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1、家具功能设计与人体工程学,目 录,一、人体基本知识 二、人体基本动作 三、人体尺度 四、人体生理机能与家具的关系,家具不仅要在基本的功能上满足人类的要求，同时还应利于人的生理与心理健康。从某种意义上来讲，设计家具就是设计生活，这里包含着两层含义，一是：生活途径，二是：舒适性。 要实现这一目标就需要对人类行为与家具的使用特性做科学的分析。 人体工学的理论是我们进行家具功能设计的科学依据。对人体工学的理解不应是狭义的，狭义人体工学主要侧重于人体尺度的测量，尽管这是重要而又必不可少的，但对于家具设计而言是不够的，以人的整个生理心理为目标，进行动态研究的广义上的人体工学应成为家具功能设计的指针，由此所
2、作出的设计才是有生命力的经得起时间与地域的考验的。,如图3-1（课本49页）是人体测量表表示3-1为我国不同地区人体各部平均尺寸。,如图3-2则显示了在室内环境下人体工学与家具的关系， 以上这些要素（安全性，空间大小，家具尺度，家具的功能性，舒适性，以及外在的感觉特性）将有室内的家具环境及设施来加以确立与保障，从而以此满足人类生理与心理的需求）,从环境角度来讲，还应考虑以下三个问题：,体态：是人体活动的主体范围，不同地区，不同性别，不同年龄层以及不同的个人其人体测量值是不同的，决定体态的空间参数也显然不尽相同。同时还应考虑持续使用的时间要素与姿势变换的要素。 位置：是由个人与群体生活的传统习俗
3、生活方式和工作习惯所决定的一般场合以视觉定位为依据，但在追求工作效率与降低活动频率和幅度的特定场合尚需做出精确的定位。 方向：是指人体的活动路线，这种路线需要兼顾生理和心理的需求因而也是趋于理性。,根据使用功能，家具可以分成坐卧、凭椅 及收纳三大类。 一般家具均可归入这三类或由这三类组合而成。,人类的作息原理：,一、作息状态的解析： 人类生活由活动，作息与营养等三项要素构成。 作息与活动相对关系可以通过人体解剖特性来进行分析。 举例：1、轴心的移动（课本50）狗 对于一般的哺乳动物而言，在其大部分生活状态中，从头到尾的躯体轴线是相对固定的大体上与地面保持平行很少成直角状态。 2、人类背部曲线变
4、化轨迹（课本50图3-4） 人类的生活方式中其身躯的轴线是经常变化的，活动（尤其是站立与行走）时与地面相垂直，睡眠时则与地面相平行。 因此：匍匐休息的动物站立时的运动是平行移动，而躺卧休息的人类则需要做90回转运动。,人体在作息中有着不同的姿势，或站立、或蹲坐或仰躺或斜卧直至仰卧。 若将各种姿势加以分析则有：从完全活动状态至步行，有依靠及无依靠站立，有依靠躺坐（接近完全休息状态）仰卧至完全休息状态。,完全讲解图3-5（课本50）,二：作息的原理,生命在于运动人的工作与生活离不开运动，运动会产生疲劳，疲劳需要不同程度和方式的休息来解除，以便养精蓄锐，恢复后续运动所需具备的体能。 人的活动中由于肌
5、肉与韧带的收缩运动，会对骨骼系统血液循环系统和神经组织产生巨大的拉力。 睡眠被有些富有想象力的人称为生活的“蓄电池” 家具既影响到整体环境的效果同时也有其自身的感受特性，因此家具还需要进行感性设计。,三：良好的作息条件,根据作息原理，我们不难总结出良好的作息条件，以作为家具功能设计的准则 （1）休息时应使静疲劳强度降至最低，让各部分肌肉充分放松。同时使支撑人体的压力得以均匀分布，以减少单位面积的受力密度。 （2）在一定条件下人的内脏器官也会直接或间接的受到压迫。因此，在一定位置上，人体的姿势也很重要，良好的坐姿、睡姿与活动姿势有利于减轻内脏器官的负担，家居设计应努力让人保持正确的姿势。 （3）
