第六章人机工程学与家具设计课件.ppt

1、家具设计家具设计第一章绪论第二章家具发展史第三章家具造型设计第四章家具的色彩设计第五章材料与家具设计第六章人机工程学与家具设计第六章人机工程学与家具设计n家具不仅要在基本功能上满足人类的要求，同时还应有家具不仅要在基本功能上满足人类的要求，同时还应有利于人的生理和心理健康。从某种意义上来讲，设计家利于人的生理和心理健康。从某种意义上来讲，设计家具就是设计生活，这里面包含着两层含义，一是生活用具就是设计生活，这里面包含着两层含义，一是生活用途，二是舒适性。要实现这一目标就需要对人类行为与途，二是舒适性。要实现这一目标就需要对人类行为与家具的使用特性作科学的分析。随着人体工程学的发展，家具的使用特

2、性作科学的分析。随着人体工程学的发展，二战后现代人体工程学逐步导入家具设计，人们正越来二战后现代人体工程学逐步导入家具设计，人们正越来越重视以人为本的功能设计。现代家具设计正是建立在越重视以人为本的功能设计。现代家具设计正是建立在对人体的构造，尺寸、体感、动作、心理等人体机能特对人体的构造，尺寸、体感、动作、心理等人体机能特征的充分理解和研究的基础上来进行的系统化设计。人征的充分理解和研究的基础上来进行的系统化设计。人体工程学的理论是我们进行家具功能设计的科学依据。体工程学的理论是我们进行家具功能设计的科学依据。n第一节第一节 人体工程学与室内家具设计的关系人体工程学与室内家具设计的关系一、人

3、体工程学的定义一、人体工程学的定义n国际人类工程学会（International Ergonomics Association,简称IEA）对人体工程学所下的定义是：研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、家庭生活中和休闲时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。但是，关于人体工程学的定义到现在依然众说纷纭，各个国家对它的命名也各不相同，西欧采用“Ergonomics”，美国采用“Human Engineering”。我国还是采用了“Ergonomics”，但是由于处于初步阶段，译名也不一致。我国心理学界、医学

4、界、管理学会和标准计量部门倾向于译成“人类工效学”；建筑行业和轻工业称之为“人体工程学”；机械工业系统和劳动保护部门则多译成“人机工程学”。家具设计作为工业产品设计的学科，多关注的是产品本身在使用过程中人的适应度和人的感受度，所以取“人体工程学”的名称更为贴切。n人体工程学的内容包含着生理与心理两方面内容，从生理角度看，主要研究依靠人体的结构尺寸，找出与设计物的比例关系，根据人体结构的基本参数进行各领域的设计活动，满足人们的物质需求；从心理角度看，研究色彩、线条、空间、形状、声音、气味、肌理等客观因素对人的感情、运动、意志、行为等方面的影响，从而在具体的设计中注意造型、色彩、环境等因素，达到更

5、科学、更合理，满足人们的精神需求。二、二、人体工程学在家具功能设计中的作用人体工程学在家具功能设计中的作用n（1）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佳尺寸，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。n（2）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。通过掌握人体工程学知识，综合考虑人与家具以及室内环境的关系并进行整体系统设计，才能充分发挥家具的总体使用作用。三、人体尺寸及应用概述三、人

6、体尺寸及应用概述n家具设计最主要的依据是人体尺寸，如坐深为沙发、座椅座深尺寸设计的依据；小腿加足高为座椅椅面高度设计的依据；坐高为双层床层高尺寸设计的依据；坐姿肘高为书桌、餐桌高度设计的依据。人体站立的基本高度，伸手最大的活动范围，坐姿时的下腿高度和上腿的长度及上身的活动范围，睡姿时的人体宽度、长度及翻身的范围等等都与家具尺寸有着密切的关系。因此家具设计，必须首先了解人体尺寸。n人体尺寸可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。前者是指静态的人体尺寸，是人体处于固定的标准状态下测量的。结构尺寸较为简单，它对与人体直接关系密切的物体有较大关系，如家具、服装和手动工具等；后者是指动态的人体尺寸，包括工作姿

7、势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸，它是人进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围。它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。如室内空间设计。n国标GB/T 10001988 中国成年人人体尺寸，是我国重要的人体工程学技术指标，均为构造尺寸。主要包括人体主要尺寸、立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸、人体头部尺寸等。如图6-1，表6-1所示。图图6-1 中国成年人人体尺寸测量示意图中国成年人人体尺寸测量示意图人体主要尺寸 立姿人体尺寸 坐姿人体尺寸 人体水平尺寸 年龄分组 白分测量 位数项目 男（1860岁）女（1855岁）1510509095991510509095991.1身高1

