基于人体动态因素的座椅类家具尺度设计研究

孙明磊 哈佳宁 高宏博

摘 要：家具的尺度是影响家具形态、功能以及生产和包装运输等环节的重要因素。本文从人与座椅类家具关系的角度出发，对人体在入座和起身时的肢体行为等动态因素进行分析，得出了人体动态因素对座椅类家具尺度的影响。在座椅类家具尺度设计中充分考虑人体动态因素的影响，可以提高座椅类家具的体验感和舒适性。

关键词：家具设计;人体动态因素;家具尺度;人体工程学

0 引言

座椅是人们生活中必不可少的家具，人们日常的休息、办公、交流等许多行为都需要座椅对身体的支撑来完成。家具的尺度不仅影响着形态的美观性，也决定着其完善的功能性和舒适度的实现。李慧等[1]对婴幼儿床垫的尺寸、外观、垫层特性和功能创新等方面进行了人体工程学分析，提出了婴幼儿床垫科学合理的设计思路。管佩弦等[2]以人文关怀为切入点，运用市场调研及问卷调查的方式，从人体工程学的角度研究了办公椅设计下的人性化体现。高玲玲等[3]对座椅的靠背、扶手、座面等方面的舒适性进行了研究，分析了办公椅存在的问题及改善意见，改善了办公椅存在的问题。目前，在多数座椅类家具尺度设计中，对人体动态因素考虑尚显不足。本文通过从人与座椅类家具关系的角度出发，对人体在入座和起身时的肢体行为等动态因素进行分析，探究人体动态因素与座椅类家具尺度之间的关系，有助于设计出具有最佳使用效果的座椅类产品，提高座椅的体验感和舒适性。

1 座椅类家具尺度因素分析

座椅与人体长时间接触，对人的身体健康具有很大影响。人机工程学对于座椅类家具尺度设计具有很强的科学指导作用，座椅尺度设计应以充分考虑人体静态尺度为前提，以座椅类家具与人的活动关系角度為出发点。[4]依据人对座椅类家具使用时的行为，探索其对座椅类家具尺度的影响以及对座椅类家具尺度设计的要求。具体研究尺度过程中，应从人体的静态尺度和动态尺度两个方面进行分析。人的静态尺度主要指人体的基本生理尺度，而动态尺度是指人在使用家具过程中的活动因素影响下产生的尺度变化。在静态和动态综合的分析中研究人的行为需求对家具尺度的影响，可以使座椅类家具的尺度设计更为合理。

座椅类家具的尺度直接影响人们相关行为的舒适性，可分为静态因素和动态因素。人的静态尺度指人体生理的基本尺寸，而动态因素是指人体在起身、入座和入座后人体所需要的活动空间尺寸。座椅类家具可分为带靠背的椅类和不带靠背的凳类，凳类对人行为尺度的影响主要体现在座面高度上。椅类家具在人体就座时，对人躯干、头部及四肢等身体部位提供支撑作用，主要表现在椅面对人臀部，椅背对人背部和头颈，扶手对上肢提供的支撑。在支撑过程中，重量的承载和力的传导成为主要的功能体现。人在椅类家具上的坐姿一般大致分成三种，躯干前倾坐、躯干挺直坐和躯干后仰坐。椅子的整体形态和尺寸要以人体的静态尺度为基本依据，结合动态因素进行分析完善。一般最佳坐姿的必要条件是能够产生最适当的压力分布于各脊椎骨之间的椎间盘上，适当且均匀的静负荷量分布于所附着的肌肉组织上。[5]所以椅类家具在尺度设计上主要考虑以下几点：坐面部分的高度、宽度、深度以及倾斜角度，靠背部分倾斜角度、高度，扶手部分的高度、长度等因素。

2 人机尺度因素分析

2.1 座高尺度

座高是人在就座行为中座椅所提供的臀部支撑点与地面间距，与座椅高度不同，它直接影响人们坐姿的舒适度。[6]常见的座面高度又根据坐高类型的不同分为三种，高型座椅，如吧椅;普通座椅，如办公座椅、餐椅;矮型座椅，如沙发、躺椅等。普通座椅的座面高度由人体小腿的高度决定，矮型座椅座面高度依据普通座椅而适当降低，以求能够达到舒适休闲的需求，高型的吧椅的座面高度则受吧台台面的高度，以及人体站立时臀部高度的影响而定。人体生理的尺度对以上座面高度形成静态尺度影响，人在起身、入座的行为过程，由于座面高度的影响，产生的动态因素也会不同。例如，人在膝盖弯曲时，膝盖所承受的压力也会存在差异。座面过低，人体在起身入座时，膝盖所承受的压力变大，躯干对臀部的压力加强，腿部舒展不开，久坐就会产生短时间的臀部麻痹。而座面过高，人体在入座时小腿悬空，脚跟部接触不到地面，躯干对臀部与大腿的压力加强，腿部无法放松，由于小腿与脚部处于悬空状态，起身时会对膝盖与腰部的压力增大。

