室內(nèi)家具設(shè)計與人機工程學(xué)

室內(nèi)家具設(shè)計與人機工程學(xué)第1頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六

目前，國際人類工效學(xué)學(xué)會(IEA)所下的定義是最權(quán)威和最全面的：人機工程學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素；研究人和機器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和閑暇時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科。

人機工程學(xué)基本概念和定義第2頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六人機工程學(xué)與工業(yè)設(shè)計一種輔助牙科醫(yī)生對牙病患者進行治療的工具第3頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六人機工程學(xué)與工業(yè)設(shè)計對于“人的因素”的共同關(guān)注，使得人機學(xué)和設(shè)計在產(chǎn)品使用功用、人與物的交互方式等方面的探討上具有相似的研究內(nèi)容，設(shè)計首先要探討人的生產(chǎn)方式和生活方式。這具體地落實到探討物品使用功用如何適應(yīng)人的行為（生產(chǎn)和生活）需要，并如何反過來影響和改變?nèi)说男袨榉绞健?/p>

第4頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六人機工程學(xué)與家具設(shè)計第5頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六人體尺度與數(shù)據(jù)處理

一、人體測量學(xué)及其術(shù)語人體尺度是工業(yè)設(shè)計師進行產(chǎn)品設(shè)計時必須考慮的基本因素。這就必須借助人體測量學(xué)所獲取的人體尺寸數(shù)據(jù)及其分布規(guī)律，來指導(dǎo)作業(yè)空間、工具和設(shè)備等設(shè)計工作。測量人體的科學(xué)稱為人體測量學(xué)（Anthropometry）。它是通過測量人體各部位尺寸來確定個人之間和群體之間在人體尺寸上的差別的一門學(xué)科。人體測量及其術(shù)語人體尺寸百分位值的應(yīng)用原則與方法

設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

1人體測量方法進行人體測量，一般遵循一定的通用方法。我國國標(biāo)GB5703-85“人體測量方法”中，為使用人體測量儀對成人和青少年進行測量規(guī)定了測量方法。其中對被測者基本姿勢、測量基準面、測量方向、支撐面、被測者衣著、測量值讀取精度等多方面加以了規(guī)定。只有在滿足這些條件的前提下，測量方法才是有效的、測量所得到的數(shù)據(jù)才是有價值的。測量工具則包括人體測高儀、彎腳規(guī)、直腳規(guī)、軟卷尺、坐高椅、量足儀、醫(yī)用人體秤等。對于功能方面的動態(tài)尺寸，如在工作狀態(tài)或在做某種工作時的運動中的尺寸，除這些必需工具外，還往往需要高級的設(shè)備和技術(shù)，如光度計攝影系統(tǒng)、人體測量攝影機和三維測量裝置（圖2一5、圖2一6）等。第6頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六人體測量及其術(shù)語人體尺寸百分位值的應(yīng)用原則與方法

設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

2.人體測量術(shù)語與定義人體測量基準面的定義是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸和橫軸）來決定的。通過鉛垂軸和縱軸的所有平面都稱為矢狀面（Sagittalplane）（圖2-12）。在矢狀面中，把通過人體正中線的矢狀面稱為正中矢狀平面（Medialsagittalplane)。它將人體分成左、右對稱的兩部分（圖2-12）。通過鉛垂軸和橫軸的所有平面都稱為冠狀面（Coronalplane）。冠狀面將人體分成前、后兩個部分（圖2一12）。與矢狀面及冠狀面同時垂直的所有平面都稱為水平面（Transverseplane）。又稱為橫斷面。它將人體分成上、下兩個部分（圖2一12）。第7頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六3．測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計人體測量的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)來表示人體尺寸等級，最常用的是以第5%、第50%、第95%三種百分位數(shù)來表示。其中第5百分位數(shù)是代表“小”身材，是指有5%的人群身材小于此值，而有95%的人群身材均大于此值。第50百分位數(shù)表示“中”身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的人群為50%，第95百分位數(shù)代表“大”身材，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺寸大于此值。百分位這一概念由于其易于理解的特性而廣為使用。將身體尺寸測量值以百分位值形式表達出來，是將人體測量數(shù)據(jù)引入工程人體測量學(xué)的第一步。

4.靜態(tài)尺寸和動態(tài)尺寸人體尺寸數(shù)據(jù)主要有構(gòu)造上的和功能上的兩類，即靜態(tài)尺寸和動態(tài)尺寸。靜態(tài)尺寸是指：人體身體構(gòu)造的尺寸。動態(tài)尺寸是指：人在工作姿勢下或在某種操作活動狀態(tài)下的活動空間尺度。靜態(tài)尺寸：結(jié)構(gòu)尺寸國標(biāo)GB10000-88是1989年7月開始實施的我國成年人人體尺寸國家標(biāo)準。該標(biāo)誰共提供了七個類共47項人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)a.人體主要尺寸國標(biāo)GB10000-88給出身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長共六項人體主要尺寸數(shù)據(jù)，b.立姿人體尺寸該標(biāo)準中提供的成年人立姿人體尺寸有：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高，c.坐姿人體尺寸標(biāo)準中的成年人坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢長人體測量及其術(shù)語人體尺寸百分位值的應(yīng)用原則與方法

