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1、人体工程学与家具设计人体工程学与家具设计1；.一、家具设计中的人体工程学原则使用功能是第一性的，审美功能是第二性的，在保证使用功能和舒适性能的前提下，尽可能美观经济。二、人体工程学在家具设计中的应用：1、确定了家具的科学分类以家具与人与物的关系及其密切程度为依据，对家具进行了新的分类：分类分类机能机能举例举例人体类家具支撑人体椅、凳、床建筑类家具供人凭倚、收藏和隔断空间桌、台类、橱、柜、架、屏风等2；.2、确定了家具设计的正确基准点：人体类家具：计算基准点坐骨结节点。建筑类家具：计算基准点地面3、确定了家具设计的标准原形。4、确定了家具最佳性能的评定标准。5、确定了家具的最优尺寸。3；.主要目
2、的：为了设计出操作方便、不易疲劳、不产生失误、效率高的器具。主要工作：客观地掌握人体的尺寸、四肢活动范围，使人体在进行某项操作时，能承受负荷及由此产生的生理和心理变化等。图书馆实例书架分割高度最高格高度整理工作书架之间的间距指示牌第一节第一节、人体尺度、人体尺度4；.由于人体间体态差异很大，因而在设计家具等生活用具时，不能简单地用平均值。为了得到准确、适用的人体数据，除了实测法（将测得一定数量的人体数据，用统计方法求的概率）外，就常用比例法。大量统计数据表明，人体各个部位尺寸，在竖直方向，大致与人的身高成正比。而在水平方向，则与人的某种体重成某种关系。（如图）（一）人体比例：5；.人体尺度概算
3、值6；.7；.8；.9；.10；.人体各部尺寸与身高的比例人体各部尺寸与身高的比例人体尺度与身高的比例关系人体尺度与身高的比例关系H：身高：身高项目名称项目名称立立 姿姿男男女女亚洲人亚洲人欧美人欧美人亚洲人亚洲人欧美人欧美人眼眼 高高肩肩 高高肘肘 高高脐脐 高高臀臀 高高膝膝 高高腕腕腕距腕距肩肩肩距肩距胸胸 深深前臂长（含手）前臂长（含手）肩肩指距指距双手展宽双手展宽手举起最高点手举起最高点0.933H0.844H0.600H0.600H0.467H0.267H0.800H0.222H0.178H0.267H0.467H1.000H1.278H0.937H0.833H0.625H0.62
4、5H0.458H0.313H0.813H0.250H0.167H0.250H0.438H1.000H1.250H0.933H0.844H0.600H0.600H0.467H0.267H0.800H0.213H0.133-0.177H0.267H0.467H1.000H1.278H0.937H0.833H0.625H0.625H0.458H0.313H0.813H0.200H0.125-0.166H0.250H0.438H1.000H1.250H11；.项目名称项目名称坐坐 姿姿男男女女亚洲人亚洲人欧美人欧美人亚洲人亚洲人欧美人欧美人坐坐 高高头顶头顶座距座距眼眼坐距坐距膝膝 高高头顶高头顶高眼
5、眼 高高肩肩 高高肘肘 高高腿腿 高高坐坐 深深0.222H0.533H0.467H0.267H0.733H0.700H0.567H0.356H 0.300H 0.267H0.250H0.531H0.458H0.292H0.781H0.708H0.583H0.406H0.333H0.275H0.222H0.533H0.467H0.267H0.733H0.700H0.567H0.356H 0.300H 0.267H0.250H0.531H0.458H0.292H0.781H0.708H0.583H0.406H0.333H0.275H12；.附：按人体工程学，对产品设计有用的人体数据，一般是指身高
