基于人體工程學(xué)的櫥柜設(shè)計(jì)

■薛冠蘭 于 娜 鄭昌盛 Xue Guanlan & Yu Na & Zheng Changsheng

(1.2.3.南京林業(yè)大學(xué)，江蘇南京 210036）

在設(shè)計(jì)櫥柜時(shí)，我們首先要考慮的就是人體尺寸。從書本上學(xué)習(xí)有關(guān)人體工程學(xué)方面的知識(shí)，再結(jié)合實(shí)踐從生活中去理解這些人體尺寸數(shù)據(jù)的基本意義，然后去分析這些數(shù)據(jù)在何種情境下選用，選用的原則是什么，是設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)具備的一項(xiàng)基本素質(zhì)。因?yàn)榧揖咴O(shè)計(jì)的發(fā)展不能只局限于提供物理上的功能需求，更應(yīng)該注重人們的精神需求，人們需要更為舒適便利的生活、工作方式。從這一意義上來說，設(shè)計(jì)家具就會(huì)設(shè)計(jì)一種生活方式。

1 緒論

1.1 人體工程學(xué)在櫥柜設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

按照國際工效學(xué)會(huì)所下的定義，人體工程學(xué)是一門“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(jī)器及環(huán)境的相互作用；研究人在工作和家庭生活中以及休假時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率，人的健康、安全和舒適等問題的科學(xué)”[1-3]。

人體工程學(xué)在家具設(shè)計(jì)的應(yīng)用上主要分為兩點(diǎn)：一是有利于確定家具的最佳合理尺寸；二是為家具的整體布局提供理論依據(jù)。人體工程學(xué)強(qiáng)調(diào)以“人”為核心，分析人的身體結(jié)構(gòu)、心理感受、肢體疲勞、力學(xué)感受等方面與家具之間的存在的相互關(guān)系，以盡可能滿足使用者的舒適度和便捷度為前提，設(shè)計(jì)出達(dá)到最佳使用效果的產(chǎn)品[4]。

櫥柜，是指廚房中存放廚具以及做飯操作的平臺(tái)，具有特殊的功能性和實(shí)用性。我們習(xí)慣將廚房中提供洗菜洗滌物品的部分稱之為洗水池，提供炒菜烹飪的部分稱之為灶臺(tái)，提供儲(chǔ)物功能的部分稱之為儲(chǔ)物柜，提供基本廚房操作臺(tái)面的部分稱之為臺(tái)面[5]。人在廚房中進(jìn)行著烹飪、洗滌、配料、備餐、儲(chǔ)藏等多種行為，若長時(shí)間使用櫥柜必然會(huì)造成肢體疲勞。櫥柜設(shè)計(jì)便是充分考慮“人”作為“人-機(jī)-環(huán)境”的核心，一切設(shè)計(jì)都須以人為出發(fā)點(diǎn)，盡可能增加人在使用時(shí)的舒適化、便捷化和省力，最終實(shí)現(xiàn)符合人體工程學(xué)的櫥柜設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

1.2 櫥柜的平面布局

廚房的平面布局應(yīng)該以操作者使用櫥柜的習(xí)慣和步驟作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，根據(jù)其使用流程可大致分為準(zhǔn)備區(qū)、烹飪區(qū)、洗滌區(qū)和儲(chǔ)藏區(qū)四個(gè)工作區(qū)。合理安排四個(gè)區(qū)域的操作位置，盡可能減少操作步數(shù)[6]。

小型廚房建議用一字型櫥柜和L形櫥柜。一字形櫥柜就是將操作臺(tái)、灶臺(tái)、水池等功能儲(chǔ)物柜都排列在一條直線上，因此人在其中操作時(shí)工作軌跡也是呈一條直線。又考慮到廚房空間較小，一般使用雙排壁柜，也就是二字形櫥柜。L形櫥柜巧妙地利用了拐角處的轉(zhuǎn)折，不僅為平淡單調(diào)的廚房生活帶來了樂趣，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)很多新的功能。轉(zhuǎn)角空間常常容易被忽略，但合理利用可以達(dá)到收納效果最大化。

