家具功能设计

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1、家具功能设计在漫长的家具发展历程中，对于家具的造型设计，特别是对人体机能的适应性方面，大 多仅通过直觉的使用效果来判断，或凭习惯和经验来考虑，对不同用途、不同功能的家具， 没有一个客观的科学的定性是分析的衡量依据，甚至包括宫廷建筑家具，不管是欧洲国王， 还是中国皇帝使用的家具，虽然精雕细刻，造型复杂，但在使用上都是不舒适甚至是违反人 体机能的。现代家具最重要的因素就是“以人为本”，基于人本性的设计开发，从“机械设计” 走向的“生命设计”，用产品设计开发创造新生活。现代家具早已超越了单纯实用的需求层面，进一步以科学的观点，研究家具与人体心理 机能和生理机能的相互关系，现代家具设计是建立在对人体的

2、构造，尺度、体感、动作、心 理等人体机能特征的充分理解和研究的基础上来进行的系统化设计。根据家具与人和物之间的关系，可以将家具划分成三类：第一类为与人体直接接触，起着支承人体活动的坐卧类家具，如椅、凳、沙发性、床榻 等。第二类为与人体活动有着密切关系，起着辅助人体活动、承托物体的凭倚家具，如桌台、 几、案、柜台等。第三类为与人体产生间接关系，起着贮存物品作用的贮存类家具，如橱、柜、架、箱等。这三大类家具基本上囊括了人们生活及从事各项活动所需的家具。家具设计是一种创作 活动，它必须依据人体尺度及使用要求，将技术与艺术诸要素加以完美的综合。 家具的 服务对象是人，我们设计的每一件家具都是由人使用的

3、，因此家具设计的首要因素是符合人 的生理机能和满足人的心理需求。、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、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。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

4、作，由这些局部的动作的组合形成人体各种姿态。家具要适应人体活动及承托人体动作 的姿态，就必须研究人体各种姿态下的骨关节运动与家具的关系。肌肉系统：骨肉的收缩和舒展支配着骨骼和关节的运动。在人体保持一种姿态不变的情 况下，肌肉则处于长期的紧张状态而极易产生疲劳，因此人们需要经常变换活动的姿态，使 各部分的肌肉收缩得以轮换休息；另外肌肉的营养是靠血液循环来维持的，如果血液循环受 到压迫而阻断，则肌肉的活动就将产生障碍。因此家具设计中，特别是坐卧性家具，要研究 家具与人体肌肉承压面的关系。神经系统：人体各器官系统的活动都是在神经系统的支配下，通过神经体液调节而实现 的。神经系统的主要部分是脑和脊髓，

5、它和人体的各个部分发生紧密的联系，以反射为基本 活动的方式，调节人体的各种活动。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。人们通过视觉、听觉、触 觉、嗅觉、味觉等感觉系统所接受到的各种信息，刺激传达到大脑，然后由大脑发出指令， 由神经系统传递到肌肉系统，产生反射式的行为活动，如晚间睡眠在床上仰卧时间久后，肌 肉受压通过触觉传递信息后作出反射性的行为活动，人体翻身做侧卧姿态。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

6、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。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支撑而成。当人直立进行 各种活动时，由于人体的骨骼结构和骨肉运动时时处在变换和调节状态中，所以人们可以作 较大幅度的活动和较长时间的工作，如果人体活动长期处于一种单一的行为和动作时，他的 一部分关节和肌肉就长期地处于紧张状态，就极易感到疲劳。人体在站立活动中，活动变化 最少的应属腰椎及其附属的肌肉部分，因此人的腰部最易感到疲劳，这就需要人们经常活动 腰部和改变站姿态。坐：当

7、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。人体的躯干结构是支撑上部身体重量和保护内脏不受压迫，当人坐下时，由于骨盆与脊 椎的关系推动了原有直立姿态时的腿骨支撑关系，人体的躯干结构就不能保持平衡，人体必 须依靠适当的坐平面和靠背倾斜面来得到支撑和保持躯干的平衡，使人体骨骼、肌肉在人坐 下来时能获得合理的松弛形态，为此人们设计了各类坐具以满足坐资状态下的各种使用活 动。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

