人體工程學(xué)與家具功能

人體工程學(xué)與家具功能第一頁，共五十六頁，2022年，8月28日

第一節(jié)人體基本知識(shí)

1.骨骼系統(tǒng)

骨骼是人體的支架，整個(gè)骨骼系統(tǒng)有200多根骨節(jié)組成，并且按規(guī)律排列在人體的各部位。骨骼是家具設(shè)計(jì)測(cè)定人體比例、人體尺度的基本依據(jù)，骨骼中骨與骨的連接處產(chǎn)生關(guān)節(jié)，人體通過不同類型和形狀的關(guān)節(jié)進(jìn)行著屈伸、回旋等各種不同的動(dòng)作.由這些局部的動(dòng)作的組合形成人體各種姿態(tài)。家具要適應(yīng)人體活動(dòng)及承托人體動(dòng)作姿態(tài)，就必須研究人體各種姿態(tài)下的骨關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)與家具的關(guān)系。第二頁，共五十六頁，2022年，8月28日

2.肌肉系統(tǒng)肌肉的收縮和舒展支配著骨骼和關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。在人體保持一種姿態(tài)不變的情況下，肌肉則處千長期的緊張狀態(tài)而極易產(chǎn)生疲勞，因此人們需要經(jīng)常變換活動(dòng)的姿態(tài)，使各部分的肌肉收縮得以輪換休息;另外肌肉的營養(yǎng)是靠血液循環(huán)來維持的.如果血液循環(huán)受到壓迫而阻斷，則肌肉的活動(dòng)就將產(chǎn)生障礙。因此家具設(shè)計(jì)中.特別是坐臥性家具，要研究家具與人體肌肉承壓面的關(guān)系。

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3.神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)支配特人體全部系統(tǒng)的活動(dòng)，只有了解神經(jīng)系統(tǒng)才能知道心理活動(dòng)發(fā)生的過程。神經(jīng)系統(tǒng)的主要部分是腦和脊髓，它們和人體各部分發(fā)生聯(lián)系，以反射為其本活動(dòng)方式，調(diào)節(jié)人體的各種活動(dòng)。

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4.感覺系統(tǒng)激發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)起支配人體活動(dòng)的機(jī)構(gòu)是人的感覺系統(tǒng)。人們通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等感覺系統(tǒng)所接受到的各種信息，刺激傳達(dá)到大腦，然后由大腦發(fā)出指令.由神經(jīng)系統(tǒng)傳遞到肌肉系統(tǒng)，產(chǎn)生反射式的行為活動(dòng)，如晚間睡眠在床上仰臥時(shí)間久后，肌肉受壓通過觸覺傳遞信息后作出反射性的行為活動(dòng)人體翻身做側(cè)臥姿態(tài)。

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第二節(jié)人體基本動(dòng)作1.立人體站立是一種最基本的自然姿態(tài)，是由骨骼和無數(shù)關(guān)節(jié)支撐而成。當(dāng)人直立進(jìn)行各種活動(dòng)時(shí)，由于人體的骨骼結(jié)構(gòu)和骨肉運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)處在變換和調(diào)節(jié)狀態(tài)中。所以人們可以做較大幅度的活動(dòng)和較長時(shí)間的工作，如果人體活動(dòng)長期處于一種單一的行為和動(dòng)作時(shí)，他的一部分關(guān)節(jié)和肌肉就長期地處于緊張狀態(tài)，就極易感到疲勞。人體在站立活動(dòng)中，活動(dòng)變化最少的應(yīng)屬腰椎及其附屬的肌肉部分。因此人的腰部最易感到疲勞，這就需要人們經(jīng)常活動(dòng)腰部和改變站姿態(tài)。人體處于憑倚狀態(tài)。需要一定的物質(zhì)支持，對(duì)應(yīng)的是憑倚類家具。

