1在漫长的家具发展历程中，对于家具的造型设计，特别是对在漫长的家具发展历程中，对于家具的造型设计，特别是对人体机能的适应性方面，大多仅通过直觉的使用效果来判断，人体机能的适应性方面，大多仅通过直觉的使用效果来判断，或凭习惯和经验来考虑，对不同用途、不同功能的家具，没或凭习惯和经验来考虑，对不同用途、不同功能的家具，没有一个客观的科学的定性是分析的衡量依据，甚至包括宫廷有一个客观的科学的定性是分析的衡量依据，甚至包括宫廷建筑家具，不管是欧洲国王，还是中国皇帝使用的家具，虽建筑家具，不管是欧洲国王，还是中国皇帝使用的家具，虽然精雕细刻，造型复杂，但在使用上都是不舒适甚至是违反然精雕细刻，造型复杂，但在使用上都是不舒适甚至是违反人体机能的。现代家具最重要的因素就是人体机能的。现代家具最重要的因素就是“以人为本以人为本”，用，用产品设计开发创造新生活。产品设计开发创造新生活。2v根据家具与人体的关系：根据家具与人体的关系：家具分为依靠家具、储藏家具和人体类家具三种家具分为依靠家具、储藏家具和人体类家具三种 v不不管管是是哪哪类类家家具具都都要要根根据据人人体体的的尺尺度度和和人人体体生生理理特特征进行设计。征进行设计。准人体家具类：如餐桌、写字台、梳妆台、茶几以及柜台、收准人体家具类：如餐桌、写字台、梳妆台、茶几以及柜台、收银台、讲台与各类工作台，也叫凭倚性家具。银台、讲台与各类工作台，也叫凭倚性家具。贮存性家具：主要指附属于建筑物上贮存性壁柜、搁板、隔贮存性家具：主要指附属于建筑物上贮存性壁柜、搁板、隔断等。也叫建筑家具类。断等。也叫建筑家具类。 人体家具类人体家具类 主要指支持人的身体，承受人体重量的坐卧性主要指支持人的身体，承受人体重量的坐卧性家具，如椅、沙发、床等。家具，如椅、沙发、床等。3vv第一节第一节 工作面高度的设计工作面高度的设计vv第第二二节节 座座位位的的设设计计 vv第三节第三节 床的设计床的设计4图图4-1 VDT4-1 VDT办公作业椅的尺度办公作业椅的尺度第一节第一节 工作面高度的设计工作面高度的设计v工作面是指作业时手的活动面。工作面是指作业时手的活动面。v工作面高度不等于桌工作面高度不等于桌面高度，因为工作物面高度，因为工作物件本身是有高度的。件本身是有高度的。 1. 1. 工作面的高度工作面的高度v工作台高度是指人的手工作台高度是指人的手在工作时相对于地面的在工作时相对于地面的高度。高度。5 1.1 1.1 肘部高度肘部高度 对烫衣板高度与工作人员生理方面的关系作对烫衣板高度与工作人员生理方面的关系作了实验研究。实验中使用了人的能量消耗、心跳次数、呼吸次了实验研究。实验中使用了人的能量消耗、心跳次数、呼吸次数等指标。多数受实验者选择烫衣板距肘下数等指标。多数受实验者选择烫衣板距肘下15Omm15Omm为宜。为宜。 1.2 1.2 能量消耗能量消耗 对搁架作实验研究。实验结果表明，最佳的对搁架作实验研究。实验结果表明，最佳的搁架高度是距地面搁架高度是距地面1100mm1100mm。这个高度即为高出人体肘部。这个高度即为高出人体肘部150mm150mm。使用这个高度的搁架能量消耗最小。当搁架高度低于肘部时，随使用这个高度的搁架能量消耗最小。当搁架高度低于肘部时，随着搁架高度的下降，人的能量消耗增加较快。着搁架高度的下降，人的能量消耗增加较快。实验测定实验测定61.3 手臂的位置手臂的位置7 技能作业主要以速度和精确度为标准。但人体工程学专家认为技能作业主要以速度和精确度为标准。但人体工程学专家认为还应考虑疲劳和还应考虑疲劳和 单调单调 两个因素。最佳的工作面高度是在人的肘下两个因素。最佳的工作面高度是在人的肘下50mm50mm。这个数值是根据生产效率和工作人员的生理情况两方面因素。这个数值是根据生产效率和工作人员的生理情况两方面因素确定的。工作面在肘下确定的。工作面在肘下252576mm76mm是合适的。是合适的。结论：（2 2）工作面的最佳高度略低于人的肘部。根据统计研究）工作面的最佳高度略低于人的肘部。根据统计研究，人的肘部高度是人体高度的，人的肘部高度是人体高度的63%63%。 （1 1）工作面高度应由人体肘部高度来确定，不同人的）工作面高度应由人体肘部高度来确定，不同人的肘部高度是不一样的，使用一个固定的数字来设计工肘部高度是不一样的，使用一个固定的数字来设计工作面高度不合理；作面高度不合理；82. 2. 站立作业站立作业 u工作面过高，人不得不抬肩作业。工作面太低，迫工作面过高，人不得不抬肩作业。工作面太低，迫使人弯腰弯背，引起腰痛。