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1、人机工程学在室内家具上的应用设计 木材科学与工程 罗成 指导教师 韩维生摘要： 通过生活中一些具体产品设计案例的分析来说明了我们在生活中切实接触和运用以及密切相关的事物中所包含的人机工程学因素，并进一步阐述在生活中产品设计中应注意及改良的人机工程学的主要方面，指出产品设计必须以创意与革新为首要条件，符合人机工程学原理，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心及对人的安全的重视和保障。同时这也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合。关键词：人机工程学； 室内家具； 人性化设计； 尺寸Ergonomics application in the design of in
2、terior furnitureWood Science and Engineering LUO Cheng Instructor: HAN Wei-shengAbstract: Through life in some specific cases of product design, clear our access to and use of real life and things are closely related to ergonomic factors included, and further elaborated in life should pay attention
3、to product design and improved .The main areas of ergonomics, product design must be pointed out that creativity and innovation in the primary condition, ergonomic, people of the design really shows respect and concern for people and the importance of human security and protection .And this was also
4、 the most cutting-edge trends and trends, is a manifestation of human spirit is perfect harmony between man and the combination product.Key words: Man-Machine Engineering; Indoor Furniture; Humane design; Size1 引言这学期我们学习了人机工程学这门课程，从这门课程中我逐渐理解明白，并且深切的感悟到人体工程学与我们专业，设计的相关性。使我们明白在以后的产品设计过程中应充分考虑人和所设计的产品
5、尺寸及他们所处的环境的协调及统一，提高产品与人之间的和谐关系，尽量满足舒适和安全的使用要求，以实现 “ 以人为本 ” 的人性化设计思想。随着机械化、自动化和信息化的高度发展，人的因素在产品设计与生产中的影响越来越大，人机和谐发展的问题也就越来越显得重要，人机工程学在产品设计的地位与作用愈显出其的重要性。 短短的一个学期的课程，也就只能学习到人机工程学的一些皮毛而已，然而就是这些知识，给与我们足够的专业指导，使我们在专业的学习上找到了重点和加深了对专业的认识，推翻了我们对设计的懵懂幼稚的看法，让我对对设计这一概念上了一个更高的层次。2 人机工程学的命名及定义21人机工程学的命名人机工程学（Man
6、-Machine Engineering）是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。由于该学科研究和应用的范围极其广泛，它所涉及的各学科、各领域的专家、学者都试图从自身的角度来给本学科命名和下定义，因而世界各国对本学科的命名不尽相同，即使同一个国家对本学科名称的提法也很不统一，甚至有很大差别。例如，该学科在美国被称为“Human Engineering”（人类工程学）或“Human Factors Engineering”（人的因素工程学）；西欧国家多称为“Ergonomics”（人类工效学）；而其他国家大多引用西欧的名称。人机工程学在我国起步较晚，目前该学科在国内的名称尚未统一，除普遍采
7、用人机工程学外，常见的名称还有：人-机-环境系统工程、人体工程系、人类工效学、人类工程学、工程学心理学、宜人学、人的因素等。不同的名称，其研究重点略有差别。22人机工程学的定义与该学科的命名一样，对本学科所下的定义也不统一，而且随着学科的发展，其定义也在不断发生变化。国际人类工效学学会（International Ergonomics Association,简称IEA）为本学科所下的定义是最具有权威、最全面的定义，即人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒
8、适等问题的学科。结合国内本学科发展的具体情况，我国1979年出版的辞海中对人机工程学给出了如下定义，即人机工程学是一门新兴的边缘学科。它是运用人体测量学、心理学、生理学、和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。用以设计师操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。3 人体的构造人体工程学中涉及了人体的构造的知识，这对我们以后从事设计工作有很大的意义，因为只有真正理解人体的构造，才能真正会从人体的角度开始我们的设计，这样做出来的设计，必定是好地设计，符合人体健康和舒适度的设计，才能真正满足人的需求；要想
