家具设计中的人体工程学

家具设计中的人体工程学 2007-4-5 21:12:00 | By: brownzc 在室内设计中，我们往往会涉及到两个专业的理论：人体工程学和人因工程学。在装修过程中知道这两个 学问中的一些知识是很重要的。在一些论文中，有人认为人体工程学和人因工程学属于同一概念。本文意 在简单阐述和介绍，并不构成对理论的争议。人体工程学(Ergonomics)又叫人体工学或人类工程学，人体工程学是探讨人与环境尺度之间关系的一门 学科。人体工程学通过对人类自身生理和心理的认识，并将有关的知识应用在有关的设计中，从而使环境 适合人类的行为和需求。对于室内设计来说，人体工程学的最大课题就是尺寸的问题。通过人体工程学， 我们知道，一个人的肩膀宽约在600mm左右，所以当我们要设计一条过道要容纳两个人的就得是1200mm宽。 而这条过道仅仅能确保一人行进，一人侧避的情况下，过道就得是900mm宽。在装修家具时，我们知道厨 柜需要多高，写字台需要多高，床需要多长，这些数据都不是随意定夺的，而是通过大量的科学数据分析 出来的，具有一定的普遍通用性的。人体工程学并不仅仅是提供一个普通性数据的学科，它还是一门优化 人类环境的学问，通过它，人们可以设计越来越舒服的沙发和床垫，也能设计出更方便的工作制服。 人体工程学在室内设计中最主要的内容是：1、人体尺寸；2、人体作业域；3、家具设备常见尺寸；4、建筑尺度规范5、视觉心理和空间。人因工程学(Human Factor)，也称人素工程学，人机工程学。人因工程是探讨人类日常生活和工程中的 人与工具、环境、设备、用户、机器之间的交互作用的关系，以及如何去设计这些会影响人的事物和环境 以及人在使用这些关系时的心理和行为习惯。在人因工程中，人是其中的一个子系统，在设计过程中，就 是要尽可能使整个系统的各个子系统有很好的配合。通俗点说，就是设计的东西，要在人的能力和本能极 限之内，并得以合理使用。我们用电脑时，有时候我们想删掉一个文件，操作后windows系统会弹出一个警告框问你：确实要把xx x放入回收站吗？是/否。我们早年的录音机要录音时，要同时按下两个键才能录音也就是这个原理。它用 预先的手法来避免人会容易犯下的错误。在室内设计中也是同样的道理。我们会设计一种床头靠背，我们 会去预测主人会怎么去使用它，假设可能遇上什么麻烦，从而在设计中尽量解决和避免它。 人因工程学在室内设计中最主要的内容是：1、人体生理特征；2、累积损伤疾病；3、作业环境影响(温度、照明、噪音、运动、震动)；4、特殊人群差异；5、意外和安全。人体工程学，是室内设计中必不可少的一个专业课程，相对之下，人体工程学的知识要比人因工程学的理 论实际和重要一些，掌握更多的科学知识，对于我们来说，总是没有损失的，无论是设计师还是业主，采 用科学的知识可以避免不必要的损失和损害，也能使我们的生活更趋美好。老火无法在一篇文章详尽地解 释这些专业的理论，但是我们很容易在书店购买到此类专业理论书籍和常用数据手册。随着生活水平的提高和消费观念的转变，人们对生存环境和自身健康日益关注。我们欣喜地发现： 以人为 本的观念深入人心，健康消费正日益成为一种新的时尚。作为家具产业的一个重要组成部分，健康家具成 为 21 世纪家具业发展的主流。对健康家具的理解什么是健康家具呢？就是能够满足使用者的特定需要，有益于使用者的健康，没有对人体毒害和伤害 的隐患，在生产过程中有严格的尺寸标准，按人体工程学原理设计的家具。这种家具应具备如下特点：家具用料是倾向自然的，本身不含有害物质。产品按人体工程学设计，以人为本，不但重视人体在静态条件下生理状况，而且研究人体在动态条件 下生理状况。