高校課桌椅的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用Word版

1、人體工程學(xué) 高校課桌椅的人體工程學(xué)設(shè)計(jì) 人體尺寸在高校桌椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究摘要:本文通過(guò)運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)相關(guān)原理, 說(shuō)明人體尺寸是桌椅設(shè)計(jì)中的核心因素, 是人性化設(shè)計(jì)的先決條件; 完善的座椅設(shè)計(jì)應(yīng)該可以引導(dǎo)使用者保持正確的坐姿, 讓身體保持最自然的曲線(xiàn)。所以座椅設(shè)計(jì)師只有充分依據(jù)人體坐姿各項(xiàng)生理尺度, 引導(dǎo)使用者采用正確坐姿, 才能做出真正好的座椅設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:人體尺寸;人機(jī)工程學(xué)；高校座椅設(shè)計(jì)1高校課桌椅現(xiàn)狀11 使用現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大學(xué)校園硬件建設(shè)的高速發(fā)展，各類(lèi)先進(jìn)設(shè)備的不斷引入和高校信息化進(jìn)程的逐步加快，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率明顯得到了提高。雖然在硬件軟件方

2、面各高校給予廣大學(xué)生的是最好的，但多數(shù)高校在對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)生活中的細(xì)節(jié)卻予以忽視。據(jù)實(shí)地調(diào)研抽樣調(diào)查顯示，80%以上的大學(xué)生對(duì)目前校園所使用的桌椅并不滿(mǎn)意，認(rèn)為其設(shè)計(jì)存在很多問(wèn)題。如課桌下部空間狹小，伸不開(kāi)腿；課桌太窄，無(wú)法擺放課本和文具；座面傾角過(guò)大，坐著不舒適；座椅之間間距過(guò)小，不方便出入；造型呆板；色彩單一等等。由于高校課桌椅存在的種種設(shè)計(jì)缺陷而導(dǎo)致學(xué)生身體疲勞、視力下降、腰部損傷、頸椎病等諸多現(xiàn)象的增加，并嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)效率及身體健康。因此，健康舒適人性化的高校課桌椅設(shè)計(jì)問(wèn)題亟待解決。12 存在的主要問(wèn)題高校課桌椅作為相對(duì)于普通家具而言的特殊家具，其定義和特點(diǎn)必然會(huì)有所不同，其設(shè)計(jì)不能完全

3、按照普通家具的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。高校課桌椅的人性化設(shè)計(jì)必須在一個(gè)更大的范圍中考慮，從整體的使用者即高校大學(xué)生群體去考慮課桌椅的設(shè)計(jì)，故主要存在以下三方面的問(wèn)題。（1）高校課桌椅設(shè)計(jì)所依據(jù)的人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)仍舊沿用我國(guó)于1988年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1000088中國(guó)成年人人體尺寸，距今已有20多年的時(shí)間，其應(yīng)用顯然是不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求的。所以研究解決人體尺寸問(wèn)題及其應(yīng)用，制定出一套符合實(shí)際的高校大學(xué)生人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)，并將其應(yīng)用于高校課桌椅設(shè)計(jì)中，是首當(dāng)其沖的。（2）通過(guò)初步市場(chǎng)調(diào)研顯示，高校課桌椅的設(shè)計(jì)多為各個(gè)廠家相互模仿抄襲，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的步子不大，造成產(chǎn)品程式化、商業(yè)化嚴(yán)重，市場(chǎng)千篇一律、缺乏亮點(diǎn)，

4、已無(wú)法滿(mǎn)足高校大學(xué)生日益增長(zhǎng)的個(gè)性化需求。（3）通過(guò)對(duì)身邊不同院校的大學(xué)生進(jìn)行實(shí)際調(diào)研后，得知80%以上的同學(xué)對(duì)其所使用的課桌椅有很大的意見(jiàn)：設(shè)計(jì)尺寸不合理、單一的色彩、呆板的造型，使他們視覺(jué)麻木，不符合人機(jī)學(xué)的要求，給他們的學(xué)習(xí)帶來(lái)諸多不便。因此，為了提高高校大學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)不合理的課桌椅給學(xué)生健康帶來(lái)的損害，文章將從實(shí)際出發(fā)，以人為本，針對(duì)高校大學(xué)生合理選擇人體樣本，進(jìn)行調(diào)查和實(shí)測(cè)，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析等研究工作，制定出符合實(shí)際的高校大學(xué)生人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)一步全面分析高校大學(xué)生對(duì)于課桌椅設(shè)計(jì)的生理、心理需求，在此基礎(chǔ)上對(duì)高校課桌椅的人性化設(shè)計(jì)提出一套全面科學(xué)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。教室

