TSZFA 2003.1-2019 床墊人體工程學(xué)評價(jià) 第一部分：床墊硬度分級與分布測試評價(jià)方法

ICS97.140Y80團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/SZFA2003.1-2019床墊人體工程學(xué)評價(jià)第一部分：床墊硬度分級與分布測試評價(jià)方法Ergonomicevaluationofmattress–Part1:Testandevaluationmethodofmattresshardnessclassificationanddistribution2019-12-10發(fā)布 2020-01-01實(shí)施深圳市家具行業(yè)協(xié)會(huì) 發(fā)布T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019II目 次前言 II引言 III范圍 1術(shù)和義 1床試樣 1測精度 2儀設(shè)備 2試方法 4實(shí)報(bào)告 7附A 8附B 9附C 10T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019IIII前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由深圳市家具行業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口。具（T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019IIIIII引言睡眠是人體精力與體力恢復(fù)的保證，床墊作為睡眠的平臺(tái)，其物理特性對睡眠質(zhì)量有著重要的影響。床墊的硬度是表征床墊物理性能的一個(gè)重要的方面，這主要是因?yàn)榇矇|的硬度不僅會(huì)影響人-床之間壓力的緩解，還會(huì)影響脊柱支撐。當(dāng)床墊過硬時(shí)，如果人-床之間的界面局部壓力大于人體終末小動(dòng)脈血管壓力的9.33KPa（70mmHg）1~2h2h（正常情況下，每晚翻身次數(shù)約為20次左右），-床界面微環(huán)境不利于人體睡眠舒適性的提高。另外，床墊過硬時(shí)，人-床界面壓力分布較為集中，仰臥睡姿時(shí)，壓力主要集中于臀部、肩部、頭部T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019床墊人體工程學(xué)評價(jià) 床墊硬度分級與分布測試評價(jià)方法范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種床墊硬度和滯后損失率的測試評價(jià)方法?！椒ˋ：床墊硬度等級，給出了床墊硬度等級及其分布的測量、評價(jià)方法?！椒˙：床墊各層硬度，給出了床墊表層、芯層、底層硬度的測量、評價(jià)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于成品床墊硬度和滯后損失率的測試與評價(jià)。QB/T1952.2-2011、QB/T4839-2015中界定的及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。2.1表層硬度Dsufacesurfacehardness加載曲線上40N和4N之間的位移差。2.2芯層硬度Dcorecorehardness加載曲線上200N和40N之間的位移差。2.3底層硬度Dbottombottomhardness加載曲線上250N和200N之間的位移差。2.4滯后損失率Hhysteresislossrate試件在循環(huán)變形作用下的加載與卸載能量差。床墊在長度方向劃分為五個(gè)區(qū)域，由上至下為床墊頭部至腳部，0mm~280mm為頭部區(qū)域，280mm~640mm640mm~760mm760mm~1240mm1240mm以1350mm1T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019PAGEPAGE71/42000mm1床墊，應(yīng)根據(jù)床墊設(shè)計(jì)目的，分區(qū)進(jìn)行測定并出具檢測結(jié)果。72h16h48h的試驗(yàn)結(jié)果之差不大于，試驗(yàn)可以在放置16h或48h后進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)前將試樣放在不受彎曲變形和破壞的條件下，在溫度為2472h試驗(yàn)應(yīng)在同等環(huán)境下進(jìn)行。1

單位為毫米除另有規(guī)定，采用以下測量精度：——加載力：額定值的±5%；——質(zhì)量：額定值的±1%；——尺寸：加載墊定位尺寸的允許誤差±10mm，試樣變形量允許誤差±1mm；配備不小于2000mm×2000mm剛性測試平臺(tái)，平臺(tái)上布有直徑約6mm排氣孔，孔間距離為20mm。移動(dòng)支架配備可以在平臺(tái)上自由移動(dòng)的支架。力學(xué)測試裝置移動(dòng)支架上設(shè)有可自由橫向移動(dòng)的力學(xué)測試裝置，力學(xué)測試裝置上力學(xué)傳感器量程不小于2000N，精確度為±5N，位移測試裝置量程應(yīng)不小于200mm，精確度應(yīng)滿足±0.5mm。壓頭壓頭為剛性材料，表面光滑，壓頭直徑為355mm，底部邊緣球形半徑為800mm，總接觸面積為1000cm2，如圖2所示。 圖2球缺形壓頭直徑為100mm的剛性圓柱體，底面平整光滑。如圖3所示。圖3圓柱形壓頭

單位為毫米單位為毫米采集裝置附錄A中給出測試設(shè)備的參考圖示。A3.2（5.4.1）90mm/min1200N0N390mm/min1000N0N。4圖4床墊硬度等級測試、計(jì)算參量示意圖TT(T210T275T340)(N/mm)3

