基于人體動態因素的座椅類家具尺度設計研究

孫明磊 哈佳寧 高宏博

摘 要：家具的尺度是影響家具形態、功能以及生產和包裝運輸等環節的重要因素。本文從人與座椅類家具關系的角度出發，對人體在入座和起身時的肢體行為等動態因素進行分析，得出了人體動態因素對座椅類家具尺度的影響。在座椅類家具尺度設計中充分考慮人體動態因素的影響，可以提高座椅類家具的體驗感和舒適性。

關鍵詞：家具設計;人體動態因素;家具尺度;人體工程學

0 引言

座椅是人們生活中必不可少的家具，人們日常的休息、辦公、交流等許多行為都需要座椅對身體的支撐來完成。家具的尺度不僅影響著形態的美觀性，也決定著其完善的功能性和舒適度的實現。李慧等[1]對嬰幼兒床墊的尺寸、外觀、墊層特性和功能創新等方面進行了人體工程學分析，提出了嬰幼兒床墊科學合理的設計思路。管佩弦等[2]以人文關懷為切入點，運用市場調研及問卷調查的方式，從人體工程學的角度研究了辦公椅設計下的人性化體現。高玲玲等[3]對座椅的靠背、扶手、座面等方面的舒適性進行了研究，分析了辦公椅存在的問題及改善意見，改善了辦公椅存在的問題。目前，在多數座椅類家具尺度設計中，對人體動態因素考慮尚顯不足。本文通過從人與座椅類家具關系的角度出發，對人體在入座和起身時的肢體行為等動態因素進行分析，探究人體動態因素與座椅類家具尺度之間的關系，有助于設計出具有最佳使用效果的座椅類產品，提高座椅的體驗感和舒適性。

1 座椅類家具尺度因素分析

座椅與人體長時間接觸，對人的身體健康具有很大影響。人機工程學對于座椅類家具尺度設計具有很強的科學指導作用，座椅尺度設計應以充分考慮人體靜態尺度為前提，以座椅類家具與人的活動關系角度為出發點。[4]依據人對座椅類家具使用時的行為，探索其對座椅類家具尺度的影響以及對座椅類家具尺度設計的要求。具體研究尺度過程中，應從人體的靜態尺度和動態尺度兩個方面進行分析。人的靜態尺度主要指人體的基本生理尺度，而動態尺度是指人在使用家具過程中的活動因素影響下產生的尺度變化。在靜態和動態綜合的分析中研究人的行為需求對家具尺度的影響，可以使座椅類家具的尺度設計更為合理。

座椅類家具的尺度直接影響人們相關行為的舒適性，可分為靜態因素和動態因素。人的靜態尺度指人體生理的基本尺寸，而動態因素是指人體在起身、入座和入座后人體所需要的活動空間尺寸。座椅類家具可分為帶靠背的椅類和不帶靠背的凳類，凳類對人行為尺度的影響主要體現在座面高度上。椅類家具在人體就座時，對人軀干、頭部及四肢等身體部位提供支撐作用，主要表現在椅面對人臀部，椅背對人背部和頭頸，扶手對上肢提供的支撐。在支撐過程中，重量的承載和力的傳導成為主要的功能體現。人在椅類家具上的坐姿一般大致分成三種，軀干前傾坐、軀干挺直坐和軀干后仰坐。椅子的整體形態和尺寸要以人體的靜態尺度為基本依據，結合動態因素進行分析完善。一般最佳坐姿的必要條件是能夠產生最適當的壓力分布于各脊椎骨之間的椎間盤上，適當且均勻的靜負荷量分布于所附著的肌肉組織上。[5]所以椅類家具在尺度設計上主要考慮以下幾點：坐面部分的高度、寬度、深度以及傾斜角度，靠背部分傾斜角度、高度，扶手部分的高度、長度等因素。

2 人機尺度因素分析

2.1 座高尺度

座高是人在就座行為中座椅所提供的臀部支撐點與地面間距，與座椅高度不同，它直接影響人們坐姿的舒適度。[6]常見的座面高度又根據坐高類型的不同分為三種，高型座椅，如吧椅;普通座椅，如辦公座椅、餐椅;矮型座椅，如沙發、躺椅等。普通座椅的座面高度由人體小腿的高度決定，矮型座椅座面高度依據普通座椅而適當降低，以求能夠達到舒適休閑的需求，高型的吧椅的座面高度則受吧臺臺面的高度，以及人體站立時臀部高度的影響而定。人體生理的尺度對以上座面高度形成靜態尺度影響，人在起身、入座的行為過程，由于座面高度的影響，產生的動態因素也會不同。例如，人在膝蓋彎曲時，膝蓋所承受的壓力也會存在差異。座面過低，人體在起身入座時，膝蓋所承受的壓力變大，軀干對臀部的壓力加強，腿部舒展不開，久坐就會產生短時間的臀部麻痹。而座面過高，人體在入座時小腿懸空，腳跟部接觸不到地面，軀干對臀部與大腿的壓力加強，腿部無法放松，由于小腿與腳部處于懸空狀態，起身時會對膝蓋與腰部的壓力增大。