6、、体重之类的量值，但有时某些特定部位的数据却更加重要。例如椅、凳的坐面高，就要由小腿的尺度来决定。为了满足使用需要，设计时除了人的裸体尺寸外，常常需要人穿上鞋袜、衣服、带上帽子后的实际活动的尺寸13；.（二）方法1、查图法求取与人体相关的一些设备尺度，可以通过图表或计算的方法求得(下图)2、计算法如一人身高1500mm，已知坐高是身高的6/11,则其坐高为多少？坐高=1500mm6/11818mm14；.15；.16；.17；.项项 目目 定定 义义设备或用具高与身高之比设备或用具高与身高之比举手达到的高度（立姿）举手达到的高度（立姿）可随意取放东西的搁板高度（上限值，立姿）可随意取放东西的搁
7、板高度（上限值，立姿）倾斜地面的顶棚高（最小值，地面倾斜地面的顶棚高（最小值，地面5-15）遮挡住立姿视线的搁板高度（下限值）遮挡住立姿视线的搁板高度（下限值）直立姿势眼高直立姿势眼高抽屉高度（上限值，立姿）抽屉高度（上限值，立姿）使用方便的搁板高度（上限值，立姿）使用方便的搁板高度（上限值，立姿）斜坡大的楼梯的棚顶高（最小值，倾度斜坡大的楼梯的棚顶高（最小值，倾度50度左右）度左右）能发挥最大拉力的高度（立姿）能发挥最大拉力的高度（立姿）人体重心高度（立姿）人体重心高度（立姿）坐高（坐姿）坐高（坐姿）采取直立姿势时工作面的高度采取直立姿势时工作面的高度灶台高度洗脸盆高度灶台高度洗脸盆高度4/
8、37/68/733/4411/1210/116/73/43/55/96/1110/194/9生活用具及设施高度与身高的关系（生活用具及设施高度与身高的关系（1）18；.灶台高度洗脸盆高度灶台高度洗脸盆高度办公桌高度（不包括鞋）办公桌高度（不包括鞋）手提物的长度（最大值）手提物的长度（最大值）使用方便的搁板高度（下限值，立姿）使用方便的搁板高度（下限值，立姿）桌下空间（高度的最小值）桌下空间（高度的最小值）工作椅坐面的高度工作椅坐面的高度轻度工作的工作椅高度（不含鞋）轻度工作的工作椅高度（不含鞋）小憩用椅子高度（不含鞋）小憩用椅子高度（不含鞋）桌椅高差桌椅高差休息用椅子高度（不含鞋）休息用椅子高
9、度（不含鞋）椅子扶手高度椅子扶手高度工作用椅子的椅面至靠背点的距离工作用椅子的椅面至靠背点的距离4/97/173/83/81/33/133/141/63/171/62/133/20生活用具及设施高度与身高的关系（生活用具及设施高度与身高的关系（2）19；.第二节建筑类家具设计的人体工程学一、肢体的活动范围与作业域1、肢体的活动范围（近身空间）指人在某种姿势下，肢体围绕关节转动所能触及的空间范围。它与肢体的长度和关节转动的角度有关，受年龄、衣着、姿势等因素的影响。20；.动作与姿势人的工作姿势，按其工作性质，都处在各种状态之中，或处于某一相对的静态。按人的活动规律可以分一下四类：1、站立姿势：背
10、伸直、直立、向前微弯曲、微微半蹲、半蹲等。2、座椅姿势：依靠、高蹬、低蹬、工作姿势、稍息姿势、休息姿势等。3、平坐姿势：蹲、单膝跪立、双膝跪立、直跪坐、爬行、跪端坐、支起一条腿坐、脚伸直坐凳。4、躺卧姿势：俯伏撑卧、侧撑卧、仰卧等。21；.生活中的各种姿势22；.23；.站立时，上肢活动范围24；.25；.2、作业域概念：人的肢体在水平面或垂直面上的动作范围。（1）手的水平面作业域指作业者在立姿和坐姿下，在水平面内运动手臂所能形成的运动轨迹范围。最大平面作业域以肩关节到手指尖的距离为半径转动手臂所能达到的最大圆弧范围。正常平面作业域以肘关节为圆心，肘关节到手指尖的距离为半径转动，所能达到的范围