8、54315831604167817541775181414491484150315701640165916971.2体重（kg）44485059707583394244526366711.3上臂长2792892943133333383492522622672843033023191.4前臂长2062162202372532582681851931982132292342421.5大腿长4134284364654965055233874024104384674764941.6小腿长3243383443693964034193003133193443703753902.1眼高14361474149

9、5156816431664170513371371138814541522154115792.2肩高124412811299136714351455149411661195121112711333135013852.3肘高92595496810241079109611288738999139601009102310502.4手功能高6566806937417878018286306506627047467577782.5会阴高7017287417908408568876486736867327797928192.6胫骨点高394409417444472481498363377384410437

10、4444593.1坐高8368588709089479589797898098198558919019203.2坐姿颈椎点高5996156246576917017195635795876176486576753.3坐姿眼高7297497617988368478686786957047397737838033.4坐姿肩高5395575665986316416595045185265565855946093.5坐姿肘高2142282352632912983122012152232512772842993.6坐姿大腿厚10311211613014615116010711311713014615116

11、03.7坐姿膝高 4414564614935235325494104244314584854935073.8小腿加足高3723833894134394484633313423503823994054173.9坐深4074214294574864945103884014084334614694853.10臀膝距4995155245545855956134814955025295615705873.11坐姿下肢长89292193799210461063109682685186591296097510054.1胸宽2422532592803073153312192332392602892993194

12、.2胸厚1761861912122372452611591701761992302392604.3肩宽3303443513753974034153043203283513713773874.4最大肩宽3833984054314604694863473633713974284384584.5臀宽2732822883063273343462752902963173403463604.6坐姿臀宽2842953003213473553692953103183443743824004.7坐姿两肘间宽3533713814224734895183263483604044603785094.8胸围762791

13、806867944970101871774576082591994910054.9腰围62065066573585989596062265968077290495010254.10臀围780805820875948970100979582484090097510001044表表6-1 中国成年人人体尺寸中国成年人人体尺寸（mm）n注注：该表数值均为人体裸体测量结果；立姿指自然挺胸直立，坐姿指坐在椅子上；百分位数指小于或等于该项下尺寸的人数占总人数的百分率；此表根据国家标准GB/T 10001988 中国成年人人体尺寸编制而成。n国标 GB/T 135471992 工作空间人体尺寸给出了三组人体

14、动态尺寸数据。包括工作空间立姿人体尺寸、工作空间坐姿人体尺寸、工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸等。见图6-2所示。图图6-2 工作空间人体尺寸测量示意图工作空间人体尺寸测量示意图工作空间立姿人体尺寸工作空间坐姿人体尺寸工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸n由于人体尺寸是在标准条件测得（如不穿鞋袜、裸体等），而家具的使用（工作中或自然放松状态）与此条件不一致，那么如何使用人体测量数据呢；人有高矮胖瘦，设计的家具该以什么的人尺寸为标准？国家标准GB/T12985-1991 在产品设计中应用人体百分位的通则 对上述两个问题给出了处理的原则：正确选择人体尺寸百分位数，恰当运用人体尺寸的修正量。n我们拿

15、到测量的尺寸数据除了能够灵活运用外，还要考虑到它的与时俱进性。世界上的万物不是一成不变的，它都会进化和改变，因此，这些测量数据也会随着时代的变迁，社会文化的变化而变化。如中国成年人的平均身高比10年前增加了2厘米。因此，认识这种缓慢变化的重要性、了解调查的范围和各种设备的设计、生产有关的发展周期、以及作出对将来人体尺寸的预测都是极为重要的。n此外，国家地域民族不同，人的身高体型也有差异，必须根据本国本地域的国情采取合适的数据进行设计。如图6-3所示。所以，如果不懂得合理的运用数据，了解人体工程学数据利用的本质所在，只会机械地拿来的话，就会有适得其反的效果。比如德国的高档旅游车坐垫高度为440m

16、m，韩国座椅为420mm，我国大多数客车座椅为430mm。这是根据不同国家人体差异定的数据。如果不了解国情，一味地照搬，把国外的原装车辆不经过改进就直接使用的话，国内的乘客并不一定会觉得舒适。n人体尺寸是家具功能设计的基础。面向全国的家具设计依据的人体尺寸见表6-1所示。面向区域或其他国家的家具应参考相应人体测量资料。图图6-3 不同国家人体尺寸差异不同国家人体尺寸差异四、四、家具分类家具分类n根据家具与人和物之间的关系，可以将家具划分成以下三类：n第一类为与人体直接接触，起着支承人体活动的坐卧类家具，如椅、凳、沙发性、床榻等。n第二类为与人体活动有着密切关系，起着辅助人体活动、承托物体的凭倚

