家具设计第4章

家具设计中的人体工程学第四章CONCENTS目录01人体工程学简介02人体尺寸数据03人体尺寸在家具设计中的运用04无障碍家具设计学习要点及目标•本章由浅入深地介绍了与家具相关的人体工程学知识，并结合大量的图形和例证进行展示和论述。通过对人体工程学与家具设计的学习，应该掌握人体工程学是如何对家具产生影响的，理解人体工程学对于家具设计的重要性。●核心概念

人体工程学、测量、人体尺度、行动领域、动态人体尺寸、静态人体尺寸、坐类家具尺度、卧类家具尺度、凭倚类家具尺度、收纳类家具尺度。图4-1所示为Embody座椅。在人体工程学(ergonomics)技术座椅的压力分散、天然调节和对健康运动的支撑等方面，Embody座椅都堪称标杆。Embody座椅的点阵式承托有助于减少就座的压力，保持血液循环顺畅。同时，动态点阵设计使Embody座椅能根据人身体的微小动作自动进行调整。Embody座椅的靠背形同人自身的背部，同样带有“脊柱”和“软肋骨”。Backfit调节功能让人能够调整靠背至贴合脊椎自然曲线的位置，从而保持中立而平衡的坐姿。引导案例图4-1Embody座椅根据需要调整座椅后，靠背便会适应人的动作，随着人的动态自动调整。无论人是前倾还是斜倚，它都将提供持续而稳定的承托。提示第一节人体工程学简介人体工程学是以人、机、环境的关系为研究对象，运用测量、模型工作、调查、数据处理等研究方法，通过对人体的生理特征、认知特征、行为特征、人体适应特殊环境的能力极限等的研究，最终达到安全、健康、舒适和工作效率的优化。一、人体工程学的概念

在人类的日常生活中，室内环境起着极其重要的作用，是满足人类各级需求的核心。美国心理学家亚伯拉罕·马斯洛(AbrahamMaslow，1908—1970年)在需求层次理论中明确提出，人的需求分为从生理、安全、社会、自尊到自我实现的五个层次。在高层次需求出现之前，必须在一定程度上满足低层次需求。对生理需要的简单理解是身体的基本需要，即在没有外界自然因素和人为干扰的情况下，拥有一个安全健康的环境，使身体得到放松。室内家具和空间环境的舒适性直接决定了人们生理需求的满足程度，这意味着人们需要进一步明确以积极有效的方式设计和改造环境的可能性。在此基础上，人体工程学致力于将人体的测量数据、感官反应、动作行为与室内家具和空间环境相结合，探索具体对象不同层次的需求标准，实现人、机、环境的和谐统一。二、人体工程学的发展第二节人体尺寸数据人体尺度是人体工程学研究最基本的数据之一，主要以人体结构的基本尺寸（又称人体结构尺寸，主要是指人体的静态尺寸，如身高、坐高、肩宽、臀宽、臂长等）为依据，通过研究人体对环境中各种物理化学因素的反应和适应能力，分析影响人体生理、心理和工作效率的环境因素的程序，确定人在生活、生产和活动在所处的各种环境中的舒适范围和安全限度，所进行的系统数据比较与分析结果的反映。文艺复兴时期的达·芬奇制作了著名的人体比例尺图。（图4-2）图4-2人体比例尺图/达·芬奇人体尺度因国家、地域、民族、生活习惯等有较大的差异。提示形态测量是以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有人体长度、人体体型、人体质量、人体表面积等。

人体数据测量方法可以分为如下三种。

生理测量是测量人体的主要生理指标，主要内容包括人体出力范围、人体感觉反应、人体疲劳等。一、人体数据的测量方法1.形态测量2.生理测量运动测量是在对人体静态形态测量的基础上测量人体的活动过程和活动范围的大小，主要内容有动作范围、动作过程、形体变化、皮肤变化等。3.运动测量2.生理测量

