家具与室内设计人体工程学第六章人体工程学与家具.ppt

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1、第六章人体工程学与家具设计第六章人体工程学与家具设计第一节第一节 建筑类家具设计的人体工程学建筑类家具设计的人体工程学 第二节第二节 人体类家具设计的人体工程学人体类家具设计的人体工程学 建筑类家具：衣柜、餐柜、酒柜等与人体接触时间建筑类家具：衣柜、餐柜、酒柜等与人体接触时间 短的收纳类家具；短的收纳类家具；人体类家具：与人体密切相关的直接影响人体健康人体类家具：与人体密切相关的直接影响人体健康 和舒适性的座椅和床等和舒适性的座椅和床等 设计主要依据是：人体身高和动态活动范围设计主要依据是：人体身高和动态活动范围(近身近身空间尺寸空间尺寸)。1.1.1.1.立姿近身空间：立姿近身空间：立姿近身

2、空间：立姿近身空间：立姿上肢活动空间尺度。立姿上肢活动空间尺度。第一节第一节 建筑类家具设计的人体工程学建筑类家具设计的人体工程学2.2.人体水平面作业空间尺度：人体水平面作业空间尺度：作业台等水平面作 业空间尺度。3.3.收纳空间收纳空间4.4.4.4.省力操作位置：省力操作位置：省力操作位置：省力操作位置：家具、门家具、门等的拉手位置要设置在最等的拉手位置要设置在最省力的位置，也就是能发省力的位置，也就是能发出最大操作力的位置出最大操作力的位置。5.坐姿近身空间：6.作业面高度：作业面高度对作业效率及肩、作业面高度对作业效率及肩、颈、背及臂部的疲劳影响很大。一般小臂保持水平或颈、背及臂部的

3、疲劳影响很大。一般小臂保持水平或稍向下倾最佳。稍向下倾最佳。单手作业一般在肘下单手作业一般在肘下510cm510cm最佳。最佳。日本文部省对学校学生用椅日本文部省对学校学生用椅的尺寸规定的相对标准值：的尺寸规定的相对标准值：1)1)椅面高椅面高=小腿长小腿长2)2)桌面高桌面高=小腿长小腿长+1/3+1/3坐高坐高3)3)眼睛与书之间的距离眼睛与书之间的距离=2/3=2/3坐高坐高4)4)桌面左右宽桌面左右宽=坐高坐高5)5)桌面前后桌面前后=2/3=2/3坐高坐高第二节第二节 人体类家具设计的人人体类家具设计的人体工程学体工程学一、人体坐姿与座椅设计一、人体坐姿与座椅设计 坐姿工作的人有坐姿

4、工作的人有1/31/3以上时间坐在座椅上，以上时间坐在座椅上，所以，座椅设计的合理性影响使用者的舒适性所以，座椅设计的合理性影响使用者的舒适性和工作效率。和工作效率。座椅设计座椅设计=材料和美观材料和美观+人体坐态生理特征人体坐态生理特征1.人体坐态生理特征 人最自然的姿势是人最自然的姿势是直立站姿，直立站姿直立站姿，直立站姿时的脊柱基本上是成时的脊柱基本上是成S S形的。形的。坐姿时，骨盆向坐姿时，骨盆向后方倾转，使下方的后方倾转，使下方的骶骨也倾转，使脊柱骶骨也倾转，使脊柱由由S S形形(正常形正常形)向拱形向拱形变化。变化。(a)(a)站姿站姿 (b)(b)坐姿坐姿脊柱形状脊柱形状*坐姿

5、状态分析 坐姿有利于身体下部血液循环，减少下肢肌肉疲劳，有利于保持身体稳定；坐着工作可提高工作效率，减轻劳坐着工作可提高工作效率，减轻劳动强度。动强度。座椅对人的益处：座椅对人的益处：减轻腿部肌肉的负担减轻腿部肌肉的负担防止不自然的躯体姿势防止不自然的躯体姿势降低人的耗能量降低人的耗能量减轻血液系统的负担减轻血液系统的负担不正确的坐姿对身体健康的影响：不正确的坐姿对身体健康的影响：坐面设计不合理，会导致大腿受压迫，阻碍下肢的血液坐面设计不合理，会导致大腿受压迫，阻碍下肢的血液循环循环 ，造成下肢麻木。，造成下肢麻木。坐姿时的脊柱拱形变化，使脊柱的椎间盘受很大压力，导致腰痛等疾病。椎骨全貌椎骨全

