基于市场调研结果的床垫发展现状及趋势分析

2020-08-21张嘉祥申黎明

设计 2020年15期

张嘉祥申黎明

摘要：以床垫设计的重要性为出发点，对现有产品的结构及功能特点进行分析与总结，为今后床垫设计提供最新的理论参考。采用实地考察的调研方式，结合人体工程学的相关理论和评价方法对走访调研的结果进行对比分析。得到床垫产品设计现状及趋势相关结论。目前的床垫产品已经从垫层与结构设计的角度考虑与人体的适配程度，智能化仅体现在床垫与床架的角度可调节以适应人体脊柱形态，在材料与人体主观感受调控方面的智能化研究不足。

关键词：床垫设计 ;垫层结构; 睡眠舒适性; 人体工程学 ;市场调研

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2020）08-0024-03

引言

睡眠是人类身体机能自发且必需的一种生理行为，它不仅有助于人体机能的调节与恢复，减弱和消除疲劳，站在长远角度上看，充足且高质量的睡眠对人的身体发育以及精神面貌的改善都有促进作用。近十年，许多研究者着眼于此，从人体自身的生理与心理特点出发，将人的因素与床垫这一载体产品的设计充分结合，以人为中心，运用最新的技术，不断改善床垫设计要素，使其与人的睡眠要求充分匹配。在这一背景下，通过调查相关市场，总结床垫产品行业目前的设计现状，结合现有技术水平，对床垫设计未来的发展方向作出分析，为今后相关的设计研究提供依据。

一、研究背景与目的

据德国科学杂志在近几年发表的一篇文章中公布的最新人类学调查结果显示，一个人的一辈子中，睡觉时间为24年零4个月，7年的时间在工作，用于进食的时间约为5年，5.5年的时间用来娱乐，6个月的时间在等待红灯和堵车，9个月的时间用来洗衣做饭，而个人信仰所占据的时间实际上很少，上述数据均是在假设一个人的寿命为78岁的情况下得出的，那么意味着在人的一生中，占据时间最长，约为三分之一，在所有工作与其余活动中扮演重要角色的是睡眠。睡眠是人的中枢神经系统兴奋与抑制调节产生的一种正常的生理现象”。在过去，人们往往认为睡眠是一种各项身体机能均处于较低水平的消极状态，但是通过各项研究表明，睡眠时人脑与清醒状态下一样活跃，且在睡眠时身体需要通过频繁活动来不断调整睡眠姿势以使身体处于一种较为舒服的状态。此外，生物节律睡眠还有一个极其重要的作用便是调节身体机能，它在使人有节律的休息同时，调节人体各部分由于不同工作导致的疲劳，比如，消除大脑工作产生的代谢垃圾，恢复脑力供第二天继续工作，同时对大脑中的信息进行整理与编码以形成固定记忆;促进激素分泌，对于青少年来说可以刺激骨骼的发育等。由此可见，睡眠不仅仅是人一生中占比重较大的一项活动，并且是极其重要且不可或缺的。美国的一项研究数据显示，7%的睡眠障碍问题都与床垫的不舒适相关[2]。那么，随着科技的进步和生活水平的提高，对于睡眠质量的要求逐渐扩大，便使家居行业关注床具设计的设计师们将目光慢慢投向了床垫一这一与人体直接接触并与睡眠息息相关的产品。

床垫在睡眠时与人体直接接触，为人体提供支撑。依据人体使用要求，最早的床垫仅以达到能够提供柔软支撑为目标。随着对于人睡眠时各项身体数据的测试与研究，评价床垫优劣软硬度的标准也在不断地发生变化，由最早的以软为宜，到偏硬再到现在的软硬并存，对于床垫适宜软硬度的探索实际上也是在探究最舒适人一床界面，以期得到最优质的睡眠质量。目前，部分高校的研究者已经着眼于人一床界面的舒适性评价及相关研究。陈玉霞、申黎明等人通过模拟实验探讨了舒适性评价与睡眠质量的关系[3]，实验结果显示，床垫舒适性与睡眠质量和受试者次日身体状态相关度较高，可以推知，睡眠质量可以很好地反映床垫的使用舒适性，但不等于床垫的使用舒适性，床垫的使用舒适性还与睡眠次日身体状态、人床界面关系等因素有关。优化的人一床界面关系不仅可以提高睡眠质量，还可以使人体获得较好的身体状态，促使人的体力和精力获得恢复。

综上所述，想要改善和提高睡眠质量就必须优化床垫的设计，从人体工程学的角度出发，设计出最优支撑方式以及最适宜的人一床界面。本次调研旨在通过对市场部分热销的床垫品牌的产品进行调查与分析，探讨其结构优劣与设计上的创新点，为今后床垫设计提供可行的发展方向参考。