5、桌椅現(xiàn)狀2.人機(jī)分析2.1 使用人群分析高校課桌椅使用群體主要包括大專(zhuān)生、本科生，年齡范圍大致在1825周歲。高校大學(xué)生是中國(guó)最獨(dú)特的細(xì)分群體，他們正處于人生的黃金時(shí)期；他們追求個(gè)性，對(duì)人生有著自己獨(dú)特的看法和觀念；他們倡導(dǎo)新潮，對(duì)生活充滿(mǎn)了期待與好奇；他們充滿(mǎn)活力，對(duì)周?chē)氖挛镉兄鴱?qiáng)烈的關(guān)注；他們有著高于一般同齡人的敏銳和視野；他們走在時(shí)代的前沿，崇尚前衛(wèi)、時(shí)尚；他們厭倦一成不變的環(huán)境，對(duì)色彩有著獨(dú)特的偏好，多喜愛(ài)明快的色系。他們的主要特征包括：活潑好動(dòng)、思維活躍、智力高、情緒穩(wěn)定性差、爭(zhēng)強(qiáng)好勝、個(gè)性鋒芒、獨(dú)立性差等。總之，這些特點(diǎn)對(duì)于高校課桌椅的人性化設(shè)計(jì)起決定性作用。2.2 人體尺寸人體

6、尺寸是一門(mén)通過(guò)測(cè)量人體各個(gè)部分的尺寸來(lái)確定個(gè)人之間和群體之間在尺寸上存在差別的學(xué)科。桌椅和人體之間存在各種不同程度的接觸, 只有在清楚掌握了人體尺寸的基礎(chǔ)上才能根據(jù)實(shí)際確定出合理的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。高校大學(xué)生的人體尺寸是校園桌椅人性化設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，但目前高校的桌椅并不能適應(yīng)人們的要求。因此，基于國(guó)家建設(shè)部基于室內(nèi)空間設(shè)計(jì)的大學(xué)生人體尺寸的研究項(xiàng)目，針對(duì)高校大學(xué)生合理選擇人體樣本，進(jìn)行調(diào)查和實(shí)測(cè)，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析，制定符合實(shí)際的人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目研究探討了一種簡(jiǎn)單而又可行的方法，從另一角度解決這一問(wèn)題，確立一個(gè)新的人體尺寸數(shù)據(jù)體系，建立基于人體尺寸百分位數(shù)的數(shù)學(xué)模型。這既滿(mǎn)足其數(shù)據(jù)的科學(xué)性、

7、實(shí)用性，又使其簡(jiǎn)單易于操作。23 常見(jiàn)病癥高校大學(xué)生在使用課桌椅過(guò)程中，主要有兩種狀態(tài)：身體前傾、低頭讀寫(xiě)；上身后仰著聽(tīng)或說(shuō)。其主要受損部位有腰部、頸部、肩部、背部。以下是大學(xué)生長(zhǎng)期使用設(shè)計(jì)不合理的桌椅導(dǎo)致的常見(jiàn)病癥分析。（1）腰部損傷：大學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間保持一種固定姿勢(shì)，腰間盤(pán)所承受壓力變大，會(huì)導(dǎo)致腰部損傷，主要表現(xiàn)為腰部酸痛，嚴(yán)重者可發(fā)生腰肌勞損和椎間盤(pán)退行性變，這是一種慢性疾患，也是導(dǎo)致殘疾的主要原因之一。（2）頸部損傷：上課時(shí)頸部長(zhǎng)期處于前傾姿勢(shì)，課桌太矮會(huì)使工作者向前傾，造成腰椎和頸椎彎曲，增加后背和頸部的壓力。這樣會(huì)導(dǎo)致頸部軟組織的勞損和椎間盤(pán)的損傷，這統(tǒng)稱(chēng)為頸椎病，其主要癥狀