6、貌 人体脊骨从上到下人体脊骨从上到下分为颈椎、胸椎、腰椎、分为颈椎、胸椎、腰椎、骶骨、尾骨。骶骨、尾骨。椎骨由椎体和椎弓椎骨由椎体和椎弓组成，椎体承受压力，组成，椎体承受压力，椎弓与椎体围成椎孔，椎弓与椎体围成椎孔，上下椎孔连成椎管，管上下椎孔连成椎管，管内容纳脊髓。两节椎骨内容纳脊髓。两节椎骨之间有椎间孔，孔内有之间有椎间孔，孔内有神经和血管。神经和血管。坐姿使脊柱的椎间盘受到很大压力，其中第三和第四腰椎间所受的压力最大。第2腰椎第3腰椎第4腰椎第5腰椎 人体直立时第3腰椎和第4腰椎之间所承受的压力定为100%，躺着时为24%，两种不同的坐姿分别为140%和190%。腰椎间盘的相对内压力人体

7、脊柱断面 脊柱活动时，椎骨1和椎骨4加给椎间盘的压力发生变化，椎间盘长期受压会导致腰痛，如果由于椎间盘长期受压发生变形会压迫神经和血管，导致腰部疾病发生。座椅设计要保证椎间盘所受压力最小座椅设计要保证椎间盘所受压力最小脊柱的椎间盘受压力，不脊柱的椎间盘受压力，不正确的坐姿不但不能减轻正确的坐姿不但不能减轻腰的负荷，反而加重负荷。腰的负荷，反而加重负荷。直腰坐有利于降低椎间盘直腰坐有利于降低椎间盘内压力，但肌肉负荷增大，内压力，但肌肉负荷增大，弯腰坐有利于肌肉放松，弯腰坐有利于肌肉放松，但增加了椎间盘的内压力。但增加了椎间盘的内压力。因此靠背的倾角和形状都因此靠背的倾角和形状都可影响椎间盘和背部

8、肌肉。可影响椎间盘和背部肌肉。2.2.座椅构造与椎间盘内压座椅构造与椎间盘内压不同坐面的倾角会导致不同的椎间盘不同坐面的倾角会导致不同的椎间盘内压力以及背部肌肉负荷。内压力以及背部肌肉负荷。坐面倾角越大，在办公桌前工作时，坐面倾角越大，在办公桌前工作时，身体会用力前倾，因而引起椎间盘内身体会用力前倾，因而引起椎间盘内压力和胸部、背部肌肉负荷增大。压力和胸部、背部肌肉负荷增大。坐面和靠背夹角与椎间盘内压力及胸肌收缩电压的关系腰垫和扶手也可减少椎间盘的内压力。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，即顶点高于坐面后缘1018mm。垫腰有助于保持腰椎自然曲线，垫腰厚度以5cm左右

9、为宜。3.3.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 座座椅椅设设计计时时应应考考虑虑的的因因素素很很多多，概概括括起起来来有有以下几点：以下几点：（1 1）座座椅椅的的形形式式及及尺尺度度和和它它的的用用途途相相关关，即即不不同的用途应有不同的座椅形式和尺度。同的用途应有不同的座椅形式和尺度。（2 2）应根据人体测量数据进行设计。应根据人体测量数据进行设计。（3 3）身身体体的的主主要要重重量量应应由由臀臀部部坐坐骨骨结结节节承承担担，休息时腰背部也应承担重量。休息时腰背部也应承担重量。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（4 4）减少大腿对椅面的压力减