二、调研对象与方法

（一）调研方法：实地考察与访谈法相结合的形式。

（二）调研范围：南京大型家居卖场红星·美凯龙。

（三）调研对象：包括麒麟、雅兰、爱舒、朗乐福、大自然、喜臨门、梦百合、美得丽、舒达、慕思、MPE以及曼丽菲斯在内的12家热销床垫品牌。

（四）调研内容：对上述品牌在市面上热销的床垫产品进行了观察，并且通过与经销商的沟通了解到其品牌所研发床垫的结构特点与应用的新技术，具体调研与访谈内容如表1所示，主要包括对床垫弹簧层及铺垫层两部分结构的调查。其中，弹簧层与铺垫层的垫层结构与材料主要通过观察得到相关信息，访谈的内容主要集中在品牌主打产品的功能特点以及新材料方面。

调研分析将基于以下内容的调查结果，对其产品特点进行分类整理与横向对比，旨在通过分析了解到当前床垫产品研发现状，并为今后设计提供了可行的参考建议。

三、调研结果与分析

（一）床垫设计分析

软体床垫在结构上主要分三层，分别是毛毡层、海绵层和弹簧层。影响床垫使用舒适度的主要因素包括床垫的软硬度以及人一床界面的设计，软硬度直接决定了人在使用床垫时的感受，如图1所示，由于身体各部分重量不相同，因而在卧姿状态下的下陷量也不同，如果床垫过硬（见图1a），则重量较大的臀部无法正常下陷而形成压力集中，不仅会造成翻身次数的增加，降低睡眠质量，长期使用还会造成脊柱的变形，持续处于压力集中的使用状态也会增加疲劳，无法达到睡眠调节机体的作用;较软的床垫（见图1b）比起较硬床垫有效地缓解了压力分布不均匀的情况，但是过于柔软的床垫反而适得其反，太软的床垫会增加人体与床垫的接触面积，增大了摩擦力，不利于人体的热量以及湿气的挥发，身体下陷量较大，增加了调整身体姿势以及起身难度，并且过软床垫会造成仰卧姿势下身体呈现“W”形4，脊柱间压力较大，血液循环不畅，肌肉较为紧张。这里床垫的软硬度主要是由海绵层的垫层特性所决定的，海绵层的设计直接影响到一款床垫的使用舒适性。

弹簧层主要起支撑人体和其余垫层的作用，最早的时候人们并没有意识到弹簧层设计的重要性，只简单地加入弹簧结构以获得柔软支撑，但是随着对睡眠以及床垫研究的不断深入，这一垫层也在被不断改进，由最初的一体式弹簧到现在被普遍使用的独立袋装弹簧，不被干扰的使用需求得到了满足，同时，分区床垫的提出51，使得床垫设计更加趋于人性化，在人体测量数据的基础上，对床垫功能区域进行了划分，不同弹性系数的弹簧能够满足人体不同部位重量的要求，使得卧姿状态下也能保证自然的脊柱形态，提高舒适度，从而提升睡眠质量。

此外，人床界面以及床垫整体的温湿特性对人体睡眠舒适性影响也非常显著。人体在睡眠状态下，身体与其和床垫部分围合成温湿微环境，在睡觉的过程中由于人体在不断进行代谢以保证人体温湿感的相对平衡，因而会持续产生热量与水分，如果人一床界面的散热性能不好将会破坏人体周围的微环境平衡，使人体感到不舒适，严重时还会造成打破睡眠状态，影响睡眠质量。

基于上述分析，此次调研分析将重点关注床垫产品这几部分结构的设计现状，以及在这些方面应用到的先进材料与技术。

（二）调研结果整理与分析

经过实体店考察与访问相关经销人员后，对十二家床垫品牌的产品的特点进行了整理与总结，如表2所示，主要对比了每个品牌主打产品其垫层材料的区别，包括弹簧材料、铺垫层材料和其余材料，以及功能特点。

在走访的过程中了解到，由于客户的需求不同，目前多数品牌仍是乳胶与弹簧床垫、整体与分区床垫同时进行销售，根据调研结果显示，在十二个品牌的产品中，分区弹簧床垫有6款，占据调研对象数量的一半，而非弹簧床垫只有3款，就调研结果而言，目前市场上弹簧床垫所比重较高，尤其是分区的独立袋簧床垫，非弹簧结构的纯乳胶或其余材质的床垫占比相对较小。但是调研仅以品牌热销款床垫为调研对象，并不完全代表所调研品牌的完整产品序列。