8、為頸部酸脹感，嚴(yán)重者可壓迫頸部神經(jīng)，引起放射狀疼痛和頭暈等癥狀。（3）肩部損傷：由于高校大學(xué)生要經(jīng)常書(shū)寫(xiě)，課桌太高會(huì)限制手臂運(yùn)動(dòng)，使肩膀向前彎曲或高聳，還會(huì)影響脖子，造成肩膀和頸部肌肉疲勞。前傾時(shí)上臂通常處于前伸狀態(tài)，保持上臂前伸的主要肌肉是斜方肌，斜方肌持續(xù)緊張，導(dǎo)致肩部疼痛。這個(gè)癥狀常與頸部癥狀共存，因此稱(chēng)為肩頸綜合癥。（4）背部損傷：當(dāng)高校大學(xué)生坐著讀寫(xiě)、身體前傾時(shí)，上身重心偏前，所以需要小腿在地面獲得支承，這可以降低大腿與椅面前緣之間的體壓，緩解背肌緊張。但座椅高度過(guò)高就會(huì)造成小腿無(wú)法獲得支承，導(dǎo)致上身體壓過(guò)大， 不良坐姿圖背肌緊張，長(zhǎng)期就會(huì)造成背部損傷。3.高校課桌椅人性化設(shè)計(jì)研究3

9、1 設(shè)計(jì)參數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局2002年頒發(fā)的新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T39762002學(xué)校課桌椅功能尺寸，增加了高等學(xué)校課桌椅部分的技術(shù)要求和尺寸依據(jù)。新標(biāo)準(zhǔn)非等效采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5970-1979家具教學(xué)用桌椅功能尺寸，參考了日本工業(yè)規(guī)格JIS S 1021-1991學(xué)校家具（普通教室用桌椅）和JIS S 1015-1974講課教室用固定式桌椅尺寸。根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的主要尺寸，確定高校課桌椅的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下。         高校固定式課桌椅的主要尺寸（mm）尺寸名稱(chēng)尺   寸說(shuō)  

10、;  明桌面高（h1）桌面深（t1）每個(gè)席位桌面寬（b1）桌下凈空高（h2）桌下凈空深（t2、t3）座面高（h4）座面有效深（t4）靠背上緣距座面高（h5）靠背點(diǎn)距座面高（）靠背下緣距座面高（h5）坐人側(cè)桌緣與靠背點(diǎn)之間的水平距離每套課桌椅前后長(zhǎng)730±10350600620300410±10，360340210170420810850     使h1 -h4320mm 或與后排桌前側(cè)一體化靠背點(diǎn)以上向后傾斜6º10º角。高校非固定式課桌和課椅適用于平面教室，課桌單人用或雙人

11、用。課椅單人用。高校非固定式課桌椅的主要尺寸mm尺寸名稱(chēng)尺    寸桌面高（h1）桌下凈空高1（h2）桌下凈空高2（h3）桌面深、桌下凈空深（t1）桌下凈空深2（t2）桌下凈空深3（t3）桌面寬（b1）桌下凈空寬（b2）座面高（h4）靠背上緣距座面高（h5）靠背點(diǎn)距座面高（）靠背下緣距座面高（h5）座面有效深（t4）座面寬（b3）730±10600460400250330單人用600，雙人用1200單人用440，雙人用1040410±10340210170380360注：h1和h4的具體選用，使h1 -h4320mm。桌面高（h1）：

12、從地面到桌面前緣最高點(diǎn)的垂直距離；桌面深（t1）：桌面后緣到前緣的水平距離；每個(gè)席位桌面寬（b1）：桌面的水平寬度；桌下凈空高（h2）：從地面到桌面的前緣底部的垂直距離；桌下凈空深（t2、t3）：桌面下部的深度；座面高（h4）：從地面到椅座面前緣最高點(diǎn)的垂直距離；座面有效深（t4）：椅座后緣到前緣頂點(diǎn)的水平距離；座面傾角：椅座面與水平面的夾角；桌面傾角：桌面與水平面的夾角。3. 2 桌椅設(shè)計(jì)人機(jī)原則通過(guò)人體生理尺度及生理特征分析, 正確的坐姿應(yīng)是上身挺直、收腹、下領(lǐng)微收, 兩下肢并攏, 如有可能, 應(yīng)使膝關(guān)節(jié)略高出艦部, 可讓腰背部更加平直不易彎(見(jiàn)圖2a )。這種坐姿, 能使人們的脊柱保持正