使人弯腰弯背，引起腰痛。u工作面高度要按身材高的人设计。工作面高度要按身材高的人设计。 工作面的高度设计按基本作业姿势可分为三类工作面的高度设计按基本作业姿势可分为三类: :站立站立作业：作业：坐姿作业；站立作业；交替式作业。坐姿作业；站立作业；交替式作业。9 最佳作业面高度为最佳作业面高度为95951O01O0厘米，女性的最佳作业面高度为厘米，女性的最佳作业面高度为88889898厘米。作业性质也可影响作业面高度的设计。厘米。作业性质也可影响作业面高度的设计。 站立作业的最佳工作面高度为肘高以下站立作业的最佳工作面高度为肘高以下5 51O1O厘米。男性的平均厘米。男性的平均肘高约为肘高约为105105厘米，女性约为厘米，女性约为9898厘米。厘米。1011（1 1）对于精密作业，作业面上升到肘高以上）对于精密作业，作业面上升到肘高以上5 51010厘米，以适厘米，以适应眼睛的观察距离。同时，给肘关节部一定的支承，以减轻背应眼睛的观察距离。同时，给肘关节部一定的支承，以减轻背部肌肉的静态负荷。部肌肉的静态负荷。（2 2）对于工作台，如果台面还要放置工具、材料等，台面高）对于工作台，如果台面还要放置工具、材料等，台面高度应降到肘高以下度应降到肘高以下l0l0l5l5厘米。厘米。（3 3）若作业体力强度高，例如需要借助身体的重量；作业面）若作业体力强度高，例如需要借助身体的重量；作业面应降到肘高以下应降到肘高以下15154040厘米。厘米。结论：12表表4-1 4-1 站姿和坐姿时的作业面高站姿和坐姿时的作业面高（cmcm）133. 3. 坐姿作业坐姿作业 对于一般的坐姿作业，作业面的高度仍在肘高对于一般的坐姿作业，作业面的高度仍在肘高( (坐姿坐姿) )以下以下5 5l0l0厘米比较合适。在精密作业时，作业面的高厘米比较合适。在精密作业时，作业面的高度必须增加。在精密作业中，视觉距离决定了人的作业度必须增加。在精密作业中，视觉距离决定了人的作业姿势。姿势。 14表表4-1 坐着工作时推荐的工作高度坐着工作时推荐的工作高度 ( (单位单位:cm):cm)工作类型工作类型对男性的推荐高度对男性的推荐高度 对女性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作精密工作90901101108080100100读书或写字读书或写字7474787870707474手工劳动手工劳动( (包括打字包括打字) )6868656515 1 1）打字时的作业面高度决定于打字机的键盘高度和工）打字时的作业面高度决定于打字机的键盘高度和工作台高度。降低工作台的高度受到腿所必需的空间的限制。作台高度。降低工作台的高度受到腿所必需的空间的限制。最低的工作台高度可由以下公式求得：最低的工作台高度可由以下公式求得：LH=KLH=K十十R R十十T T式中式中LHLH一最低工作台高度；一最低工作台高度；K K一膑骨上缘高一膑骨上缘高( (坐姿坐姿) )；R R一活动空隙，男性为一活动空隙，男性为5 5厘米，女性为厘米，女性为7 7厘米；厘米；T T一工作台面厚度。一工作台面厚度。 162 2）一般办公桌的高度都应在肘高以上。）一般办公桌的高度都应在肘高以上。 办公桌的高度还取决于另外两个因素：椅面与桌办公桌的高度还取决于另外两个因素：椅面与桌面的距离和桌下腿的活动空间。前者影响人腰部姿势面的距离和桌下腿的活动空间。前者影响人腰部姿势; ;后者决定腿是否舒服。后者决定腿是否舒服。 一般而言，办公桌应按身材较大的人的人体尺寸设计，这一般而言，办公桌应按身材较大的人的人体尺寸设计，这是因为身材小的人可以加高椅面和使用垫脚台。而身材较大的是因为身材小的人可以加高椅面和使用垫脚台。而身材较大的人使用低办公桌就会导致腰腿的疲劳和不舒服。人使用低办公桌就会导致腰腿的疲劳和不舒服。 3 3）重要的和需要经常注意的视觉工作必须设计在舒）重要的和需要经常注意的视觉工作必须设计在舒服的视线范围内。服的视线范围内。17184. 4. 坐立交替式作业坐立交替式作业指工作者在作业区内，既指工作者在作业区内，既可坐也可站立。可坐也可站立。可坐立交替地工作，符合生理可坐立交替地工作，符合生理学和矫形学的观点。学和矫形学的观点。19一个坐立交替式作业的机床设计。有关尺寸如下一个坐立交替式作业的机床设计。