1.弹簧层。通过对比分析发现，目前市面上销售的床垫主要为独立袋装弹簧床垫，该床垫较以往的连续式弹簧最显著的优点是其不受干扰性[6]，也有的人称之为静音性。意思是在使用时，特别是指两个人的使用情况下，一个人的睡眠几乎不会受到另一个人动作的影响，这是独立袋装弹簧的结构特点所决定的。这在一定程度上也起到了提高睡眠质量的作用。这一点在调研的几个品牌中（除不使用弹簧材料）较为明显。在独立袋装弹簧的基础上，通过对人体自身结构特点的研究，目前市面上普遍出现了分区袋簧层的设计和应用。通过调研发现，分区的形式主要是5分区和7分区。5分区弹簧层的结构如图2所示，分区目的主要是通过不同弹性的弹簧分区，满足人体较重部位（肩部和臀部）的正常下陷”，保证卧姿状态下脊柱能够保持较为接近自然状态，以减小脊柱和其余部位的过度受力，增强舒适感，提高睡眠质量。7分区床垫与5分区床垫大体上分区方式类似，也是着眼于肩部和臀部的受力下陷问题，不同之处在于7分区床垫比5分区增加了颈部和脚部的区分支撑。

在与经销商交谈的过程中，部分经销商表示7分区的床垫并无意义，增加的分区起不到支撑作用。就此观点，笔者认为脚部由于质量较轻且侧卧时与腿基本处在一条直线上，故脚部分区对于侧卧脊柱形态影响不大，但是仰卧时，脚部的分区便能够容纳足跟下陷，不至于使小腿处于拉伸状态;颈部的分区主要是为了解决头部的下陷问题，且主要针对无枕睡眠时的相关问题。因此，5分区床垫已经能够在很大程度上解决了相关问题，但7分区甚至更多分区的合理性仍值得继续探究。此外，在调研过程中还了解到，某品牌通过一次性高温加热技术实现了连续式弹簧的弹性分区，主要是依靠该技术改变了弹簧的微观构造，使其弹性发生变化，在一定程度上具备了分区床垫的部分优点，但不具备静音性，可在单人床垫的设计中进行参考与借鉴。

2.铺垫层。调研结果显示，这些品牌的产品铺垫层材质主要为乳胶和棕垫，乳胶是回弹性较好且比较耐用的一类铺垫层材料，经测试，其硬度仅次于普通海绵8。对比后发现，每个品牌的研发创新点基本集中在铺垫层的设计上，如为了针对性的解决人床界面舒适度的问.题，研发并应用了竹炭02活氧绵这一新材料，见图3，该材料透气透湿性能较一般的铺垫层海绵材料较好，这一改进能够调节并维持人一床界面温湿微环境的相对稳定，使人体代谢物质以释放的热量不会在界面上堆积以造成不适，相较于普通的透气材料如黄麻等又具备了一定的软支撑功能;又如，某品牌自主研发的太空树脂球目前也已经应用在其品牌的部分产品中，该研发旨在解决乳胶作为铺垫层受限于材料耐久度这一问题，太空树脂球无论是在回弹性能和耐用度上都远超过乳胶，但是在舒适性方面仍需做进一步的对比研究;在调研过程中还了解到，部分品牌的产品放弃了传统的弹簧结构，将乳胶的使用最大化，并且在此基础上，将分区的概念由袋装独立弹簧引入乳胶，研发出7段分区式的乳胶，这一研究改变了传统床垫的结构，也为今后床垫的研究发展提供了新的思路。

3.新材料与技术。调研发现，有品牌使用植物3D结构材料作为床垫整体的内部结构，而完全抛弃传统的弹簧层与乳胶等材料构成的铺垫层，旨在营造近似于自然环境状态的睡眠微环境，改善使用者在睡眠时的呼吸质量与体感，打造健康睡眠的理念，但是受限于材料本身特点，植物3D结构材料如山棕等并不能达到乳胶、凝胶和记忆海绵等材料的柔软度，对于儿童和老人等对护脊需求较强的人群来说，该结构的床垫最为合适。

4.功能特点。在调研的产品中，有三款床垫尤其重视护脊支撑方面的设计，其床垫主要都是通過下铺垫层的硬支撑或增加其余垫层的硬度来相应的增强床垫的支撑力，这一设计理念较为符合老人与儿童的使用需求，尤其是儿童19121，其身体处在发育阶段，床垫设计的好坏会直接影响到儿童长期脊柱形态的发育，偏硬的护脊床垫能够保证儿童在睡眠时不受脊柱变形和非自然生长的伤害;而老年人由于身体机能较年轻时退化严重，站立时自然脊柱形态大多已经变形，，如果长期使用较软床垫，腰背间隙差增大，脊柱间压力也随之增大，且较软的床垫也相对增加了老年人的起立难度，存在安全隐患。