17、类家具，如桌、台、几、案、柜台等。n第三类为与人体产生间接关系，起着贮存物品作用的贮存类家具，如橱、柜、架、箱等。n这三大类家具基本上囊括了人们生活及从事各项活动所需的家具。家具设计是一种创作活动，它必须依据人体尺寸及使用要求，将技术与艺术诸要素加以完美的综合。n第二节第二节 人体工程学与坐卧类家具设计人体工程学与坐卧类家具设计一、人体坐姿与椅类家具设计一、人体坐姿与椅类家具设计n据统计，发达国家中坐姿工作的比例已经超过三分之二，这个比例今后还将继续攀升。这无疑也是我国现代化进程中的必然趋势。由此可见生活中椅子的重要，也说明对椅子进行深入研究很有必要。本部分用大幅内容讲解椅子设计，还在于椅子设

18、计在人体工程学具有典型意义能充分体现人体尺寸和人体解剖学在产品设计中的应用方法。n1、人体坐姿生理基础、人体坐姿生理基础n（1）脊柱、椎间盘与骨盆结构）脊柱、椎间盘与骨盆结构n人体骨骼共有206块，分为中轴骨和四肢骨两大部分，如图6-4所示。其中支撑头颅与全身的骨结构为脊柱、骨盆与下肢。脊柱分4个区段：上段是7节椎骨组成的颈椎，接下来12节椎骨组成胸椎，再下面5节组成腰椎，以上共24节椎骨；脊柱的下端是骶尾骨，即由5块融合成一体的骶骨和由4块融合成一体的尾骨组成，如图6-5所示。n 图图6-4 全身骨骼图全身骨骼图 图图6-5脊柱的构造脊柱的构造 n每两节脊椎骨之间的软组织称为椎间盘，由于椎间

19、盘软组织的变形，才使整个脊柱能够实现弯曲活动。全部椎间盘的厚度之和约占脊柱总长度的1/4。其中以腰椎段的椎间盘为最厚，所以人体上身腰部的可能活动度较大。n（2）坐姿脊柱形态的变化及其生理效应）坐姿脊柱形态的变化及其生理效应n如图6-5所示的脊柱侧视弯曲形态是人直立时的形态。这种脊柱弯曲形态下骨间的压力（即椎间盘承受的压力）是比较均匀、也比较小的正常状态。图6-5所示脊柱正常生理弯曲状态的特征是：颈椎为略向前凸的弧形，胸曲为各向后凸的弧形，尤其值得注意的特征是腰椎段为向前凸出的弧形，且曲度较大。n坐姿引起的脊柱形态改变，可由示意图图6-6说明。图a）示意地表示站立时的脊柱生理曲线，腰椎向前凸，且

20、曲度较大。图b)示意地表示坐下后脊柱曲线形态的变化及引起变化的原因。站着时大腿与脊柱一致地顺着铅垂的方向，坐下后相当于大腿骨连带着髋骨一起转过了90，如图b)逆时针箭头所指；于是嵌插在左右髋骨腔孔里的骶尾骨也发生了相应的转动，从而带动整个脊柱各个区段的曲度都发生一定的变化，而其中以腰椎段的曲度变化较大，由向前凸趋于变直（从腰椎的局部区段看），甚至略略向后凸的形态。因此腰椎骨间的压力不能再维持正常、均匀的状态，而这对于坐姿舒适性会产生明显的不利影响。这种影响主要存在于上身没有倚靠的情况下。若座椅靠背有一定的后仰角度，使整个后仰的上身的体重能较多地由靠背分担，影响的程度则有所缓解。a)站着，腰椎前

21、凸 b)坐着，腰椎凸向后 图图6-6 坐姿脊柱形态的变化坐姿脊柱形态的变化n2、人体坐姿特点、人体坐姿特点n从生理学、解剖学和人体力学等方面分析，坐姿有以下特点：n坐姿解除了包括上肢在内的整个上身重量对两腿的压力，减轻了足踝、膝、髋等关节所受的压力，也减轻了全身肌肉、尤其是腿部肌肉的负荷，可减少人体能量的消耗。n站立时血液向腿部汇集，而坐着因放松了腿部肌肉组织，使腿部血管内静压降低，血液较易于向心脏回流循环，能缓解疲劳。n 坐姿有利于维持身体的稳定，也有利于情绪的安定。n 坐姿解放了双脚，使腿脚易于参与操作，还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。n坐姿的不利方面有：操作范围、动作幅度小于立姿操作；不能借

22、助体力、腰力，因此双臂操作力小于立姿；坐姿增加了人体对于环境振动的敏感度，等等。n3椅类家具功能尺寸的设计椅类家具功能尺寸的设计n椅类家具起支承人体的作用，在长期的历史发展中，它的“坐”的功能在本质上没什么改变，对于不同时期和场合，无论是用餐、读书、休息还是办公，椅子都是用于支撑人们的各种坐姿，容纳人的身体。它的外形尺寸的确定主要是以人体的尺寸为依据。通常在家具中，椅子尺寸的确定是最困难的一种。因为椅类家具是人体在肌肉放松的状态下舒适地获得支撑的一种工具。一般椅类家具在功能尺寸的设计上应考虑以下几个因素：椅子的座高、座宽、座深、座倾角与椅夹角、椅曲线以及扶手高度和座椅垫性等。这些因素与人体的基