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2.坐當(dāng)人體站立過久時(shí)，就需要坐下來休患，另外人們的活動(dòng)和工作也有相當(dāng)大的部分是坐著進(jìn)行的.因此褥要更多地研究人坐著活動(dòng)時(shí)骨骼和肌肉的關(guān)系。人體的軀干結(jié)構(gòu)是支撐上部身體重f和保護(hù)內(nèi)臟不受壓迫，當(dāng)人坐下時(shí)，由于骨盆與脊椎的關(guān)系推動(dòng)了原有直立姿態(tài)時(shí)的腿骨支撐關(guān)系，人體的軀干結(jié)構(gòu)就不能保持平衡.人體必須依靠適當(dāng)?shù)淖矫婧涂勘硟A斜面來得到支撐和保持軀干的平衡，使人體骨骼、肌肉在人坐下來時(shí)能獲得合理的松弛形態(tài).為此人們?cè)O(shè)計(jì)了各類坐具以滿足坐姿狀態(tài)下的各種使用活動(dòng)。

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3.臥

臥的姿態(tài)是人希望得到最好的休息狀態(tài)，不管站立和坐，人的脊椎骨骼和骨肉總是受到壓迫和處于一定的收縮狀態(tài)，臥的姿態(tài).才能使脊椎骨骼的受壓狀態(tài)得到真正的松弛，從而得到最好的休息。因此從人體骨骼肌肉結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看，臥不能看作為站立姿態(tài)的橫倒，其所處動(dòng)作姿態(tài)的腰椎形態(tài)位置是完全不一樣的，只有把臥作為特殊的動(dòng)作形態(tài)來認(rèn)識(shí).才能理解臥的意義。

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第三節(jié)人體尺度

家具設(shè)計(jì)最主要的依據(jù)是人體尺度.如人體站立的基本高度的伸手最大的活動(dòng)范圍，坐姿時(shí)的下腿高度和上腿的長度及上身的活動(dòng)范圍，睡姿時(shí)的人體寬度.長度及翻身的范圍等都與家具尺寸有.密切的關(guān)系。因此學(xué)習(xí)家具設(shè)計(jì)，必須首先了解人體各部位固有的簽本尺度。在我國，由于人口眾多，人體尺度隨年齡、性別、地區(qū)的不同而有所變化;同時(shí)隨著時(shí)代的進(jìn)步、人們生活水平的提高，人體尺度也在發(fā)生變化，因此我們只能采用平均值作為設(shè)計(jì)時(shí)的相對(duì)尺度依據(jù)。對(duì)尺度的理解是既要有尺度，離開了人體尺度就無從著手設(shè)計(jì)家具；但對(duì)尺度也要有辯證的觀點(diǎn)。它其有一定的靈活性。

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第四節(jié)人體生理機(jī)能與家具的關(guān)系

1.坐臥類家具坐具的基本尺度與要求坐高 坐高是指坐具的坐面與地面的垂直距離.椅子的坐高由于椅坐面常向后傾斜，通常以前坐面高作為椅子的坐高。 椅座高=(小腿腘窩)+(25一35mm鞋跟高)一（10一20mm活動(dòng)余量) 自前，按照我們國家平均人體的身高尺度，坐高一般為400一43Omm比較合適。

休閑坐椅，如躺椅、沙發(fā)等要充分使人得到休息，把人體疲勞降低到最低點(diǎn)。因此，它的坐高相對(duì)低于一般的坐椅，一般尺寸為350一380mm,如坐椅上有比較厚的坐墊材料，應(yīng)以彈性下沉的極限作為尺度標(biāo)準(zhǔn)。

第十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日第十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日第十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日坐深

坐深主要是指坐面的前沿至后沿的距離。通常坐深應(yīng)小于人坐姿時(shí)的大腿水平長度，使坐前沿小腿有60mm左右的距離，以保證小腿的活動(dòng)自由。根據(jù)我國人體尺度，人體坐姿的大腿水平長度平均值:男性為445mm，女性為425rnm.然后保證坐面前沿離開膝窩一定的距離約60mm，這樣，一般情況下坐深尺寸在380mrn--420mm。對(duì)于普通工作椅來說，由于工作人體腰椎與骨盤之間成垂直狀態(tài)，所以其坐深可以淺一點(diǎn).可以小于42Omm。而作為休息的靠椅.因其腰椎與骨盤的狀態(tài)呈傾斜鈍角狀，故休息椅的坐深可設(shè)計(jì)得略為深一些，但一般不宜大于53Omm。

