浅析人体工程学在椅子设计中的作用

浅 析 人 体 工 程 学 在 椅 子 设 计 中 的 作 用

【摘 要】 在人体工学中, 人有可变因素和不变因素, 而在椅子设计中我 们必须坚持应用人体工程学等理论, 做到室内空间中椅子的尺度, 造 型、色彩及其布置方式, 都尽量符合人体生理、心理尺度及人体各部分 的活动规律。

【关键词】 椅子; 设计; 人性化; 功能主义; 人体工程学

设计是一种实用艺术, 强调标准化、系统性的功能主义在 全球 经济一体化的今天, 可以为地球村上的不同国家、操不同语 言的 人们提供方便、规范化 的标志。因 而功能 主义中 人体工学 将作 为 设计艺术永恒的主流在新的时代取得更大的发展。而椅子是 人类 坐姿活动不 可缺少的家 具, 不 论在哪种 场合都能看 到各种不 同形 式的座椅, 在椅子设计中, 我 们必须 坚持应用 人体工 程学等 理论,做到室内空间中椅子的尺 度, 造 型、色彩及其 布置方 式, 都 尽量 符合人体生 理、心 理 尺 度 及 人 体 各 部 分 的 活 动 规 律, 使人机环境互相协调, 最终达到人们舒适生活的目的。

人机工程学从不同的学科、不同的领域发 源, 又面向更广 泛领域的研究和 应用, 是因为人机 环境问题 是人类生产 和生活中 普遍 性的问题。其发源学科和地 域的不 同, 也 引起了 学科名称 长期 的 多样并存, 在 英 语中, 主要 有 E r go no m ics ( 欧 洲 的 提 法) 、H u m an En g in eer in g( 美国的提法) 等, 在汉语中, 则还有! 人类工 效学人 类工程学 和 人体工学等表述。 我国 一般把 人类工 效学 作 为 这个学科的标准名称, 而人机工程学的叫法更为普 遍。总之, 人 类和工效的研究和人机关系是这个学科的核心内容。

一、力学在椅子设计中的应用

首先以一种简单的产品 椅子的设计为例, 来阐述工业、艺 术设计中产品的设计与力学的关系。早期的椅子主要采用木 材制 作, 制作方法复杂且不耐用。从 2 0 世纪 20 年代开始, 钢管材 料被 用于家具的制作, 从而 开辟了 现代家具 设计的 新时代。如 包豪 斯 学校教师布劳 耶( M ar cen B reu er, 19 02 # 19 81 ) 设计 的U形钢 管 椅, 其作为早期钢管家 具代表 作被载入 了工业 设计史 籍中。对 从事工业、艺术设计的工作 者而言, 有 创意的外 观、较高的舒 适度 及 功能化结构设计, 是其作品设计构造的! 灵魂。同时, 从形成 创意 到完成设计, 每一个步骤都必须建立在对产品 的安全性能、用 料成 本等问题进行全面分析的 基础上。 一般而言, 设 计产品的 安全 性 能与制作成本是一对矛盾体, 产品安全性能越好, 成本越高; 反之, 成本越低, 安全性能就可能越低。因此, 产品的高性价比成为 重要 的设计目标, 而这就不可避免地需要正确分析 、处理一些与力 学相关的问题。对于布劳耶设计的钢管椅, 人坐在椅子上、后仰倚 背和 前倾起立时, 要使椅子保 持稳定, 不 致倾倒, 在地 面上支撑 整个 椅 子的那段 U 形钢管 的横 宽、纵深及 宽深 比各应 该是 多少。这 个 问题是设计 者在设计之 初就必须 考虑的, 但只有通 过对椅子 进行 详细的受力分析才能够解 答, 这属于静 力学研 究的范 畴。所以 设计力学的考虑也是椅子设子中必须考虑的一个问题。

二、椅子与坐的关系

椅子设 计是家具设 计中重要的 一项, 从古今中 外椅子的 发展 来看, 它不仅 是支撑人体 的功能 实体 , 功能 主义 设计 又被 称为 现 代设计、技术 美、机 器艺 术。 将实 用 作 为 美学 主 要 内 容、将 功 能 作为家具 设计追求 目标的 一种 创作 思潮。 椅子 的设 计而 且是 人 类审美的 对象, 是人类文 化的 载体 。可 以说, 椅 子已 成为 人类 永 恒的设计 主题。

人体工程学在椅子设计 中的应 用, 就 是特别 强调其 在使 用过 程中对人体的生理及心理反应, 并对此进行科学的实验和计测, 在 进行大量分析的基础上 为设计 提供科 学的依据。 同时, 把人 的工 作、学习、休息等生活行为分解成各种姿势模型, 根据人的立位、坐 位和卧位的基准点来规范椅子的基本尺度及家具间的相互关系。