表1 中國成年人立姿肘高人體尺寸百分位數(shù)

表2 中國成年人肩高和手功能高人體尺寸百分位數(shù)

大型廚房建議用U形和島型櫥柜。U型櫥柜在使用上最為實(shí)用，充分利用兩個(gè)轉(zhuǎn)角空間讓人們拿取物品或者存儲(chǔ)物品更加方便，可最大限度地利用空間進(jìn)行烹飪和儲(chǔ)物，而且即使兩個(gè)人在廚房操作也不會(huì)覺得擁擠。島型櫥柜，櫥柜島臺(tái)指的是獨(dú)立于櫥柜之外的，下有柜體的單獨(dú)操作區(qū)，常常被作為廚房與其他空間的隔斷。此外，島型櫥柜可以提供更多的操作臺(tái)面和儲(chǔ)物空間。

1.3 櫥柜發(fā)展的現(xiàn)狀與存在的問題

在家具設(shè)計(jì)與人類工效學(xué)的研究中，諸多研究者都對櫥柜家具進(jìn)行了研究。現(xiàn)有研究成果大多單純依據(jù)理論方法進(jìn)行評估，缺乏實(shí)際調(diào)研和實(shí)驗(yàn)論證過程，相對來說在櫥柜設(shè)計(jì)這個(gè)方向成果不是很多。目前國內(nèi)外對柜類家具的研究主要集中在如下方面：結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)、功能劃分、造型色彩材料等。這些指標(biāo)對于研究柜類的設(shè)計(jì)是否滿足人類需求具有一定意義。然而，針對國內(nèi)外的研究，還存在許多不足：

①現(xiàn)有的櫥柜家具的工效學(xué)研究主要集中在結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和外部造型上，但是對于櫥柜家具操作力、安全性、可用性、舒適度、部件位置等方面沒有進(jìn)行研究。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對于空間較小的廚房而言，很多櫥柜還是處理不夠成熟，比如為了增加櫥柜面積，導(dǎo)致過道空間狹窄，開柜門容易撞到頭等，設(shè)計(jì)櫥柜時(shí)要將“物”放到“環(huán)境”中去考慮。

②目前來講櫥柜已經(jīng)能夠做到對于碗筷刀具這類小型廚具做出專門的儲(chǔ)存空間。結(jié)合調(diào)研我想補(bǔ)充兩點(diǎn)：一是細(xì)節(jié)。好的設(shè)計(jì)需要人性化的細(xì)節(jié)，比如柜門設(shè)計(jì)要注意不要夾到手，吊柜開門設(shè)計(jì)要盡可能省力。二是節(jié)約。好的設(shè)計(jì)不會(huì)浪費(fèi)死角。針對廚具設(shè)計(jì)合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存空間模塊化。

③“物”與“人”之間的關(guān)系不夠密切。人在使用櫥柜時(shí)是靈活的，但是大多數(shù)櫥柜格局都是一成不變的，我的想法是，立足于國際人體標(biāo)準(zhǔn)尺寸，增加櫥柜與人之間的“互動(dòng)”，利用32mm系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)隔板和存儲(chǔ)空間模塊化發(fā)展。

④現(xiàn)有的研究較少立足于用戶體驗(yàn)，對于智能櫥柜的交互設(shè)計(jì)研究較少。

2 櫥柜的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 櫥柜人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的原則

①以物為中心的原則。在處理櫥柜設(shè)計(jì)的問題時(shí)，以人為主來處理，而在效率上又要遵從物理原則，從櫥柜本身的物理功能出發(fā)。設(shè)計(jì)時(shí)要先確保櫥柜具備儲(chǔ)存空間合理，可操作性強(qiáng)，格局明確等基本功能，然后再基于此展開更多的人性化設(shè)計(jì)。