……(1)式中：T——為加載曲線斜率的平均值，單位為牛每毫米（N/mm）；T210——210N（N/mm）；T275——275N（N/mm）；T340——340N。K值K是影響床墊硬度的重要因素，單位為mm2，公式如下：KA450 (2)T式中：K——影響床墊硬度影響因子，單位為平方毫米（mm2）；A450——為0N~450N范圍內(nèi)加載曲線與x軸之間的總面積，單位為牛毫米（N·mm）；T——為加載曲線斜率的平均值，單位為牛每毫米（N/mm）。K＜900mm2表示床墊比較硬，900mm2≤K≤1800mm2表示床墊軟硬適中，K＞1800mm2表示床墊較軟。S床墊的硬度等級S的計(jì)算公式如下：Se Se ……(3)式中：S ——床墊的K ——（mm2）a——7.737×10-4;b——-2；e——1≤S≤10，SS＜33≤S≤66＜S≤101B3.21001200N0N3載荷達(dá)到300N后，以同樣的速度卸載至為0N。按6.2.1進(jìn)行預(yù)壓后，立即以100mm/min的速度進(jìn)行加載，當(dāng)載荷達(dá)到250N時(shí)，立即以同樣速度卸載至0N。獲得加載-卸載曲線,如圖5所示。圖5加載-卸載曲線根據(jù)如下公式獲得床墊表層、芯層、底層硬度，Dsurface、Dcore、Dbottom：=?……(4)=?……(5)??????????????=?……(6)=++……(7)式中：Dsurface——測試床墊的表層硬度，單位為毫米（mm）；Df40N——40N（mm）；Df4N——4N（mm）；Dcore——（mm）；Df200N——加載曲線上200N對應(yīng)的位移值，單位為毫米（mm）；Dbottom——測試床墊的底層硬度，單位為毫米（mm）；Df250N——加載曲線上250N對應(yīng)的位移值，單位為毫米（mm）；Dtotal——測試床墊的總硬度，單位為毫米（mm）；每個(gè)測試點(diǎn)測試1次，床墊的各層硬度和總硬度分別為各測試點(diǎn)的各層硬度和總硬度的平均值。注：附錄B中給出了建立床墊各層硬度和總硬度的分布圖的方法。H??=??1×100……(8)??2式中：H—床墊的滯后損失率，以百分比表示（%）；A1—加載曲線與卸載曲線圍合的面積；A2—加載曲線與X軸圍合的面積；A1、A2如圖5所示。每個(gè)測試點(diǎn)測試1次，床墊的滯后損失率為各測試點(diǎn)的滯后損失率的平均值。注：附錄C中給出床墊硬度和滯后損失率的相關(guān)設(shè)計(jì)建議。T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019PAGEPAGE10附 錄 A（資料性附錄）貼合度測試設(shè)備A.1 1——測試平臺(tái)；2——支架橫梁；3——力學(xué)性能測試裝置；4——主機(jī)；5——采集卡；6——顯示器；7——伺服電機(jī)。圖A.1床墊硬度試驗(yàn)儀器附 錄 B（資料性附錄）床墊各層硬度和總硬度分布圖繪制方法97個(gè)，如圖B.1圖B.1床墊硬度測試點(diǎn)分布6B.220000~280mm為頭部區(qū)域，280mm~640mm640mm~760mm760mm~1240mm1240mm~2000mm圖B.2床墊分區(qū)和硬度分布（底層硬度）附 錄 C（資料性附錄）人體體型人站姿條件下測量人的肩寬、腰寬和臀寬。45臀寬：臀部左右向外最突出部位間的橫向水平直線距離。當(dāng)肩寬/腰寬≥1.4且臀寬/腰寬≤1.3時(shí)，定為蘋果型體型，如圖C.1（a）所示；當(dāng)肩寬/腰寬＜1.4且臀寬/腰寬≥1.3時(shí)，定為梨型體型，如圖C.1（b）所示；當(dāng)肩寬/腰寬≥1.4且臀寬/腰寬≥1.3時(shí)，定義為沙漏型體型，如圖C.1（c）所示；當(dāng)肩寬/腰寬≤1.4且臀寬/腰寬≤1.3時(shí)，定義為香蕉型體型，如圖C.1（d）所示。（a）蘋果型；（b）梨型；（c）沙漏型；（d）香蕉型圖C.1人體體型示意圖人體質(zhì)量指數(shù)測量人體重和身高，根據(jù)下面公式計(jì)算人體質(zhì)量指數(shù)BMI:??????=??/??2 (C.1)式中：——人體質(zhì)量指數(shù)；W ——（kg）；L ——BMI≤18當(dāng)18<BMI≤23時(shí)，定為體量適中人群；當(dāng)BMI≥23，定為大體量人群。T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019PAGEPAGE13床墊硬度等級設(shè)計(jì)10K＜900900≤K≤1800K＞1800表S（1≤S≤10），S＜33≤S≤66＜S≤1010SS優(yōu)先4~8，女性使用床墊的硬度指標(biāo)值S3~7。S30min~40調(diào)整姿勢一次；硬度指標(biāo)S40min-50min次；硬度S5~650min~60床墊硬度及硬度分布設(shè)計(jì)根據(jù)3.1所述對床墊進(jìn)行分區(qū)。表C.1不同體型人群所需床墊頭部區(qū)域（0~280mm）硬度記錄表區(qū)域表層硬度芯層硬度底層硬度總硬度頭部區(qū)域（0~280mm）肩背部區(qū)域（280mm~640mm）腰部區(qū)域（640mm~760mm）臀部區(qū)域（760mm~1240mm）腿部區(qū)域（1240mm~2000mm）不同體型和體重人群床墊各層硬度、硬度分布的建議：22mm~30mm19mm~2827mm~35mm；81mm~10378mm~10057mm~80。床墊滯后損失率的設(shè)計(jì)建議30%-45%。體壓分布檢驗(yàn)3.3kPa~4.6mmHg~351.6kPa（12mmHg），4kPa（309.33kPa（701h~2kPa2min（8幀秒）（C.2C.3C.2床墊區(qū)域壓力指