室内各种工作和生活中人们活动范围即行动领域，是决定室内空间尺度的重要依据之一。以各种测量方法测量的人体运动范围也是人体工程学研究的基础数据。人体的尺度是静态的，是相对固定的数据；而人的动作域的尺度是动态的，动态尺度与场景状态有关。图4-3、图4-4所示的人体活动所占的空间尺度是以实测的平均数为准的，特殊情况下可按实际需要适当增减。二、人体尺寸的种类图4-3人体基本动作尺度1——立姿、上楼动作尺度及活动空间（单位：mm）图4-4人体基本动作尺度2——爬梯、下楼、行走动作尺度及活动空间（单位：mm）人体基本动作的尺度是人体在运动时的动态尺寸，因为是在动态测量中，所以尺度与活动情境有关。室内空间的组织需要分析人体基本动作的尺度、范围和趋势。图4-5、图4-6所示的人体活动所占的空间尺度是以实测的平均数为准的，特殊情况下可按实际需要适当增减。图4-5人体基本动作尺度3——蹲姿、跪坐姿动作尺度及活动空间（单位：mm）图4-6人体基本动作尺度4——躺姿、睡姿动作尺度及活动空间（单位：mm）人体测量数据可分为构造尺寸和功能尺寸两类。数据可分为构造尺寸和功能尺寸两类。（1）构造尺寸。构造尺寸是指静态的人体尺寸，是由人体在固定的标准状态下测量的。可以测量许多不同的标准状态和不同的部位，如臂长、腿长、坐姿高等。它与直接和人体有关的物体（如家具、服装和手工工具等）有很大的关系，主要为人体各种设备的设计提供数据。（2）功能尺寸。功能尺寸是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围。它是在动态的人体状态下测得的，是由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸。它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。（图4-7）图4-7根据构造尺寸与功能尺寸设计的驾驶室宋代叶适在《答刘子至书》中云：“盖自风雅骚人之后，占得大家数者不过六七。苏李至庾信通作一大家，而韦苏州皆兼有之，陶元亮则又尽弃众人家具而独作一大家者也。”（图1-2）

在使用功能维度时，强调在完成人类活动时人体的各部分是不可分割的，它们不是独立地工作，而是协调地行动。人可以通过运动能力来扩大自己的活动范围，因此在考虑身体的尺寸时，仅参考人体结构的尺寸是不够的，根据人体的结构尝试解决与空间和尺寸有关的问题将是困难的，或者至少是不足的，需要考虑到人的运动能力。（图4-8、图4-9）图4-8交往空间尺度（单位：mm）图4-9餐厅空间尺度（单位：mm）                             王朝/629-634

在室内设计中最有用的是人体构造上的尺寸，即身高、体重、坐姿高、臀部至膝盖长度、臀部宽度、膝盖高度、膝弯高度、大腿厚度、臀部至膝弯长度、肘间宽度等。（图4-10）图4-10人体立姿与坐姿

由于各种复杂因素的存在，人体测量远远不足以积累数据，还需要进行大量且详细的分析工作，其中包括个人、群体与群体之间的许多差异。影响个体和群体差异的因素如下。三、人体尺寸的影响因素（一）种族

由于受遗传等诸多因素的影响，人体尺寸的差异十分明显，如越南人的平均身高约为1605mm，比利时人则为1799mm，高差幅度多达194mm，这足以说明人体测量数据存在较大的差异性。宋代叶适在《答刘子至书》中云：“盖自风雅骚人之后，占得大家数者不过六七。苏李至庾信通作一大家，而韦苏州皆兼有之，陶元亮则又尽弃众人家具而独作一大家者也。”（图1-2）

在过去的百余年中，人们身高增长是一个特别值得关注的问题，欧洲居民的身高大约每十年增加10～14mm。近几年的调查表明，51%的男性高于或等于1753mm，而在1960—1962年仅有38%的男性达到这一高度，这说明人体测量数据存在着时代差异性。（二）时代

一般来说，女性比男性娇小。

（三）性别

由于不同生活、习惯和地理环境的影响，人体测量数据也存在着较大的地区差异性。（表4-1）

（四）地区

表4-1人体测量数据在进行家具设计时，要学会选择适合设计对象的数据，要充分考虑人体尺寸的差异，要学会运用正确的数据设计产品。提示

家具设计的目标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。人体工程学可用于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。

人体工程学能够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。家具设计师要通过人体工程学的知识，综合考虑人与家具及室内环境的关系并进行整体系统设计，这样才能充分发挥家具的总体使用效果。提示第三节人体尺寸在家具设计中的运用

家具既要实用又要能美化环境，但家具最重要的特性还是实用，无论什么样的家具都要让人用起来方便舒适。要满足这一要求，设计家具时就必须以人体工程学为指导，使家具符合人的基本尺寸和从事各种活动所需要的尺寸。从人体工程学的角度出发，按与人的亲密程度，家具可以分为坐具、卧具、凭倚类家具、收纳类家具等。提示