10、少大腿对椅面的压力（5 5）应设计靠背、腰部支撑和扶手应设计靠背、腰部支撑和扶手（6 6）应能自由地变换身体位置应能自由地变换身体位置（7 7）椅垫要有一定厚度，硬度和透气性，椅垫要有一定厚度，硬度和透气性，确保体重能均匀地分布于坐骨结节区域。确保体重能均匀地分布于坐骨结节区域。4.4.座椅分类座椅分类（1 1）工工作作用用椅椅：应应保保持持稳稳定定，有有适适当当腰腰部部支撑，重量分布均匀支撑，重量分布均匀（2 2）休休息息用用椅椅：以以减减少少疲疲劳劳为为目目的的，结结构构要能使身体放松，减少椎间盘内压力要能使身体放松，减少椎间盘内压力（3 3）多用椅：）多用椅：以多用途为目的。以多用途为目

11、的。5.工作用椅的人体工程学设计尺度工作用椅的人体工程学设计尺度 设设设设计计计计椅椅椅椅子子子子要要要要根根根根据据据据人人人人体体体体形形形形态态态态尺尺尺尺度度度度和和和和生生生生理理理理特特特特征征征征来来来来设设设设计计计计合合合合理理理理的的的的尺尺尺尺度度度度，要要要要特特特特别别别别注注注注意意意意人人人人体体体体坐坐坐坐下下下下去去去去以以以以后后后后的的的的椅椅椅椅子子子子尺尺尺尺度度度度，因因因因为为为为它它它它决决决决定定定定人人人人体体体体坐坐坐坐姿姿姿姿。轻轻轻轻型型型型装装装装配配配配用用用用工工工工作作作作椅椅椅椅的的的的尺尺尺尺度度度度如如如如图图图图，轻轻轻

12、轻型型型型作作作作业业业业椅椅椅椅主主主主要要要要包包包包括括括括电电电电子子子子装装装装配配配配和和和和学学学学生生生生学学学学习习习习用用用用椅椅椅椅子子子子。其其其其特特特特点点点点是是是是靠靠靠靠背背背背倾倾倾倾角角角角（上上上上身身身身支支支支撑撑撑撑角角角角较较较较小小小小，9595），座座座座面面面面倾倾倾倾角角角角0-30-3，靠背较短。靠背较短。靠背较短。靠背较短。一一般般办办公公椅椅的的基基本本尺尺度度如如下下图图所所示示。其其特特点点是是座座面面倾倾角角稍稍大大，约约2-5，靠靠背背倾倾角角约约110，靠靠背背能能支支撑撑上上身身休息。休息。由由由由于于于于计计计计算算算

13、算机机机机的的的的普普普普及及及及，VDT(Video VDT(Video Display Display Terminal)Terminal)作作作作业业业业环环环环境境境境的的的的人人人人体体体体工工工工程程程程学学学学研研研研究究究究在在在在欧欧欧欧美美美美国国国国家家家家早早早早已已已已成成成成为为为为热热热热点点点点领领领领域域域域。上上上上图图图图是是是是现现现现代代代代办办办办公公公公（计计计计算算算算机机机机办办办办公公公公）室室室室的的的的作作作作业业业业椅椅椅椅需需需需要要要要满满满满足足足足的的的的人人人人体体体体工工工工程程程程学学学学设设设设计计计计尺尺尺尺度度度度，

14、值值值值得得得得注注注注意意意意的的的的是是是是桌桌桌桌底底底底面面面面与与与与椅椅椅椅座座座座面面面面之之之之间间间间必必必必须须须须有有有有大大大大于于于于170mm170mm的的的的空空空空间间间间，这这这这样样样样保保保保证证证证下下下下肢肢肢肢能能能能自由活动。自由活动。自由活动。自由活动。VDT办办公公作作业业椅椅 19841984年年年年由由由由瑞瑞瑞瑞士士士士的的的的 E.E.HortHort 设设设设计计计计，GiroflexGiroflex公公公公司司司司制制制制造造造造的的的的一一一一种种种种VDTVDT作作作作业业业业椅椅椅椅。该该该该作作作作业业业业椅椅椅椅最最最最大