在正常使用和偶尔误用情况下不会对人产生不利影响和伤害。设计生产中尽可能延长产品使用周期，让其更为耐用，减少再加工中的能源消耗。设计出的产品要品位高，应具有文化底蕴和科技含量。健康家具的尺寸健康家具一定要合乎标准才能有利于人体的健康。对于桌椅类的高度，国家已有标准规定。其中，桌 类家具高度尺寸标准可以有700 毫米、720毫米、740 毫米、760毫米四个规格；椅凳类家具的座面高度可 以有400毫米、420 毫米、440毫米三个规格。另外还规定了桌椅配套使用标准尺寸，桌椅高度差应控制在 280 至 320 毫米范围内。正确的桌椅高度应该能使人在坐时保持两个基本垂直：一是当两脚平放在地面时，大腿与小腿能够基 本垂直。这时座面前沿不能对大腿下平面形成压迫。二是当两臂自然下垂时，上臂与小臂基本垂直，这时 桌面高度应该刚好与小臂下平面接触。这样就可以使人保持正确的坐姿和书写姿式。如果桌椅高度搭配的 不合理，会直接影响人的坐姿，不利于使用者的健康。为此，写字桌台面下的空间高不小于 580 毫米，空 间宽度不小于520 毫米。至于沙发类尺寸，单人沙发座前宽不应小于480毫米，座面的深度应在480 至600毫米范围内，座面 的高度应在360 毫米至420 毫米范围内。挂衣柜类的高度方面，挂衣杆上沿至柜顶板的距离为 40 毫米至 60 毫米，大了浪费空间；小了，则放 不进挂衣架。挂衣杆下沿至柜底板的距离，挂长大衣不应小于 850 毫米。衣柜的深度主要考虑人的肩宽因 素，一般为600 毫米，不应小于500,否则就只有斜挂才能关上柜门。对书柜类也有标准，调板的层间高度不应小于 220 毫米。小于这个尺寸，就放不进 32开本的普通书籍。 搁板层间高一般选择300毫米至350 毫米。健康家具的人体工程学原理无论是读书写字，还是使用电脑、打字机。以及工厂里的桌面加工、装配等桌面作业，现有的作业面 形状（包括矩形、弧形等等）不合理的原因，关键在于不能给使用者提供合适的肘部及前臂的支撑。要解决 这个问题，就必须改变现有作业面的形状，尤其是改变传统的矩形模式。现在有了一种按照人体工程学原理设计的带有支肘板（折叠式及推拉式）的桌面结构的新技术，当把左、 右两块肘板都打开时矩形（或弧形等等）桌面靠近人体的一侧就变成了凹形结构，即两端支肘板凸出，处于 人的腰部的两侧，中间凹进，人的腰部可以宽松地进入桌边的凹入部位，此时上臂放在支肘板的桌面上， 处于向前内斜放的水平位置。人们在带有支肘板的桌面上进行各种类型的桌面作业时，第一，有了合适的 肘部支撑之后可以使人体保持合理的操作坐姿，既能采取直立或稍向前倾的坐姿，避免了弯腰驼背，对某 些桌面作业还可以采用稍向后倾的坐姿，舒服地倚靠在座椅的靠背上。操作者有多种可供选择的坐姿，可 以经常变换姿势以减轻疲劳。合适的肘部支撑不仅使坐姿端正、稳定，同时也使桌面作业更加端正，例如 写字时可以由左到右平直地写了。第二，肘部有了可靠的支撑，使人在进行桌面作业时，上身的有关部位 包括颈、肩背、腰、手臂、手腕及手等部位的肌肉都很放松，感觉比较舒适，减轻了肌肉的疲劳、疼痛与 劳损。第三，从视力健康的角度来讲，坐姿稳定，使视距保持在合理的范围之内，避免了视距过短的普遍 现象，这对于保护视力、预防近视非常有益。当然，带有支肘板的桌面结构，从反面的角度来说，肘部支撑会影响肘及手臂的运动，桌面作业时感 到不太灵活。但是，多数桌面作业时双肘的运动范围本身就不是很大，所以这种桌面结构对运动的妨碍并 不明显，综合来看，还是利大于弊。