8、状态得到真正的松弛， 从而得到最好的休息。因此从人体骨骼肌肉结构的观点来看，卧不能看作为站立姿态的横倒， 其所处动作姿态的腰椎形态位置是完全不一样的，只有把“卧”作为特殊的动作形态来认识， 才能理解“卧”的意义。图4-2表示人体不同姿态与腰椎变化的关系，图中B是人体侧卧，下肢稍曲时，腰椎处于最 自然的状态，也即休息最有效的状态。因此在设计椅子或沙发时，应昼使靠背的开头和角度 适应人坐姿时的腰椎曲线，接近于B曲线。三、人体尺度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

9、寸有着密切的关系。因此学习家具设计，必须首先了解人体各部位固有的基本 尺度。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。这里我们借用1962年中国建筑科学研究院发表的“人体尺度的研究”中有关我国人体的测 量值作为

10、家具设计的参考。不同地区人体各各平均尺寸（单位：mm）编号部位较高人体地区（冀、鲁辽）中等人体地区（长江三角洲）较低人体地区（四川）男女男女男女A人体高度169015801670156016301530B肩宽度420387415397414386C肩峰对头顶高度293285291282285269D正立时眼的高度157314741547114315121420E正坐时眼的高度120311401181111011441078F胸廓前后径200200201203205220G上臂长度308291310293307289H前臂长度238220238220245220I手长度1961841921781

11、90178J肩峰高度139712951379127813451261K1/2 （上肢展开全长）867795843787848791L上身高度600561586546565524M臀部宽度307307309319311320N肚脐宽度992948983925980920O指尖至地面高度633612616590606575P上腿长度415395409379403378Q下腿长度397373392369391365R脚高度686368676765S坐高893846877825850793T腓骨头的高度414390407382402382U大腿水平长度450435445425443422V肘下尺243

12、240239230220216四、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）坐卧性家具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。坐卧性家具的基本功能是满足人们坐得舒服、睡得安宁、减少疲劳和提高工作效率。这 四个基本功能要求中，最关键的是减少疲劳，如果在家具

13、设计中，通过对人体的尺度、骨骼 和肌肉关系的研究，使设计的家具在支承人体动作时，将人体的疲劳度降到最低状态，也就 能得到最舒服的最安宁的感觉，同时也可保持最高的工作效率。然而形成疲劳的原因是一个很复杂的问题，但主要是来自肌肉和韧带的收缩运动。肌肉 和韧带处于长时间的收缩状态时，人体就需要给这部分肌肉持续供给养料，如供养不足，人 体的部分机体就会感到疲劳。因此在设计坐卧性家具时，就必须考虑人体生理特点，使骨骼、 肌肉结构保持合理状态，血液循环与神经组织不过分受压，尽量设法减少和消除产生疲劳的 各种条件。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

14、斜，通 常以前坐面高作为椅子的坐高。坐高是影响坐姿舒适程度的重要因素之一，坐面高度不合理会导致不正确的坐姿，并且 坐的时间稍久，就会使人体腰部产生疲劳感。我们通过对人体坐在不同高度的凳子上，其腰 椎活动度的测定，可以看出凳高为400mm时，腰椎的活动度最高，即疲劳感最强，其它高度 的凳子，其人体腰椎的活动度下降，随之舒适度增大，这就意味着（凳子在没有靠背的情况 下）凳子看起来坐高适中的（400mm高）而腰部活动最强（图3-57）。在实际生活中出现的 人们喜欢坐矮板凳从事活动的道理就在于此，人们在酒巴间坐高凳活动的道理也相同。 对于有靠背的坐椅，其坐高就不宜过高，也不宜过低，它与人体在坐面上的体

15、压分布有关。 坐高不同的椅面，其体压分布也不同，所以坐高是影响坐姿舒适的重要因素。坐椅面是人体 坐姿时承受臀部和大腿的主要承受面，通过测试，不同高度的坐椅面的体压分布如图4-5所 示。坐面过高，两足不能落地，使大腿前半部近膝窝处软组织受压，久坐时，血液循环不畅, 肌腱就会发胀而麻木；如果椅坐面过低，则大腿碰不到椅面，体压过于集中在坐骨节点上， 时间久了会产生疼痛感；另外坐面过低，人体形成前屈姿态，从而增大了背部肌肉的活动强 度，而且重心过低，使人起立时感到困难（图4-6）。因此设计时必须寻求合理的坐高与体压 分布。根据坐椅面体压分布情况来分析，椅坐高应略小于坐者小腿脚窝到地面的垂直距离， 即坐高等于小腿轻微受压，小腿有一定的活动余地。但理想的设计与实际使用有一定差异， 一张坐椅可能为