15、大大大特特特特点点点点是是是是靠靠靠靠背背背背随随随随着着着着倾倾倾倾角角角角的的的的变变变变化化化化能能能能够够够够自自自自动动动动上上上上下下下下移移移移动动动动，保保保保证证证证任任任任何何何何姿姿姿姿势势势势状状状状态态态态下下下下腰腰腰腰部部部部支支支支撑撑撑撑处处处处于于于于最最最最佳佳佳佳位位位位置置置置。研研研研究究究究发发发发现现现现，当当当当靠靠靠靠背背背背倾倾倾倾角角角角由由由由9090变变变变化化化化为为为为105105时时时时，腰腰腰腰部部部部也也也也相相相相应应应应下下下下移移移移约约约约45mm,45mm,传传传传统统统统的的的的椅椅椅椅子子子子在在在在这这这这种

16、种种种状状状状态态态态下下下下就就就就不不不不能能能能保保保保证证证证正正正正确确确确的的的的腰腰腰腰部部部部支支支支撑撑撑撑，这这这这种种种种人人人人体体体体工工工工程程程程椅椅椅椅可可可可以以以以满满满满足要求。足要求。足要求。足要求。E.Hort设计办公椅设计办公椅 6.6.休息用椅的人体工程学设计尺度休息用椅的人体工程学设计尺度 休休息息用用椅椅与与工工作作用用椅椅相相比比，更更强强调调全全身身肌肌肉肉的的松松弛弛和和脊脊柱柱形形状状的的自自然然。分分轻轻度度、中中度度和和高高度度休休息息椅椅。轻轻度度休休息息椅椅的的设设计计尺尺度度如如图图所所示示，座座面面高高330-360mm，座

17、座面面倾倾角角5-10，靠靠背背倾倾角角约约110，靠靠背背较较高高，适适宜宜长长时时间间会会议和会客用。议和会客用。轻度休息椅尺度（轻度休息椅尺度（轻度休息椅尺度（轻度休息椅尺度（mmmm）中中度度休休息息椅椅的的设设计计尺尺度度，腰腰部部位位置置较较低低，适适合合于于家家庭庭客客厅厅和和会会议议室室长长时时间间休休息息和和会会客客用用，沙沙发发就就属属于于这这一一类类休休息椅。息椅。高度休息椅的设计尺度，靠背倾角较大，一般有头靠和脚凳，可用于轻度睡觉使用 坐面倾斜度：坐面与水平面的夹角休息时，坐姿是向后倾斜，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

18、3-5，休息椅6-15人工作时腰椎及骨盆处于垂直状态，甚至还有前倾的要求，因此工作椅坐面宜呈水平状态或略向前倾平衡椅7.7.座椅设计的其他主要尺寸座椅设计的其他主要尺寸 挪威的斯托克公司利用人机工程原理设计的新型平衡椅 可调节式多功能椅 靠背倾斜度靠背倾斜度：靠背与水：靠背与水平面的夹角平面的夹角倾角越大，休息性越强，倾角越大，休息性越强，但倾角过大使其坐不方但倾角过大使其坐不方便。便。休闲用椅由于靠背长度休闲用椅由于靠背长度增加，故倾斜角度也随增加，故倾斜角度也随之增加。之增加。对于工作用椅则应将靠对于工作用椅则应将靠背倾斜度减少，接近垂背倾斜度减少，接近垂直状态，从而增大活动直状态，从而增

19、大活动范围，提高工作效率。范围，提高工作效率。一般一般95-11095-110。项目 类别坐倾角背倾角必要支撑点工作用椅轻工作用椅小憩用椅休息用椅带枕躺椅0-555-1010-1515-25100105110110-115115-123腰靠肩靠肩靠肩靠肩靠加颈靠坐倾角、背倾角和靠背支撑点我国男性膝窝到脚跟垂直距离：407mm，女性：382mm适宜的坐高=小腿腘窝高+鞋厚(20-40mm)-(10-20mm)工作椅坐高较高：400-440mm休息用椅坐高较低：300-380mm 坐深：坐面前沿到后沿的距离坐面过深：超过大腿水平长，腰部缺乏支撑点而悬空，加剧腰部肌肉的活动强度而疲劳；还会使膝窝受压