有关尺寸如下; ;(1)(1)膝活动空间膝活动空间: 30*65: 30*65平方厘米平方厘米(2)(2)作业面作业面椅面椅面: 30: 306060厘米厘米(3)(3)作业面：作业面：l00l0012O12O厘米厘米(4)(4)座椅可调范围，座椅可调范围，8080100100厘米厘米 坐立交替设计还很适合需频繁坐立的工作。例如美国坐立交替设计还很适合需频繁坐立的工作。例如美国UPSUPS邮邮政车司机的座椅就比一般汽车司机的座椅高，它可以坐立交替，政车司机的座椅就比一般汽车司机的座椅高，它可以坐立交替，从而大大减轻了频繁坐立的劳动强度。从而大大减轻了频繁坐立的劳动强度。 205. 5. 斜作业面斜作业面 作业时，人的视觉注意的区域决定头的姿势。头的姿作业时，人的视觉注意的区域决定头的姿势。头的姿势要舒服，视线与水平线的夹角应在所规定的范围内。势要舒服，视线与水平线的夹角应在所规定的范围内。坐姿时，夹角为坐姿时，夹角为3232“4444；站姿时，站姿时， 23233434“。 由于视线倾斜的角度包括头的倾斜和眼球转动两个角由于视线倾斜的角度包括头的倾斜和眼球转动两个角度，度，实际头倾斜角度为站立实际头倾斜角度为站立8 822,22,坐姿坐姿17172929。21(1)(1)设计好的，躯体弯曲为设计好的，躯体弯曲为779; 9; (2)(2)设计差的，躯体弯曲为设计差的，躯体弯曲为191942;42;(3)(3)设计好的，头的倾角为设计好的，头的倾角为292933;33;(4)(4)设计差的，头的倾角为设计差的，头的倾角为3O3O3636。 研究者根据人的作业姿势，选出研究者根据人的作业姿势，选出4 4张设计好的和张设计好的和4 4张设张设计差的绘图桌进行比较计差的绘图桌进行比较a a通过测量发现如下结果：通过测量发现如下结果： 22 当水平作业面过低时，由于头的倾角不可能过多超过当水平作业面过低时，由于头的倾角不可能过多超过3030，人不得不增加躯体的弯曲程度。因此，绘图桌的设，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几条要求，计应注意以下几条要求，(1)(1)高度和倾斜度都可调高度和倾斜度都可调: :(2)(2)桌面前缘的高度应在桌面前缘的高度应在6565130130厘米内可调厘米内可调; ;(3)(3)桌面倾斜度应在桌面倾斜度应在007575内可内可调调。 23倾斜桌面有利于保持躯体自然姿势，避免弯曲过度。倾斜桌面有利于保持躯体自然姿势，避免弯曲过度。倾斜桌面还有利于视觉活动。倾斜桌面还有利于视觉活动。放东西困难，设计时亦应予以考虑。放东西困难，设计时亦应予以考虑。 可调工作台是理想的人体工程学的设计。在轻负荷可调工作台是理想的人体工程学的设计。在轻负荷作业条件下，不同身高的人应采用的调节高度如图作业条件下，不同身高的人应采用的调节高度如图4-24-2所示。所示。 24252627第二节第二节 座位的设计座位的设计 原始人只会蹲、跪、伏，并不会坐，那么座椅是原始人只会蹲、跪、伏，并不会坐，那么座椅是怎么产生的？经过人类学家的研究，人类最早使用座怎么产生的？经过人类学家的研究，人类最早使用座椅完全是权力地位的象征，座的功能是次要的。以后椅完全是权力地位的象征，座的功能是次要的。以后座椅又逐步发展成一种礼仪工具，不同地位的人座椅座椅又逐步发展成一种礼仪工具，不同地位的人座椅大小不同。座椅的地位象征意义至今仍然存在。大小不同。座椅的地位象征意义至今仍然存在。 28座椅对人有以下的益处：座椅对人有以下的益处：1 1、 减轻腿部肌肉的负担；减轻腿部肌肉的负担；2 2、 防止不自然的躯体姿势；防止不自然的躯体姿势；3 3、 降低人的耗能量；降低人的耗能量；4 4、 减低血液系统的负担。减低血液系统的负担。 不正确的坐姿会影响健康，长期坐着的人，腹部肌肉不正确的坐姿会影响健康，长期坐着的人，腹部肌肉松弛，脊柱变形弯曲，进而影响消化器官和呼吸器官。松弛，脊柱变形弯曲，进而影响消化器官和呼吸器官。29一、坐的生理学一、坐的生理学 不正确坐姿不但不能减轻腰的负荷，反而加重负荷。不正确坐姿不但不能减轻腰的负荷，反而加重负荷。椎间盘椎间盘60%60%的大都有过腰痛的体验，椎间盘退化可能会的大都有过腰痛的体验，椎间盘退化可能会变得扁平变得扁平; ;严重时粘液被挤出，造成一些组织和神经受严重时粘液被挤出，造成一些组织和神经受挤压，引发各种骨盆部位的病症以及腰部风湿病，甚至挤压，引发各种骨盆部位的病症以及腰部风湿病，甚至腿瘫痪，腿瘫痪， 不正确的作业姿势和坐姿可能加速椎间盘退化，引不正确的作业姿势和坐姿可能加速椎间盘退化，引起上述种种病痛。起上述种种病痛。