5.智能化。通过调研了解到，智能化的因素也逐渐被应用于床垫的设计[13]。最早的智能化因素引入床具设计是体现在床架上，通过调节床架的形态与角度起到满足支撑需求的作用，这在一些所调研品牌的上市产品中可以见到。还有部分品牌将智能化因素由床架移入床垫本身，研发并上市了可调节角度的智能床垫，其特点是根据客户进行个性化定制，原理和分区床垫一致，根据客户的脊柱形态以及不同部位的下陷情况进行角度调节的区域划分，在一定程度上增加了床垫使用的趣味性和舒适性，个性化定制也满足当下大多数消费者的消费喜好[14]。

（三）设计与研究趋势分析

床垫产品与传统家居产品的设计角度不同，各个品牌的床垫产品在外观上基本无太大差别（结构不同的除外），且在实际使用过程中，出于方便清洁的考虑，几乎所有用户都会使用床单、褥子等床具用来遮盖床垫，因此，对于床垫产品的设计最主要，也是最重要的是如何使其充分满足人的睡眠需求，不仅要考虑到人在使用床垫时的体压分布、睡眠时自然脊柱形态的维持，同时还要考虑到人床具一睡眠环境这一系统的优劣，如何优化人在睡眠时的部分感觉，如冷暖、干湿等。

通过调研结果的分析可以看出，目前的相关研究以及公司的研发已经将关注点放在床垫的垫层结构的组合与优化上。就弹簧层的设计演变而言，最初设计的一线通弹簧床网仅为满足回弹性需求，随着对睡眠研究的深入，为了满足人体不同重量身体部位的支撑需要设计出了连接式的螺旋弹簧床垫，在此基础上，又考虑到双人睡眠时减小调整睡眠姿势对另一个人影响的需要，设计出了独立袋装弹簧结构，铺垫层也是如此。究其本质，床垫结构的设计发展以及優化始终基于“睡眠支持”这一概念，随着时代的发展，人们对生活的品质的要求不断提高，加之绿色家居概念的兴起，床垫在材料方面的设计研发将逐渐偏向绿色、环保，比如现在流行的棕榈床垫，便是用天然材料代替传统床垫中所运用的复合材料，减少生产污染的同时也有助于营造绿色的睡眠微环境，但是，受制于棕榈的天然材性，其软硬度并不适用于全部人群，因此，目前在材料与结构方面的设计研发应当考虑如何应用天然环保的材料充分替代现有结构的功能。在此基础上，考虑到目前分区床垫仍属于批量生产模式，分区尺与方式尽管符合人体工程学相关数据，但仍不能满足所有用户的需求，所以，应当合理结合智能化的概念与技术，通过预先测定用户自然脊柱形态与重量分区，智能匹配综合刚度与之相应的分区床垫，并且可以融入用户个性化的需求，例如中年用户群体可能对按摩功能需求显著、老年或残障人群有特殊的起卧需求等。另一方面，通过智能化结构并结合铺垫层面料可以做到改善睡眠时的人-床-睡眠环境系统，加入智能化的装置，例如温控调节装置、气体过滤循环装置等，能够调节睡眠时的人一床界面，营造更加健康舒适的睡眠微环境，提高睡眠质量。

结语

随着人们对睡眠质量的重视，床垫作为与之息息相关的家具也正逐渐被消费者和设计师所重视。一款好的座椅能够带来的是使用时的舒适感，而一款设计优良的床垫能够带给消费者的不仅仅是舒适的睡眠体验，更重要的是对日常工作和学习甚至长远健康的积极影响。通过此次调研发现国内目前发展较好的部分床垫品牌的产品已经在不同程度上考虑了人的生理、心理特点和使用需求，在垫层结构、材料以及功能方面都做出了自己的研究与创新，但是最舒适的垫层结构和材料的搭配方式仍需要进行进一步探究，如分区方式的最优解、不同体形和性别与床垫软硬度的适配性以及材料的透气透湿性能等问题。另一方面，目前智能化因素在床垫上的应用还处于起步阶段，如何使床垫以高度智能化的方式满足睡眠舒适性的要求也将是今后床垫研究需要考虑的一个重要的方向。

基金项目：国家自然科学基金项目《弹簧床垫界面特性及其对人体舒适性的影响机制》（项目批准号：31070503）。

参考文献

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