人體工程學與家具功能設計

目錄一、人體基本知識二、人體基本動作三、人體尺度四、人體生理機能與家具的關系一、人體基本知識

家具設計首先要研究家具與人體的關系，要了解人體的構造及構成人體活動的主要組織系統。人體是由骨骼系統、肌肉系統、消化系統、血液循環系統、呼吸系統、泌尿系統、內分泌系統、神經系統、感覺系統等組成。這些系統像一臺機器那樣互相配合、相互制約地共同維持著人的生命和完成人體的活動，在這些組織系統中與家具設計有密切關聯的是骨骼系統、肌肉系統、感覺系統和神經系統。一、人體基本知識（一）人體主要組織系統

（一）人體主要組織系統

1、骨骼系統：骨骼是人體的支架，是家具設計測定人體比例、人體尺度的基本依據，骨骼中骨與骨的連接處產生關節，人體通過不同類型和形狀的關節進行著屈伸、回旋等各種不同和動作，由這些局部的動作的組合形成人體各種姿態。2、

肌肉系統：骨肉的收縮和舒展支配著骨骼和關節的運動。

3、神經系統：人體各器官系統的活動都是在神經系統的支配下，通過神經體液調節而實現的。4、感覺系統：激發神經系統起支配人體活動的機構是人的感覺系統。（二）人體基本動作二、人體基本動作

人體的動作形態是相當復雜而又變化萬千，從坐、臥、立、蹲、跳、旋轉、行走等等都會顯示出不同形態所具有的不同尺度和不同的空間需求。從家具設計的角度來看，合理地依據人體一定姿態下的肌肉、骨骼的結構來設計家具，能調整人的體力損耗、減少肌肉的疲勞，從而極大地提高工作效率。因此在家具設計中對人體動作的研究顯得十分必要。與家具設計密切相關的人體動作主要是立、坐、臥。（一）動作形態（一）動作形態1.立：人體站立是一種最基本的自然姿態，是由骨骼和無數關節支撐而成。2.坐：當人體站立過久時，他就需要坐下來休息，另外人們的活動和工作也有相當大的部分是坐著進行的，因此需要更多地研究人坐著活動時骨骼和肌肉的關系。3.臥：臥的姿態是人希望得到最好的休息狀態，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，臥的姿態，才能使脊椎骨骼的受壓狀態得到真正的松弛，從而得到最好的休息。三、人體尺度意義三、人體尺度意義

家具設計最主要的依據是人體尺度，如人體站立的基本高度的伸手最大的活動范圍，坐姿時的下腿高度和上腿的長度及上身的活動范圍，睡姿時的人體寬度，長度及翻身的范圍等等都與家具尺寸有著密切的關系。因此學習家具設計，必須首先了解人體各部位固有的基本尺度。（一）人體尺度的靈活性

（一）人體尺度的靈活性在我國，由于幅員遼闊，人口眾多，人體尺度隨年齡、性別、地區的不同而有所變化，同時隨著時代的進步、人們生活水平的提高，人體尺度也在發生變化，因此我們只能采用平均值作為設計時的相對尺度依據，而且也不可能依此作絕對標準尺度，因為一個家具服務的對象是多元的，一張坐椅可能被個子較高的男人使用，也可能被個子較矮的女人使用。因此對尺度的理解是既要有尺度，離開了人體尺度就無從著手設計家具，但對尺度也要有辯證的觀點，它具有一定的靈活性。（四）人體生理機能與家具的關系

四、人體生理機能與家具的關系在家具設計中對人體生理機能的研究是促使家具設計更具科學性的重要手段。根據人體活動及相關的姿態，人們設計生產了相應的家具，我們將其分類為坐臥性家具、憑依性家具及貯藏性家具。（一）分類（一）分類1、坐臥性家具按照人們日常生活的行為，人體動作姿態可以歸納為從立姿到臥姿的不同勢態，其中坐與臥是人們日常生活中占有的最多動作姿態，如工作、學習、用餐、休息等都是在坐臥狀態下進行的，因此坐臥性家具與人體生理機能關系的研究就顯得特別重要。（1）、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。椅子坐高450mm，休閑沙發、躺椅為了讓人得到沖劃分休息，因此，它的坐高相對低于一般座椅，約為350—380mm.如座椅上有較厚的坐墊材料，應以彈性下沉的極限作為尺度標準。坐深：主要是指坐面的前沿至后沿的距離。坐深的深度對人體坐姿的舒適影響也很大。如坐面過深，超過大腿水平長度，人體挨上靠背將有很大的傾斜度，而腰部缺乏支撐點而懸空，加劇了腰部的肌肉活動強度而致使疲勞產生；同時坐面過深，使膝窩處產生麻木的反應，并且也難以走立。一般座深尺寸在380—420mm之間。

坐寬：椅子坐面的寬度根據人的坐姿及動作，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。座椅寬度應使臀部全部支持并有適當的活動余地，便于坐姿的變換。一般成人座椅座寬不得小于380mm。