椅子所 要达到的功 能性目的, 首 先 是要 满足 于 坐 的功 能。 但是, 实际情况 怎样呢? 人 们在 选择 和 购买 椅子 时, 就跟 买玩 具 和装饰品 差不多, 几乎都 是只 从外 观来 判 断好 坏。买 电视 机, 要 图象清晰 ; 买 收音机 , 要 音质 优 美, 这 是选 购 这 些产 品 的第 一 条 件。购买椅 子和床, 只限于 外观 和式 样 的选 择方 法, 就如 同买 电 视机不顾 其图像是 否清晰, 买收 音机 不 顾其 是否 有声 音一 样, 当 然是不行 的。但是, 出人意 外恰 恰是 人 们没 有注 意这 一点, 尽 管 我们整天 在使用椅 子, 但 对椅子 还没 有 形成 正确 的评 判观 念, 这 便是造成 上述情况 的原因。

现在, 住房的 重 点大 多 放 在室 内 整体 布 置 上。 在这 种 情 况 下, 椅子的重 点便不是放 在功 能上 , 而是 放在 造型 和色 彩上。 因 此, 在看起来 漂亮、趣 味 盎然 的 房屋 内, 椅 子 的 功能 似 乎就 不 得 不有所! 牺牲 。 茶馆 的 座椅 如 果过 于 舒适 , 客 人的 周 转率 就 会 降, 从营业上 看来是不划 算的; 会 议室 的椅 子也 许是 以不 舒适 为 好, 这是因为 无关紧要的 会应该 尽快 结 束; 国会 主席 的座 位是 权 威的象征 , 因 此可以 装 饰 华丽 ; 而教 会 的座 椅 如 果过 于 艳丽 , 就 不能酝酿 出宗教的 气氛, 也是 极不 适宜 的。 总之, 椅 子由 于用 途 不同, 对造型 及功能的评 价标 准是 不一 样 的。因 此, 笼统 地确 定什么东西 好, 什么东西不 好是不行 的。 对于椅子来说, 坐着 舒适的功能性和看起来漂亮的外观, 这二 者是缺一不可的, 二者 比例各 占多少 为好, 得根据 具体情 况而定 。 因此即使坐着难受的样子, 只要设计目的明确, 就不失为出 色的设 计。所有的椅子都必须按照 人体工 程学的 要求来 做, 这 样要 求似 乎有点过分。然而, 即使要设计坐着难受的 椅子, 也必须先 知道怎 样坐才令人舒服, 也就 是说首 先掌握 功能性 椅子设 计的诀 窍。椅 子的人体 工程学研究, 在设 计和制作 一流的椅子 方面发挥 着决定 性的作用。( 图 1 )

图 1

三、设计椅子时应注 意的事项

一个好的设计师, 首 先应具备人体结构和人体尺度的知识; 其次还必须知道人的生理, 以及人的心理因素。在设计理 论上, 包豪 斯提出了! 艺术与技术 的新统 一、设 计的目 的是人 而不是 作品、设 计必须遵循自然法则来进行?的基本观点, 并在以功能至上为 特点 的功能主义 设计领域进 行了最为 广泛的尝试, 也取 得了巨大 的成 功。功能主义要求的主要特 点就是 遵循人机 工学的 要求, 创作 出 与人相关的设计作品。下面根据国内外家具研究工作者的大 量研 究成果, 就设计椅子时的注意事项作一概述。

( 1) 人体在椅子上坐 时, 大 部分体 重应由 坐骨节 点部位 支撑, 最好不要让大腿后侧承受压力。

( 2 ) 使用形状和 尺寸适当 的靠背, 能减少 不必要的肌 肉活动。 但是, 靠背一定 不能 限 制脊 柱 和手 臂 的 活动 , 影响 正 常的 作 业。 设计时, 通常是 以正确姿势 , 即 脊柱 处于 自然 伸展 状 态的 姿势 为 依据。

( 4) 正如肌 肉总 是活 动着 的那 样, 人体 也是 经 常运 动的。 因 此, 要保持正确姿势, 类似于 完全模 拟人体曲 面的椅 子是不 好的, 必须允许姿势有自由活动的余地。

( 5) 坐面高度是影响 椅子功 能最重 要的因 素之一。一 般情 况 下, 作业功能越强的椅子, 坐面也越高, 随着其休息功能 的增加, 坐 面高度要相应降低。

( 6) 椅子的高度应该用功能上的坐位基准点, 即坐骨节点 的高 度来表示。因此, 采用弹性材料制作的软垫椅子, 其作为基准 点应 以人体下沉 后的最终稳 定姿势来 确定, 而与产品的 成品尺寸 无直 接关系。