11、。最佳平面作业域以肘关节为圆心，肘关节到手心的距离为半径转动，所能达到的区域。26；.写字、打字、精密仪表配置等利用桌子或工作的作业之类的操作空间尺度27；.28；.应注意：应注意：a、水平作业域是按身材较小的人体尺寸(第5百分点所对应的数值)来确定b、工作面越高，舒适作业域范围越小。29；.（2）手臂的垂直面作业域作业者立姿或坐姿操作时，以肩关节为圆心在矢状面和冠状面上手臂的活动范围。垂直面作业域的大小取决于两个因素：其一，肩关节到地面的高度。其二，肩关节到手心的距离抓握式操作肩关节到手指尖的距离接触式操作最大垂直面作业域以肩关节为圆心，肩关节到指尖（接触式）或手心（抓握式）的距离为半径所划
12、的圆弧范围。正常垂直面作业域以肘关节为圆心，肘关节到指尖（接触式）或手心（抓握式）的距离为半径所划的圆弧范围。最佳垂直面作业域从高度上在肩与肘关节间的作业域内。30；.31；.32；.33；.注意注意：a、坐姿时肩关节到地面的距离由两部分组成：椅高+坐姿肩高b、应以第5百分点的数据为主。立姿肩高：男130cm；女120cm坐姿肩高：男54cm；女49cm肩关节到手心中的距离：（以肩关节为圆心的直臂抓握半径）男65cm；女58cm34；.3、立体作业操作区包含水平和垂直两个方向工作操作区的空间。35；.为了减少疲劳和提高效率，诸如工作台、实验桌、洗涤池等设计尺度也是需要考虑的。设计时，常常要考虑
13、投资的经济性、对操作空间利用的节约合理性、以及人体的活动空间是否受到限制或影响等等。36；.37；.38；.一、柜类家具设计柜类家具设备的最大高度为2.22.4m。2m为经常存取和偶尔存取的分界线。1.8m为经常伸臂使用的挂衣棒或隔板的高度。1.5m为要求直视的高度分界线。0.61.2m为舒适地存取物品的高度范围。0.6m为经常存取的下限高度。柜类产品搁板深度和层间高的确定：a、物品的尺度和存放方式。b、手臂在水平面内的作业范围(或手臂平伸拇指稍距离）c、人的视线范围能见度搁板距离愈小能见度差搁板距离愈大能见度好，但空间浪费多。第二节家具中人体工程学的应用39；.40；.41；.42；.二、桌
14、、台类家具设计1、作业面高度设计作业面高度的确定主要依据：作业姿势立姿、坐姿、坐-立交替式。作业对象男、女、老、少。作业性质精密作业，一般作业，重负荷作业。（1）立姿作业面高度设计。与之有关的人体尺寸立姿肘高。最佳工作面高度为肘高以下510cm男：95100cm女：8595cm若同时满足男女性需要,采取9095cm。精密作业作业面应上升到肘高以上510cm一般作业作业面应下降至肘高以下1015cm重负荷作业作业面高度应下降至肘高以下1540cm注意：注意：工作台面高度最好可调；若高度无法调节时（如固定式设备）,应采用高百分位数据，身材较矮的人可采用垫脚台。43；.（2）坐姿作业面高度设计：桌高
15、：应是坐骨结节点到桌面的距离与该点到地面的距离之和。H=H1+H2H1座高（取决于小腿加足高）H2桌椅高差（取决于坐姿肘高）28士2cmH3坐高H4桌底面至座前沿的距离（取决于大腿厚）注意：注意：a、坐姿用桌的桌面高度应根据作业性质的不同酌情增减。一般坐姿作业：一般坐姿作业：文书工作桌面高一般以坐姿肘高为准，或稍高于坐姿肘高。打字等需手工施力的作业桌面高度应在坐姿肘高以下5l0cm。精密作业精密作业应在肘高(坐姿)以上b、坐姿用桌桌面高应按高百分位数据设计，身材矮小的人可采用加高椅面和使用垫脚台。44；.容膝空间桌下腿的活动空间。与之有关的人体尺寸：大腿厚，膝高，臀-膝长。坐姿用桌桌面高度的确
