人体工程学作业-阅读的椅子

建筑系学生的人体工程学课程设计作业

阅读是孤独的狂欢

——人体工程学课程设计

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1. 调研报告

1.1 概述

家具设施为人所使用，因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据；同时，人们为了使用这些家具和设施，其周围必须留有活动和使用的最小余地，这些要求都由人体工程科学地予以解决。人体工程学家具在我们现代生活中越来越受到人们的关注，通过对西方优秀案例的学习，我们可以从中总结出好的人体工程学椅子不单是数据的取值，也要注意其他一些因素。 一． 椅子的曲线设计

椅子设计的原理是从人们使用的健康角度分析的，根据人的生理状况，疲劳测定等来定义椅子的外形曲线设计。椅子的曲线主要是看椅垫和靠背的曲线是否和人的生理曲线相符。椅子的靠背有两种形式：一种是不要靠背，这样人就会自然保持背部直立的姿势来减轻背压，但人不可能长期保持直立的姿势。第二种就是现在普遍认为的需要靠背的凭靠。靠背给了人们一个腰肌休息放松的机会，并且提供了多种姿势的肯能性，但要真正的放松就要看椅子的背部曲线设计是否合理。 二． 椅子的尺寸设计

椅子设计的具体尺度，根据它的不同功用，按照人体测量数据和国家颁布的尺度标准，不断测试高速合理选取数值以达到科学设计的要求。

掌握好人体尺度设计原则主要从以下几个方面入手： 1. 了解国家标准数据

2. 设计中善于运用人体测量数据 3. 学会高速和更新尺寸数据

我们拿到测量的尺寸为数据除了能够灵活运用外，还要考虑到它的与时俱进。世界上的万物不是一成不变的，它都会进化和改变。因此，这测量数据也会随着时代的变迁社会文化的变化而变化。所以，如果不懂的合理的运用数据，了解人体工程学数据利用的本质所在，只会机械的拿来用的话，就会有适得其反的效果。 三． 椅子的细节设计

著名设计大师对于椅子的细节部分都非常重视，这也就是“毫米效应”，在他们看来往往是几毫米的差别会给椅子带来千差万别的舒适感，我们可以看到，数据的取值往往是在一个范围之间，如果在取值的时候产生随性再加上误差的存在，那么设计出来的椅子最终的尺度可能会出人意料，这也就是为什么在数据的选择和测试上大师们会精益求精的原因。

此外，对于椅子连接部件的使用，从连接形式到连接位置的选择，甚至小到螺丝钉的选择，他们都一丝不苟，椅子是一个整体，连接件是不可缺少的重要组成部件，也是椅子结构的形式，构造承力的重要元件，好的构件也会给椅子带来与众不同的感受。所以，对细节的追求也是人体工程学家具成败的关键。 四． 椅子的美感设计

椅子的功能美和形式美要相结合，注重环境的不同而带来的不同心理情绪，从而达到人心理上人体工程学的满足感。

人体工程学的产品并不是人们传统想象中中看不中用的产品，随着科学技术的进步和工业设计的长足发展，人体工程学的产品已经成了实用价值和艺术价值兼备的实用艺术品，实用艺术作为美学的一部分与人体工程学密不可分，因为，实用艺术与人们的衣食住行等日常生活关系最为密切，是直接为人的需求服务的。

同样，人体工程学也是一门“以人为本”的学科，以“人”为研究的起点，以人的生理心理等方面为着眼点，开始与人器具、环境的探索；又以“服务于人”为最终目标，研究成果将用于提高人类的生产效率和生活质量。

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此外，两者还存在着一种相互依赖的关系，一方面实用艺术是人体工程学的研究对象，同时又是它价值转换的媒介，对于人体工程学而言，离开实用艺术，研究成果只是纸上谈兵，对于实用艺术而言，离开人体工程学的研究，艺术品的实用价值和审美价值也会大打折扣，所以只有将两者充分的结合，才会相得益彰。

总的来说，一件好的人体工程学椅子设计除了合适的尺寸外，还要注意椅子的形态设计要适应物的特性：要适应尺度的特性；要适应功能的特性；要适应变化的特性；要适应材质的特性；要注重形与色的结合；要具有时代感，要满足作业环境的要求；要考虑不同国家的国情和好恶；要注重技术工艺和经济效率。 1.2 实物调查

一下是我前往宜家进行的椅子沙发等实物调研，以及餐厅中不同形式的座椅上可能发生的行为模式和人群分布。 1.2.1 网络信息调研 1.2.1.1 Arne Jacobsen

椅子作为家居生活的重要组成部分，种类繁多，样式各异。通过网络、书刊等媒体的调查，我总结一下现今市面上椅子的大致几种类型及它们的原始由来：

Arne Jacobsen(1902-1971)生于丹麦首都哥本哈根，他是20世纪最具影响力的北欧建筑师暨工业设计大师，丹麦国宝级设计大师，北欧的现代注意之父，是“丹麦功能主义”的倡导人，后与Le Corbusier, Mies van der Rohe及Gunnar Asplund等其它欧洲设计巨擘共同主张“简约”设计风格。

