的空间 床长 h 1 05 h 平均身高 头前留空量 脚后留空量 一般取10cm 一般取5cm 国标GB3328 82规定 成人床床面净长为1920mm 床高一般和椅坐高度一致 使床同时具有坐卧功能 另外