設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

第12頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六動態(tài)尺寸：（功能尺寸）人在各種情況工作時都需要有足夠的活動空間。工作位置上的活動空間設(shè)計與人體的功能尺寸密切相關(guān)，立姿的活動空間立姿時人的活動空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動作。腳的站立平面不變時，立姿活動空間的人體尺度如所示。正視圖零點位于正中矢狀面上（從前向后通過身體中線的垂直平面）。側(cè)視圖：零點位于人體背點的切線上，在貼墻站直時，背點與墻相接觸。以垂直切線與站立平面的交點作為零點。坐姿的活動空間

正視圖：零點在正中矢面上，側(cè)視圖：零點在經(jīng)過臀點的垂直線上，并以該垂直線與腳底平面的交點作為零點

人體測量及其術(shù)語人體尺寸百分位值的應(yīng)用原則與方法

設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

二.人體尺寸百分位值的應(yīng)用原則與方法為了使人體測量數(shù)據(jù)能有效的為設(shè)計者所利用，選出部分設(shè)計常用的數(shù)據(jù)，并介紹這些數(shù)據(jù)的定義、應(yīng)用條件、選擇依據(jù)等見列表

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

人體測量值是在著裝很少的情況下測得的。在實際應(yīng)用這些尺寸值時，應(yīng)該給予一定量的補償值（表2-7）。

項目尺寸修正值（mm）修正原因站姿高25-38鞋高坐姿高3褲厚站姿眼高36鞋高坐姿眼高3褲厚肩寬13衣胸寬8衣胸厚18衣腹厚23衣立姿臀寬13衣坐姿臀寬13衣肩高10衣（包括坐高3及肩7）兩肘間寬20

肩——肘8手臂彎曲時，肩肘部衣服壓緊臂——手5

Akunbo叉腰8

大腿厚13

膝寬8

膝高33

臀膝5

足寬13-20

足長30-38

足后跟25-38

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設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則

三.設(shè)計中運用人體測量數(shù)據(jù)的原則有關(guān)人體測量數(shù)據(jù)（如國標(biāo)GB10000一88提供的數(shù)據(jù)表）為產(chǎn)品和工位等設(shè)計提供了主要依據(jù)。但這些數(shù)據(jù)需要以系統(tǒng)的方法加以應(yīng)用。在設(shè)計中系統(tǒng)地運用人體測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的具體過程如下。①首先確定誰是預(yù)期的使用者或作業(yè)者對象，即使用者群體。對于不同的產(chǎn)品或作業(yè)崗位，使用者群體不同，其性別、年齡、種族等方面也會不同；對于不同的用途（如民用與軍用），使用者群體也會不同。這些都需要在設(shè)計過程中加以考慮、分析和預(yù)測。②確定有哪些人體尺寸變量需要考慮，尤其是確定什么尺寸是最需考慮的。③確定要適用于第幾百分位的使用者群體。要百分之百地滿足使用者群體的所有個體，這在實際設(shè)計活動中往往是不可能的，因為受到財務(wù)上的、經(jīng)濟上的以及設(shè)計上的制約因素限制。一般確定為使用盡可能大的百分位值，以滿足盡可能多的使用對象使用。確定百分位時有三個方法。滿足使用對象中較大或較小身材者的需要，即在產(chǎn)品、工位或生活環(huán)境設(shè)計中，在不同情況下需要使用較大或較小身材者的人體測量值；滿足可調(diào)節(jié)性需要；對于一些應(yīng)用，確定某一尺寸參數(shù)時如果上述兩點都不能實現(xiàn)，則可以使用人體測量變量的平均測量統(tǒng)計值〕④確定所選人體尺寸變量的百分位值。⑤在不同的情況下，對所使用的百分位值給予適當(dāng)?shù)难a償量。⑥為了確保設(shè)計正確，盡可能使用實物模型或計算機模擬對設(shè)計加以驗證。第20頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

桌椅的人機工學(xué)設(shè)計座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸桌椅的歷史與現(xiàn)狀

人類使用桌椅的歷史與人類文明史等長。各國博物館里保存著各個歷史時代的家具珍品，其中我國明代的桌椅家具，倍受學(xué)者們的推崇。但總的說，古代桌椅可供今人研究借鑒的，僅在于造型、裝飾等審美、文化、精神方面，而對于座椅的主要實用功能——使用中的人體舒適性，則既缺乏文字記述，也難覓精絕的佳品。從皇家貴族的殿堂，到尋常百姓的廳室，很符合人體解剖學(xué)要求、能較長時間坐著感到舒適自在的座椅，卻鮮如鳳毛麟角。