②以人為中心的原則。在人體工程學(xué)中，人是最根本的因素，人的生理、心理、能力特征是整個(gè)研究的基礎(chǔ)。優(yōu)先尊重人在櫥柜中的操作活動(dòng)[7]，考慮到人在使用櫥柜時(shí)的舒適和方便最大化。了解人在從事烹飪，洗滌等操作活動(dòng)的時(shí)候，身體的受力部位，并分析其易疲勞程度，設(shè)計(jì)時(shí)通過選擇合適的櫥柜尺寸來盡可能達(dá)到人在使用櫥柜時(shí)的疲勞度。

③以環(huán)境為中心的原則。人-機(jī)-環(huán)境的系統(tǒng)研究絕對不能離開環(huán)境。

2.2 操作臺(tái)設(shè)計(jì)

首先我們要知道人在這個(gè)環(huán)境中處理什么工作，對應(yīng)地去調(diào)整“機(jī)器”到最舒適的范圍。強(qiáng)調(diào)是由“機(jī)”適應(yīng)“人”。通過分析，在操作臺(tái)區(qū)域，人主要是進(jìn)行配料備餐的工作，而在這一操作活動(dòng)中，人需要通過借助手臂力量來實(shí)現(xiàn)切菜，給蔬菜削皮，裝盤等，因此容易造成手臂關(guān)節(jié)處疲勞，與此同時(shí)，俯身切菜的時(shí)候又會(huì)帶來腰部疲勞。

抓住這兩個(gè)“疲勞點(diǎn)”，操作臺(tái)的高度在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮人在站立時(shí)手肘高度在哪個(gè)位置是最為省力和舒適的，要注意高度適中，因?yàn)檫^高人就需要架著胳膊去操作，過低就需要彎下腰，并不舒服。

經(jīng)實(shí)際測量結(jié)果，以身高1.65m的人為例，當(dāng)操作臺(tái)高度為750mm時(shí)，人在伸直胳膊后，手可以自然垂落在菜案上，但是750mm卻并不是合適的操作臺(tái)高度，因?yàn)樗鼪]有考慮到人的使用習(xí)慣。人在切菜時(shí)一般習(xí)慣手臂呈略微彎曲狀態(tài)，即小臂與上臂呈一定夾角，這樣可以最大限度發(fā)揮身體力量，雙手操作起來也可以更協(xié)調(diào)，因此對于身高1.65m的人，操作臺(tái)高度在860mm最為合適[8]。而根據(jù)《中國各省男女平均身高表》顯示，我國18歲及以上成年女性平均身高為155.8cm，所以操作臺(tái)高度在800mm能適合大部分的中國女性。

操作臺(tái)深度在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到人在身體可彎曲范圍內(nèi)盡可能最省力。如果過深，那么人要夠到最里面擺放的物品就會(huì)很難；如果過淺，又沒有足夠空間去存放廚房用具。經(jīng)我們實(shí)測得出，人手伸直后肩到手指尖的距離，女為650mm，男為740mm，這就決定了操作臺(tái)的深度不宜超過650mm。而為了使抽油煙機(jī)利用率最大化，操作臺(tái)面的深度要大于抽油煙機(jī)的縱深，調(diào)查顯示市面上的抽油煙機(jī)縱深規(guī)格在530mm左右，因此操作臺(tái)寬度在530mm-650mm是比較合適的。

2.3 灶臺(tái)設(shè)計(jì)

