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基于人机工程学的高校课桌椅家具尺寸设计

■佘婴姿 She Yingzi

(湖南涉外经济学院艺术设计学院, 湖南长沙 410025)


摘 要:高校课桌椅尺度设计的好坏,直接影响着学习者的工作效率及健康。本文分析了特定人群的人体尺寸特征及工作方式,运用有关人体尺寸的标准数据,结合人体活动行为,分析、探讨了坐姿时身体各相关部位尺寸数据的分布情况和舒适的工作姿势,从决定家具尺度的三个方面,即:与人有关的家具尺度、与物有关的家具尺度、与空间有关的家具尺度,去论述课桌椅设计时应考虑哪些尺度,提出了一个比较系统的尺寸依据,为其他类型的家具尺寸设计提供了理论参考。

关键词:人体尺寸;座椅;课桌;家具尺寸

Abstract: The design of the scale of College desks and chairs has a direct impact on the work efficiency and health of students. This paper analyses the characteristics of human body size and its working pattern. Combined with human activity behavior and standard data on human body size, the paper analyses and discusses the position of the body about the relevant parts of the data size and comfortable working posture, From three aspects of the scale of furniture, namely: people related to the furniture scale, the material related to the furniture scale and space about the scale of furniture .To discuss which scales should be considered when designs desks and chairs and to propose a systematic size basis. Providing a theoretical reference for other types of furniture size design.

Key words: Human dimension; Seat; Desk; Furniture size


高校教室的课桌椅,作为学生感受学习人性化服务的一个重要界面,书桌及座椅的宜人尺度如何,直接影响着学习者的工作效率。因此,设计时紧密结合人的结构特征和机能特征,以人体尺寸为核心,为高校教室的课桌设计提供科学的理论依据和设计标准。

家具是衡量人类生活质量的标准之一, 与人类的健康有着直接的关系[1]。教室课桌椅家具是人们工作学习中与人体接触最为紧密的家具之一,其人性化的设计直接影响使用者的工作效率及健康,应该运用人机工程学的原理对其进行系统设计。所谓人机工程学,即是应用人体测量学、心理学、人体力学等学科的研究方法[2],对人体的结构特征和机能特征进行分析研究,提供人体各部位的尺寸以及人体各部位在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数,探讨人在工作过程中影响其心理状态的因素以及这些因素对工作效率的影响等。本文主要总结在设计课桌椅的尺寸时应考虑哪些因素。

家具中的尺度虽然是家具造型的一种特性,但是不能为了造型的尺度感而盲目地设计家具的尺度感。在设计家具时,有几种尺度是需要特别注意的。


1 与人有关的家具尺度

家具是给人用的,家具的尺度与人发生直接关系,不适合人体的尺度的家具无论如何都不是好的家具设计。与人体有关的尺度不是可以随心所欲地“设计”的。应根据特定人群的人体尺寸特征及工作方式,运用有关人体尺寸的标准数据,结合人体活动行为[3]

如图1所示,首先要明确目标人群,确定特定人群的尺寸,根据各年龄阶段的人体尺寸平均数据为依据,选择合适的百分点,同时要考虑由于地域性的差异,人体身高等尺寸会有不同[4]


■图1 人体尺寸与座椅尺寸设计的关联


1.1 依据人体尺寸设计椅子的尺寸

在进行座椅的尺寸设计时,因各人体在人体各部位的尺寸数据不完全相同,应将设计的座椅各部位进行分类,包括:坐高、坐深、坐宽、扶手高以及靠背等,然后根据百分位数据的选取原则选择最合理的设计尺寸数据, 以满足大部分人的使用需求[5]

1.1.1 座高——膝腘高度

膝腘高度是指人挺直身体坐着时,从地面到膝盖内侧(腿弯处)的垂直距离[6]。座高指地面到人体坐姿下坐骨支承部位的高度。舒适的座面高度应使大腿接近水平,小腿自然垂直,双脚平放在地面上。座高的人群测量尺寸数据的提取应满足小个子尺寸的使用需求, 即在百分位数据的选择上,应选择低百分位数据作为设计的尺寸依据,同时考虑到尺寸修正原则,适当添加鞋跟及着衣的修正量。

1.1.2 座深——膝腿部长度

膝腿部长度是指由臀部最后面到小腿背面的水平距离,此部位人体尺寸主要应用于座面的座深。座深是指椅面前沿至座面与背面相交线的距离。良好的坐深尺度应使臀部得到全面支持,针对有靠背的座椅设计时,其坐姿下腰部能得到靠背的支撑求,同时座面边缘与小腿间应留适当空间供小腿活动。座面深度应按膝腿部长度的数值作为设计的依据,应满足小个子尺寸的使用需求,即在百分位数据的选择上,应选择低百分位数据作为参考。

1.1.3 座宽——臀部宽度

臀部宽度是指坐姿下臀部最宽部分的水平尺寸,此部位人体尺寸主要应用于座面的宽度,即座宽。舒适的座面宽度应能满足人体臀部的支撑,同时也应考虑身上衣物厚度。座面宽度应按臀部宽度的数值作为设计的依据, 应满足大个子尺寸的使用需求,即在百分位数据的选择上,应选择高百分位数据作为参考。