20、。坐深通常应小于坐姿时大腿的水平长度，使坐面前沿到小腿有60mm的间隙，保证小腿活动自由。我国坐姿大腿水平长度男性：445mm，女性：425mm一般坐深：380-420mm休息用椅坐深应大一些，软体沙发460-530mm 坐宽：坐面水平宽度坐宽：坐面水平宽度坐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。我国人体臀宽男性：309mm，女性329mm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。我国人体肩宽男性415mm，女性397mm有扶手椅子坐宽一般不小于460mm。单人沙发：450-480mm，全包沙发：500

21、-600mm肩宽靠背高度：靠背高度：椅靠背的作用就是使躯干得到充分的支撑，特别是人体腰椎获得舒适的支撑面。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）。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2-4腰椎处，高约185-250mm。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。靠背形状：靠背形状：侧面轮廓应能降低椎间盘内压力和肌肉负荷。弹性：弹性：工作椅座面和靠背不宜过工作椅座面和靠背不宜过软，以半软或稍硬为宜。软，以半软或稍硬为宜。休息椅的座面和靠背使用休息椅的座面和靠背使用弹性材料可增加舒适性，弹性材料可增加舒适性

22、，但软硬要适中。但软硬要适中。座面过软，则下沉大，体座面过软，则下沉大，体腿夹角挤小，腹部受压，腿夹角挤小，腹部受压，起坐也困难。起坐也困难。靠背上部过软，则胸腔被靠背上部过软，则胸腔被夹压。夹压。腰靠过软，则缺乏支持腰靠过软，则缺乏支持力。沙发椅的适度弹性部位座面靠背小沙发大沙发上部托腰压缩量(mm)7080-12030-4535扶手：扶手：扶手的高度、倾斜度及两扶手的高度、倾斜度及两扶手之间宽度对使用的效扶手之间宽度对使用的效果均产生很大影响。果均产生很大影响。扶手过高，两肩会耸起，扶手过高，两肩会耸起，肩部肌肉处于紧张状态。肩部肌肉处于紧张状态。扶手过低，两肘不能自然扶手过低，两肘不能自

23、然落在扶手上，也会使肘部落在扶手上，也会使肘部疲劳。疲劳。根据人体尺度，扶手上表根据人体尺度，扶手上表面至座面的垂直距离为面至座面的垂直距离为200-250mm200-250mm（软椅需注意软椅需注意减去坐时的座面下沉量）减去坐时的座面下沉量）肘部平放高度扶手前端可略微升高，随座面倾角和靠背倾角的变化，扶手倾斜度一般为10-20，而扶手在水平方向的左右偏角在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。二、人体卧姿与床类设计二、人体卧姿与床类设计1.1.影响睡眠的主要因素影响睡眠的主要因素影响睡眠的主要因素：影响睡眠的主要因素

24、：物质条件：温湿度、通风、照物质条件：温湿度、通风、照明、空间形态、噪音、寝具的明、空间形态、噪音、寝具的功能等功能等 精神、心理因素精神、心理因素睡眠质量的客观指征主要有：睡眠质量的客观指征主要有：睡眠深度的生理测量睡眠深度的生理测量 人睡眠时身体不断的运动（睡人睡眠时身体不断的运动（睡眠深度与活动频率有直接关系，眠深度与活动频率有直接关系，频率越高，睡眠深度越浅。）频率越高，睡眠深度越浅。）2.2.人体构造与寝卧姿势：人体构造与寝卧姿势：人体头、胸、臀三部分在站立时重力方向人体头、胸、臀三部分在站立时重力方向 基本重基本重合。合。卧姿时三重力方向是平行的，分别对脊柱产生弯卧姿时三重力方向是