通過分析，我們知道在灶臺(tái)區(qū)域，人從事的主要活動(dòng)的就是烹飪。人在烹飪時(shí)身體處于站立狀態(tài)，炒菜時(shí)主要借助手臂力量來拿鍋和鏟，所以在這個(gè)活動(dòng)中，主要疲勞點(diǎn)是人的手臂。如果灶臺(tái)高度過高，人就不得不需要抬高手臂，也就等于要消耗更多的力來炒菜，時(shí)間一久必然會(huì)造成手臂肌肉疲勞。但如果灶臺(tái)高度過低，那么人就需要彎下腰去湊鍋的高度，這個(gè)時(shí)候就會(huì)造成腰部額外受力，激發(fā)疲勞點(diǎn)，炒菜時(shí)間一長，腰部也容易受累。

一般情況下，灶臺(tái)高度在偏高或者偏低的設(shè)計(jì)上會(huì)選擇偏低，因?yàn)榭紤]到爐灶本身存在一定高度，所以灶臺(tái)還是低一點(diǎn)更合適，通常比操作臺(tái)的高度要低于10cm[9]，這樣人的視線可以輕松俯視煮的食物，手臂在炒菜時(shí)也可以輕松懸放，避免一直處于緊繃狀態(tài)。當(dāng)然臺(tái)式爐柜要在這個(gè)基礎(chǔ)上扣除鍋和灶具的高度，約200mm左右，結(jié)合上面分析的最適合中國女性的操作臺(tái)高度在800mm左右，因此灶臺(tái)的高度在600mm左右是比較合適的。關(guān)于灶臺(tái)深度，大于普通爐灶的縱深規(guī)格即可，為了美觀可與操作臺(tái)面等深。

2.4 洗滌池設(shè)計(jì)

我們知道家具設(shè)計(jì)根本目的就在于使各種涉及到人體尺寸的家具都能更好地符合目標(biāo)人群，受益于受眾對象，讓使用者獲得舒適的使用體驗(yàn)，讓人處于適宜的環(huán)境之中，為了達(dá)到“人-機(jī)-環(huán)境”三者統(tǒng)一就必須充分考慮人體尺寸因素[10]。

首先我們要知道洗滌池這個(gè)工作區(qū)域，人從事的活動(dòng)主要分為是清洗蔬菜水果等食物和一些烹飪用具。通過分析，洗滌池具有一定深度，底部要低于操作臺(tái)面，因此人會(huì)不自覺地彎下腰去清洗物品，身體會(huì)習(xí)慣性地呈現(xiàn)彎曲的狀態(tài)，主要疲勞點(diǎn)是在人體的腰部和頸部。所以洗滌池高度過低是不科學(xué)的，那樣會(huì)增大人在工作時(shí)的彎腰幅度。我們都知道彎腰這個(gè)動(dòng)作是所有肢體活動(dòng)中相對耗力也最易疲勞的，長時(shí)間彎腰會(huì)造成身體損傷，所以最舒適的狀態(tài)應(yīng)該是人能夠在正常直立狀態(tài)下輕松實(shí)現(xiàn)洗滌工作。但是過高也是不合適的，考慮到水池具有一定地深度，過高的話人需要踮起腳去夠水池底部的物品，清理水槽底部污垢也不方便。

和灶臺(tái)設(shè)計(jì)不同，一般情況下，在設(shè)計(jì)洗滌池高度是偏高還是偏低時(shí)，考慮到要保證水池具有深度，我們會(huì)選擇在操作臺(tái)高度的基礎(chǔ)上偏高一些。但這只是大概的方向，要得出洗滌池最舒適的高度還必須參考人體的功能尺寸。根據(jù)《GB10000-88 中國成年人人體尺寸》數(shù)據(jù)可知，女子50百分位數(shù)的“立姿肘高”為960mm，而通過分析人的使用習(xí)慣，手在略低于肘高的位置操作時(shí)是最為協(xié)調(diào)和舒適的，所以洗滌池高度的取值范圍需要在“立姿肘高”的基礎(chǔ)上減去130mm-180mm，即洗滌池中心的高度在780mm-830mm之間。然后加上市場上洗滌池常用規(guī)格深度180mm的一半,洗滌池的平面應(yīng)為850mm-900mm，略高于操作臺(tái)的高度（表1）。