23、本尺寸都有着密切的关系。n（1）座高n座高是指座面与地面的垂直距离；如果座面后倾或呈弧形，椅子座高则指座前沿中至地面的垂直距离。n座高是影响坐姿舒服程度的重要因素之一，座面高度不合理会导致不正确的坐姿，并且坐的时间稍长，就会使人体腰部产生疲劳感。通过对人体坐在不同高度的凳子上其腰椎活动度的测定得出：凳高为40cm时，腰椎的活动度最高，即疲劳感最强。稍高或稍低都不会使腰部感到疲劳，在实际生活中人们喜欢坐矮板凳从事活动的道理就在于此，人们在酒吧坐高凳活动的道理也相同。如图6-7所示。n图图6-7 座高是影响坐姿舒服程度的重要因素座高是影响坐姿舒服程度的重要因素n对于有靠背的座椅，其座高既不适宜过高

24、，也不适宜过低，它与人体在座面上的体压分布有关。不同高度的椅面，其体压分布情况有显著差异，坐感也不尽相同，它是影响坐姿舒服与否的重要因素。座椅面是人体坐时承受臀部和大腿的主要承受面，通过测试，不同高度的座椅面的体压分布如图6-8所示，可看出臀部的各部分分别承受着不同的压力，椅座面过高，两足不能落地，使大腿前半部近膝窝处软组织受压，由于人的膝窝处神经、血管非常密集，时间久了，血液循环不畅，肌腱就会发胀而麻木；如果椅座面过低，则大腿碰不到椅面，体压分布就过于集中，人体形成前屈姿势，从而增大了背部肌肉负荷，同时人体的重心也降低，所形成的力矩也大，这样使人体起立时感到困难，如图6-9所示。因此，设计时

25、应力求避免上述情况的出现，并寻求合理的座高与体压分布，根据座椅的体压分布情况来分析，椅座高应小于坐者小腿膝窝到地面的垂直距离，使小腿有一定的活动余地。因此，适宜的座高应当小于等于小腿膝窝高加2535mm鞋跟高，再减1020mm为宜，即：座高=小腿窝高+鞋跟厚适当间隙。国家标准规定椅座高为400440mm休闲椅，如沙发等的座高可以低一些，使腿向前伸，靠背后倾，以有利于脊椎处于自然状态，身体保持稳定。座面高=下腿高-5cm时座面高=下腿高 座面高=下腿高+5cm图图6-8 不同座高与体压分布（不同座高与体压分布（g/cm）n图图6-9 座面高度不适比例座面高度不适比例n（2）座宽n根据人的坐姿及动

26、作，椅子的座面往往设计成前宽后窄，前沿宽度称座前宽，后沿宽度称座后宽。n图图6-10 座宽的大小应适中座宽的大小应适中n椅座的宽度应当能使臀部得到全部的支承，并且有适当的活动余地，如图6-10所示过宽和过小都不便于人的随时调整坐姿。肩并肩的联排椅，宽度应当能保证人的自由活动，因此，应比人的肘至肘宽稍大一些。一般靠背椅座宽不小于380mm就可以满足使用功能的需要；对于扶手椅而言，扶手内宽即座宽，它是人体平均肩宽加上适当余量而定。即：扶手前沿内宽=人体肩宽+冬衣厚度+活动余量，一般不小于460mm，其上限尺寸应兼顾功能和造型需要，如就餐用的椅子，因人在就餐时，活动量较大，则可适当宽些。座宽也不适宜

27、过宽，以自然垂臂的舒适姿态肩宽为准。对于沙发等休息用椅扶手内宽一般要大于其它用椅。n（3）座深n座深是指坐面前沿到后沿的距离。座深对人体舒适感的影响力很大，如座面过深，则会使腰部的支撑点悬空，靠背将失去作用，同时膝窝处还会受到压迫而产生疲劳。同时如图6-11所示，座面过深，还会使膝窝处产生麻木的反应，并且也难起立；如过浅，则大腿前沿软组织受压，同样使大腿久坐而麻木。因此，座面深度要适度，通常座深小于人坐姿时大腿水平长度，使座面前沿离开小腿有一定的距离，以保证小腿的活动自由我国人体的平均坐姿大腿水平长度为男性445mm，女性425mm，所以座深可以依此数值减去前缘到膝窝之间应保持的大约60mm空