1.坐具的设计原则座椅的形式和尺度与其功能和用途有关；座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定；体重应主要由臀部坐骨结节点承担；座椅前缘处，大腿与椅子之间的压力应尽量减小；腰椎下部应提供支撑，设置适当的靠背以降低背部紧张度；坐者应能方便地变换姿势，但必须防止滑脱；椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域。（图4-11）

（一）坐具的设计原则与种类

图4-11坐具基本尺寸（单位mm）一、坐具休息用椅的设计重点在于使人体得到最大的舒适感，消除身体的紧张与疲劳。2.坐具的种类坐具按照座椅使用目的的不同基本可以分为以下三类。

工作座椅主要用于各类工作场所，设计时要考虑座椅的舒适性与方便性，此外稳定性也是主要因素，腰部要有适当的支撑，同时要适当考虑人体的活动性和操作的灵活性与方便性等。多用椅以多种功能为设计重点，可能与桌子配合，可能是工作与休息兼用，也可能是作为备用椅，可以折叠收藏。1）休息用椅

2）工作座椅

3）多用椅宋代叶适在《答刘子至书》中云：“盖自风雅骚人之后，占得大家数者不过六七。苏李至庾信通作一大家，而韦苏州皆兼有之，陶元亮则又尽弃众人家具而独作一大家者也。”（图1-2）

1.座高座高是指座板前沿距地面的高度。如果座位太低，要保持身体平衡，只能把两脚向后屈，但会使上身全部质量集中在臀部中央，使臀部的一些肌肉受到很大的压力，同时两腿又容易疲劳，很难得到休息。

（二）坐具的尺度如果座位过高，大腿前半部近膝窝处就会受到较大的压力，尽管该压力不是很大，但是时间长了容易引起血液循环障碍，肌腱就会发胀而麻木。提示2.座深座深是指以座面前沿至后沿的距离。我国成年男女的大腿水平长度尺寸平均为420mm，因此一般常用的靠背椅座深不宜大于420mm。3.座宽座宽是指座面的宽度。座宽应略大于臀宽，这样可使身体改变姿势时有足够的移动空间。根据我国人体的尺寸，一般靠背椅座宽不应小于380mm，扶手椅座宽不应小于460mm。4.靠背高度靠背高度是指椅背上沿至椅背与座面交接处的距离。靠背必须有支持背部的作用，并且根据需要稍向后倾斜，座面与椅子靠背之间必须形成95°或更大的角度。5.扶手扶手是增加座椅舒适性的补助支撑构件，对上肢肌肉的休息有着很好的辅助作用，通常以高于座面240mm左右最为合适，并应与座面平行。两扶手内侧距离应420~440mm。扶手前端应比后端稍宽，一般是两侧分别张开100mm左右。6.座面倾斜度

从人体坐姿及其动作的关系分析，人在休息时，坐姿是向后倾靠，使腰椎有所承托。因此，一般的座面大部分设计成向后倾斜，倾斜角度为1°30°，相应地椅背也向后倾斜。一般的工作椅座面则不应有向后的倾斜度，因为人在工作时腰椎及骨盘处于垂直状态，甚至还有前倾的要求，如果使用有向后倾斜的座椅，人体力图保持重心而向前，使肌肉和韧带收缩的力度加大，极易引起疲劳。因此，一般工作座椅的座面以水平为宜，甚至可考虑椅面向前倾斜的设计。（图4-12、图4-13）图4-12各种坐具的倾斜角度图4-13普通座椅的相关尺寸（单位：mm）当人躺下时，各部分质量相互平等、垂直向下，并且由于各体块的质量不同，其各部位的下沉量也不同。二、卧具

（二）坐具的尺度

（一）卧具的设计原则床的设计优劣以能否消除人的疲劳为准则，即床的尺度及床的软硬度需适应支承人体的卧姿，使人体处于最佳的休息状态。提示宋代叶适在《答刘子

为了使体压得到合理的分布，必须精心设计床的软硬度，现代家具中使用的床垫是解决体压分布合理的较理想的用具。其由不同材料搭配的三层结构组成，上层与人体接触的部分采用柔软材料，中层采用较硬的材料，下层是承受压力的支撑部分，以具有弹性的钢丝弹簧构成。这种软中有硬的三层结构有助于人体保持自然良好的仰卧姿态，从而得到舒适的休息。人在睡觉时，并不是一直处于一种静止状态，而是经常辗转反侧。人的睡眠质量除了与床垫的软硬有关外，还与床的尺寸大小有关。（图4-14）图4-14床的尺度（单位：mm）