30 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直接原因。高是损坏椎间盘的直接原因。下图下图是是4 4种姿势下惟间盘内压力。种姿势下惟间盘内压力。 31座姿时的脊柱座姿时的脊柱32(l)(l)大腿相当于杠杆大腿相当于杠杆(2)(2)骨盆上部向后转动骨盆上部向后转动(3)(3)骶骨向上转动骶骨向上转动; ;(4)(4)腰脊椎由朝前弯曲变为朝后弯曲。腰脊椎由朝前弯曲变为朝后弯曲。座姿时的脊柱座姿时的脊柱 位置的变化改变了背椎受力状位置的变化改变了背椎受力状态，因而造成了椎间盘内应力的增态，因而造成了椎间盘内应力的增大。大。33 保持脊柱的自然保持脊柱的自然S S形，人应直腰坐着。在人直腰坐着形，人应直腰坐着。在人直腰坐着时，椎间盘内压力比弯腰坐时小。但是，在坐着时适当时，椎间盘内压力比弯腰坐时小。但是，在坐着时适当放松，稍微弯曲身体，可以解除背部肌肉的负荷，使整放松，稍微弯曲身体，可以解除背部肌肉的负荷，使整个身体感觉舒服。个身体感觉舒服。身体稍微前倾的放松身体稍微前倾的放松坐姿坐姿: :有利于整个身体有利于整个身体的平衡。的平衡。 34 肌肉和椎间盘对坐姿的要求是矛盾的。直腰坐有利于肌肉和椎间盘对坐姿的要求是矛盾的。直腰坐有利于降低椎间盘内压力、但肌肉负荷增大降低椎间盘内压力、但肌肉负荷增大: :弯腰坐有利于肌肉弯腰坐有利于肌肉放松，却增加了椎间盘的内压由力。所以背倾角、靠背倾放松，却增加了椎间盘的内压由力。所以背倾角、靠背倾角和靠背的形状都可影响椎间盘和背部肌肉。角和靠背的形状都可影响椎间盘和背部肌肉。35(1)(1)人的背后仰和放松时，椎间盘内压力最小人的背后仰和放松时，椎间盘内压力最小; ;结论结论(2)(2)靠背倾角越大，肌肉负荷越小；靠背倾角越大，肌肉负荷越小；(3) 5(3) 5厘米厚的短靠腰厘米厚的短靠腰( (靠住腰部，也叫低靠腰靠住腰部，也叫低靠腰) )。与平。与平面的靠背相比，可降低椎间盘压力，减轻肌肉负荷面的靠背相比，可降低椎间盘压力，减轻肌肉负荷; ;(4)(4)靠背最佳倾角为靠背最佳倾角为120120“，坐面最佳角度为，坐面最佳角度为1414”，靠，靠背应有背应有5 5厘米厚的低靠腰。当靠背倾角超过厘米厚的低靠腰。当靠背倾角超过110110后，后，倾斜的靠背支承着身体上部分的重量，从而减小了椎倾斜的靠背支承着身体上部分的重量，从而减小了椎间盘内压力。间盘内压力。363738394041与座位有关的舒适程度和功能效用是它们的设计与座位有关的舒适程度和功能效用是它们的设计与人体的结构及生物力学关系所构成的。座位的用途与人体的结构及生物力学关系所构成的。座位的用途不同显然要求不同的设计，但仍然有一些一般的准则。不同显然要求不同的设计，但仍然有一些一般的准则。 座高座高座深座深座宽座宽斜度斜度扶手高度扶手高度重量分布重量分布侧面轮廓侧面轮廓二、一般座位设计的原理二、一般座位设计的原理 42 人坐着时，大腿和上肢的重量必须由座面人坐着时，大腿和上肢的重量必须由座面来支撑，人的骨盆下面有两块小面积的圆骨能来支撑，人的骨盆下面有两块小面积的圆骨能支持上身的大部分体重。座面上的臀部压力分支持上身的大部分体重。座面上的臀部压力分布应是在坐骨结节处最大，并由此向外，压力布应是在坐骨结节处最大，并由此向外，压力逐步减少，直至与座面前缘接触的大腿下部，逐步减少，直至与座面前缘接触的大腿下部，此处压力最少。此处压力最少。 坐骨下面的座面应近似水平，以使股骨不承坐骨下面的座面应近似水平，以使股骨不承受过分的压迫，斗形的座面或座面过于松软会受过分的压迫，斗形的座面或座面过于松软会使股骨趋于向上转动而受力，从而引起不舒适使股骨趋于向上转动而受力，从而引起不舒适感。感。1. 1. 舒适座椅的探讨舒适座椅的探讨43座椅的硬度及形状；座椅的硬度及形状；背垫的硬度及形状；背垫的硬度及形状；背垫与座垫的关系；背垫与座垫的关系；身体支撑的舒适度和座面的舒适度；身体支撑的舒适度和座面的舒适度；座椅的通气程度等。座椅的通气程度等。舒适座椅可分下列各部分来探讨：舒适座椅可分下列各部分来探讨：4445v人的躯干重量应有坐骨、人的躯干重量应有坐骨、臀部及脊椎支撑；臀部及脊椎支撑；v上身应保持稳定；上身应保持稳定；v座位的高度应不使大腿座位的高度应不使大腿肌肉受压；肌肉受压；v可以变换或调节坐姿，可以变换或调节坐姿，座面高度应与桌面相配座面高度应与桌面相配合，尽量减少身体的不合，尽量减少身体的不舒适感。舒适感。