第十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日坐寬

椅子坐面的寬度根據(jù)人的坐姿及動(dòng)作，往往呈前寬后窄的形狀.坐面的前沿寬度稱坐前寬，后沿寬度稱坐后寬。

坐椅的寬度應(yīng)使臀部得到全部支承并有適當(dāng)活動(dòng)寬裕的余地，以便于人體坐姿的變換。坐寬一般不小于38Omm。對(duì)于有扶手的靠椅來說.要考慮人體手臂的扶靠，以扶手的內(nèi)寬來作為坐寬的尺寸，按人體平均肩寬尺寸加一適當(dāng)?shù)挠嗔?，一般不小?60mm，但也不宜過寬，以自然垂臂的舒適姿態(tài)肩寬為準(zhǔn)。

第二十頁，共五十六頁，2022年，8月28日坐面傾斜度

從人體坐姿及其動(dòng)作的關(guān)系分析，人在休息時(shí)，人的坐姿是向后傾靠，使腰椎有所承托。因此一般的坐面大部分設(shè)計(jì)成向后傾斜.其人斜角度為3°一5°，相對(duì)的椅背也向后傾斜。而一般的工作椅則不希望坐面有向后的傾斜度。因?yàn)槿梭w工作時(shí).其腰椎及骨盤處于垂直狀態(tài)，甚至還有前傾的要求，如果使用有向后傾斜面的坐椅，反而增加了人體力圖保持重心向前時(shí)肌肉和韌帶收縮的力度，極易引起疲勞。因此一般工作椅的坐面以水平為好，甚至可考慮椅面向前傾斜的設(shè)計(jì)，如通常使用的繪圖凳面是身前傾斜的。

第二十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日第二十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日椅靠背

對(duì)于一般的工作椅而言，腰部肌肉的活動(dòng)強(qiáng)度最大，最易疲勞，而這一坐高正是我們坐具設(shè)計(jì)中用得最普遍的.因此要改變腰部疲勞的狀況，就必須置靠背來彌補(bǔ)這一缺陷?？勘车母叨炔灰诉^高。通常以不超出肩部高度為宜，有的僅在腰部第一節(jié)推骨后加以支托。而休閑椅布背的高度多高出肩部，使頭部也有依托。

第二十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日扶手高度

休息椅和部分工作椅需要設(shè)有扶手，其作用是減輕兩臂的疲勞。扶手的高度應(yīng)與人體坐骨結(jié)節(jié)點(diǎn)到上臂自然下垂的肘下端的垂直距離相近。扶手過高時(shí)兩臂不能自然下垂，過低則兩肘不能自然落靠.這兩種情況都容易使上借引起疲勞，根據(jù)人體尺度，扶手上表面坐面的至坐面的垂直距離為200一25Omm。扶手和扶手之間的距離應(yīng)大于肩寬，以520一56Omm為宜。同時(shí)扶手前端略為升高.隨著坐面傾角與基本靠背斜度的變化，扶手傾斜度一般為，10°——20°或一20°——一10°。

第二十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日第二十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日坐椅彈性

坐椅是供人輕松工作和良好休息之用。如坐椅材料太硬，往往會(huì)引起不適感，所以在休息用椅和一般工作用椅上加上彈性軟墊，以增加舒適感。但不同功能的坐椅軟勢(shì)的彈性要求也各不相同，一般工作用椅的軟墊的彈性不宜過大，沙發(fā)椅的坐面和靠背彈性尺度見圖表1,可調(diào)節(jié)坐椅尺寸見圖表2，凳的尺寸見圖表3。

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床的寬窄直接影晌人睡眠的翻身活動(dòng)。日本學(xué)者做的試驗(yàn)表明.睡窄床比睡闊床的翻身次數(shù)少。當(dāng)寬為500mm的床時(shí)，人睡眠翻身次數(shù)要減少30%，這是由于擔(dān)心翻身掉下來的心理影響，人自然也就不能熟睡。以保證翻身和適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)。床寬一般為肩寬的2.5一3倍。按照我國人體平均尺度，男子肩寬在41Ornm左右，所以單人床寬一般為1000一1200mm，最小不少于8OOmm(不包括交通工具上的單人床和臨時(shí)簡(jiǎn)易床鋪)。雙人床寬一般為單人床寬再加一人肩寬.為1500mm，最小不少干135Omm。