坐面傾斜度：從人體坐姿及其動作的關系分析，人在休息時，人的坐姿是向后傾靠，使腰椎及肩部有所承托。因此一般有靠背的坐具坐面都是設計成向后傾斜的，其人體傾斜角度為3—5度，相對的倚靠背也向后傾斜。椅靠背：人坐于半高的凳上（400-450mm)，腰部肌肉的活動強度最大，最易疲勞，而這一坐高正是我們坐具設計中用得最普遍的，（一般坐高是410—430mm)，因此要改變腰部疲勞的狀況，就必須設置靠背來彌補這一缺陷。扶手高度：休息椅和部分工作椅需要設有扶手，其作用是減輕兩臂的疲勞。扶手的高度應與人體坐骨結節點到上臂自然下垂的肘下端的垂直距離相近。扶手過高時兩臂不能自然下垂，過低則兩肘不能自然落靠，此兩種情況都易使上臂引起疲勞，根據人體尺度，扶手上表面坐面的至坐面的垂直距離為200-250mm，同時扶手前端略為升高，隨著坐面傾角與基本靠背斜度的變化，扶手傾斜度一般為±10～20mm，一般與坐面的形狀吻合。

2、臥具的基本尺度與要求床是供人睡眠休息的主要臥具，也是與人體接觸時間最長的家具。床的基本要求是使人躺在床上能舒適地盡快入睡，并且要睡好，以達到消除一天的疲勞、恢復體力和補充工作精力的目的。因此床的設計必須考慮到床與人體生理機能的關系。（1）臥姿時的人體結構特征：從人體骨骼肌肉結構來看，人在仰臥時，不同于人體直立時的骨骼肌肉結構。（2）臥姿人體尺度：人在睡眠時，并不是一直處于一種靜止狀態，而是經常輾轉反側，人的睡眠質量除了與床墊的軟硬有關外，還與床的大小尺寸有關。床長：床的長度指兩床關板內側或床架內的距離。為了能適應大部分人的身長需要，床的長度應以較高的人體作為標準進行設計。（二）憑倚性家具：憑倚性家具是人們工作和生活所必需的輔助性家具。如就餐用的餐桌、看書寫字用的寫字桌、學生上課用的課桌、制圖桌等；另有為站立活動而設置的售貨柜臺、和各種操作臺等。這類家具的基本功能是適應在坐、立狀態下，進行各種活動時提供相應的輔助條件，并兼作放置或貯存物品之用，因此這類家具與人體動作產生直接的尺度關系。（圖1-4）1、坐式用桌的基本要求的尺度高度：桌子的高度與人體動作時肌體的形狀及疲勞有密切的關系桌面尺寸：桌面的寬度和深度應以人坐姿時手可達的水平工作范圍，以及桌面可能置放物品的類型依據。國家標準GB3226-82規定：雙柜寫字臺寬為：1200-1400mm；深為：600-750mm;單柜寫字臺寬為：900-1200mm；深為：510-600mm;寬度級差為100mm;深度級差為50mm;一般批量生產的單件產品均按標準選定尺寸，但對組合柜中的寫字臺和特殊用途的臺面尺寸，不受此限制。餐桌與會議桌的桌面尺寸以人均占周邊長為準進行設計，一般人均占桌周邊長為550-580mm，較舒適的長度為600-750mm。

2、立式用桌（臺）的基本要求與尺度立式用桌主要指售貨柜臺、營業柜臺、講臺、服務臺及各種工作臺等。站立時使用的臺桌高度是根據人體站立姿勢的屈臂自然垂下的肘高來確定的。按我國人體的平均身高，站立用臺桌高度以910-965mm為宜。若需要用力工作的操作臺，其桌面可以稍降低20-50mm，甚至更低一些。

立式用桌的桌面尺寸主要由所城的表面尺寸和表面放置物品狀況及室內空間和布置形式而定，沒有統一的規定，視不同的使用功能作專門設計。2、立式用桌（臺）的基本要求與尺度

（三）貯存性家具貯存性家具是收藏、整理日常生活中的器物、衣物、書籍等的家具。根據存放物品的不同，可分為柜類和架類兩種。

貯存方式：柜類貯存方式主要有大衣柜、小衣柜、壁柜、被褥柜、書柜、床頭柜、陳列柜、酒柜等；而架類貯存方式主要有書架、食品架、陳列架、衣帽架等。貯存類家具的功能設計必須考慮人與物兩方面的關系；一方面要求貯存空間劃分合理，方便人們存取，有利于減少人體疲勞；另一方面又要求家具貯存方式合理，貯存數量充分，滿足存放條件。（三）貯存性家具

1、貯存性家具與人體尺度的關系為了正確確定柜、架、擱板的高度及理分配空間，首先必須了解人體所能及的動作范圍。若人的平均身高以1.7米計算，則1.7米以上的柜子就不宜放常用的物品了，而當柜子高度達到2米以上時，則需借助外物才能順利地取用物品了。根據上述動作分析，家庭櫥柜應適應女性使用要求。我國的國家標準規定柜高限度在1850mm，在1850mm以下的范圍內，根據人體動作行為和使用的舒適性及方便性，再可劃分為二個區域，第一區域為以人肩為軸，上肢半徑活動的范圍，高度定在650-1850mm，是存取物品最方便、使用頻率最多的區域，也是人的視線最易看到的視域。第二區域為從地面至人站立時手臂下垂指尖的垂直距離，即650mm以下的區域，該區域存貯不便，人必須蹲下操作，一般存放較重而不常用的物品。若需擴大貯存空間，節約占地面積，則可設置第三區域，即櫥柜的上空1850mm上的區域。一般可疊放柜架，存放較輕的過季性物品（如棉絮等。在上述貯存區域內根據人體動作范圍及貯存物品的種類可以設置擱板、抽屜、掛衣棍等。在設置擱板時，擱板的深度和間距除考慮物品存放方式及物體的尺寸外，還需考慮人的視線，擱板間距越大，人的視域越好，