13、直不駝背, 而且據(jù)測(cè)定, 身體的能量消耗也最水5 。如果坐在有背椅上, 盡量將腰背貼實(shí)椅背, 其他姿勢(shì)如上, 能夠這樣, 肌肉多不致有太大的疲勞。坐姿當(dāng)然牽扯到椅子的舒適程度, 太高, 太矮都會(huì)對(duì)圖2 坐姿對(duì)比a. b身體造成負(fù)擔(dān), 所以最好的椅子就是讓你最自然的生長(zhǎng),身體不必過(guò)度伸展或彎曲, 還能保持身體最正常的曲線(xiàn), 這是最重要的。根據(jù)某項(xiàng)研究報(bào)告結(jié)果顯示, 人在同一坐姿每10 鐘或巧分鐘就會(huì)調(diào)整一次位置, 所以設(shè)計(jì)師應(yīng)考慮到椅子不但該適應(yīng)人的坐姿, 還可以自主調(diào)節(jié), 也就是說(shuō)這椅子該有變化?？傊? 正確坐姿的要求是: 腰背平直不彎; 頭頸和背三者成一條直線(xiàn), 不要有扭曲; 椅子要能有扶手

14、, 以便手肘輕靠; 靠背需稍微前凸, 方便支撐腰椎; 大腿應(yīng)該盡量保持與手臂平行的姿勢(shì); 膝蓋、手肘和臀部都能達(dá)到直角, 這取決于椅子的高度, 椅子與桌子的高度差。人體尺寸應(yīng)用由于使用者在使用座椅的過(guò)程中座椅與人的關(guān)系是相對(duì)固定的, 也就是說(shuō)在使用家具的時(shí)候人基本上處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài), 僅僅是為了某些行為目的或者放松局部肌肉才進(jìn)行一定幅度的活動(dòng), 而且活動(dòng)的幅度不大。通常情況下人體之間在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度幅度方面差別較小, 隨時(shí)代變化改變也不大, 況且在座椅類(lèi)家具的設(shè)計(jì)中對(duì)身體部分關(guān)節(jié)活動(dòng)預(yù)留了一定的活動(dòng)余量, 所以設(shè)計(jì)中可以只進(jìn)行靜態(tài)數(shù)據(jù)的采集。根據(jù)人體尺寸在座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究, 總結(jié)座椅類(lèi)家具的

15、設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下人機(jī)原則:（1）應(yīng)根據(jù)人體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì);（2）上身應(yīng)保持穩(wěn)定;（3）人的軀干重量應(yīng)由坐骨、臀部及脊椎支撐, 應(yīng)使受力均勻;（4）應(yīng)減少大腿對(duì)椅面的壓力;（5）應(yīng)設(shè)計(jì)靠背、腰部支撐和扶手;（6）可以調(diào)整坐姿, 使身體自然舒展3. 3 課桌椅材料的選擇普通教室用課桌椅的材料選擇的基本方法同普通家具相似。以使用功能為出發(fā)點(diǎn)，選擇耐用、抗外力性強(qiáng)，同時(shí)表面紋理、色彩應(yīng)與教室的環(huán)境相互協(xié)調(diào)的材料。首先應(yīng)滿(mǎn)足其使用功能，是為在校大學(xué)生上課或自習(xí)學(xué)習(xí)使用的，又考慮到課桌椅在教室這種固定環(huán)境下使用。具體的設(shè)計(jì)中，材料的選擇要盡可能保證大學(xué)生使用中的舒適?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的家具主要以板式家具為主，課

16、桌椅也不例外。板式家具是以人造板材為基材，與五金配件相結(jié)合的家具類(lèi)型。常見(jiàn)的人造板材有以下幾種：膠合板、細(xì)木工板、刨花板、中纖板等。人造板材的表面處理方式也比較多，有表面貼實(shí)木皮、貼木紋紙、PVC膠板、聚酯漆面等方式。普通教室課桌椅的主要材料除了各種人造板材和實(shí)木材料以外，還有各種合成材料、塑料、金屬等。此外，材料的選擇首先要考慮綠色環(huán)保，不能在使用中產(chǎn)生對(duì)學(xué)生身體有影響的有害物質(zhì)3. 4 課桌椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高校課桌椅的結(jié)構(gòu)必須保證合理且適合生產(chǎn)加工，具有足夠的強(qiáng)度。課桌椅的損壞很常見(jiàn)，大學(xué)生在使用過(guò)程中難免會(huì)對(duì)課桌椅造成有意或無(wú)意的損壞。為了保證課桌椅的使用壽命，應(yīng)當(dāng)對(duì)課桌椅的性能進(jìn)行測(cè)試，以