2 2、座椅尺寸设计应遵循以下原则：、座椅尺寸设计应遵循以下原则：46座椅的高度座椅的高度 根据工作面高度决定坐椅高度。决定坐椅高度最重根据工作面高度决定坐椅高度。决定坐椅高度最重要的因素是造成人的肘部与工作面之间有一个合适距离要的因素是造成人的肘部与工作面之间有一个合适距离是是275275士士25mm25mm，在这个距离内，大腿的厚度占据了一定，在这个距离内，大腿的厚度占据了一定高度。高度。 当上半身有了好的位置后，再注意到下肢。舒服的当上半身有了好的位置后，再注意到下肢。舒服的坐姿是大腿接近水平以及两脚被地面所支持。由于考虑坐姿是大腿接近水平以及两脚被地面所支持。由于考虑到工作面的需要到工作面的需要, ,可能椅子高度造成人脚达不到地面，可能椅子高度造成人脚达不到地面，这时应该使用脚垫。通常的高度是这时应该使用脚垫。通常的高度是375375至至400mm400mm为宜。为宜。 座座高高47座座深深 座位的深度与宽度应该取决于座位的类型，一般情座位的深度与宽度应该取决于座位的类型，一般情况下，深度应该适应小个子，高度应该适应大个子。况下，深度应该适应小个子，高度应该适应大个子。 座椅的深度要恰当。如果座椅太深，座者不能靠背。座椅的深度要恰当。如果座椅太深，座者不能靠背。通常的深度是通常的深度是375375400mm400mm为宜。不应超过为宜。不应超过430mm430mm。 座深应使臀部得到全部的支撑，同座深应使臀部得到全部的支撑，同时要求座面的前沿不过分伸出，以防时要求座面的前沿不过分伸出，以防止挤压小腿，而且座面前沿离开小腿止挤压小腿，而且座面前沿离开小腿一定的距离，以保证小腿的灵活性。一定的距离，以保证小腿的灵活性。48座位的深度与宽度座位的深度与宽度 座椅的宽度是以宽为好。宽的座椅允许坐者姿势可以座椅的宽度是以宽为好。宽的座椅允许坐者姿势可以变化。最小的椅子宽度是变化。最小的椅子宽度是400mm400mm再加上再加上50mm50mm的衣服和口袋的衣服和口袋装物的距离。对于有靠手的座椅，两靠手之间的距离最小装物的距离。对于有靠手的座椅，两靠手之间的距离最小是是475mm475mm。不会妨碍手臂的运动。不会妨碍手臂的运动。座座宽宽 因此，座宽应比人的肘间宽稍大一些，因此，座宽应比人的肘间宽稍大一些，530mm530mm的座宽的座宽能满足人的需要。能满足人的需要。49靠靠背背 靠背应适当的支持腰凹，使腰关节靠背应适当的支持腰凹，使腰关节能自由运动，靠背压于腰部的面积愈宽愈能自由运动，靠背压于腰部的面积愈宽愈好。好。 椅子靠背应该在水平和垂直两个方向均可调节。靠背椅子靠背应该在水平和垂直两个方向均可调节。靠背具有弹簧作用，可以随人体背部的移进移出而相应移动。具有弹簧作用，可以随人体背部的移进移出而相应移动。有的座椅靠背能支持人的肩部以及腰部，具有较高的高有的座椅靠背能支持人的肩部以及腰部，具有较高的高度合成凹面形状，给整个背部较大面积的支撑。度合成凹面形状，给整个背部较大面积的支撑。 工作坐椅，人的肘部会经常碰到靠背，所以靠背宽度工作坐椅，人的肘部会经常碰到靠背，所以靠背宽度以不大于以不大于325325375375为宜。简单靠背的高度，大约为宜。简单靠背的高度，大约125125就可以了。对于工矿用椅，靠背与座椅面之间的角度就可以了。对于工矿用椅，靠背与座椅面之间的角度为为9595110110之间，一般以之间，一般以100100为宜。为宜。50当一个人坐在椅子内当一个人坐在椅子内; ; 身体的重量集中身体的重量集中在两块坐骨的小范围内。下图给出了坐椅所在两块坐骨的小范围内。下图给出了坐椅所受到的压力分布。受到的压力分布。重重量量分分布布重量的分布重量的分布51 软的坐垫可以增加接触表面，从而减小压力分布的不软的坐垫可以增加接触表面，从而减小压力分布的不均匀性。一般坐垫高度是均匀性。一般坐垫高度是25mm25mm。52使主要的重量是围绕使用者座骨结节的面积来承受。使主要的重量是围绕使用者座骨结节的面积来承受。太软太高的座椅造成身体不易平衡和稳定，反而不好。太软太高的座椅造成身体不易平衡和稳定，反而不好。椅子表面的材料应采用纤维材料，既可透气，又可减少椅子表面的材料应采用纤维材料，既可透气，又可减少身体下滑。不要采用塑料面，塑料面不透气，表面太滑，身体下滑。不要采用塑料面，塑料面不透气，表面太滑，使人穿着感到不舒服。使人穿着感到不舒服。身躯的稳定性身躯的稳定性 身体的稳定性也可以靠手来帮助，如果需要手臂支撑身体的稳定性也可以靠手来帮助，如果需要手臂支撑，可以把手臂放在桌子上，手臂下面还可以放小的垫子。