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床長

床的長度指兩床頭架之間的距離。為了能適應(yīng)大部分人的身長需要.床的長度應(yīng)以較高的人體作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。床的長度可按下列公式計(jì)算長L=(平均身高)xA（頭前余量）十B(腳后余量)床國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3326一1997規(guī)定.成人用床

床面凈長一律為1920mm，對(duì)干賓館的公用床,一般腳部不設(shè)床架，便于特高人體的客人僻要.可以加接腳凳。

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床高及安全欄板標(biāo)準(zhǔn)

床高即床面距地高度。一般與椅坐的高度取得一致.使床同時(shí)具有坐臥功能。另外還要考慮到人的穿衣、穿鞋等動(dòng)作。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3326--1997的規(guī)定.雙層床的底床鋪面離地面高度不大于42Omm。層間凈高不小于98Omm,安全欄板高度不小于200mrn,安全欄板所留缺口在500---600mm.

第三十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日床的尺寸雙人床的尺寸單人床的尺寸兒童床的尺寸

第三十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日

2.憑倚類家具坐式用桌的基本尺度與要求高度

設(shè)計(jì)桌高的合理方法是應(yīng)先有椅坐高，然后再加按人體坐高比例尺寸確定的桌面與椅面的高度差，即桌高=坐高+桌椅高差(坐姿態(tài)時(shí)上身高的1/3)根據(jù)人體不同使用情況，椅坐面與桌面的高差值可有適當(dāng)?shù)淖兓?。如在桌面上書寫時(shí)，高差為1/3坐姿上身高減20一3Omm，學(xué)校中的課桌與椅面的高差為1/3坐姿上身高減10mm。桌面高可分別為700mm、720mm、740mm、760mm等規(guī)格。

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桌面尺寸

桌面的寬度和深度應(yīng)以人坐姿時(shí)手可達(dá)的水平工作范圍，以及桌面可能置放物品的類型依據(jù)。對(duì)于閱覽桌、課桌類的桌面，最好有約15°的傾斜，能使人獲得舒適的視域和保持人體正確的姿勢(shì)。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3326-1997規(guī)定:雙柜寫字桌寬為1200--1400mm;深為600一750rnm:單柜寫字案寬為900---1200mm:深為510一600mm。 餐桌與會(huì)議桌的桌面尺寸以人均占周邊長為準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般人均占桌周邊長為550一580mm。較舒適的長度為600---750mm,方桌的最大尺是1000mm。

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桌面下的凈空尺度

為保證坐姿時(shí)下肢能在桌下設(shè)置與活動(dòng)，桌面下的凈空高度應(yīng)高于雙腿交疊起進(jìn)的膝高，并使膝上部留有一定的活動(dòng)余地。如有抽屜的桌子，抽屜不能做得太厚.桌面至抽屜底的距離不應(yīng)超過桌椅高差的1/2即120一150mm，也就是說桌子抽屜下沿距椅坐面有至少應(yīng)有172一150mm的凈空.國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3326-1997規(guī)定.桌子空間凈高大于580mm，凈寬520mm。

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立式用桌的基本尺度與要求立式用桌主要指售貨柜臺(tái)、營業(yè)柜臺(tái)、講臺(tái)、服務(wù)臺(tái)、櫥柜及各種工作臺(tái)等。站立時(shí)使用的臺(tái)桌高度是根據(jù)人體站立姿勢(shì)的屈臂自然垂下的肘高來確定的。按我國人體的平均身高，站立用臺(tái)桌高度以910一965mm為宜。若需要用力工作的操作臺(tái)，其桌面可以稍降低20一5Omm，甚至更低一些。立式用桌的桌臺(tái)下部不需留出容膝空間，因此桌臺(tái)的下部通?？勺鲀?chǔ)藏柜用，但立式桌臺(tái)的底部需要設(shè)置容足空間，以利于人體靠緊臺(tái)桌的動(dòng)作之需。這個(gè)容足空間是內(nèi)凹的，高度為80mm,深度在50一100mm。

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