直至1948年，瑞典整形外科醫(yī)生阿克布羅姆的《站與坐的姿勢》一書問世，才有了歷史上第一本分析坐姿解剖特性的專著，奠定了用人體解剖學(xué)理論指導(dǎo)座椅功能設(shè)計的基礎(chǔ)。1968年，國際人機工程學(xué)學(xué)會(IEA)在瑞士召開了以座椅為主題的第一次國際學(xué)術(shù)研討會，這次會議在全世界掀起了座椅研究的新高潮。20世紀70年代前后，各國紛紛將座椅研究的新成果，用于制定或修訂新的座椅技術(shù)標(biāo)準，如學(xué)校課桌椅、辦公用椅、工作椅、飛機座椅、火車座椅等的工業(yè)標(biāo)準。以日本為例，1966年完成了學(xué)校用課桌椅的新標(biāo)準(JIS)修訂，1980年文部省又匯編了《學(xué)校用家具指南》分發(fā)給各地教育委員會。

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坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸桌椅的歷史與現(xiàn)狀

1980年以前的長時期內(nèi)，我國辦公桌的通用高度為800mm，不但明顯高于上述日本的新舊標(biāo)準，也明顯高于歐美高身材國家辦公桌的通行高度。那時我國數(shù)以千萬計的辦公室工作人員(包括教師、學(xué)生)，尤其是其中終日伏案抄寫的文書一類職工，老是聳著雙肩工作，一天下來，頸椎、大小臂，特別是肩胛部位常感不適或酸痛，不僅影響工作效率，時間長了還會誘發(fā)疾病。據(jù)當(dāng)時統(tǒng)計，文書一類工作人員中，肩胛部位有不同程度疾患者比例高達18％左右，遠遠高于其他職業(yè)的人群。這從反面印證了改進桌椅設(shè)計對人們生活質(zhì)量的意義。近年來，我國大中城市市場上的新型辦公桌已經(jīng)降到較為合適的高度，但800mm高的舊辦公桌還隨處可見，尤其在欠發(fā)達的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)。從1971年4月開始，日本對辦公用家具進行了三年多時間的研究，然后決定把原先高度為740mm的辦公桌改為高700mm(男用、或男女合用)，與高670mm(女用)的兩種新標(biāo)準規(guī)格。1970至1980年，日本還對包括新干線車廂在內(nèi)的火車座席、列車臥鋪、飛機座席進行研究與改進，提高了乘坐舒適性，成果顯著。我國也已經(jīng)制定發(fā)布了一批有關(guān)家具的技術(shù)標(biāo)準，如《GB/T3976—1983學(xué)校課桌椅功能尺寸》、《GB/T14774-1993工作座椅一般人類工效學(xué)要求》，以及關(guān)于辦公桌、文件柜、衣柜等家具外形尺寸標(biāo)準GB/T3326-3328—1982等。桌子是人們坐著使用的(站著使用的稱為工作臺)，所以確定桌面高度時不應(yīng)取地面、而應(yīng)取椅面作為基準。有了椅面高度，再加上合理的“桌面椅面高度差”，就得到了合理的桌面高度。因此，本章優(yōu)先和重點的分析對象是座椅。第22頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸一、坐姿脊柱形態(tài)及其生理效應(yīng)1．脊柱、椎間盤與骨盆結(jié)構(gòu)人體骨骼共有206塊，分為中軸骨和四肢骨兩大部分，如左圖所示。其中支撐頭顱與全身的骨結(jié)構(gòu)為脊柱、骨盆與下肢。脊柱分4個區(qū)段：上段是7節(jié)椎骨組成的頸椎，接下來12節(jié)椎骨組成胸椎，再下面5節(jié)組成腰椎，以上共24節(jié)椎骨；脊柱的下端是骶尾骨，即由5塊融合成一體的骶骨和由4塊融合成一體的尾骨，見右圖。每兩節(jié)脊椎骨之間的軟組織稱為椎間盤，由于椎問盤軟組織的變形，才使整個脊柱能夠?qū)崿F(xiàn)彎曲活動。全部椎間盤的厚度之和約占脊柱總長度的1/4。其中以腰椎段的椎間盤為最厚，所以人體上身腰部的可能活動度較大。第23頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸2．坐姿脊柱形態(tài)的變化及其生理效應(yīng)坐姿引起的脊柱形態(tài)改變，可由示意圖說明。圖a)還是示意地表示站立時的脊柱生理曲線，腰椎向前凸，且曲度較大。圖b)示意地表示坐下后脊柱曲線形態(tài)的變化及引起變化的原因。站著時大腿與脊柱一致地順著鉛垂的方向，坐下后相當(dāng)于大腿骨連帶著髖骨一起轉(zhuǎn)過了90度，如圖b逆時針箭頭所指；于是嵌插在左右髖骨腔孔里的骶尾骨也發(fā)生了相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，從而帶動整個脊柱各個區(qū)段的曲度都發(fā)生一定變化，而其中以腰椎段的曲度變化最大：由向前凸趨于變直(從腰椎的局部區(qū)段看)，甚至略略向后凸的形態(tài)。因此腰椎骨間的壓力不能再維持正常、均勻的狀態(tài)，而這對于坐姿舒適性會產(chǎn)生明顯的不利影響。這種影響主要存在于上身沒有倚靠的情況下。若座椅靠背有一定的后仰角度，使整個后仰的上身的體重能較多地由靠背分擔(dān)，影響的程度則有所緩解。第24頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸二、坐姿下的體壓坐姿下，臀部與大腿、腘窩、腹部等人體部位都受有壓力，關(guān)系到坐姿的舒適性，分述如下：1．椅面上臀部與大腿的體壓由于進化的結(jié)果，人體骨盆下部兩個突出的坐骨粗大堅壯，坐骨處局部的皮膚也厚實。所以由坐骨部位承受坐姿下的大部分體壓，比體壓均勻地分布于臀部更加合理。但坐骨下的壓力過于集中，阻礙此處微血管內(nèi)的血液循環(huán)，壓迫神經(jīng)末梢，時間較長，會引起麻木與疼痛，也不好。影響椅面上臀部與大腿體壓的主要因素是椅面軟硬、椅面高度、椅面傾角及坐姿等。（書）