，可以把手臂放在桌子上，手臂下面还可以放小的垫子。对于有靠手的座椅，靠手高度自椅面以上对于有靠手的座椅，靠手高度自椅面以上200200为宜，应为宜，应该是能使手臂自然的垂下的高度，靠手太高是错误的设该是能使手臂自然的垂下的高度，靠手太高是错误的设计。计。53侧面轮廓侧面轮廓 座椅的复杂程度以及它与人的关系大不相同。但座椅的复杂程度以及它与人的关系大不相同。但对人体影响最大的是座椅的侧面轮廓。对人体影响最大的是座椅的侧面轮廓。 在座椅的设计过程中，必须进行实验来确定座椅的在座椅的设计过程中，必须进行实验来确定座椅的侧面轮廓。用来休息的座椅，称为休息椅。由于椎间盘侧面轮廓。用来休息的座椅，称为休息椅。由于椎间盘内压力和肌肉疲劳是引起不舒服感觉的主要原因，因此，内压力和肌肉疲劳是引起不舒服感觉的主要原因，因此，座椅的侧面轮廓若能降低椎间盘内压力和肌肉负荷，并座椅的侧面轮廓若能降低椎间盘内压力和肌肉负荷，并且降到尽可能小的程度，就能产生舒服的感觉。且降到尽可能小的程度，就能产生舒服的感觉。 当靠背倾角达到当靠背倾角达到110110时，人体的肌电图的波动明显减时，人体的肌电图的波动明显减少。越躺下，越感觉到舒服，完全躺下就是床的设计。少。越躺下，越感觉到舒服，完全躺下就是床的设计。54休息椅休息椅图图5-19 5-19 头部支撑位头部支撑位置置(2)(2)靠背倾斜角度靠背倾斜角度, ,a a，相对于坐面为，相对于坐面为105105110110b b，相对于水平面为，相对于水平面为11O11Ol30l30(3)(3)靠背应有垫腰的凸缘，凸缘靠背应有垫腰的凸缘，凸缘的顶点应在第的顶点应在第3 3腰椎骨与第腰椎骨与第4 4腰椎腰椎骨之间的部位，即顶点高干坐面骨之间的部位，即顶点高干坐面后缘后缘10101818厘米。垫腰的凸缘有厘米。垫腰的凸缘有保持腰椎柱自然曲线的作用。保持腰椎柱自然曲线的作用。(1)(1)为防止臀部前滑，座面后倾一个角度，一般为为防止臀部前滑，座面后倾一个角度，一般为14-2414-24551）轻度休息椅轻度休息椅v座面高座面高330360mmv座面倾角座面倾角510v靠背倾角靠背倾角110v靠背较高靠背较高v适宜长时间会适宜长时间会议和会客用议和会客用。 图图5-16 5-16 轻度休息椅设计尺寸（轻度休息椅设计尺寸（mmmm）562）中度休息椅中度休息椅v座面高座面高280340mmv座面倾角座面倾角510v靠背倾角靠背倾角110115v靠背更高些靠背更高些v适合于家庭客厅适合于家庭客厅和会议室长时间和会议室长时间休息和会客用休息和会客用 。（沙发）。（沙发） 图图5-17 5-17 中度休息椅设计尺寸（中度休息椅设计尺寸（mmmm）57v座面高座面高210290mmv座面倾角座面倾角1523（较大）（较大）v靠背倾角靠背倾角115125v靠背更高靠背更高v一般有头靠和脚一般有头靠和脚凳，可用于轻度凳，可用于轻度睡觉使用。睡觉使用。3 3）高度）高度休息椅休息椅图图5-18 5-18 高度休息椅设计尺寸（高度休息椅设计尺寸（mmmm）58 转轴可使椅子转动，增加了坐者能伸手达到的范围，转轴可使椅子转动，增加了坐者能伸手达到的范围，还能使坐着接近或者离开工作对象，而不需要前后移动还能使坐着接近或者离开工作对象，而不需要前后移动椅子。椅子。 对于要操作脚踢开关的工作人员，不要使用转椅。对于要操作脚踢开关的工作人员，不要使用转椅。 其它要求其它要求59工作椅工作椅 人工作时坐着的座椅叫工作椅。人在工作时，身体人工作时坐着的座椅叫工作椅。人在工作时，身体前倾，凸缘支承住腰部；而放松休息时，人体后靠，前倾，凸缘支承住腰部；而放松休息时，人体后靠，靠背又保持了脊柱的自然靠背又保持了脊柱的自然“S S”形曲线。工作椅并不一形曲线。工作椅并不一定需要靠背，工厂车间和医院的工作椅一般就没有靠定需要靠背，工厂车间和医院的工作椅一般就没有靠背。而办公室的工作椅一般需要靠背，这取决于工作背。而办公室的工作椅一般需要靠背，这取决于工作性质。性质。 60大多数人喜欢高靠背工作椅。设计工作椅应注意：大多数人喜欢高靠背工作椅。设计工作椅应注意：(l)(l)高度可调。办公椅的高度调节范围为高度可调。办公椅的高度调节范围为3838与与5353厘米；厘米；(2)(2)可防止座椅滑动和翻到。椅脚应设计可防止座椅滑动和翻到。椅脚应设计5 5个，平分在直径个，平分在直径为为40404545厘米的圆周上。厘米的圆周上。(3)(3)给人留有足够的活动空间。需要经常站起的座椅采用给人留有足够的活动空间。