（二）卧姿的人体尺度1.床宽床的宽窄直接影响人睡眠时的翻身活动。睡窄床比睡阔床的翻身次数少。当床的宽度为500mm时，人的睡眠翻身次数要减少30%，这是由于担心翻身掉下来的心理影响，自然也就不能熟睡。2.床长《家具床类主要尺寸》（GB/T3328—2016）规定，成人用床床面净长为1900~2220mm（可视实际需要调整）。对于宾馆的公用床，一般脚部不设床架，为便于特高人体客人的需要，可以加接脚凳。3.床面高床面高即床面距地的高度，一般与椅凳座一致，使床面具有坐卧的功能。一般床面高以400~500mm为宜。对于双层床，层间净高必须保证下铺使用者在就寝和起床时有足够的动作空间，但又不能过高，过高会造成上层床的空间不足。《家具床类主要尺寸》规定，双层床的底床铺面离地面高度不应大于450mm，层间净高不应小于1150mm。（图4-15、图4-16）图4-15就寝空间尺度（单位：mm）图4-15就寝空间尺度（单位：mm）凭倚类家具是人们工作和生活所必需的辅助性家具，如餐桌、写字桌、课桌、制图桌、售货柜台、讲台和各种操作台等。这类家具的基本功能是适应在坐、立状态下进行各种活动时提供相应的辅助条件，并兼作放置或储存物品之用。因此，这类家具与人体动作产生直接的尺度关系。这类家具过高，容易造成脊柱的侧弯和眼睛的近视，还会引起耸肩等不正确姿势，从而引起肌肉紧张。这类家具过低，容易引起脊椎弯曲扩张，造成驼背、腹部受压、妨碍呼吸运动和血液循环等弊病。三、凭倚类家具（一）坐式用桌的基本尺度

1.高度《家具桌、椅、凳类主要尺寸》（GB/T3326—2016）规定桌面高度为680760mm。根据人体不同的使用情况，椅座面与桌面的高差值可有适当的变化。例如，在桌面上书写时，高差为1/3坐姿高减去20~30mm，学校中的课桌与椅面的高差为1/3坐姿高减去10mm；设计中餐用桌时，考虑到中式进餐的方式，餐桌可略高一点；若设计西餐桌，同样考虑西式进餐的方式，即使用刀叉的方便，可将餐桌高度略降低一些。

2.桌面尺寸对于阅览桌、课桌类的桌面，最好有约150°的倾斜，能使人获得舒适的视域和保持人体正确的姿势，但在倾斜的桌面上除了书籍、笔记本外，其他物品就不易陈放。

3.桌面下的净空尺寸为保证坐姿时下肢能在桌面下放置与活动，桌面下的净空高度应高于双腿交叉叠起来的膝高，并使膝上部留有一定的活动余地。（图4-17、图4-18）图4-18办公桌的尺度（单位：mm）图4-17书桌或梳妆台的尺度（二）立式用桌的基本尺度立式用桌（台）包括售货柜台、营业柜台、讲台、服务台及各种工作台等，高度以910965mm为宜。若为需要用力的操作台，其桌面可以降低2050mm，甚至更低一些。立式用桌的桌面尺寸主要由表面放置物品的状况和室内空间及布置形式而定，没有统一的规定，视不同的使用功能做专门的设计。立式用桌的桌台下部不需留出容膝空间。因此，桌台的下部通常可作为储藏柜使用，但桌台的底部需要设置容足空间，以利于人体靠紧台桌的动作之需。该容足空间是内凹的，高度为80mm，深度约为100mm。（图4-19、图4-20）图4-19柜台式单元尺寸范围（单位：mm）图4-20厨房台面尺度（单位：mm）                             王朝/629-634一、工艺美术家具收纳类家具是用于收藏、整理日常生活中的器物、衣物、消费品、书籍等的家具。按存放物品的不同，其可分为柜类和架类两种。柜类主要有大衣柜、小衣柜、壁柜、书柜、床头柜等，架类主要有书架、食品架、陈列架、衣帽架等。（一）收纳类家具的设计要求四、收纳类家具收纳类家具的功能设计必须考虑人与物两方面的关系：一方面要求收纳空间划分合理，方便存取，有利于减少人体疲劳；另一方面又要求其收纳方式合理，收纳容量充分，满足存放要求。提示（二）收纳类家具的基本尺度