25、平行的，分别对脊柱产生弯曲作用。曲作用。3.3.床垫的构造与材料：床垫的构造与材料：床面比较硬时，压力分布床面比较硬时，压力分布不均匀，背部接触面减少，不均匀，背部接触面减少，局部压力增大。局部压力增大。但床面过软，由于重力作但床面过软，由于重力作用，腰部会下沉，造成腰用，腰部会下沉，造成腰椎曲线变直，背部和腰部椎曲线变直，背部和腰部肌肉受力，从而产生不适。肌肉受力，从而产生不适。床面软硬度应保持背部与床面软硬度应保持背部与床面床面23cm23cm的空隙最好。的空隙最好。站姿背部形状站姿背部形状站姿背部形状站姿背部形状 卧姿合理背部形状卧姿合理背部形状卧姿合理背部形状卧姿合理背部形状床垫的缓冲

26、性三层构造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。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，保持身体整体水平上下移动，C层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用。也不一定按图的顺序排列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。4.4.枕头：枕头：高度：高度：6-8cm6-8cm为最佳，为可为最佳，为可调节，最好两个枕头，一厚调节，最好两个枕头，一厚一薄。一薄。材料：触感、弹性、散热性、材料：触感、弹性、散热性、透气性要好。荞麦壳、谷壳、透气性要好。荞麦壳、谷壳、羽毛、棉等羽毛、棉等5.床的尺度：床宽：床宽：人处于将要入睡状态床人处

27、于将要入睡状态床宽需要约宽需要约50cm50cm。小于。小于50cm50cm时，翻身次数减时，翻身次数减少约少约30%30%，睡眠深度受到明，睡眠深度受到明显显影响。影响。床宽和翻身次数及睡眠床宽和翻身次数及睡眠深度有关，窄床比宽床翻深度有关，窄床比宽床翻身身次数减少。次数减少。通常床宽为人仰卧时肩通常床宽为人仰卧时肩宽的宽的2.5-32.5-3倍。倍。即床宽即床宽=2.5-3W=2.5-3W，中国中国成年男性成年男性W=43cmW=43cm，女性，女性W=41cmW=41cm单人床最小宽不小于单人床最小宽不小于80800mm0mm，双人床最小不小于双人床最小不小于1200mm1200mm床长

28、：床长：影响人的睡眠影响人的睡眠床的长度指两头床屏或床床的长度指两头床屏或床架内的距离，考虑人躺下架内的距离，考虑人躺下后的身长外，还须包含放后的身长外，还须包含放置枕头和被子等的空间。置枕头和被子等的空间。床长床长L=hL=h1.05+1.05+h:h:平均身高平均身高 ：头前留空量头前留空量 ：脚后留空量脚后留空量 （、一般取一般取75mm 75mm）国标国标GB3328-82GB3328-82规定，成人规定，成人床床面净长为床床面净长为1920mm1920mm 床高：床高：床高一般和椅坐高度一致，使床同床高一般和椅坐高度一致，使床同时具有坐卧功能。另外还要考虑人时具有坐卧功能。另外还要考

29、虑人穿衣、穿鞋等动作。穿衣、穿鞋等动作。一般床高一般床高400-500mm400-500mm。双层床的层间净高应必须保证下铺双层床的层间净高应必须保证下铺人在就寝和起床时有足够的动作空人在就寝和起床时有足够的动作空间，间，GB3328-82GB3328-82规定，双层床底床规定，双层床底床铺离地面高不大于铺离地面高不大于420mm420mm，层间净层间净高不小于高不小于950mm950mm。为防止掉下，上层铺须安装安全拦为防止掉下，上层铺须安装安全拦板，长度不短于床长的板，长度不短于床长的1/21/2，高度，高度不低于不低于120mm120mm。第六章第六章 思考题思考题(1)建筑类家具设计中要考虑的建筑类家具设计中要考虑的 人体工程学因素；人体工程学因素；(2)人体类家具设计中要考虑的人体类家具设计中要考虑的 人体工程学因素；人体工程学因素；(3)人体生理特点对家具设计的影响。人体生理特点对家具设计的影响。