28、隙来确定，即：座深=座姿大腿水平长60mm(间隙)。对于沙发和其它休息用椅，由于靠背倾斜度较大，故座深可以大一些。正确的座深度 座面过深 座面过深 图图6-11人体与座面深度人体与座面深度n（4）座倾角与椅夹角n座面的后倾角以及座面与靠背之间的夹角（椅夹角）是设计椅子的关键，由于座面向后倾斜一定的角度，促使身体向后倾斜，有利身体重量分移至背的下半部与臀部坐骨结节点，从而把体重全部抵住，而且随着人体不同休息姿势的改变，座面后倾角及其与靠背的夹角还有一定的关联性，靠背夹角越大，座面后倾角也就越大，如图6-12所示。在椅子的使用过程中，座面倾角与靠背斜度的增加能增强人体的舒适感，一般讲夹角越大，人体

29、所获得的休息程度越高，因为身体向后仰时，身体的负载移向背的下半部和大腿部分。一般工作用椅座面倾角与靠背斜度较小，休息用椅则较大，而且休息程度越高其座面倾角与靠背斜度也越大。但对工作用椅来说，为提高效率，人工作时的重心一般会向前，因而水平座面要比后倾斜座面更舒适，甚至还有倾角向前的设计。n图图 6-12 椅座角度与不同的休息姿势椅座角度与不同的休息姿势 n图图6-13椅夹角与靠背支撑点椅夹角与靠背支撑点 n 一般情况下，在一定范围内，后倾角越大，休息性越强，但不是没有限度的，尤其是对于老年人使用的椅子，倾角不能太大，椅夹角与支撑点因为会使老年人在起座时感到吃力。n 通常认为一般工作用椅座面倾角(

30、)为05，靠背斜度()为95105；扶手椅的=35，=105110；沙发=57，=106112；躺椅=615，=112120。随着座面与靠背夹角的增大，靠背的支撑点就必须分别增加到23个，即第2与第9胸椎（即肩胛骨下沿）两处，高背休息椅和躺椅还必须增高至头部的颈椎。其中以腰椎的支撑最重要，如图6-13所示。n（5）扶手高度n休息椅和部分工作用椅还需设扶手，其作用是减轻两臂和臀部的疲劳，也有助于上肢肌肉的休息。扶手的高度应与人体坐骨结节点到自然下垂的肘端下端的垂直距离相近。根据人体测量统计值，扶手上表面至座面的垂直距离为200250mm为宜。两臂自然屈伸的扶手间距净宽应略大于肩宽，一般应不小于4

31、60mm，以520560mm为适宜，过宽或过窄都会增加肌肉的活动度，产生肩酸疲劳的现象如图4-15所示。同时扶手前端还应稍高一些，随座面倾角与靠背斜度的变化，扶手倾斜度一般为1020左右，而扶手在水平面左右偏角则在10范围内为宜，如图6-14所示。n图图6-14 椅子扶手高低不适例椅子扶手高低不适例 n（7）座椅垫性n座椅垫性就是起支承作用的与人体接触的垫层特性。软垫有两个重要作用，一是使体重在坐骨隆起部分和臀部产生的压力分布比较均匀如图6-15所示；二是使身体坐姿稳定。如图6-16所示，垫性不是越软越好，太软的缺点是压力集中减少了，对身体结构的支承也减少了，使臀部和腿部的软组织大部受压，因而

32、增加了坐姿的不稳定性。另外软的坐垫使身体下陷，想保持正确的坐姿和改变坐姿都很困难，容易使人疲劳；若过硬，使人的体重于坐骨降起部分，而得不到均匀的分布，易引起坐骨部分的压迫疼痛感。坐垫和靠背因支承部位不同，压力分布与体表感觉存在着差异，因而对垫性要求也不一样，试坐表明，靠背应比坐垫柔软，感觉就舒服。另外，一般简易沙发的座面下沉量以70毫米为宜，中大型沙发座面下沉量可达80120mm。背部下沉量为3045mm，腰部下沉量为35mm为宜。n图图6-15坐姿下臀部、大腿体压的适宜等压分布（坐姿下臀部、大腿体压的适宜等压分布（10 Pa）n图图6-16 椅垫的软硬性能椅垫的软硬性能n（8）椅曲线（针对休

33、息性强的靠背椅）n休息用椅的椅曲线是椅坐面，靠背面和人体坐姿时相应的支撑曲面如图6-17所示。它是建立在座面体压分布合理的基础上，通过这样的整体曲面来完成支撑人体各部分的任务，并将使用功能与造型美很好的结合在一起，使人们唤起一种美与力的意象。按照人体坐姿舒适的曲线来合理确定和设计休息用椅及其椅曲线，可以使腰部得到充分的支撑，同时也减轻了肩胛骨的受压。但要注意托腰（腰靠）的接触面宜宽不宜窄，托腰的高度以185250mm较合适。靠背位于腰靠（及肩靠）的水平横断面宜略带微曲形以适应腰围（及肩部），一般肩靠处曲率半径为400500mm，腰靠处曲率半径为300mm。但过于弯曲会使人感到不舒适，容易产生疲