2.5 吊柜設(shè)計(jì)

我們都知道櫥柜是由吊柜和地柜兩大部分組成的，吊柜的出現(xiàn)是為了更好地利用垂直空間，增加廚房的儲(chǔ)物面積。通過分析，我們發(fā)現(xiàn)人在使用吊柜的過程中主要是以拿取物品和存入物品為主，并且根據(jù)隔板高度，越往高處放的是越不常用的東西，一般在視平線附近放的是常用的廚房日用品。而在取物這個(gè)動(dòng)作里，需要考慮到人在向上伸直手臂的過程中能夠達(dá)到的最高距離，這樣吊柜的頂面高度就不能超過這個(gè)高度。而吊柜的底面高度應(yīng)在視平線高度附近最為合適。

根據(jù)《GB10000-88 中國成年人人體尺寸》數(shù)據(jù)可知，女子50百分位數(shù)的“肩高”為1271mm，這就決定了在距地面1200mm-1400mm的存儲(chǔ)空間內(nèi)，手平舉或稍高于肩可以方便輕松取物。也就是吊柜的底板高度在1300mm是相對舒適便捷的。再加上處于50百分位數(shù)的“手功能高”為704mm，兩個(gè)要素決定了吊柜的頂面高度不能超過1975mm，否則無法正常站在地面上取物。但是也正因?yàn)榈豕窬哂辛舜怪备叨龋€必須考慮安全因素。吊柜柜門處于打開狀態(tài)時(shí)，柜門加上吊柜深度不能超過操作臺(tái)面的深度，不然柜門突出去不僅影響美觀，而且還容易造成人在工作時(shí)撞到頭的安全隱患（表2）。

櫥柜作為一種功能性的家具，我們在設(shè)計(jì)時(shí)需要先了解人在廚房中的操作習(xí)慣。在廚房設(shè)計(jì)中，我們要考慮操作者身高，眼高，肘關(guān)節(jié)高，肩高，手功能高等因素，同時(shí)也要學(xué)會(huì)通過查詢《GB10000-88 中國成年人人體尺寸》標(biāo)準(zhǔn)來獲得我們想要的數(shù)據(jù)[11-12]。

3 結(jié)語

人體工程學(xué)是二戰(zhàn)以后發(fā)展以來的一門新興學(xué)科，因?yàn)槿藗儚哪菚r(shí)起開始意識(shí)到設(shè)計(jì)和生活中不考慮人的因素會(huì)帶來嚴(yán)重后果。也正是這點(diǎn)我們開始注重人性化設(shè)計(jì)，我們在櫥柜的尺寸設(shè)計(jì)時(shí)考慮人的行為習(xí)慣，嘗試去了解人的心理感受，視覺感覺等，每一次改良設(shè)計(jì)都是為了讓人們在使用時(shí)能感受到舒適和溫暖。在這個(gè)高科技迅猛發(fā)展的社會(huì)，我們從不缺自動(dòng)化的技術(shù)，我們?nèi)钡氖乔楦校钡氖悄茏屓烁惺艿綔嘏脑O(shè)計(jì)，我們期望達(dá)到一種高科技與高情感的平衡，一種高理性與高人性的平衡，實(shí)現(xiàn)“從強(qiáng)迫性技術(shù)向高科技和高情感相平衡的轉(zhuǎn)變”。因?yàn)檫@種情感與人性平衡的實(shí)現(xiàn)，作為與人類息息相關(guān)的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)是責(zé)無旁貸的。也正是因?yàn)檫@種情感化設(shè)計(jì)，櫥柜設(shè)計(jì)才迫切需要結(jié)合人體工程學(xué)研究，科學(xué)合理地去設(shè)計(jì)各項(xiàng)櫥柜的尺寸，形成具有專業(yè)性的櫥柜尺寸評價(jià)模型。