6、工作时为了提高工作效率与质量，减轻疲劳程度，应使人与家具处于合理的相对位置。 （4）便于身体移动，人体长时间保持同样的姿势也会使局部区域在压力下呈现紧张状态，因此要使我们得到充分自由的放松，应能适应姿势的交替交换。僵化而舒服人体的家具设计经不起持续使用的考验，并不能给人以良好的休息，抑郁或更加有害，因而不能单纯从人体曲线来考虑设计方案，以免步入机械和教条的误区而是应当综合分析。 （5）怡人的环境能缓解的心理压力，消除人的紧张情绪，有利于人类的身心健康。,一、人体基本知识 家具设计首先要研究家具与人体的关系，要了解人体的构造及构成人体活动的主要组织系统 。 人体是由骨骼系统、肌肉系统、消化系统、
7、血液循环系统、呼吸系统、泌尿系统、内分泌系统、神经系统、感觉系统等组成。这些系统像一台机器那样互相配合、相互制约地共同维持着人的生命和完成人体的活动，在这些组织系统中与家具设计有密切关联的是骨骼系统、骨肉系统、感觉系统和神经系统。,一、人体基本知识,（一）人体主要组织系统,（一）人体主要组织系统 1、骨骼系统：骨骼是人体的支架，是家具设计测定人体比例、人体尺度的基本依据，骨骼中骨与骨的连接处产生关节，人体通过不同类型和形状的关节进行着屈伸、回旋等各种不同和动作，由这些局部的动作的组合形成人体各种姿态。 2、 肌肉系统：骨肉的收缩和舒展支配着骨骼和关节的运动。 3、神经系统：人体各器官系统的活动
8、都是在神经系统的支配下，通过神经体液调节而实现的。 4、感觉系统：激发神经系统起支配人体活动的机构是人的感觉系统。,（二）人体基本动作,二、人体基本动作 人体的动作形态是相当复杂而又变化万千，从坐、卧、立、蹲、跳、旋转、行走等等都会显示出不同形态所具有的不同尺度和不同的空间需求。从家具设计的角度来看，合理地依据人体一定姿态下的肌肉、骨骼的结构来设计家具，能调整人的体力损耗、减少肌肉的疲劳，从而极大地提高工作效率。因此在家具设计中对人体动作的研究显得十分必要。与家具设计密切相关的人体动作主要是立、坐、卧。,（一）动作形态,（一）动作形态 1、立：人体站立是一种最基本的自然姿态，是由骨骼和无数关节
9、支撑而成。 2、 坐：当人体站立过久时，他就需要坐下来休息，另外人们的活动和工作也有相当大的部分是坐着进行的，因此需要更多地研究人坐着活动时骨骼和肌肉的关系。 3、 卧：卧的姿态是人希望得到最好的休息状态，不管站立和坐，人的脊椎骨骼和骨肉总是受到压迫和处于一定的收缩状态，卧的姿态，才能使脊椎骨骼的受压状态得到真正的松弛，从而得到最好的休息 。,三、人体尺度意义,三、人体尺度意义 家具设计最主要的依据是人体尺度，如人体站立的基本高度的伸手最大的活动范围，坐姿时的下腿高度和上腿的长度及上身的活动范围，睡姿时的人体宽度，长度及翻身的范围等等都与家具尺寸有着密切的关系。因此学习家具设计，必须首先了解人
10、体各部位固有的基本尺度。,（一）人体尺度的灵活性,（一）人体尺度的灵活性 在我国，由于幅员辽阔，人口众多，人体尺度随年龄、性别、地区的不同而有所变化，同时随着时代的进步、人们生活水平的提高，人体尺度也在发生变化，因此我们只能采用平均值作为设计时的相对尺度依据，而且也不可能依此作绝对标准尺度，因为一个家具服务的对象是多元的，一张坐椅可能被个个较高的男人使用，也可能被个子较矮的女人使用。因此对尺度的理解是既要有尺度，离开了人体尺度就无从着手设计家具，但对尺度也要有辩证的观点，它具有一定的灵活性。,（四）人体生理机能与家具的关系,四、人体生理机能与家具的关系 在家具设计中对人体生理机能的研究是促使家