2.2 座寬尺度

坐寬尺度與人體臀部的寬度相關聯，因有人體動態因素的影響，人體在就座時腿部的舒展、交疊、水平放寬、臀部水平挪移等行為會影響座寬的尺度。因此，在進行座寬尺度設計時，臀部在得到全部支撐時座寬也應該再留有一些尺寸，這樣能夠有空余的活動空間去調整坐姿，對于有扶手的椅子更應該預留寬度。

2.3 座深尺度

座面深度，即座面的前沿至座椅靠背的距離。座面深度的尺寸應是人體膝蓋到臀部的長度，但由于人體行為動態因素的影響，人在就座時會有后仰坐的行為，臀部會在座面上相對前移，所以一般座椅的座面應比人體膝蓋到臀部的長度深一些，但是不宜過深。坐面深度過深會使人體上身的壓力都集中在腿部膝蓋的上半部分，長時間會導致腿部麻木;坐深過淺又會使人在椅子上坐不穩，所以坐深的尺度應遵循：坐深=坐姿腿部膝蓋上半部分水平長度-60mm間隙。如果是辦工座椅坐深的尺寸一般在350～400mm，休息類椅子深度應比辦公座椅深一些，一般在400～430mm。

3 家具部件尺度因素分析

3.1 靠背尺度

座椅靠背，即人體在就座時對背部產生支撐力的座椅部件。座椅靠背的高度、傾斜角度以及形態的尺度不僅受靜態因素的影響，同時也受到人體動態行為因素的影響。因人體正常就座時的脊椎呈曲線形態，人在就座時會想要放松腰部、背部、頸部以及頭部，所以座椅的靠背不應是垂直于座面。例如，辦公椅的靠背應該有一定的傾斜角度，傾斜的靠背上在腰部和背部能夠接觸到的部分應有一些形態能夠對腰部和背部起到支撐的作用。休息的椅子就要把頸部以及頭部考慮進去，要抬高靠背的高度，能夠對頸部和頭部起到支撐與放松的作用，靠背的傾斜角度也要變大，讓人體能夠完全放松。

3.2 扶手尺度

座椅扶手，是指人體在就座時對人體兩臂起到支撐作用的座椅部件。座椅扶手之間的寬度和高度會受到人體靜態因素與人體動態行為因素的影響。座椅扶手之間的寬度應是人體臀部的寬度，但人在就座時會有向兩側扶手進行倚靠的行為，在倚靠時人體的臀部會向倚靠的反方向相對挪動，所以扶手之間的寬度要加寬一些。座椅扶手的高度不宜過高或者過低，因為人的手臂在對扶手進行倚靠時，扶手高度過高會增加人體肩膀的壓力，過低會增加人體脊椎的壓力，所以座椅扶手的高度應是兩臂自然下垂時手臂肘關節稍微高10～25mm即可。

4 結語

本文從人與座椅類家具關系的角度出發，對人體在入座和起身時的肢體行為等動態因素進行分析，探究人體動態因素與座椅類家具尺度之間的關系。座椅類家具的尺寸主要在座椅的座高、座面寬度、靠背高度、靠背角度以及扶手高度等部件，最重要的是坐面高度以及靠背弧度的設計。這些尺寸的設計應符合人機尺度，根據以人為本的設計理念，提高座椅的體驗感和舒適性。

參考文獻：

[1] 李慧，于娜，徐海蓮，等.人體工程學在嬰幼兒床墊設計中的應用[J].家具，2019，40（02）：99-102.

[2] 管佩弦，李雪艷.辦公椅市場調查及人體工學中人文關懷體現[J].設計，2019（03）：17-19.

[3] 高玲玲，徐偉.辦公椅的調研與人體工程學評價分析[J].家具，2018，39（06）：93-97.

[4] 張密.基于家具設計中人機工程學的應用探究[J].智能城市，2017，3（01）：311.

[5] 楊娟.基于脊椎障礙的老年人坐椅設計研究[D].中南林業科技大學，2015.

[6] 佘嬰姿.基于人機工程學的高校課桌椅家具尺寸設計[J].家具與室內裝飾，2016（02）：68-69.

作者簡介：孫明磊（1980—），遼寧本溪人，沈陽航空航天大學設計藝術學院講師，研究方向：工業設計。

哈佳寧（1995—），遼寧沈陽人，沈陽航空航天大學設計藝術學院碩士研究生，研究方向：家具設計。

高宏博（1996—），遼寧鐵嶺人，沈陽航空航天大學設計藝術學院碩士研究生，研究方向：家具設計。