34、劳感如图6-18所示，靠背宽一般为350480mm。n 图图6-17 椅曲线与人体椅曲线与人体图图6-18靠背不适例靠背不适例n4椅子实例分析椅子实例分析n（1）库卡波罗的椅子设计n芬兰当代设计大师库卡波罗（Yrjo Krkkapuro，生于1933年）在20世纪下半年几乎获得了国际、国内有关室内与家具设计的所有著名奖项，是当代世界顶级的家具设计大师之一。n他于1959年开始着手，而最终完成于1964年的“Karuselli椅”被誉为“20世纪家具设计中最舒适的椅子”，如图6-19所示，其主体材料采用的是钢加强玻璃纤维，并运用其制作出符合人体曲线的双曲面椅壳，椅内放置纺织品软垫，将椅壳和十字形

35、张开的椅子脚用钢制弹簧和塑料调节器相连接（如图6-20），使椅子具有可摇摆的新结构。其设计充分运用了人体工程学的原理，实现了椅子功能的完善。n 图图6-19 Karuselli椅椅 图图6-20 Karuselli椅的弹性连接椅的弹性连接 n1974-1975年推出的Plasano办公椅系列（图6-21）是库卡波罗的第一套办公家具,开创了以人体工程学为出发点的现代办公家具风格。其设计采用了多层胶合板为主要材料，根据人的坐姿模压成相应的曲线形状，并在需要的地方设置简单的软垫，大大改变了过去办公椅全部软包的厚重形象，这是办公椅构造上的一个创新。而1978年推出的“费西奥椅子”(Fysio Chai

36、r)就是这个类型设计的结晶。这把椅子被号称为“全世界第一把完全根据人体形态设计的办公室座椅”，是人体工程学中具有历史意义的椅子。n图图6-21 Plasano办公椅办公椅 图图6-22 Fysio椅椅nFysio椅的尺度是以人体的平均尺寸(170cm)作为标准。可调节的头枕可以满足各种使用者的舒适要求，身高界于150cm和190cm之间的使用者都可以获得合理的健康姿势。MD杂志的一篇报道介绍了这件作品的独特之处，既头和颈部的支撑。“椅子在头颈部的支撑方面得到了很大的改善，头枕用一颗蝶形旋钮与弯曲的木质靠背相连，其高度可在一定范围内任意调节，这是该椅与以前设计的椅子的最大区别，这种头枕可以使不同

37、身材的使用者都获得最满意的舒适度。如图6-22、图6-23所示。n图图6-23 Fysio椅椅n（2）“大口袋”椅n如图6-24所示，“大口袋”椅是2O世纪6O年代的设计杰作，由意大利皮尔诺卡迪、卡萨雷鲍利尼、弗兰克特奥多罗三位设计师于1967年联袂设计。这只红色的“大口袋”外部为塑胶材质，里面充满了聚丙乙烯颗粒，它舒适、合理、细腻、好看，能适合人身体所有可能触及的部位，具有人体工学的人本理念。如果是小孩子，就可以仰面趴叉地躺在上面；即使没人坐，大口袋椅子也正如人躺在那里一样，松散适意，休闲无比。n图图6-24“大口袋大口袋”椅椅n（3）联邦椅n如图6-25所示，1992年联邦设计并生产了92

38、18实木沙发，这款沙发揉和了现代流线的造型，工艺并符合人体工程学的是设计，骨子里却包涵明清家具的风韵。“联邦椅”的设计揉入了中国明式家具的优秀元素，又结合了现代的人体工学，线条流畅、简洁大方。椅背、扶手形成了一道精美的曲线，于落地处收回，整张椅设计一收一放，一吐一纳，一开一合，天衣无缝，坐在上面与之融为一体，将体“天人合一”的意境及回归自然的舒畅。联邦椅的设计师何启翔先生今年已年届古稀，仍活跃在中国广告的家具设计前沿，被库卡波罗大师称之为一位真正的中国家具设计师。图图6-25 联邦联邦9218二、人体卧姿与床类设计二、人体卧姿与床类设计n1睡眠的生理睡眠的生理n睡眠是每个人每天都进行的一种生理

39、过程。每个人的一生大约有三分之一的时间在睡眠。而睡眠是为了更好的、有更充分的精力去进行各种活动的基本休息方式，因而与睡眠直接有关的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，床的好坏也同样会产生这样的问题。n睡眠质量的客观指标主要有：一是对睡眠深度的生理量的测量，二是对睡眠的研究发现，人在睡眠时身体也在不断的运动，在仰卧和侧卧姿势的间断变化中，这是因为一种姿势过长，各部分会有不适的感觉，需要活动一下身体，使各部分体压状况有所变动、调节，使骨骼、肌肉的状态有所变更。这就是“人体平衡调节理论”在人睡眠中的体现。睡眠的深度与活动的频率有直接的关系，变换频率越高，睡眠