( 7) 为了提高椅子的 通用性, 坐面 高度与 坐深, 应以身 材矮 的 人为依据来考虑。就一般成 年人使 用的椅子 而言, 按平时 的女 性 尺寸来计算便可满需大多数人的需要。

( 8 ) 同样, 坐面宽和 扶手椅的内 空尺寸, 则以体 胖的人为 准进 行计算。考 虑到人要经 常活动, 还必须 增加适当 的余量。坐 面和 靠背的夹角 , 在 任何情况下 均不得 小于 9 0 。该角 度 随椅 子舒 适 性增加, 通过常 以 1 00 - 1 10 为宜。如 超 过这 一数 字, 靠背 倾 斜 角随之增大 , 相 比 之 下坐 面 倾 斜 角 则 过 小, 其 结 果 臀 部 向 前 滑 动, 姿 势不稳定 。

( 1 0) 随着休息功能的增加, 靠背不只是 支撑腰部, 不如 此就不 能保持自然的姿势。作业功能强的椅子, 靠 背如果过高, 将 妨碍上 身的动作。反之, 休息功 能强的 椅子, 靠背过 低时, 由于 头部 没有 支撑, 将加重肩部的负担 , 不能保持姿势的稳定。

( 1 1) 从椅子上起立时, 因重力关系, 脚要向后靠拢, 坐面越低 , 越有这个必要。因此, 椅子的前两脚间应留 有空位, 以不妨 碍脚的 这一移动。

( 1 2) 扶手的一项重要作用, 是当人站立 或坐下时, 用手 臂支撑 人的上身, 以变换姿势。对与着重休息功能 的椅子, 应特别 注意扶 手的作用。

( 1 3) 就坐面和靠背的柔软性而言, 是硬 些好还是软些好, 常常 成为一个问题。一般来说只 要能保 持自然 姿势都 应该说 是好的 , 不过最后还应该由个人的喜好和椅子的用途而定。采用柔 软的软 性材料, 成品椅 子的形状和 人落坐后 的最终稳定 姿势之间 存在很 大差异, 要使支撑条件合 理, 便应进行深思熟虑的设计。

( 1 4) 应将椅子和与其配套的桌子以及使用者看成一个 不可分 割的系统。如前所述, 桌子的高度是以根据 不同的使用目的、选定 的坐姿基准点为基准, 加上差 尺来确 定的。差尺 是由坐 面与 肘高 的关系计算得出的, 用 于休息 的椅子, 因上 体倾斜 角度大, 肘 的位 置较低, 其差尺数值较小 。

( 1 5) 要保持自燃的椅坐 姿势, 桌下应 留有脚 能自由 进出 的空 间, 桌下活动的空间由大 腿和脚的活动范围来确定。

( 1 6) 家具是可以移动的, 尤 其是椅 子, 而 且作业 功能 越高, 活 动越频繁。因此, 作业 用椅 子重 量应 在 6k g 以 下, 以 便携 带和 运 输。带脚轮的椅子如果脚轮 的钢性 不够, 因摩擦 过大会 妨碍 脚轮 的转动, 反而不便, 做这种椅子选用具有一定易滑性的材料为好。

五、总 结

人机工 程学现在已 发展为一门 多学科交 叉的工业设 计学科, 研究的核 心问题是 不同的作 业中 人、机 器及 环境 三者 间的 协调, 研究方法 和评价手 段涉及心 理 学、生理 学、医学 、人体 测量 学、美 学和工程 技术的 多个 领 域, 研 究的 目 的则 是 通 过各 学 科知 识 的 应用, 来指导 工作器 具、工作 方 式和 工 作环 境 的 设计 和 改造 , 使 得作业在 效 率、安全 、健 康、舒 适 等 几 个 方 面 的 特 性得 以 提 高。 人体工程 学知识 做为 独 立的 指 导性 学 科, 已 经 广泛 的 应用 于 现 代工业产 品设计, 在家具 设计中的 应用也日益 成熟。做为 提供人 使用的家 具产品 本 身是 服 务于 人 的, 所 以, 家 具 设计 以 安全 、实 用、方便、舒适、美观为 目的。

参考文献

[ 1] 刘盛璜. 人体工程学与室内设计[ M ] . 北京: 中国建筑工业出版社,2002.

[ 2] 杨玮娣. 人体工程学与室内设计[ M ] . 北京: 中国水利水电出版社,2008.

[ 3] 朱钟炎, 贺星临, 熊雅琴. 建筑设计与人体工程学[ M] . 北京: 机械工 业出版社, 2008.

[ 4] 刘峰. 人体工程学[ M] . 沈阳: 辽宁美术出版社, 200 8.

[ 5] 程瑞香. 室内与家具设计人体工程学[ M] . 北京: 化学工业出版社,2008.

作者：张晓珂 （ 许昌学院 美术学院）