他将自身对建筑的独特见解延伸家具饰品，并为一手绘制的建筑结构装点添色，因而催生出

如长着三只细腿的蚂蚁椅(Ant Chair)、蛋椅(Egg Chair)、天鹅椅(Swan Chair)、The Oxford Chair

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宜家实物调研

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1.3 总结分析

通过对座椅设计历史和市场实物的调研，我了解到现今家居普遍的座椅形式、材料和相关尺寸。根据我以往的生活经验和对实物的体验，我发现市场上多数座椅缺少腰部的支撑。在坐立过程中腰部无法贴合靠背，时间久了便自然会造成腰部肌肉的酸痛，长此以往严重者则会造成腰椎间盘突出等疾病。对于我们长期需保持坐姿的工作状态而言，座椅缺少腰部支撑是一个巨大的缺陷。让我们先看一下人体相关尺寸、人类坐姿和骨骼、肌肉的联系：

正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。

当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。

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躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设计。

躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳。

良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑。

不同姿势下脊椎的变形情况

在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。 提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小； 躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度。

根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出下列结论： A 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳 B 设置适当的靠背可使疲劳降低

C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿稳定性 且使坐姿更接近自然状态

2. 人机分析报告

人体与坐姿相关单位基本尺寸

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2.1 人机尺寸

2.2 相关规范尺寸

座高：休息用安乐椅38—45cm，工作椅43—50cm

（1）. 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。

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（2）. 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建议座面前缘应比人体膝窝高度低3—5cm，且有半径为2.5—5cm的弧度。

（3）. 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。

座宽：43—45cm

座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据，对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。

座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起肩部疲劳。

座深：休息用椅40—43cm，工作用椅35—40cm 指椅面前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位。如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持。

为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。

座面倾角：休息椅19—20度，工作椅小于3度 座面倾角指座面与水平面所夹角度。 休息椅座面倾角大，有利于身心松弛，大座面倾角与靠背倾角构成近于平躺的休息姿势。 对工作座椅而言，因作业空间一般在身体前侧，如座面过份后倾，脊椎因身体前屈作业而会被拉直，破坏正常的腰椎曲线，形成一种费力的姿势，因此倾角不能太大，一般为3度以下

座面后倾的作用有两点：

一是由于重力，躯干后移，使背部抵靠椅背，获得支持，可以降低背肌静压。 二是防止坐者从座缘滑出座面。后者在振动颠簸的环境中尤为重要，如汽车鸳驶用座椅及长途汽车的乘客座椅。 2.3 分析

采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合于工作，尤其是办公室工作，比如对写字和绘图用椅的设计，当要求座高较高时，对于倾斜式绘图桌用椅，前倾角应达到15度以上，如果背靠角为90。，则相当于座面与靠背夹角为l05度，这是坐姿的最小舒适角度，靠背对于脊椎部还能起适度的支持作用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较均匀。

因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方23—26cm处，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。

靠背由肩靠和腰靠两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。

靠背的最大高度可达48—63cm，最大宽度可达35—48cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(决定靠背高)和肩宽(决定靠背宽)有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。

为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为12.5—20cm

在不妨碍执行某些待定作业的情况下，一般座椅应考虑设置扶手。扶手的主要功用是使手臂有所依托，减轻手臂下垂重力对肩部的作用，使人体处于较稳定的状态。它也可以作为

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起身站立或变换坐姿的起点。

扶手不能太高，否则迫使肘部抬高，肩部与颈部肌肉拉伸；但如过低则实际上使臂部得不到支撑，或者躯干必须偏斜，以寻求一侧的支承

人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的75％左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。

测试研究表明，坐于座垫上的臀部压力值大为降低，而接触支承面积也由900cm2增大到1050cm2，使压力分散。

椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势，因为身体可以适应地陷入座垫。

3. 设计方案

3.1 设计构思

为阅读创造最舒适的空间

从我多年的阅读经验出发，单纯的座椅不配合书桌很难达到长期阅读的目的。仅在座椅上进行的阅读一般是将书本摊放在腿上，但这样视高无法满足要求，长时间低头看书导致的直接后果便是脖颈酸痛。不仅如此，为提高视高，我会常常翘“二郎腿”以提高书本的放置平面，实际上则带来了更多对脊柱不好的后果。

本设计意图创造一个单纯独立的座椅上的阅读环境，可以让人长时间阅读而不伤及颈椎腰椎，核心理念是给所有部位最适宜的支撑，并将书本放置在基本同视高等高处，一次提高阅读的舒适度，创造一人的阅读氛围。另外，设计利用座椅下部支撑构建的空间放置书本，随看随取，方便易行。 3.2 存在问题分析

3.2.1 现有座椅产品大多缺少腰部支撑，长期就做腰部肌肉酸痛； 3.2.2 现有座椅产品几乎没有颈部支撑；

3.2.3 阅读时正常座椅无法提供舒适度和实用性。 3.3 解决问题分析

3.3.1 根据人机尺寸确定最舒适的靠背曲线； 3.3.2 设置颈部的靠垫支撑，并且可以调整位置

3.3.3 通过特殊的设计解决阅读的技术要求和舒适度要求，便捷实用。

4. 设计说明

本设计着眼于阅读的舒适度，是为阅读专门设计的座椅。椅子身采用藤条编织物，易塑形也提供一定的弹性，以适应不同人的曲线微变。椅身设置书本托架，为方便人入座采用可活动的半透明帘幕，入座后拉下可做书本的承托背景。座椅下部支撑空间被利用来放置要阅读的书本，取阅方便。设计为爱书之人提供了一个舒适安心的绝佳阅读体验，书本高度与视高相当，辅以腰颈部的曲线支撑，可摆脱往日在座椅上阅读的“坐立不安”了。

图纸：（见下页）

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未使用时 使用时

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效果图