第25頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸二、坐姿下的體壓

2．腘窩的壓力膝蓋的背面稱為腘窩。通向小腿的血管和神經(jīng)都從腘窩部位經(jīng)過，且離體表較淺，腘窩處的皮膚又薄，因此腘窩是對體壓敏感的部位。此處受壓，小腿的血液流通受到阻礙，坐不多久小腿就會感到麻木難受。座面高度過高，與座面進深過深，都會造成腘窩受壓，如圖a，b中的箭頭所指，應(yīng)該避免。第26頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸三、坐姿下的肩部、小腿與背肌1．肩部與扶手高度對于帶扶手的椅子，扶手高度若高于坐姿人體尺寸中的“坐姿肘高”，則扶手通過上臂將肩部聳起。這種“端肩”姿勢使肩部肌肉緊張，時間稍長，便會感到酸痛，是不適宜的。適宜的扶手高度是略低于“坐姿肘高”。2．小腿的支承與背肌小腿在地面獲得支承，在正直端坐時對降低背肌的緊張，很有作用。人打瞌睡時，背部肌肉不自覺地開始松弛，上身就會前仰后合起來，這就反證了在背部沒有倚靠的情況下，是靠背部肌肉的力量維持著上身的穩(wěn)定。小腿在地面獲得支承，有利于上身的平衡穩(wěn)定，使背部肌肉得到放松。但在上身后仰倚靠在靠背上時，背肌總是放松的，就與小腿是否有支撐無關(guān)了。第27頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸四、平衡調(diào)節(jié)理論座椅在理論上無論怎么“合理”，坐的時間長了，也會產(chǎn)生不舒適的感覺，需要活動一下身體，使各部分的體壓狀況有所變動、調(diào)節(jié)，使骨骼肌肉的狀態(tài)有所轉(zhuǎn)換、變更，這才更符合人體的自然要求。這就是“人體平衡調(diào)節(jié)理論”在人體姿勢中的體現(xiàn)。兩腳分開站立，使體重均勻地由兩腳分擔(dān)，無疑是理論上合理的立姿；但是這樣站立時間長了，就需要改換為“稍息”姿勢，讓體重改由某一條腿腳來主要承擔(dān)，使另一條腿獲得一段時間的充分放松；過一段時間，再換由那只休息過的腿腳承擔(dān)。這就是立姿下證實平衡調(diào)節(jié)理論的例子。第28頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸以坐姿解剖生理分析為基礎(chǔ)，本節(jié)討論座椅的各項功能尺寸和形態(tài)。座椅的合理功能尺寸和形態(tài)，首先應(yīng)隨就坐者的目的要求而異。根據(jù)就坐者的目的要求，可將座椅分為以下幾種。1)工作座椅，簡稱工作椅。就坐者的主要要求，是在胸腹前的桌面上進行手工操作或視覺作業(yè)。需用上身前傾的姿勢進行伏案讀、寫、繪圖、打字以及比較精細的檢測、裝配、修理等，都屬于這類操作或作業(yè)。2)休息用椅，簡稱休息椅。就坐者的主要要求是放松、休息，如候車室候診室的座椅、影劇院座椅、公交車客車椅、公園休閑椅、沙發(fā)、安樂倚、躺椅等。3)辦公室用椅、會議室用椅，教室中的學(xué)生座椅等。這是介于前面兩種座椅之間，就坐者有時要低頭讀、寫，有時上身要后仰著聽、看或說的座椅，因可以把辦公椅作為代表，故統(tǒng)稱為辦公椅。

把座椅分為上面3種，只是為了在本節(jié)中分析敘述較為方便，并不是具有嚴格標(biāo)準的或已經(jīng)被公認的分類方法。第29頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸一、座面(前緣的)高度1．工作座椅工作椅座面前緣高度(簡稱座高)的設(shè)計要點是：①大腿基本水平，小腿垂直置放在地面上，使小腿重量獲得支撐；②腘窩不受壓；③臀部邊緣及腘窩后部的大腿在椅面獲得“彈性支承”。研究指出，符合上述要求的工作椅座高為：比坐姿人體尺寸中的“3.8小腿加足高”低10mm～15mm。由表可查得，中國成年男女“3.8小腿加足高”50百分位數(shù)分別為P50男=413mm，P50女=382mm加上穿鞋修正量(男25mm，女20mm)，穿褲修正量(-6mm)，就可算出適合中國中等身材男子、女子的座高值(按比“小腿加足高”低10mm計算)：適合50百分位數(shù)身高男子的座高：413mm+(25-6)mm-10mm=422mm適合50百分位數(shù)身高女子的座高：382mm+(20-6)mm-10mm=386mm同樣可查得男子95百分位數(shù)和女子5百分位數(shù)的小腿加足高數(shù)值：P95男=448mm，P5女=383mm從而可算出適合95百分位數(shù)身材男子的座高：448mm+(25-6)mm-10mm=457mm適合5百分位數(shù)身材女子的座高：342mm+(20-6)mm-10mm=346mm把這兩個數(shù)據(jù)四舍五人為圓整的數(shù)值，就得到了工作椅的一個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，