随着科学技术的进步，以坐姿进行桌面作业成为未来劳动者的主要工作姿势，带有支肘板的桌面结构 更有益于健康的工作环境、学习环境和休息环境。健康家具的安全从生产者的角度来看健康家具产品要特别注意其安全可靠性，例如：衣橱要按标准生产，有足够的深 度；上下组合的要有锁紧手段，层板有足够的承受力，负重时不会向下弯。抽屉不应整个拉出。餐台的平 衡要求很高，根据标准，台边受力30 千克时台桌不应翻倒，台面如有玻璃应有固定胶垫以防走位，台角浑 圆以免碰伤。折叠台应有开关锁，以防小儿被夹等安全工艺措施。从消费者的角度来说，应该如何选择安全家具呢？(1)稳定。应选择底部较阔，平稳贴地，不左摇右晃 的产品；(2)结实。单薄的家具受重力会变形。接合部分易移位造成使用时摇摆。层板单薄使用时易下弯， 造成开关橱门不畅。单薄的家具更多的可能造成木楼的断裂致使严重事故；(3)危险陷阱。有尖角及利边或 一些足以构成受伤的间隔、空位。例如床、床梯空位，儿童身体能穿过头而不能通过原空位；(4)结构。家 具各部位不应有裂纹，接合部分应紧密，不应有出头的螺钉，不应在结合部位使用钉子，而应是榫槽结构 (5)装配。每一部位包括配件应妥善装嵌，螺丝上紧，开关、锁具都要容易使用 不少家庭都把厨房看成家庭装修的“重头戏”。一家装设计师指出，厨房虽小，可要装修得“实用、美观 安全”还需花一番力气，对于其中几个关键部位的尺寸就更需要从人性化方面去着重把握。从功能上讲，厨房布局应便于食品的储存、准备、清洗、烹调这一操作过程。一般储存、清洗、烹调 这三大功能区应设计成带拐角的三角区，按照人体工程学的原理，三大功能区三边之和在4.57 米-6.71米 为宜。为方便使用，建议存放蔬菜的箱子、刀具、洗涤剂等以洗涤池为中心存放，在灶炉旁两侧留出足够的 空间，便于放置餐具。厨房较小，工作台可沿一面墙一字型布置；较宽敞的厨房，则可沿两面墙布置成走 廊型，这种形式可容纳几个人同时操作；也有把工作区沿墙作90度双向展开的L型，可方便各工序连续操 作。厨房中的台面、吊柜必须依人体工程学原理设计，以东方人的体形而言，厨房中的工作台面高度应该 为 85 厘米，深度 60 厘米，吊柜应该为 37 厘米。通风是保证室内卫生的重要条件，也是保持人身健康、安全的必要措施。排气扇、排气罩、抽油烟机 一般安装在煤气灶上方 0.7 米左右，选择抽油烟机的造型、色彩应与厨柜的造型、色彩相统一。与厅、室 相连的开敞式厨房要搞好间隔，可用吊柜、立柜做隔间，装上玻璃推拉门，尽量使油烟不飘入内室。 在新的厨房概念中，厨房不仅是烧菜的地方，还应该是娱乐、休闲、朋友聚会、沟通情感的家庭场所。“厨 房新生活”传达了一个全新的生活概念。在选购橱柜时不仅要注意柜体面材的选择，在进行厨房设计时， 还应该考虑合理的作业流程和人体工程学设计。合理的工作流程可以在厨房作业时，保持一份悠然自得的 心态，舒适的人体工程学尺度能充分让您感受到人性化的温暖，操作起来也得心应手。人体工程学是一门充满人性化考虑的科学，也是最贴心、最舒适的科学。以清洁餐具为例，习惯上，在清洁水池上方吊柜存放餐具，如果没有按科学的测量，操作起来的结果 就像漫画里的人物，拿放物品非常费劲。如果按人体工程学的原理加以设计，加宽水池的宽度，延展的宽 度作为后操作台，同时降低吊柜的高度，只是改变一点，就可以把工作的强度降到最低。以烹制食品为例，普通的操作台与吊柜之间的高度设计不够合理，操作起来，阻隔视线，一不小心， 还有碰头的危险。当人体工程学巧妙的融入橱柜设计中，一切就不同了。在这组漫画中，可以看到真实的 类比。以吊柜的开启方式为例，吊柜是橱柜中重要的组成部分，存放物品时，吊柜的开启方式，直接影响使 用是否方便。