17、確保質(zhì)量。材料和結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能要求必須通過(guò)四種測(cè)試：功能負(fù)荷測(cè)試、非功能負(fù)荷測(cè)試、靜態(tài)負(fù)荷測(cè)試以及疲勞負(fù)荷測(cè)試。色彩的三要素：色相，色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度，色彩的飽和程度。在設(shè)計(jì)中既要保證課桌椅單體色彩的美觀，還要保證各種色彩在教室環(huán)境內(nèi)的協(xié)調(diào)性?？傮w來(lái)說(shuō)課桌椅的設(shè)計(jì)要求色彩明朗、精神飽滿(mǎn)、豐富多彩。35 課桌椅的色彩設(shè)計(jì)色彩是課桌椅產(chǎn)品的基本構(gòu)成要素之一，如果運(yùn)用恰當(dāng)，會(huì)起到豐富造型、突出功能的作用，并表達(dá)出產(chǎn)品不同的氣氛和性格。因此，在設(shè)計(jì)中既要保證課桌椅單體色彩的美觀，還要保證各種色彩在教室環(huán)境內(nèi)的協(xié)調(diào)性。普通教室應(yīng)能滿(mǎn)足好動(dòng)、動(dòng)作幅度大的學(xué)生自由的寬敞空間。利用課桌椅的

18、色彩可相應(yīng)減少環(huán)境的擁擠感。暖色屬前進(jìn)色，冷色屬后退色；高明度色彩有前進(jìn)感，低明度色彩有收縮感，前進(jìn)性的暖色，有膨脹感；后退性的冷色，有收縮感；明度高的色彩有膨脹感，明度低的色彩有收縮感。在課桌椅的設(shè)計(jì)中運(yùn)用興奮色能給整個(gè)教室?guī)?lái)愉悅、自由的氛圍，但這種色彩極易對(duì)學(xué)生產(chǎn)生過(guò)度刺激；利用冷色調(diào)設(shè)計(jì)，有助于使用者心境平衡、情緒安定，過(guò)于嚴(yán)肅卻可以創(chuàng)造安靜的環(huán)境氛圍。因此，使用“中性色”是一種折衷的好辦法，并運(yùn)用興奮色再提高色彩的明度，降低色彩的飽和度以達(dá)到既可以創(chuàng)造愉悅的氛圍，又不至于使學(xué)生過(guò)于興奮的效果。結(jié)語(yǔ)產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本，要想實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的人性化，就必然從最基本的使用者的生理心理考慮。而對(duì)于人

19、體接觸最為密切的座椅來(lái)說(shuō), 更需要研究最基本的理論知識(shí), 通俗的說(shuō), 就是萬(wàn)變不離其宗, 以不變應(yīng)萬(wàn)變。人體基本尺寸為座椅設(shè)計(jì)提供科學(xué)理論依據(jù), 是制定其尺寸設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的重要因素。作為設(shè)計(jì)師, 從某種意義上來(lái)講, 是要引導(dǎo)一種生活方式, 健康舒適是最基本也最必需的要求。對(duì)于座椅設(shè)計(jì), 只有充分科學(xué)的依據(jù)人體各項(xiàng)生理特點(diǎn)和生理尺度, 引導(dǎo)使用者采用正確的坐姿, 才能引導(dǎo)人們健康的生活。參考文獻(xiàn)1.人體工程學(xué)與環(huán)境行為學(xué)徐磊青編著.-北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20062.人體工程學(xué)柴春雷，汪穎，孫守遷編著.-北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20073.安全人機(jī)工程學(xué)李紅杰，魯順清主編.-武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，20064， 3976-2002）附：高校桌椅人性化設(shè)計(jì)的調(diào)查問(wèn)卷此問(wèn)卷旨在了解我校課桌椅的人性化設(shè)計(jì)，以便能搞好的服務(wù)于大家，讓教室更好的為師生服務(wù)。一、 個(gè)人基本信息1.您的性別（）A.男 B.女2.您的年齡（）A.15以下 B.16-18 C.18-22 D.22-25 3.您的身高