40、深度越浅。仰卧所占时间比例越大，睡眠越沉。日本人机工程学专家小原二郎采用每隔一段时间拍摄一幅照片的方法，记录一夜间仰卧所占时间的比例和翻身的次数，来进行床垫舒适性评价和睡眠质量的研究。如图6-26所示，a)睡眠中的姿势变化睡眠中的姿势变化 b)姿势变换照片的重叠姿势变换照片的重叠 图图6-26 用定时间间隔摄影的方法记录睡眠姿势的交换用定时间间隔摄影的方法记录睡眠姿势的交换n2床的尺寸床的尺寸n（1）床宽n到底多宽的尺寸合适，在床的设计中并不像其他的家具那样以人的外廓尺寸为准。其一是，人在睡眠时的身体活动空间大于身体本身，见图6-26 b)，不规则的图形也是人体的活动区。不论是软床还是硬床，翻

41、身所需要的幅宽约为肩宽的2.53.0倍。其二是，科学家进行了不同尺寸的床与睡眠深度的相关试验，在床的宽度上表现出不同宽度与睡眠深度的关联性。如图4-27为通过脑波(EEG)观测睡眠深度与床宽的关系，47cm的宽度虽然大于人体的最大宽度尺寸，但从图中可以看出并不理想。70cm显然要好得多，当然这也只是满足了最低的要求。所以实际上在日常生活中床的尺寸都大于这个尺寸。床宽W=(2.53)肩宽（成年男子平均为43cm，成年女子平均41cm，一般以成年男子为准）。n（2）床长n在长度上，考虑到人在躺下时的肢体的伸展，所以实际比站立的尺寸要长一些，再加上头顶和脚下要留出部分的空余空间，所以床的长度要比人体

42、的最大高度要多一些。由人体工程学分析，床长如图6-28所示。图图6-28 床的长度床的长度床长L=h1.05+H身高头前余量 一般 10cm脚下余量 一般 5cmn（3）床面高度 n主要考虑方便人起、坐及穿衣、脱鞋等活动，一般以400500mm为宜。对于老年人使用的床高度应高些，以500600为宜，以方便腿脚不灵活的老年人。n随着现代生活的发展，床的概念也不再拘泥于一种传统的模式，床的高度被降低了，甚至简化为在地板上放张弹簧床垫。设计应结合室内整体环境考虑，与个人的喜好、生活习惯有密切联系。n3人体的寝卧姿势人体的寝卧姿势n不同的家具涉及到不同的解剖学、生理学、心理学问题，范围广泛，难以尽述。

43、下面仅仅讨论床垫被褥与躺卧时的生理因素的关系。这些因素主要有躺卧时的身体形态、体压分布等方面。n（1）仰卧时的身体形态n卧的姿态是人希望得到最好的休息状态，不管站立和坐，人的脊椎骨骼和骨肉总是受到压迫和处于一定的收缩状态，卧的姿态，才能使脊椎骨骼的受压状态得到真正的松弛，从而得到最好的休息。因此从人体骨骼肌肉结构的观点来看，卧不能看作为站立姿态的横倒，其所处动作姿态的腰椎形态位置是完全不一样的，只有把“卧”作为特殊的动作形态来认识，才能理解“卧”的意义。n健康人站立时，自然形成的背部曲线为肩脚部位和臀部向后凸出，腰部向前凹进；凸出点和凹进点的距离一般为46cm，见图6-29的左图。在仰卧时，人

44、体所受重力方向改变，凸出凹进的距离缩小；研究表明，若这个距离缩小到站立时的一半左右，即23cm时，符合全身放松的解剖生理状态，因而感到舒适，也有利于安然人睡，见图6-29的右上图。图图6-29 健康人站立和仰卧时的背部曲线健康人站立和仰卧时的背部曲线n 虽然很柔软的褥垫常能给人“舒适”观感，但实际体验过以后，都知道在过于柔软的褥垫上睡觉“不解乏”。这是很多民族的民间自古就存在的共识。现代的研究测试则为此提供了解释。图6-30 a)是仰卧在较硬褥垫上的透视照片，背部曲线大体与图6-29的右图一致，说明是合理的仰卧身体形态。而图6-30 b)是仰卧在柔软厚褥垫上的透视照片，背部肩脚部位和臀部下落甚