11、具设计更具科学性的重要手段。根据人体活动及相关的姿态，人们设计生产了相应的家具，我们将其分类为坐卧性家具、凭依性家具及贮藏性家具。,（一） 分类 1、坐卧性家具 功能分析。 按照人们日常生活的行为，人体动作姿态可以归纳为从立姿到卧姿的不同势态，其中坐与卧是人们日常生活中占有的最多动作姿态，如工作、学习、用餐、休息等都是在坐卧状态下进行的，因此坐卧性家具与人体生理机能关系的研究就显得特别重要。,坐卧类家具不外乎两大类型，一类是工作用家具一类是休闲用家具。 所谓工作类家具是适应人类日常工作的家具，其中心任务是应能提高工作效率，同时还要考虑减少疲劳并具有经济性。以便在长时间工作时人体能得到短暂的间休
12、。使其迅速恢复精力继续工作。,这些家具包括凳子，靠背椅、扶手椅等，此类家具的人体重量主要集中在坐面上，应考虑到适当分散，当需要休息时有所“依靠”。工作时因上身向前弯曲，腰部肌肉紧张而产生疲劳感觉时，就可背靠椅背、伸直腰部，使肌肉放松从而达到休息的目的。,对于休闲用家具而言，其主要目的:就在于放松人体消除疲劳，享受生活但也包含某些细微的活动。,这类椅子不应使上身有疲劳的感觉，因此应注意所设计的椅子能使人的关节、肌肉松懈，使人体的姿势自然，使人体重量均分至各部。 休闲用椅不仅靠坐面承受体重，而且使椅背亦能承担部分体重，所以应将靠背往后倾斜。同时为了使脚可以向前评审。故亦应将作为高度降低，有时在脚部
13、加上垫架也可使身体更加舒适更以恢复疲劳。当坐面与靠背所成角度过大的时候，易使体重集中在腰部，所以考虑在腰部位置加以支托，以免腰部肌肉过分紧张同时为使头部的重量能予分散所以可将后仰角加大，使头部有所依托，减轻负担。 要使人从疲劳中迅速恢复，感觉舒适，椅子的功能尺寸，包括坐高，坐宽，坐深以及靠背的高度和倾斜度等是否合适是至关重要的。 要使体重分散，可根据人体各部位的曲线使接触面增大，同时采用弹性适中的材料。（52页）,（一）分类,（1）、坐具的基本尺度与要求 坐高：坐高是指坐具的坐面与地面的垂直距离，椅子的坐高由于椅坐面常向后倾斜，通常以前坐面高作为椅子的坐高。 坐高分析图（课本52页图3-8）
14、坐深：主要是指坐面的前沿至后沿的距离。坐深的深度对人体坐姿的舒适影响也很大。如坐面过深，超过大腿水平长度，人体挨上靠背将有很大的倾斜度，而腰部缺乏支撑点而悬空，加剧了腰部的肌肉活动强度而致使疲劳产生；同时坐面过深，使膝窝处产生麻木的反应，并且也难以走立。 坐深应该与坐高成反比。即坐高越大坐深越浅。 不同坐深分析图（53页图3-9不同坐深分析图）,矮椅、办公用椅的设计应该遵循坐深的何种要求?,矮椅的设计目的是供休闲用，故一般均将纵深加大，因为休闲用椅中人的上身由垂直状态演变成水平状态，所以腰部需加物支托才会感到舒服。 办公用椅大多数场合腰部是挺直的，其坐面大小只需要有股部至臀部的纵深就够用了。,
15、坐宽：椅子坐面的宽度根据人的坐姿及动作，往往呈前宽后窄的形状坐面的前沿宽度称坐前宽，后沿宽度称坐后宽。 椅靠背：椅背的长短根据椅子的不同功能而定，靠背随人体自活动到休息的变化而逐渐增长。最基本的活动姿势所用椅子是无靠背的椅子，而一般工作用椅，如用膳，办公等仅需要在腰部第一节脊椎骨后加以支托，靠背倾角必须增大，又因上身由垂直趋向水平，故靠背高度必须超出肩高使头部有所依托。在生活中随处可见到许多椅子缺乏功能上的考虑，设计时没有科学依据，而往往只求其型。长可发现工作用椅靠背过高，使肩部紧抵靠背而使人体活动受到影响，工作效率降低，反之，休闲用椅由于椅背过低背部与 头部未能得到支撑，从而引起肌肉疲劳久坐腰酸背痛，心烦意乱得不到休息效果。 前面坐凳高度测试曾提到人坐于半高的凳上（400-450mm)，腰部肌肉的活动强度最大，最易疲劳，而这一坐高正是我们坐具设计中用得最普遍的，因此要改变腰部疲劳的状况，就必须设置靠背来弥补这一缺陷。,靠背倾斜度分析（53页图3-10） 坐面倾斜度：工作用椅的坐面亦呈水平状态或略向前倾。（图3-33a 图3-11b) 因为若靠背倾