中國男女通用工作椅座高尺寸的調(diào)節(jié)范圍：350mm一460mm。第30頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸一、座面(前緣的)高度2．其他椅子非工作椅的座高應(yīng)適合其自身的使用特點，與工作椅的要求是不盡相同的。大部分非工作椅為了坐姿的舒適，就坐時小腿是往前伸出而不是垂直于地面的，因此座高均宜于比工作椅低一些。例如，從會議室用椅、影劇院座椅、；候車室座椅、公園休閑椅、沙發(fā)、安樂椅、……，到躺椅，座高可以依次降低。但座高過低，會使老年人站立起身困難，必要時應(yīng)予考慮。第31頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸二、座面傾角1．工作座椅工作椅的合理座面傾角，與工作姿勢，即工作中上身的前傾程度密切相關(guān)。綜合起來可簡要歸結(jié)為以下3條：1)一般辦公椅的座面傾角可取a=0-5度，常推薦取a=3-4度。2)主要用于前傾工作的座椅，適宜于椅面前緣低一點，即座面傾角約略取為負值。若工作時前傾程度較大，且持續(xù)時間長，則加大座面傾角的負值符合工作者的解剖生理要求。但人在這樣的椅子上是坐不住的，要往下滑。解決這個問題的方法是增加一個帶有軟墊的“膝靠”，對人的膝部提供支承。圖a所示的“平衡椅”，和圖b所示的“云椅”就是兩款這樣的設(shè)計。據(jù)報道，它們頗受專職打字員、錄入員們的青睞。3)如前所述，辦公椅應(yīng)提供前傾工作和后倚放松兩種可能，現(xiàn)今市場的新式辦公椅可以順應(yīng)這兩種工作姿勢的要求，能在一定范圍內(nèi)自動地調(diào)節(jié)座面傾角和靠背傾角，使兩種狀態(tài)下都有較舒適的姿勢，見圖。第32頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸2．休息椅與工作椅有所不同，休息椅多為椅面前緣翹起，a為正值的。坐在休息椅上，上身會自然地后倚在靠背上，使背肌放松，軀干穩(wěn)定舒適。越是以休息放松為主的座椅，座面傾角a越應(yīng)取較大數(shù)值；公交車等振動環(huán)境下的座椅，為避免在振動中身體下滑，也應(yīng)適當(dāng)加大a值。幾種非工作椅座面傾角的參考值如下：會議室椅≈5度

影劇院座椅5-10度公園休閑椅≈10度

公交車座椅≈10度一般沙發(fā)8-15度

安樂椅可達20度第33頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸三、靠背的形式及傾角1．不同座椅的靠背功能靠背的形式、傾角和尺寸，關(guān)系到坐姿脊柱形態(tài)、座面和背部的體壓、背肌的緊張度等解剖學(xué)因素，是座椅人機工程設(shè)計中的重點內(nèi)容?？勘吃O(shè)計的關(guān)鍵，仍在于正確掌握不同座椅的靠背功能要點，分述如下：(1)工作椅對于工作椅，靠背的功能要點，主要不是支承就坐者后倚時的上身體重，而是維持脊柱的良好形態(tài)，其中又主要在于避免腰椎的嚴重后凸。因此，工作椅的靠背主要是腰靠，即在以第三、四腰椎為中心的位置上，有一個尺寸、形狀、軟硬適當(dāng)?shù)捻斂课铩Ｖ械壬聿哪凶?，第四腰椎約在肘下4cm處(也是大部分人系腰帶的高度)，可以此作為腰靠中點的高度。我國老式工作椅中很少能見到合理的腰靠，多數(shù)工作椅靠背偏高；新式工作椅已有改進。(2)休息椅休息椅的靠背是后仰的，就坐者的上身體重有較大的比例由靠背承擔(dān)，且大腿骨與上身間的夾角也較大，于是緩解了腰椎形態(tài)的變化及其對椎間盤壓力異常的影響；因此對于休息椅，腰靠的作用降低，靠背功能的要點轉(zhuǎn)向支承軀干的體重，放松背肌。軀干的重心大約在人體第八胸椎骨的高度，宜以此位置為中心對就坐者提供倚靠。對于安樂倚、躺椅等長時間休息的用椅，為緩解頸椎的負擔(dān)，最好還能提供頭枕。處于振動環(huán)境下的客車座椅，若頭枕的支承在人們顱骨的后部，則人的頭部容易左右晃動，很不舒服；頭枕對頭的支承位置應(yīng)該在頸椎之上、后腦勺的下部；但這一位置的高度因人的身材高矮不同有較大的差異，因此固定高度的頭枕的通用性很小，適合較高身材者的頭枕便不能適合較矮身材者，反之亦然。把頭枕做成高度可調(diào)雖無很大困難，卻終歸要另外增加機構(gòu)，且人們也往往嫌調(diào)整頭枕高度麻煩，這是目前客車座椅頭枕仍然存在的問題。(3)辦公椅辦公椅介于工作椅和休息椅之間，可采用以支承軀干體重為主的靠背，若同時還提供腰靠，一般來說效果更好。第34頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸三、靠背的形式及傾角2．四種座椅靠背形式日本人機工程學(xué)者小原二郎等人，設(shè)計了4種形式的靠背，能分別適用于不同功能的座椅。下表概略介紹了他們的名稱、功能特性、形態(tài)尺寸要點和適用條件。下表所列與上面的分析是一致的，因此不再贅加重復(fù)的解釋。