45、多，从头部到膝盖，人体后背轮廓曲线呈现“W”形，对骨骼、肌肉、韧带均为不自然的解剖形态。因此，过于柔软的褥垫使人感到不舒服，要想翻身换换卧床的姿势也不方便，不利于使人进入深度睡眠状态。n图图6-30 仰卧时的透视照片仰卧时的透视照片 n a)褥垫软硬适当褥垫软硬适当 n b)褥垫过厚过于柔软褥垫过厚过于柔软n（2）仰卧时的体压n直接睡在只铺了床单的木板床上，铺面过硬，人体与床接触的突出点面积小，压力峰值过高，使该局部微血管中血液循环受到阻碍，神经末梢受压过大，当然是不舒服的。褥垫另外两种软硬情况形成的体压分布如图所示：图6-31 a）所示的体压分布，基本与人体各部位对压力的耐受特性相符合，感觉

46、舒服，利于安睡，说明褥垫软硬得当。图6-31 b）是褥垫过于柔软时的体压分布情况，与人体解剖生理要求并不符合，不适于睡眠。图图6-31 不同垫褥上的人体体压分布不同垫褥上的人体体压分布a)褥垫软硬适当褥垫软硬适当 b)褥垫过厚过于柔软褥垫过厚过于柔软n由此可知，床垫不是越软越好，为了实现以上舒适的卧姿，必须从床垫的软硬度、缓冲性等构造因素着手。n4床垫的构造床垫的构造n寝具的生命在于缓冲性。寝具的缓冲性构造以三层构造为好。n如图6-32所示，最上层A层是与身体接触的部分，必须是柔软的，B层是相当硬的一层，C层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用，B层保持身体整体水平上下移动，满足以上3个条件的床垫才

47、是好床垫。总之，也不一定按以上图的顺序排列A、B、C三层，只要床垫含有A、B、C三要素的功能，即软硬安排得协调就可以。图图6-32 床垫的三层构造床垫的三层构造n根据实验得知，人体每晚会排泄一定的汗量，如果不能有效散发，人体便会感到闷热不适。因此，床垫需具有良好的透气性。n5枕头枕头n(1)枕头高度n枕头高度也是影响睡眠的因素之一。从大量研究资料归纳看：枕头高度约68cm为最佳。为了调节枕高，最好有两个枕头，一厚一薄。这里所说高度是指下沉后的高度，而不是头部没枕下时的高度。因此与褥子还有关系。最好根据被褥而更换枕头。身体、床和枕头三者是相互关联的。n(2)枕头的材料n中国和日本人自古以来喜欢荞

48、麦壳枕头，因为这些材料对皮肤触感、弹性、散热性、透气性都很好。有些地方用谷壳与荞麦壳混和，对头皮稍有按摩作用，增加睡眠舒适感。n西方人喜欢用羽毛枕，木棉次之。羽毛和木棉也具有良好的皮肤触感和散热，弹性及透气性能。n第三节第三节 人体工程学与凭倚类家具设计人体工程学与凭倚类家具设计n凭倚类家具是人们工作和生活所必需的桌、台等辅助性家具；坐立为桌，如就餐用的餐桌、看书写字用的写字桌、学生上课用的课桌、制图桌等；站立为台，如人站立活动而设置的售货柜台、账台、橱柜台和各种操作台等。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，并兼作放置或贮存物品之用，因此这类家具与人体动作

49、产生直接的尺寸（人体动态尺寸）关系。一、桌的基本要求与尺寸一、桌的基本要求与尺寸n对于书桌、办公桌、绘图、课桌等家具，应有利于提高工作与学习效率，不易产生疲劳，不损害人体健康。这就涉及到桌子应该有一个合适的尺寸以及对人的视觉生理的影响。n（1）桌子的高度）桌子的高度 桌子的高度尺寸是最基本的尺寸之一，是保证桌子使用舒适的首要条件。尺寸过高或过低，都会使背部、肩部肌肉紧张而产生疲劳，对于正在成长发育的青少年来说，不合适的桌面高度还会影响他们的身体健康，如造成脊柱不正常的弯曲和眼睛近视等。因此，桌子的正确尺寸应该是与椅、凳的座高保持一定的比例关系。桌子的高度通常是根据座高来确定的，即是由椅、凳的座

50、面高度，加上桌面与座面之间的高度差，即：HH1十H2其中H为桌面高度；H1为椅凳的坐面高度；H2为桌面与方座面之差（约1/3座高）。桌椅面的高差是根据人体测量而确定的。由于人种高度的不同，该值也就不一样，因此欧美等国的标准与我国的标准不同。1979年国际标准（ISO）规定桌椅面的高差值为300mm，而我国确定值为292mm（按我国男子平均身高计算）。由于桌子定型化的生产，很难定人使用，目前还没有看到男人使用的桌子和女人使用的桌子高。因此，这一矛盾可用升降椅面高度来弥补。我国国家标准GB3326-82规定桌面高度为700-760mm，级差为20mm。即桌面高可分别为700mm、720mm、740