16、定受两个因素影响：a、桌、椅高差（差尺）桌面与座面之间的高度差称为差尺，一般桌椅之间差尺约为270300mm。b、容膝空间桌底面高于座面前沿17cm容膝空间净高58cm容膝空间净宽52cm容膝空间净深30cm对于立姿使用的桌台：置足空间为1015cm45；.46；.2、桌面尺寸设计桌面尺寸的确定主要决定以下因素：手在水平面的活动范围。合理的视野、视距。用途及桌面需放置的物品类型、大小、数量。与之有关的人体尺寸是：上臂+下臂+手长；前臂+手长桌宽及深度桌宽及深度是由人的手臂水平运动轨迹，和置放物品的需要来确定的。手臂水平运动轨迹多在半径300mm以内,最大范围在半径500mm左右,考虑到桌上还放
17、置一些物品,所以普通办公桌的桌面深度在600700左右。又因双手左右展开最大工作范围总长约1500mm,最佳范围在1200mm左右,所以桌面宽度一般在12001400mm左右。47；.写字台写字台,桌面尺寸：桌面尺寸：双柜写字台宽B=120140cm双柜写字台深T=6075cm宽深比B/T=1.92单柜写字台宽B=90120cm单柜写字台深T=5060cm宽深比B/T=1.82宽度级差B=10cm深度级差T=5cm经理桌,大班台：宽B达2米B/T=2深T达1米48；.三.人体卧姿与床类设计1、人体卧姿以及影响睡眠的因素:（1）床垫的垫性：床垫过软胸部（占体重33%）和臀部（占体重44%）会下沉
18、，连接这两个区段的腰椎向上凸起,使整个身体里“W”形,床垫越软、其下沉和上凸程度越严重。床垫过硬人体呈直线形，此时腰凹弯曲度只有2cm左右,就卧姿来讲是满意的,但支撑面太硬,背骨突出部分会感到疼痛。（2）枕头的高低：适宜的枕头高度：68cm,此高度是人躺下后，枕头下沉，后头点到床垫的高度。枕头的高低与两个因素有关：.卧姿：仰卧时宜低点；侧卧时宜高点床垫的垫性：床垫较硬宜高点（此时背、臀下沉小）床垫较软宜低点（此时背、臀下沉大）49；.50；.2、床的尺寸（1）、床宽：床宽对睡眠深度的影响：当床宽=50cm时,翻身次数比正常情况减少30%当床宽50cm时,根本不能熟睡床宽的最小宽度=(2.53)
19、肩宽床宽W=2.5W(W=肩宽,男43cm、女41cm)单人床的最低宽度为70cm（2）、床长：床长应以较高人体身高为依据，同时考虑脚端折被的余量和头部放置枕头的尺寸,床长可按下式计算：床长L=h1.05+h=身高=100mm(头端余量)，=50mm(足端余量)51；.（3）、床高：床表面至地面的高度。一般床高应与椅高一致，使之具有坐卧功能，也要考虑就寝、起床、宽衣穿鞋、铺床打扫等动作的需要。床高一般取：H=400600mm。用于小卧室的床宜低一点,以减小室内的拥挤感,使室内显得开阔。医院用床宜高一点，以方便病人起卧，以及医务人员治疗、打针、护理。宾馆用床也宜高一点，以便服务员清扫和整理。双层
20、床的层间净高，必须保证下铺使用者在就寝和起床动作中有足够的动作空间。国家标准规定：国家标准规定：双层床底铺铺面离地高H1950mm安全栏板高H3120mm，一般取150mm安全栏板长L2L152；.四、四、人体坐姿与座椅设计1、人体坐姿的生理特征（1）脊柱结构与腰曲变形：（2）坐姿生理特征：椎间盘内压力与坐姿：立姿：100%放松坐（弯腰坐）：190%挺直坐（直腰坐）：140%平躺：24%人体姿势是决定椎间盘内压力的主要因素，过高是损坏椎间盘的直接原因。53；.舒适的坐姿：10120152358039090411595513585617cm58；.59；.2）座深座面前缘到后缘的距离。座深可按下