传统的开启方式占用空间，上掀柜门方便好用，也利于美观。以柜子与大抽屉的类比为例，通过漫画可以很清晰的看到柜子与大抽屉的区别。如果我们用柜子储藏 物品，取物时，要打开柜门，蹲下才可以拿到物品。如果用抽屉储存物品，拉开抽屉，就可以看到全部的 物品，轻松取物。一切都是那么轻松和舒适，人体工程学在橱柜设计中的运用，让舒适的生活在厨房中精 彩上演。家具设计应符合人体工程学 家具可不是只要好看就行，还要使用起来舒适方便。现代家具的设计特别强调与人体工程学相结合。人体 工程学重视“以人为本”，讲求一切为人服务，强调人类的衣、食、住、行，从人的自身出发，在以人为 主体的前提下考虑其他因素。人体工程学已广泛应用于现代的工业产品设计，在家具设计中的应用也正臻 成熟。家具产品本身是为人使用的，所以，家具设计中的尺度，造型、色彩及其布置方式都 必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的 人体工程学在家具设计中的应用，就是特别强调家具在使用过程中对人体的生理及心理反应，并对此进行 科学的实验和计测，在进行大量分析的基础上为家具设计提供科学的依据。同时，把人的工作、学习、休 息等生活行为分解成各种姿势模型，以此为研究家具设计，根据人的立位、坐位和卧位的基准点来规范家 具的基本尺度及家具间的相互关系。具体地说，在家具尺度的设计中，柜类、不带座椅的讲台及桌类的高度设计以人的立位基准点为准； 坐位使用的家具，如写字台、餐桌、座椅等以坐位基准点为准；床、沙发床及榻等卧具以卧位基准点为准 如设计座椅高度时，就是以人的坐位（坐骨结节点）基准点为准进行测量和设计，高度常定在 390mm-420mm 之间，因为高度小于380mm，人的膝盖就会拱起引起不舒适的感觉，而且起立时显得困难；高度大于人体 下肢长度 500mm 时，体压分散至大腿部分，使大腿内侧受压，下腿肿胀等。另外，座面的宽度、深度、倾 斜度、*背弯曲度都无不充分考虑了人体的尺度及各部位的活动规律。在柜类家具的深度设计、写字台的高 度及容腿空间、床垫的弹性设计等方面也无不以人为主体，从人的生理需要出发。家具的造型设计、材料的选用及搭配、装饰纹样、色彩图案等则更多地考虑了人的心理需要。如老年 人房间的家具造型端庄、典雅、色彩深沉、图案丰富等；青年人房间的家具造型简洁、轻盈、色彩明快、 装饰美观等；小孩房间的家具造型色彩跳跃、造型小巧圆润等。材质的软硬、色彩的冷暖、装饰的繁简等 都会引起人们强烈的心理反应，所以，现代家具设计因人而异，更讲究个性化，订做方式的家具设计与生 产将更多地出现在家具的生产与流通中。因此，良好的家具设计可以减轻人的劳动，节约时间，使人身体健康，心情愉悦，而良好的家具设计 得益于正确地使用人体工程学原理。沙发注重“人体工程学”沙发的设计首先强调的是符合“人体工程学”，柔软但不能过度，不然会造成骨骼及坐卧习惯的偏差 一般来说，现在的新款沙发普遍要比以前的硬，在造型上，没有太多繁杂的线条，推崇的是整体的优 雅自然感；色彩将流行单一的天然纯色系，如米白、灰白、湖水绿等；在功能上，除坐卧以外，许多沙发 在设计时添加了脚凳、小茶几等附件。此外，不少沙发还备有*椅角度变化功能，免除你因相同坐姿过久而 产生的疲劳。几年前盛行一时的皮面转角沙发将趋于没落，新款多为单人或双人沙发，面料以布面为主。当然，高 质量的皮面单人沙发也会受青睐，不过价格十分昂贵。椅子趋向“万能”近来椅子的流行趋势是突破局限定义的束缚，能同时身兼数职，在客厅是主人椅，在餐厅是餐桌椅， 在书房是读书椅等。在造型上，人们舍弃了以往椅子设计的怪异与刺激外形，转而成为趋向自然的浑圆风格。