9、设计符合人的个性设计，不能不先阐述一下人体的构造。3.1人体构造 与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨，三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。 3.2人体尺度 人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。 3.3人体动作域 人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种测量方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的
10、、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。 了解了这些数据之后，我们在做设计，如室内设计，（人体工程学室内设计以人为主体，运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法，研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系，以适合人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。）人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系，我们就能够充分的考虑这些因素，做出合适的适当的选择，并考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。例如椅子的靠背如果设计不当，人坐在
11、上面会感觉很累，后背很别扭，长期下去，脊椎可能受到不同程度的损害。 当然也要考虑颜色，色彩及其布置方式，这些都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。如老年人房间的造型要端庄、典雅、色彩深沉、图案丰富等；青年人房间的要造型简洁、轻盈、色彩明快、装饰美观等；小孩房间的要造型色彩跳跃、造型小巧圆润等。材质的软硬、色彩的冷暖、装饰的繁简等都会引起人们强烈的心理反应。由此，良好的设计可以减轻人的劳动，节约时间，使人身体健康，心情愉悦，而良好的设计得益于正确地使用人体工程学原理。4 人类的作息原理4.1作息状态人类的生活方式中、其身躯的轴线是经常变化
12、的，从休息到活动时背部曲线在空间的变化由水平逐步变为垂直。人体在作息中，有着各种不同的姿势，或站立，或蹲坐，或仰躺，或斜卧直至仰卧。各种姿势加以分析则有：从完全活动状态至步行、有依靠及无依靠站立、有依靠及无依靠坐姿、有依靠躺坐（接近完全休息状态）、仰卧至完全休息状态。4.2作息条件根据作息状态，我们可以总结出良好的作息条件，以作为家具功能设计的准则。A、作息时应使静态疲劳强度降至最低，让各部分肌肉充分放松，同时支撑人的压力得以均匀分布，以减少单位面积的受力强度。B、在一定条件下，人的内脏器官会直接间接受到压迫。因此，在一定的位置上，人体的姿势也很重要，良好的坐姿，睡姿与活动姿势有利于减轻疲劳程
13、度，家具设计应努力让人保持正确的姿势。C、工作时为了提高工作效率和质量，减轻疲劳度，应使人与家具处于合理的相对位置。D、便于身体移动，人体长时间保持同样的姿势也会时局分区域在压力下呈紧张状态。E、怡人的环境能缓解人的心理压力，消除紧张的情绪，有利于人类的身心健康。5 坐卧类家具的人体工程分析坐、卧是人们日常生活的主要行为之一，当人处于办公、休息、进餐、开会等各种活动中时，无不是在坐卧状态下进行的。5.1功能分析坐卧家具分为2类：工作用家具：是适应人类日常工作需要的家具，其中心任务就能提高工作效率。减少疲劳并具有经济性，使人在长时间工作时，人体能得到短暂的休息，并迅速恢复精力，继续工作。（凳子、
14、靠背椅、扶手椅）休闲用家具：其主要的目的就是在于放松人体、消除疲劳享受生活。设计时应注意椅子要能使人的关节的、肌肉松懈，使人体姿式自然，重量均匀分至各部。5.2数据要求5.21坐类家具坐高椅子的坐高可以影响使用性能，根据坐位的高低，可以决定一张椅子是用于工作的还是用于休闲的。通常工作用椅设计得较高，而休闲用椅得座位可以低一些。对于休息的椅子可取38-45cm,工作用椅可取40-48cm，高度可调节。办公用椅调节范围为33-53cm5.2.2坐类家具的坐深坐类家具的坐深与坐高成反比。即坐高越高则坐深越浅，反之坐高越矮则坐深越深。矮椅的设计目的就是休闲用，故一般均将纵深加大。使人的上身由垂直状态逐
15、步演变成水平状态。办公用椅，大多数场合腰部是挺直的，坐面大大小需要由股至臀部的纵深就够用。工作椅35-40cm,休闲40-43cm5.2.3椅背高度椅背的高低应根据椅子的不同功能而定，椅背随人体活动到休息的变化而逐渐增高。最基本的活动姿势所用椅子是无靠背的凳子，而一般工作用椅，如用膳、办公能，仅需要在腰部第一节脊椎骨后加以支托，靠背不宜过高，通常以不超过出肩部高度为宜。对于休息用椅，靠背倾斜度靠背高度须超出肩部，使头部有支托。5.2.4靠背倾斜度休闲椅由于靠背高度增加，其倾斜度也增加。接近垂直的椅背，将使身体有向前倾斜的姿势，易感到腰酸并使臀部负担家重，身体肌肉紧缩，产生疲劳现象。对于工作用椅