需要经常站起的座椅采用小脚轮。小脚轮。(4)(4)保证腿的活动空间，以减轻腿的疲劳保证腿的活动空间，以减轻腿的疲劳! ! (5)(5)座面应为座面应为40404545厘米宽，厘米宽， 38384242厘米长，座面中部稍厘米长，座面中部稍微下凹，前缘呈弧曲面，座面后倾微下凹，前缘呈弧曲面，座面后倾4 4“6 6”。(6)(6)座面的材料应透气不打滑座面的材料应透气不打滑; ;以增加坐面的舒服感以增加坐面的舒服感; ; 61人们坐的方式。右图是人们坐的方式。右图是261261个男性和个男性和117117个女性办公人员的习惯坐姿。个女性办公人员的习惯坐姿。办公人员的坐姿设计：办公人员的坐姿设计：62(1)(1)座椅高度为座椅高度为38385454厘米能使躯体上部感觉舒服厘米能使躯体上部感觉舒服; ;(2)(2)造成大腿疼痛的原因主要是工作时体重在大腿上，其次是座造成大腿疼痛的原因主要是工作时体重在大腿上，其次是座椅的高度椅的高度; ;(3)(3)如果座椅可调并备有脚垫台，桌子高度应为如果座椅可调并备有脚垫台，桌子高度应为74747878厘来，以厘来，以提供最大的调节范围。提供最大的调节范围。(4) 57%(4) 57%的坐姿工作人员有腰痛症状的坐姿工作人员有腰痛症状; ;(5)(5)肩痛和颈痛的占肩痛和颈痛的占2424，手和手臂痛的占，手和手臂痛的占1515，多数打字员抱，多数打字员抱怨桌子太高怨桌子太高; ;(6)(6)在坐着工作人员中在坐着工作人员中: :有有29%29%的有膝痛和脚痛的症状，大多数是的有膝痛和脚痛的症状，大多数是身材不高的人，这是因为没有垫脚台，人只好坐在椅子前缘身材不高的人，这是因为没有垫脚台，人只好坐在椅子前缘; ;(7)(7)无论身材大小，绝大多数大都希望座面要低于桌面无论身材大小，绝大多数大都希望座面要低于桌面27273030厘厘米，人倾向于优先保证躯体部分的自然姿势米，人倾向于优先保证躯体部分的自然姿势; ;(8)(8)倒靠背上的时间占整个工作时间的倒靠背上的时间占整个工作时间的42%42%，说明靠背的重要。，说明靠背的重要。 63第三节第三节 卧具的设计卧具的设计 64一、睡眠的生理一、睡眠的生理 与睡眠直接相关的卧具的设计与睡眠直接相关的卧具的设计-我们一般也主要我们一般也主要是指床的设计，就非常重要了。就像椅子的好坏可以影是指床的设计，就非常重要了。就像椅子的好坏可以影响到人的工作生活质量和健康状况一样，床的好坏也同响到人的工作生活质量和健康状况一样，床的好坏也同样会产生这些问题。样会产生这些问题。 65u人在睡眠时的身体活动人在睡眠时的身体活动空间大于身体本身；空间大于身体本身；u是对睡眠的研究发现人在是对睡眠的研究发现人在睡眠时身体也在不断的运动。睡眠时身体也在不断的运动。而睡眠深度与活动的频率有而睡眠深度与活动的频率有直接关系，频率越高，睡眠直接关系，频率越高，睡眠深度越浅。深度越浅。 66人在睡眠时的身体活动空间大于身体本身。人在睡眠时的身体活动空间大于身体本身。二、床的尺寸二、床的尺寸6747cm47cm的宽度大于人体的最大尺寸，但并不是理想的。的宽度大于人体的最大尺寸，但并不是理想的。70cm70cm只是满足了最低限度。只是满足了最低限度。 1.1.宽度宽度科学家们进行了不同宽度的床与睡眠深度的相关实验科学家们进行了不同宽度的床与睡眠深度的相关实验6869 人在躺下时的肢体的伸展，人在躺下时的肢体的伸展，实际比站立的尺寸要长一点，实际比站立的尺寸要长一点，再加上头顶和脚下要留出部分再加上头顶和脚下要留出部分空间，所以床的长度比人体的空间，所以床的长度比人体的最大高度要多一些。最大高度要多一些。 2.2.长度长度70床长床长 L=h1.05+a+bL=h1.05+a+b a=10,b=5 a=10,b=5v床宽床宽 W=2.5W=2.5w ww w：肩宽（男：肩宽（男4343，女，女41cm41cm）床高：床高： 40-60cm40-60cm71床面软硬的舒适程度与体压的分布直接相关，体压分布床面软硬的舒适程度与体压的分布直接相关，体压分布均匀的较好。均匀的较好。三、床面材料三、床面材料72床垫太硬床垫太硬 局部压力增大，背局部压力增大，背部肌肉收缩增强。部肌肉收缩增强。 床垫硬时，显示压力分布不均匀，集中在几个小区域，造成局部床垫硬时，显示压力分布不均匀，集中在几个小区域，造成局部的血液循环不好，肌肉受力不适等。的血液循环不好，肌肉受力不适等。73床垫很软时床垫很软时 身体呈身体呈W W形，椎间盘内压力增大。