以我国成年妇女为例，其动作活动范围如下：（1）站立时，上臂伸出的取物高度以1900mm为界线，再高就要站在凳子上存取物品，是经常存取和偶然存取的分界线。站立时，伸臂存取物品较舒适的高度为1750~1800mm，可以作为经常伸臂使用的挂棒或搁板的高度。（2）视平线高度（1500mm）是存取物品最舒适的高度。站立取物比较舒适的范围为600~1200mm高度，但已受视线影响及需局部弯腰存取物品。（3）下蹲伸手存取物品的高度（650mm）可作为经常存取物品的下限高度。

（4）橱、柜、架等收纳类家具的深度和宽度是由存放物品的种类、数量、存放方式以及室内空间的布局等因素来确定的。例如，对于深度，上衣柜550~600mm，书柜为300~400mm，文件柜为400~450mm等。对于收纳类家具，除了考虑与人体尺度的关系外，还必须研究存放物品的类别与方式，这对确定收纳类家具的尺寸和形式起重要作用。（图4-21、图4-22）图4-21衣柜的收纳尺度（单位：mm）

图4-22橱柜的收纳尺度（单位：mm）个家庭中的生活用品是极其丰富多彩的，从衣服鞋帽到床上用品，从主副食品到烹饪器具、各类器皿，从图书、期刊到文化娱乐用品，以及其他日杂用品尺寸不一，形体各异，都要力求做到有条不紊，分门别类地存放，促成生活安排的条理化，从而达到优化室内环境的目的。（表4-2）表4-2家具尺寸规 第四节无障碍家具设计随着社会的进步，生活、医疗水平的提高，人口老龄化的速度加快。据统计，我国60岁及以上人口已达到2.6亿人，并以每年3.2%的速度递增，另外肢体残疾人士约有8000万人。老年人、肢体残疾人士与行动不便者等特殊人群对居住环境与日常生活中频繁使用的家具比正常人有更多的依赖性，需要给予更多的关怀与重视。无障碍设计就是针对这一群体的特殊要求，本着尊重、独立、参与、安全的理念，进行家具的造型、尺度、结构、色彩、材质等方面的分析与研究，增加人性化设计，使其符合该群体生理心理行为的需要。一、特殊人群对家具设计的要求无障碍设计的出现与在社会生活中的广泛使用也是社会进步的一个重要标志。提示在家具无障碍设计中，首先要考虑的因素就是家具的尺度问题，老年人由于生理功能的退化，其人体各部分的活动范围趋于减少，而轮椅使用者的基本人体尺寸要以坐姿高为标准，应按此尺寸考量家具的尺度。另外由于这一特殊群体身体不便、体力下降、反应和行动迟缓等，有的家具还应有辅助性和保护性的措施以便其使用。对于普通人使用的写字台，要考虑的是人体坐姿尺度、座椅尺寸与写字台尺寸之间的关系。对于轮椅乘坐者，要考虑的则是人体坐姿尺度、轮椅尺寸与写字台尺寸三者之间的关系。轮椅座面高度比一般座椅座面略高约500mm。另外，考虑到轮椅扶手的影响，若要使轮椅能够深入桌下，则桌下空间高度要大于扶手宽度，所以一般桌下空间高度应为750mm左右，而桌面高度以800mm左右为宜。另外，桌子的净空宽度要保证轮椅能够自由出入，轮椅宽度一般为620~650mm，则桌子的净空宽度应大于770mm。（图4-23）图4-23轮椅乘坐者使用写字台的尺寸要求（单位：mm）

（一）写字台的尺寸分析老年人的人体尺寸及活动范围均有所减少，因而其尺度可参考较小身材女性的数据来设计。上搁板以人体为立姿时双臂上举高确定，建议高度为1769mm左右（正常为1850mm）。轮椅乘坐者由于坐着取物，不能靠近衣柜，上臂不能垂直，因而上搁板高度以1273mm左右为宜。（图4-24）下搁板的高度对一般人可以依据站立、弯腰、下蹲三种姿态的尺度来确定，一般为600mm左右。但考虑到老年人的舒适使用，只以立姿尺寸来分析，应为653mm左右。对于轮椅乘坐者，坐姿取物的下搁板高度以497mm左右为宜。图4-24轮椅乘坐者使用衣柜的尺寸要求（单位：mm）

（二）衣柜的尺寸分析（三）床的尺寸分析床的长宽尺度与一般人无异，关键在于其高度尺寸的选择上。对轮椅乘坐者，床的高度应与轮椅高度500mm接近，以便于从轮椅上转移到床上，并且为了方便轮椅乘坐者上下床，且减少上下床的次数，可以在床的侧面加装扶手，并设计置物板、储物空间等功能性设施。另外，近年来流行低床