16、，靠背倾斜度减少，使其接近垂直状态，这样可增大活动范围，提高工作效率。最适宜的角度为115°，工作用椅可取95°-105°，一般为100°，休闲椅105°-110°5.2.5坐面倾斜度工作用椅的坐面呈水平状态或略向前倾，理想的坐姿为腰部到膝部各成90度。休闲椅的坐面则应向后倾斜，与靠背成适当角度，保持人体平衡。5.2.6扶手工作用椅扶手高度宜比手肘略低，同时考虑到活动的灵活性，常设计的较短。休闲用椅扶手向后稍倾，其表面可依人的肘部曲线设计，工作用椅还要考虑与桌子的等配套情况。扶手高度应高于人体重心位置2cm。其值约为2122参数名称男
17、/女/参数名称男/女/坐高410430390410靠背高度410420390400坐深400420380400靠背宽度400420400420坐面前宽400420400420靠背倾斜度98°102°98°102°坐面后宽300400380400图5-1办公家具标准尺寸参数名称男/女/参数名称男/女/坐高410430390410靠背高度410420390400坐深400420380400靠背宽度440460440460坐位前宽440460440460靠背倾斜度98°104°98°104°坐位后宽42044042044
18、0图5-2扶手办公椅标准尺寸参数名称男/女/参数名称男/女/坐高340360320340靠背高度480500470490坐宽450500450500靠背宽度坐深450500440480靠背倾斜度112°120°112°120°图5-3标准休闲椅的尺寸参数名称工作椅/休闲椅/参数名称工作椅/休闲椅/扶手前高距坐面250280260290扶手的长度最小限度300320400扶手后高距坐面220250230260扶手的宽度608060100靠背的角度102°350°扶手的间距440460460500图5-4扶手的适用尺寸5.2.7卧类家具主
19、要指床。床是供人睡眠的、休息的，使人躺在床上应该尽快入睡。消除疲劳，恢复体力。床的使用功能必须注重考虑穿与人体关系，考虑床的尺度与弹性解结构综合设计。床的宽度尺寸，多以仰卧姿势为基准。通常为仰卧时人的肩宽（W）的2.53倍。成年男子平均肩宽W41CM，女子平均肩宽略小，一般以男子为准。床的长度指床框架内的净尺寸。床长平均身高×1.05头前余量脚下余量床的高度一般与坐椅高度一致。双层穿间的高度，要考虑两层净高必须满足下层人坐在床上能完成有关睡眠前或床上动作的距离。5.2.8桌类家具桌类家具是人们工作和生活需要的辅助人体活动家具。这类家具基本功能是适应人在坐，立状态下进行各种操作活动时取
20、得相应舒适而方便的辅助条件，也常兼作放置和贮藏物品之用。坐式用桌最重要的参数是高度。过高的桌子容易造成脊椎侧弯、眼睛近视。引起众多毛病等。舒适的桌高是与椅高保持一定的尺度配合关系的。桌高坐高桌椅高差（1/3坐高）。办公桌与写字台高度一般为720760MM.餐桌的高度可与办公桌相同会略低.工作桌面应以人坐时可达到水平工作范围为基本依据,考虑桌面的尺寸和手活动的范围.餐桌大小由个人进餐时所占面积而定的.一般圆形餐桌直径尺寸:两人用的为700MM 三人用的为800MM 四人用的为900MM 五人用的为1100MM 八人用的为1400MM 十人用的为1550MM。设计儿童家具:注意根据儿童不断生长的发
21、育特点,调整家具的尺寸(可调节家具)站立用工作台主要包括:柜台、讲台、陈列台、以及其他工作台等。收纳类(也称贮存)类家具是收藏、整理日常生活中的器物、衣物、消费品、书籍等物品的家具。人们日常生活用品的存放和整理应根据人体的操作活动的可能范围、并结合物品使用频率去考虑存放的位置。家具和人体就产生间接的尺度关系。这个尺度关系是以个人站立时，手臂的上下动作作为幅度的有时也考虑弯腰或是蹲下时的活动范围，同时还应考虑按物品的使用性质、存放情况和收藏形式进行由序存放。一般上衣柜深度为550600MM 书柜为400450MM。6 结语了解了这些数据之后，我们在做室内设计（人体工程学室内设计以人为主体，运用人
22、体计测、生理、心理计测等手段和方法，研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系，以适合人的身心活动要求，取得最佳的使用效能，其目标应是安全、健康、高效能和舒适。）时应了解人机工程学与有关学科以及人机工程学中人、室内环境和设施的相互关系，这样我们就能够充分的考虑这些因素，做出合适的适当的选择，并考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸。人性化是社会的必然，这是一个最终的目标，我们的设计要追求更高的，要十全十美的！由于人体工程学的引导，在室内设计上，在以后的进展中，必然是世纪大爆炸，思想大汇聚！在这种大潮流的趋势下我们更要积极地吸取国外成熟的
23、设计细想，同时摸索人机工程学在室内家居设计中的应用原则与尺度考量，把握好人机工程学与家居设计的关系，即指导性原则、实施与与验证的原则、介入的非确定性以及弹性与发展的原则。力争为国内室内家具的设计开辟出一条新的正确的道路！参考文献：【1】 丁玉兰主编.人机工程学（第三版）.北京：北京理工大学出版社，2005【2】 周浩明，方海.现代家具设计大师约里奥·库卡波罗.南京：东南大学出版社，2002【3】 王继成.产品设计中的人机工程学.北京：化学工业出版社，2004【4】 周美玉.工业设计应用人类工程学.北京：中国轻工业出版社，2001【5】 龚锦编译.人体尺寸与室内空间.天津：天津科学技术出版社，1987【6】 卢煊初等译.人类工效学.北京：轻工业出版社，1990【7】 游万来等.工业设计与人因工程.台北：台湾六和出版社，1986【8】 赖维铁.人机工程学.武汉：华中工学院出版社，1983