第35頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸三、靠背的形式及傾角2．四種座椅靠背形式右圖是四種靠背形式中的一種：中靠背座椅的功能尺寸。第36頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸三、靠背的形式及傾角2．四種座椅靠背形式以上講述的座椅三種主要功能尺寸都隨座椅的應(yīng)用條件而變，下圖大體上綜合表示了它們的依次變化和對比情況。第37頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸四、其他功能尺寸1．座深工作椅座深的設(shè)計要點是：①座面有必要的支承面積，臀部邊緣及大腿在椅面的“彈性支承”能輔助上身的穩(wěn)定，減少背肌負擔(dān)；②在腘窩不受壓的條件下，腰背部容易獲得腰靠的支托。辦公椅座深的設(shè)計原則與工作椅相同，座深數(shù)值同于或稍大于工作椅座深。休息椅座深可以比辦公椅座深再大一些，這是因為就坐者小腿前伸，腘窩不易受壓；也是為了增大座面接觸面積，降低座面體壓。但休息椅加大座深也有個原則，就是不讓腰椎在座面和靠背交接處總是后凸著造成生理不適(前面講過，有些大沙發(fā)座深過大，存在這個問題，不得不配加‘腰枕”)。另外對于老年人用椅，還要注意，若座深過深，則老年人要從椅子上站起來會感到費力和困難，見圖第38頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸四、其他功能尺寸1．座深工作椅座深的設(shè)計要點是：①座面有必要的支承面積，臀部邊緣及大腿在椅面的“彈性支承”能輔助上身的穩(wěn)定，減少背肌負擔(dān)；②在腘窩不受壓的條件下，腰背部容易獲得腰靠的支托。辦公椅座深的設(shè)計原則與工作椅相同，座深數(shù)值同于或稍大于工作椅座深。休息椅座深可以比辦公椅座深再大一些，這是因為就坐者小腿前伸，腘窩不易受壓；也是為了增大座面接觸面積，降低座面體壓。但休息椅加大座深也有個原則，就是不讓腰椎在座面和靠背交接處總是后凸著造成生理不適(前面講過，有些大沙發(fā)座深過大，存在這個問題，不得不配加‘腰枕”)。另外對于老年人用椅，還要注意，若座深過深，則老年人要從椅子上站起來會感到費力和困難，見圖第39頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸四、其他功能尺寸2．座寬帶扶手的座椅若座寬不夠，讓就坐者只能勉強地擠下去固然不行，見圖a；但座寬太大，兩側(cè)扶手不能給就坐者提供穩(wěn)定的位置，使就坐者有“不著邊”的感覺，也不好，見圖b排椅的單人座寬應(yīng)大于人體水平尺寸中的“3.7坐姿兩肘間寬”，并考慮穿衣引起的尺寸修正量。這一要求適用于禮堂、影劇院里有扶手將座位隔開的座椅，也適用于公園里沒有扶手將座位隔開的長條休閑椅以及體育場看臺、長條凳子。這是為了避免并排的就坐者的兩臂互相碰撞干擾。由表可查得，中國成年人“4.7坐姿兩肘間寬”的男性95百分位數(shù)為P95男=489mm。考慮了穿衣引起的尺寸修正量，排椅的單人座寬一般需要在500mrn以上。第40頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸四、其他功能尺寸3．扶手扶手常用于辦公椅和休息椅，其功能主要有：①落座、起身或需要調(diào)節(jié)體位時用手臂支撐身體，這對躺椅、安樂椅尤其必要；②支承手臂重量，減輕肩部負擔(dān)；③對座位相鄰者形成隔離的界線，這一點有實際的和心理的兩方面作用。從扶手的三項功能可知，扶手設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)是它的高度：扶手過高，會使肩部被聳起，如圖a所示；扶手過低，則起不到支承大小臂(部分)重量的作用，如圖b所示。這兩種情況都會使肩部肌肉受力緊張。為避免上述兩種情況，座椅扶手高度宜略小于坐姿人體尺寸中的“3.5坐姿肘高”。由表可查得，中國成年人“3.5坐姿肘高”的男性50百分位數(shù)、女性50百分位數(shù)分別為：P50男=263mm，P20女=251mm。這兩個數(shù)值的平均值為257mm，公用座椅的扶手高度宜略小于這個數(shù)值。GB/T14774-1993推薦的扶手高度為230±20mm。我國老式扶手椅的扶手多數(shù)偏高。