形，椎间盘内压力增大。74不同软硬程度的床上人睡眠时翻身的情况不同软硬程度的床上人睡眠时翻身的情况 75v使用过软的床时使用过软的床时约约8%8%的时间处于仰卧状态的时间处于仰卧状态v软硬适中软硬适中45%45%时间仰卧时间仰卧v偏硬的床偏硬的床30%30%时间仰卧时间仰卧 背部与床面成背部与床面成2-3cm2-3cm空隙的软硬度最好（见图）空隙的软硬度最好（见图）76v3床垫的三层构造床垫的三层构造vA层是与身体接触的部分，必须是柔软的，层是与身体接触的部分，必须是柔软的，vB层是相当硬的一层，保持身体整体水平上下移动层是相当硬的一层，保持身体整体水平上下移动vC层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用结论：结论： 床面材料，应在提供足够柔软性的同时保持床面材料，应在提供足够柔软性的同时保持整体的刚性。整体的刚性。 77（1 1）材料的缓冲性）材料的缓冲性 v床垫床垫A A层层 不同不同材料混和材料混和vB B层层木棉、羽木棉、羽毛等压制而成。毛等压制而成。vC C层层弹簧、泡弹簧、泡沫塑料等缓冲吸振沫塑料等缓冲吸振较好的材料。较好的材料。78798081 我国在1966年对五种木制家具的基本规格尺寸作了统一规定，1982年将其定为国家标准（GB3326332882）。这五种家具分别是办公椅、办公桌、文件柜、衣柜和床。设计这些家具时，它们的外形尺寸应按这个标准确定。 （1）办公椅 座高440mm是依据我国人体平均小腿长度为380420mm，并加鞋底厚20mm，取其上限值定出的。座宽是根据人体臂宽310320mm，并留有一定的活动范围，同时考虑到造型比例的要求定出的。座深主要根据大腿水平长420450mm，而腿内侧至座前沿尚需保持一定空隙为最舒适而定的。背倾角是为了人体依靠椅背休息时能最合理地支撑上体的部分体重，以减轻下肢的负荷 。 国家标准规定的背倾角是根据各地经验而定的。座倾角的设计则是为了平衡人体靠背休息时向前滑动的力量，一般为23.5，故座前后高度差为1020mm。扶手高是根据人体肘下尺寸为220240mm，手放扶手上应能使肩部肌肉放松，所以扶手高度比这个尺寸小一些为宜。 （2）办公桌 桌 高 应 与 椅 高 相 适 应 ， 以 确 保 视 距 保 持340350mm。桌面的长和宽采用了几组尺寸，以适应不同的使用场合，如家庭用的尺寸就比较小。桌面的最大尺寸以两臂能伸展得到为限，最小尺寸以能放下玻璃板、墨水瓶等文具用品为限，其长宽比又考虑了造型要求。 此外，桌面尺寸还考虑了人造板规格，中间空净高与中间空净长要能保证坐时小腿及膝盖等部位有合理的活动空间等因素。柜脚净高尺寸不小于120mm，是综合了打扫卫生、合理利用空间、造型美观以及柜底存放小器皿等多种因素而确定的。大的办公桌或写字台尺寸只是桌面长、宽比例的变化，以适应使用的需要。柜脚净高尺寸通用于文件柜和衣柜等。 （3）床 床高是为满足既能“卧”也能“坐”的要求，双层床的空间净高的尺寸以能保证人们坐在床上不影响自由活动为宜。长度是依据身长加头脚空隙而确定的，这个尺寸既可满足我国90%以上人口的要求，又考虑了我国人体高度有逐年增长的趋势。我国成年人平均高度，男为1.67m，女为1.56m。床宽是根据对全国产品的实际尺寸调查而确定的。 图图2.69 人体与各类家具的尺度人体与各类家具的尺度 图图2.70 各类凳椅的尺度各类凳椅的尺度 表表2.3 各类凳椅常用的尺寸表各类凳椅常用的尺寸表 图2.71 衣柜各部分的常用尺寸 图2.72 床的尺度 图2.73 办公桌的尺度 思考题思考题v1 1、人体水平面作业空间尺寸在进行家具设计中如何、人体水平面作业空间尺寸在进行家具设计中如何运用的？运用的？v2 2、立姿时最省力操作的作业位置？、立姿时最省力操作的作业位置？v3 3、作业面的高度如何进行确定？、作业面的高度如何进行确定？v4 4、简述座椅的设计与人的坐姿的关系、简述座椅的设计与人的坐姿的关系v5 5、座椅设计的人体工程学基本原则？、座椅设计的人体工程学基本原则？v6 6、舒适的寝具应从哪些方面进行考虑？、舒适的寝具应从哪些方面进行考虑？94作业：作业：工作椅设计：根据人体尺寸及椅子设计原则，分析目工作椅设计：根据人体尺寸及椅子设计原则，分析目前学生用椅的缺点，设计一种适合学生用的椅子。前学生用椅的缺点，设计一种适合学生用的椅子。 请请注意：你可以根据自己的兴趣，设计其他椅子。注意：你可以根据自己的兴趣，设计其他椅子。 95