第六章人机工程学与家具设计

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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家具的使用特性作科学的分析。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。第一节人体工程学与室内家具设计的关系一、人体工程学的定义国际人类工程学会（InternationalErgonomicsAssociation,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“HumanEngineering”。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。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，达到更科学、更合理，满足人们的精神需求。二、人体工程学在家具功能设计中的作用（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。（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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。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。国标《GB/T1000—1988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6-1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（18～60岁）女（18～55岁）1510509095991510509095991.1身高154315831604167817541775181414491484150315701640165916971.2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143614741495156816431664170513371371138814541522154115792.2肩高124412811299136714351455149411661195121112711333135013852.3肘高92595496810241079109611288738999139601009102310502.4手功能高6566806937417878018286306506627047467577782.5会阴高7017287417908408568876486736867327797928192.6胫骨点高3944094174444724814983633773844104374444593.1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1031121161301461511601071131171301461511603.7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2422532592803073153312192332392602892993194.2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762791806867944970101871774576082591994910054.9腰围62065066573585989596062265968077290495010254.10臀围780805820875948970100979582484090097510001044表6-1中国成年人人体尺寸（mm）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/T1000—1988中国成年人人体尺寸》编制而成。国标《GB/T13547—1992工作空间人体尺寸》给出了三组人体动态尺寸数据。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6-2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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。我们拿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。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440mm，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。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6-3不同国家人体尺寸差异四、家具分类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：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。第二类为与人体活动有着密切关系，起着辅助人体活动、承托物体的凭倚类家具，如桌、台、几、案、柜台等。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。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。第二节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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。1、人体坐姿生理基础（1）脊柱、椎间盘与骨盆结构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。图6-4全身骨骼图图6-5脊柱的构造每两节脊椎骨之间的软组织称为椎间盘，由于椎间盘软组织的变形，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