在材质上，椅子与桌子正好相反，将流行非原木材料，各种塑胶及复合材料大量使用。在色彩方面， 则以浅柔粉嫩的轻快色调为主。 家居生活中，我们大部分时间都是坐着的。一把符合人体工程学需要的椅子能让我们坐得更舒适，生活更 健康。好的坐椅设计应当令使用者上半身的重心落在臀部的骨骼上，以人的坐位（坐骨结节点）基准点为准 设定座椅的高度，通常来说，座椅的高度为39cm-42cm之间，因为座椅的高度如果低于38cm，使用者的膝 盖就会拱起，从而导致不适的感觉的产生，并且使用者要起身时，会比较困难；当座椅的高度大于50cm时, 当使用者坐下后，使用者的体压会分散至大腿部分，令使用者的大腿内侧受压，严重的会导致下腿肿胀。当我们要选择一把好的合适自己的椅子时，我们要对椅子的坐面、靠背、扶手等几个方面进行考量。 座面的宽度、深度、倾斜度、靠背弯曲度等均需符合自己身体的尺度及各部位的活动规律。一把好的椅子的坐面不能过高，因为坐面太高的话，使用者会双腿悬空，如此使用者的腿部肌肉会受 压，大腿、小腿和背部肌肉均呈受拉状态，这种状态极易令使用者感到疲劳。而当坐面过低时令使用者膝 盖弯曲度小于9 0时，使用者的体压会过分集中，令腹部肌肉产生挤压，从而影响其腰部胝部椎骨的状 态，令使用者的背部肌肉受牵引，负荷压力增大，从而导致痛苦不适，令使用者感到疲劳。 一把好的椅子，其坐面的宽度也必须恰如其度，坐面过窄，会令使用者感到不适，因为其身体两侧的肌肉 均会受到挤压；而坐面过宽的话，使用者的双臂肯定会向外张开，如此使用者的背阔肌和肩部三角肌等肌 腱组织均会受到拉伸，坐得久的话，这会令使用者感到疲劳。好的椅子的靠背也很有讲究。一般来说，对于一把椅子来说，靠背并不是一个必须存在的部分，如果 使用者的活动范围较大，希望能够灵活自如地转身、取放物品的话，可以选择没有靠背的椅子。当使用者 工作使用椅子的时间较长时，有靠背的椅子能让使用者感到更舒适。一般来说，靠背的高度不是固定的， 依使用者的习惯和感觉而定，对于工作椅来说，只要不影响使用者的活动，靠背高度低者可仅达使用者的 第一第二腰椎，高者可到使用者的肩胛骨、颈部；不过对于休闲式的椅子来说，靠背的长度则以颈部为宜 如此则好支撑使用者的头部，方便使用者休息。靠背的倾斜度也有学问，它是随着使用者休息程度的加大和靠背本身长度的增加而增加的，与坐面的 高度、深度、倾斜度也有关系，同时必须符合人体脊柱的弯曲曲线。一般来说，靠背倾斜角度都是逐渐向 后增加的，它对人体的支撑点也同时逐渐向上转移，如此，支撑点和支撑角度由一个增加到两个。通常来 说，靠背和坐面的夹角越大，使用者休息时会感到越舒适。此外，椅子的软硬程度也很重要，人体的解剖及生理学知识告诉我们，坐着的时候，人的腰椎负荷比 站立时要大，脊柱和骨盆位置应当相互垂直，其垂直的固定位置由脊椎两旁的肌肉维系。如果脊柱和骨盆 的位置长期偏移，这个系统的受力就会产生偏差，由此容易引发背部肌肉痉挛，甚至于骨骼损伤，久而久 之，使用者会感到腰酸背痛。也就是说，不良坐姿能令使用者的脊柱、颈椎等骨骼受到损伤。太软的椅子 容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，从而导致腰酸背痛的现象的产生。遇到这种情况，使 用者应考虑更换椅子，给自己选择一把较硬的椅子，如继续使用原来的椅子的话，则坐下时臀部尽量往后 移，让背部贴近椅子的靠背，而不是悬空，同时也可以考虑给自己的腰间加一个靠垫，以作为支撑物。同 时记得每隔一段时间后，更换自己的坐姿，并适当地运动运动，舒展一下自己的四肢，然后再继续工作。