1.2 依据人体尺寸设计课桌的尺寸

课桌的尺寸包括水平面的尺寸和垂直面的高度尺寸,基于人体工程学中对人体作业域的研究,可以从水平作业域和垂直作业域来讨论课桌的尺寸设计。

1.2.1 水平作业域——桌面的长和宽

水平作业域是人于台前,在台面上左右运动手臂形成的轨迹范围。此数值可以作为确定台面的尺寸及各物品设备摆放的最佳位置的依据。课桌长宽的设计可依据人体水平作业域的活动范围来确定,考虑能否触及,应以身材较小的人体尺寸(第5百分点所对应的数值)来确定的。成年人水平作业面的最大作业域在590mm范围内,通常作业域在390mm范围内。所以如果只考虑与人对家具尺度需求的话,课桌的宽与长度设计至少应保证在390mm 以上。

1.2.2 垂直作业域——桌面的高度

桌面高度的确定可依据人体垂直作业域的活动范围来确定。垂直作业域指作业者立姿或坐姿操作时手臂伸直以肩关节为轴做上下运动所形成的范围[7]。它用来确定课桌的桌面高度及课桌下边缘离地面的高度。教室上课看书是一种视觉型工作方式,在阅读或书写时,舒适的人体坐姿如图2,桌面、躯干、上臂三者形成的几何关系见图中虚线,即桌面高度的尺寸与人体肘高尺寸接近。同时应满足看书时的眼睛舒适距离及腿的活动空间距离。


■图2 书写时的坐姿


2 与物有关的家具尺度

家具与物发生关系。书桌是用来放书的,这些物品除了对家具的尺度有直接要求外,同时也与人的行为活动方式有关系[8]

2.1 座椅尺寸的设计与物的关系

座椅是供人坐的,是为了满足人工作、休息、学习的需求而设计的家具产品。它的尺寸设计与人体尺寸息息相关,但是也受物体的影响,虽然在座椅中体现得不明显,但也包括身上的衣物,及随身带的包等。

2.2 课桌尺寸的设计与物的关系

课桌的尺寸与物有一定的关联,书桌是用来放书的,除了满足人正常的书写工作区域外,还应满足存放物品的功能,包括课桌桌面水平面的区域范围和存放物品的抽屉,都是以物的尺寸为依据的。

首先考虑桌面尺寸与物的关系,在满足人体静态的活动空间范围之上,然后基于课桌的用途及人的学习方式,应有一定的空间用来放文具袋和书的空间,而且根据人的行为习性,常用的物品应放在最佳区域范围内。下面的抽屉部分的尺寸的设计应考虑最小原则和最大原则:最小原则,就是满足日常学习用品即书包、雨伞等存放空间的最小容纳空间;最大原则,就是考虑大腿的容纳及活动空间。


3 与空间有关的家具尺度

家具存在于特定的空间中,家具的尺度设计受这个空间的尺度影响很大[9]。例如,在空旷大空间的教室其演讲台的尺度设计比一般教室的讲台尺度大;一般别墅住宅中的家具尺度往往比小公寓住宅的家具尺度大,以适应大空间的尺度感。

虽然家具的造型尺寸确定是以人体静态尺度和动态尺度为参照依据,但是任何一件家具都不能脱离室内空间。课桌椅的设计是摆放在教室内的一个特定的空间范围,它的体量与尺寸设计应结合实际空间的大小去考虑。

考虑空间环境的课桌椅设计,当放入一个限定的空间界面内,家具尺寸的设计要结合空间的大小去考虑,如:教室需容纳的课桌椅个体数,结合空间的尺度进行体量的规划; 连体课桌椅的家具在设计时应考虑课桌与座椅之间的空间尺寸设计以满足人活动通行的动态尺寸等。

4 结语

在进行任意类型的家具尺寸设计时,其人体尺寸数据的选取应注意确定设计中最重要的尺度和使用群体,从而确定设计尺度,其尺度的确定不能限制于固定的数据当中,而是应该针对特定的使用群体,选择其人体尺寸作为参考数值,同时考虑其会存放的物品及摆放的特定空间,这样才有可能将人性化设计融入到家具设计当中,更好地体现出人性化设计与家具设计的关联性。


(责任编辑:贺 辉)


参考文献:

[1]刘文金,邹伟华.家具造型设计[M].北京: 中国林业出版社,2007.

[2]殷陈君,人体工程学[M].北京:化学工业出版社,2014.

[3]陈婕娴.浅析人体尺寸与坐卧类家具尺度的关系[J].广西轻工业,2008,(5):96-97.

[4]朱俊艳,李森.基于人机工学的现代厨房布置研究[ J ].家具与室内装饰,2013,(7):108-109.

[5]王丽君,张帆,李黎.座椅尺度与坐姿对座面压力和身体不适的影响[J].家具与室内装饰,2013,(10):54-56.

[6]程瑞香,室内与家具设计人体工程学[M]. 北京:化学工业出版社,2008.

[7]梁启凡.家具设计[M].北京:中国轻工业出版社,2001.

[8]张月.室内人体工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[9]唐婉晴.基于居住空间的人与家具交互设计研究[J].家具与室内装饰,2013,(4):58-59.


基金项目:国家社会科学基金项目(09CZW007)

作者简介:佘婴姿(1988-),女,助教,研究方向:环境艺术设计、家具与陈设设计,E-mail:490010329@qq.com

引文格式:佘婴姿.基于人机工程学的高校课桌椅家具尺寸设计[J].家具与室内装饰,2016,(2):68-69.


注:本文来源于《家具与室内装饰》2016年第2期

作者:家具设计课堂 发布时间:2020.02.15

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