21、式计算：座深=（坐姿臀-膝腘长）-60mm工作椅,多用椅：38-42cm左右。不应超过43cm休息椅：4045cm左右（最大限度50cm）轻便沙发：4850cm大中型沙发：5052cm（此时一般要配置靠枕、靠垫）3）座宽座面的宽度（在座椅的转动轴与座面的交点处，或底面深度方向1/2处测量）对没有扶手的椅子：4045cm左右即可满足要求对有扶手的椅子：应考虑肘间宽和穿冬衣的厚度及身体姿势的变换等座宽48cm,可达6668cm,通常取5354cm以适合95%的人适用。对于排椅：对于排椅：有扶手：一般48cm,可加大到6668cm，通常取5354cm没有扶手：用于候车室、公园等公共场合,根据就座人数
22、和臀宽来确定,每个人所占宽度46cm60；.4）座面斜角和靠背倾角座面斜角指座面与水平面的夹角。作业性强的工作椅：=03一般工作椅（如办公椅）：6多用椅,一般休息用椅：在510左右为宜。重休息用椅：可达1523靠背倾角靠背与水平面的夹角。工作椅95,多为100110休息用椅：为115123注意：注意：座面与靠背的夹角在任何情况下不得小于90，该角度随休息功能的增加而加大,通常在100110之间为最佳角度。61；.5）、扶手尺寸：扶手内宽指两扶手内侧间的距离。百分位选取原则采用高百分位数据。扶手内宽46cm(单人)沙发等休息用椅扶手内宽：48cm一般为5256cm.扶手宽放置手臂,一般45cm扶
23、手高指座位基准点到扶手表面的垂直距离。扶手高一般为2025cm，多取2122cm注意：注意：沙发,软垫座椅扶手高度应由座面压下去,即最终落座点计起：扶手设计高度=实际高度-下沉量(一般25cm)扶手的上下倾角：取1020左右扶手的左右开角：一般取10左右工作椅不宜设置扶手，办公椅、多用椅最好有扶手。62；.6）、靠背：靠背的组成：肩靠为肩胛骨提供凭靠。高度达肩胛骨下角,支撑点位置在第56胸椎处,从座位基准点算起约3641cm处。腰靠为腰曲部分提供凭靠,支撑点位置在第45腰椎处,从座位基准点算起约2123cm处,整个腰靠高度以低于腰椎骨上缘为宜,约3031cm左右。总之：靠背倾角小时,靠背支撑点
24、选择在24腰椎为一点支撑；倾角较大时,支撑点移向胸椎下部为二点支撑；当倾角110后，必需对腰椎、胸椎下部以及头部进行支承为三点支撑。63；.7）.其他要求：座面要光滑平整,椅面前缘呈弧曲面，稍向下弯曲。座面材料应耐用、阻燃、无毒，覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材料。座面中部最好稍微下凹，有与臀部形态相适应的凹槽。椅子两前脚间应当留有缩进脚部的空间,以利站起。工作椅若带脚轮，其椅脚要设计5个，平分在直径4045cm的圆周上，且有制动轮。工作椅、多用椅应轻巧，以便携带和运输。64；.平衡椅这是一种打破传统座椅支撑上体重量靠臀部的椅子。它的左面倾斜度与作业凳相似，坐面向前倾斜，并在下部至膝盖处设有向后倾斜的软质垫膝装置。由坐骨和膝盖来分担大腿以上部位的重量，以减轻脊柱和臀部的承重负担。65；.66；.1.Vert办公椅它的背面看上去很像人的脊柱，它由可以弯曲的弹簧链接，当人背靠着的时候，它会变形到适合背部的最合适的状态。67；.68；.2.宾尼法利纳的Xten办公椅这个宾尼法利纳的Xten办公椅后面有一种神奇的凝胶材料，可以吸收人体的汗液，并且能减少身体60%的疲惫。69；.3.HermanMiller的AeronChair它是唯一一个采用薄膜的座椅。这样的非凡材料具有良好的通风散热功能，能使体重均匀分配，完全释放脊椎压力70；.公共休闲椅的设计71；.