第41頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸課堂討論：你體驗過、考慮過不同坐姿的不同感受嗎?如果座椅的尺寸、結(jié)構(gòu)不符合人們的解剖學(xué)要求，你想要坐著舒服，自然是不可能的。那么，反過來，坐在設(shè)計合理的座椅上，是否一定能保證你有很好的感受呢?——請看右圖：這位先生駕駛著自己的汽車，幾小時下來，有時覺得腰部難受，挺累；有時又不大有這種感覺。他自己不知道這是為什么。一位人機學(xué)專業(yè)的朋友畫了右圖，告訴他，這是由于他有時采用圖a所示的坐姿駕駛，有時又像圖b那樣坐著駕駛，自己卻并未覺察坐姿的差異及其后果。請問，兩種不同駕駛坐姿分別引起了怎樣的后果?為什么?尺寸與形態(tài)合理的座椅，未必一定能起到應(yīng)有的效能。所以向廣大公眾普及一些人機學(xué)常識，讓他們了解什么樣的姿勢才是正確的坐姿，其重要性實在不低于座椅設(shè)計的正確與合理……同學(xué)們考慮過這個問題，有自己的感受與體驗嗎?第42頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸一、椅墊的生理學(xué)評價要素硬座面和硬靠背，使人體臀部和背部突出的局部受壓過于集中，造成不適。為了緩解這種不適，有一定彈性的椅墊，包括坐墊和靠墊，是必要的。但怎樣的椅墊才是好椅墊，卻是值得研究的問題。一般認為，椅墊性能的生理學(xué)評價應(yīng)有以下兩方面的要素：第一，椅墊的軟硬性能。第二，椅墊材質(zhì)的生理舒適性。

第43頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸二、椅墊的軟硬性能硬椅面使人體的局部體壓過于集中，肯定給人造成不舒適，見圖a。而椅墊過軟，在人體壓力下發(fā)生很大的變形，椅墊甚至順應(yīng)人體輪廓形成“包裹”人體的形態(tài)，如圖b所示，也使人不舒適。這種不舒適的原因在以下幾方面：①接觸面上體壓過于均勻，使坐骨骨尖下等人體適于承受較大壓力的部位和不宜承受較大壓力的部位趨向于“同等待遇”，不符合人的生理解剖要求；②不能通過改變坐姿體位來進行生理調(diào)節(jié)；③過于柔軟的椅墊讓人體陷人一種“懸浮”著的動態(tài)之中，使人體產(chǎn)生動搖不定、不穩(wěn)定的感覺；而為了穩(wěn)定體位，人體還會不自覺地使全身肌肉緊張收縮起來，容易疲勞；④有研究表明，過于柔軟的座椅還會減少對大腦的刺激，使大腦反應(yīng)遲鈍，所以工作椅的椅墊尤其不可太軟太厚。能緩解局部體壓過于集中，能適當(dāng)?shù)卦龃笈c人體的接觸面積，又不形成對人體輪廓的“包裹”形態(tài)，才是椅墊較好的軟硬性能，如圖c所示。通常在一層耐磨面料里面裝一塊不太厚的軟墊子，就能基本達到這樣的要求。如果軟墊子材料是松軟的泡沫塑料，要稍許厚一點，根據(jù)不同情況，坐墊厚度一般大概在40-80mm之間，靠墊則應(yīng)比坐墊薄一些；如果軟墊子是相對密實一點的乳膠之類的材料，可稍許薄一點，根據(jù)不同情況，坐墊厚度一般大概在20-40mm之間，靠墊可以更薄一些。第44頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸三、椅墊材質(zhì)的生理舒適性椅墊材質(zhì)的生理舒適性，分皮膚觸感和椅面的微氣候條件兩個方面。1．椅墊材質(zhì)的皮膚觸感皮膚觸感可簡稱觸感，取決于椅墊蒙面材料的材質(zhì)和紡織制作工藝，觸感要求柔軟而不是硬挺、暖和而不是僵冷、粗糙而不是光滑。2．椅墊的微氣候條件椅墊的微氣候是指就坐后在人體(含衣著)與椅墊之間形成的濕度、溫度狀況。優(yōu)良的椅墊應(yīng)避免人體接觸部位濕度的局部攀升，保持皮膚的干爽，因此要求椅墊蒙面材料有良好的透氣性；同時椅墊保溫陛能應(yīng)該適當(dāng)，不宜過強或過弱；保溫性能實際上與材質(zhì)的粗糙觸感和透氣性直接相關(guān)。第45頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸一、桌面高度(桌椅配合)桌子是坐著使用的，確定桌高的正確方法應(yīng)該是：座高加上合理的桌面椅面高度差，即桌高=座高+桌椅高度差前面已經(jīng)討論過座高，那么，怎樣確定合理的桌椅高度差呢?大量測試研究表明，合理的桌椅高度差可依據(jù)坐姿人體尺寸中的“3.1坐高”來確定，例如：書寫用的桌子：合適的桌椅高度差=(坐高/3)-(20-30)mm學(xué)生用的課桌：合適的桌椅高度差=(坐高/3)-10mm，等。于是可以大體推算出中等身材中國成年男子、女子書寫用桌的桌高如下：書寫用桌高=座高+合適的桌椅高度差=座高+(坐高/3)-20mm對50百分位數(shù)身高的男子：座高50男=422mm坐高50男=908mm因此書寫用桌高50男=422mm+(908/3)mm-20mm=705mm第46頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸一、桌面高度(桌椅配合)對50百分位數(shù)身高的女子，座高50女=386mm坐高50女=852mm因此書寫用桌高50女=386mm+(852/3)mm-25mm=655mm考慮到普通辦公桌與書寫專用桌略有區(qū)別，辦公桌現(xiàn)實中也難以區(qū)別男用或女用等因素，我國國家標(biāo)準GB/T3326-1982規(guī)定的桌高范圍為H=700-760mm，級差△S=20mm。因此，共有以下四個規(guī)格的桌高：700mm、720mm、740mm、760mm。我國中等身材男子使用辦公桌的適宜尺寸如圖a所示，可調(diào)辦公桌椅的尺寸大體如圖b所示。第47頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸二、中屜深度