2.2 座宽尺度

坐宽尺度与人体臀部的宽度相关联，因有人体动态因素的影响，人体在就座时腿部的舒展、交叠、水平放宽、臀部水平挪移等行为会影响座宽的尺度。因此，在进行座宽尺度设计时，臀部在得到全部支撑时座宽也应该再留有一些尺寸，这样能够有空余的活动空间去调整坐姿，对于有扶手的椅子更应该预留宽度。

2.3 座深尺度

座面深度，即座面的前沿至座椅靠背的距离。座面深度的尺寸应是人体膝盖到臀部的长度，但由于人体行为动态因素的影响，人在就座时会有后仰坐的行为，臀部会在座面上相对前移，所以一般座椅的座面应比人体膝盖到臀部的长度深一些，但是不宜过深。坐面深度过深会使人体上身的压力都集中在腿部膝盖的上半部分，长时间会导致腿部麻木;坐深过浅又会使人在椅子上坐不稳，所以坐深的尺度应遵循：坐深=坐姿腿部膝盖上半部分水平长度-60mm间隙。如果是办工座椅坐深的尺寸一般在350～400mm，休息类椅子深度应比办公座椅深一些，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，即人体在就座时对背部产生支撑力的座椅部件。座椅靠背的高度、倾斜角度以及形态的尺度不仅受静态因素的影响，同时也受到人体动态行为因素的影响。因人体正常就座时的脊椎呈曲线形态，人在就座时会想要放松腰部、背部、颈部以及头部，所以座椅的靠背不应是垂直于座面。例如，办公椅的靠背应该有一定的倾斜角度，倾斜的靠背上在腰部和背部能够接触到的部分应有一些形态能够对腰部和背部起到支撑的作用。休息的椅子就要把颈部以及头部考虑进去，要抬高靠背的高度，能够对颈部和头部起到支撑与放松的作用，靠背的倾斜角度也要变大，让人体能够完全放松。

3.2 扶手尺度

座椅扶手，是指人体在就座时对人体两臂起到支撑作用的座椅部件。座椅扶手之间的宽度和高度会受到人体静态因素与人体动态行为因素的影响。座椅扶手之间的宽度应是人体臀部的宽度，但人在就座时会有向两侧扶手进行倚靠的行为，在倚靠时人体的臀部会向倚靠的反方向相对挪动，所以扶手之间的宽度要加宽一些。座椅扶手的高度不宜过高或者过低，因为人的手臂在对扶手进行倚靠时，扶手高度过高会增加人体肩膀的压力，过低会增加人体脊椎的压力，所以座椅扶手的高度应是两臂自然下垂时手臂肘关节稍微高10～25mm即可。

4 结语

本文从人与座椅类家具关系的角度出发，对人体在入座和起身时的肢体行为等动态因素进行分析，探究人体动态因素与座椅类家具尺度之间的关系。座椅类家具的尺寸主要在座椅的座高、座面宽度、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设计。这些尺寸的设计应符合人机尺度，根据以人为本的设计理念，提高座椅的体验感和舒适性。

参考文献：

[1] 李慧，于娜，徐海莲，等.人体工程学在婴幼儿床垫设计中的应用[J].家具，2019，40（02）：99-102.

[2] 管佩弦，李雪艳.办公椅市场调查及人体工学中人文关怀体现[J].设计，2019（03）：17-19.

[3] 高玲玲，徐伟.办公椅的调研与人体工程学评价分析[J].家具，2018，39（06）：93-97.

[4] 张密.基于家具设计中人机工程学的应用探究[J].智能城市，2017，3（01）：311.

[5] 杨娟.基于脊椎障碍的老年人坐椅设计研究[D].中南林业科技大学，2015.

[6] 佘婴姿.基于人机工程学的高校课桌椅家具尺寸设计[J].家具与室内装饰，2016（02）：68-69.

作者简介：孙明磊（1980—），辽宁本溪人，沈阳航空航天大学设计艺术学院讲师，研究方向：工业设计。

哈佳宁（1995—），辽宁沈阳人，沈阳航空航天大学设计艺术学院硕士研究生，研究方向：家具设计。

高宏博（1996—），辽宁铁岭人，沈阳航空航天大学设计艺术学院硕士研究生，研究方向：家具设计。