與高度為800mm的傳統(tǒng)老式辦公桌比較，GB/T3326-1982規(guī)定的桌高700-760mm是明顯得到合理降低了。但桌下面的“容膝空間”還是必須保證的。就是說，桌面低了，中間那個抽屜(簡稱中屜)就不能太深，否則大腿在中屜下受壓，或根本放不到桌子下面去。根據(jù)桌椅高度差的尺寸組成，應(yīng)該有

a=b+x+c+d+e+f式中

a——桌椅高度差；

b——桌子面板的厚度；

x——中屜的深度；

c——中屜底板的厚度；

d——坐姿人體尺寸“3.6坐姿大腿厚”；

e——穿衣修正量；

f——中屜下面大腿的(小幅度)活動空間。

以中等身材(50百分位數(shù)身高者)的男子為例，應(yīng)該有

由表查得a=(908/3)mm-20mm=283mm，d=130mm

設(shè)取

b=20mm，c=lOmm，e=(2×6mm)=12mm，f=30mm，代入上式就可得到

中屜深度x=283mm-20mm-10mm-12mm-130mm-30mm=81mm。

中屜深度僅80mm左右，相當(dāng)淺?？梢娦率睫k公桌的中間抽屜，比傳統(tǒng)辦公桌的要淺得多，這是新老辦公桌在結(jié)構(gòu)上的一個明顯區(qū)別。第48頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六桌椅設(shè)計概述

坐姿生理解剖基礎(chǔ)

座椅的功能尺寸座墊與靠墊辦公桌的功能尺寸思考題與練習(xí)題

外出游玩走累了，就坐在小磚頭上休息片刻，如圖所示，試分析：①從坐姿脊柱形態(tài)、臀部體壓、背部肌肉三方面來看，這種休息姿勢是否符合生理解剖的舒適性要求?為什么?②如果對①的回答是否定的，那么為什么會覺得休息一會兒還挺舒服呢?

第49頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六家具與人體尺寸的適應(yīng)

床、柜等家具的人機工學(xué)設(shè)計床、柜尺寸的國家標(biāo)準簡介褥墊與躺臥的生理解剖因素

圖a是柜類家具內(nèi)部空間的三個區(qū)域。第一區(qū)域的上限距地面約1870mm，這是考慮了穿鞋修正量的女子“雙臂功能上舉高”50百分位數(shù)的約值；第一區(qū)域的下限距地面約603mm，這是僅需略略彎腰，而不必蹲下可以取物的高度。第一區(qū)域是取物方便的區(qū)域，其中又以肩高(男女肩高的平均值加穿鞋修正量)1328mm附近為最方便。高度603mm以下是第二區(qū)域，要蹲下取物，不方便。高度1970mm以上視線夠不著，要踮腳甚至站在凳子上或用梯子才能取物，更不方便，這是第三區(qū)域。圖b是抽屜高度的上限和下限，考慮取物時的手臂動作和視線，抽屜上沿的上限和下限高度分別約為1360mm和300mm。

第50頁，共58頁，2023年，2月20日，星期六家具與人體尺寸的適應(yīng)

床、柜尺寸的國家標(biāo)準簡介褥墊與躺臥的生理解剖因素

還應(yīng)注意家具某些細節(jié)與人體的關(guān)系。例如，人在一些低柜或工作臺邊可能需要站得比較近，那么在這些家具的支腳部位留有“容足空間”就有必要，如圖a所示。容足空間對于放在沙發(fā)前的長茶幾尤其值得重視，因為人們?yōu)榱耸娣?，坐在沙發(fā)上時常把小腿往前伸出，而長茶幾又不宜遠離沙發(fā)放置，若小腿伸不進茶幾下部，對就坐沙發(fā)的自由放松影響較為明顯。又例如，無論是用拖把墩布，還是使用吸塵器，家具底部留有必要的空擋是有好處的，空擋高度不小于130-150mm,才能達到一定的清潔進深。如圖b所示。第51頁，共58頁，2023年，