从人机工程学的角度分析坐具设计下的人文关怀

张涛

摘 要：阐述了中西坐具的发展历史，从起初的盘腿而坐到现在的垂足而坐，越来越符合人机工程学。进而从人体工程学的角度分析座椅的尺寸高度等，椅子的造型美觀、创新、功能、材料举例说明了椅子上的人性化设计。

关键词：人机工程学；坐具设计；椅子；人文关怀

坐具作为生活中不可缺少的家具，体现着人们不同的生活方式。坐具是人们在日常生活中最长时间接触的产品家具，其主要包括沙发、椅子、凳子等。因此，坐具的设计更应该切身考虑使用者的感受，从人体工程学的角度出发，让使用者在使用坐具互动的过程中不仅是使用更是适用，体现人性化或有趣味性。

1 坐具的发展史

1.1 中国坐具的发展史

中国的坐具的发展是从墩、凳、椅的出现开始，由此垂足而坐是席地而坐、盘腿而坐的风俗演变而来的。中国古代的一些绘画见证了这一时期中国坐具的演变。唐代已经出现了垂足而坐的墩子和椅子，可以从《步辈图》中清晰看出，它是唐代画家阎立本的作品。从这些绘画作品中可以看出当时的人们主要还是席地而坐。到了五代，在绘画作品中也可以看出中国坐具的发展像画家周文矩的《重屏会棋图》可以巧妙地看出，画面的人物都变为了垂足而坐。到了两宋，家具变高，垂足而坐也成为了习惯。唐至五代的绘画作为一种艺术形式，从侧面让我们了解到中国传统坐具的重要演变过程。在时代快速发展的今天，中国北方一些农村像东北还可以看到盘腿而坐的家具。

1.2 国外坐具的发展史

西方的坐具经历了生产—发展—多元化的过程。18世纪中期西方工业革命的产生，对西方坐具的发展产生了深远的影响。近代的座椅在二战之后由于工艺美术运动、新艺术运动、包豪斯学派等的设计探索推动下形成多元化的发展趋势。当代西方椅子的设计更是在新材料、新技术的应用下借助现代设计理念的指导而呈现百花齐放的盛况。[2]

2 人机工程学在坐具的体现

随着社会的发展，由于长期采用坐姿工作学习的人逐渐增多，对椅子的舒适度的要求也越来越高，影响坐具舒适度的关键因素是符合人机工程学。人机工程是研究人-环境-机器相互作用的学科，使生产的器具等更符合人的心理和生理的特点。运用人机工程学的目的达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适，进而设计出让使用者更加舒适、方便、提高效率的器具。人机工程学原理的引入，使座椅的设计变得越来越具有人性化和趣味性。

2.1 从人性化角度分析椅子设计

座椅的人性化设计体现在使人可以消除疲劳的同时并且让人感到舒适。因此，坐姿和座椅支撑构件的关系是设计者要研究的。影响人们疲劳的主要部分是椅子的靠背、坐高、扶手等，最重要的坐姿正确与否对疲劳也有一定影响。其设计的关键是座面高度要和小腿垂到地上的长度相匹配，脚踏板、扶手必须设计在合适的位置，背高要符合人的背部曲线等诸多因素的设计才能使人坐上去感到舒适。因此，我们要把大多数人的人体测量尺寸作为我们设计的依据，这就有必要进一步研究人体测量学。结合人机工程学设计座椅，坐姿和人体尺寸可以从下面四个方面进行考虑设计：

（1） 椅面高度

椅面高度指的是座面到地面的垂直高度，椅面的高度不能过高，应该符合大多数人的尺寸。椅面过高的话，使用者的小腿会悬空，大腿受到压力，会使人有生理上的不适感；椅面过低会使人的膝盖拱起，长时间这么坐会使人产生不舒服的感觉。因此座面过高过低在生理和心理层面都不符合人机工程学。适当的椅面高度一般按低身材的设计让使用者小腿垂直，双脚平放于地面，大腿与椅面保持水平。在人机工程学中椅面高度一般根据人的尺寸和舒适度来定，一般都在380-500mm。如工作的座椅坐面一般较高，根据其作业需要来调节。

（2） 椅面深度

椅面深度主要是指椅面由外到内长度即前缘至后缘的距离。椅面过深会加剧腰部的肌肉活动强度，因为它超过大腿水平长度，背部没有支撑点，同时椅面过深， 小腿会产生麻木的反应，短时间难以行走，致使疲劳产生；椅面的深度过于浅时也会是人们产生不舒适感；因此合适座椅深度也是人机工程的重要一部分，人机工程学表明座椅设计中椅面深度一般在350-430mm为宜，这个尺寸可以满足大多数人的需要。

（3） 椅面宽度

椅面宽度一般呈现前宽后窄状是根据人的坐姿及动作所设计。椅面宽度一般都是以宽为好，方便使用者随意变换坐姿，坐面的宽度一般不小于500mm。这个宽度可以使使用者的臀部有适当的活动余地符合人机工程学的要求。但是有扶手的靠椅，设计者要考虑以扶手的内宽度的尺寸，一般以胖人为准。可以发现一般椅面宽度的可取值为400-500mm。

（4） 倾角

倾角设计一般包含两部分内容：座面倾角和靠背倾角。水平面和椅面之间形成的夹角被称为坐面倾角；而靠背倾角是指有靠背的座椅中靠背与椅面间的夹角。坐面倾角，为了防止长时间坐着时臀部向前滑动，在设计座椅面试应该让它往后倾， 休息用椅的倾角一般 14°-24°为宜，对于工作座椅的倾角一般为 5°。最适宜的靠背倾角一般为100°，这个倾斜度数保持了脊柱正常自然形态， 进而增加使用者的舒适感，倾角的设计是人机工程学在座椅中体现。

（5）座垫设计

坐垫设计的关键尺寸是座高、座深、座宽和斜度。坐垫的高度一般在400mm时，腰部不易疲劳，所以说垫高对腰部的舒适度尤为重要。坐垫应采用有摩擦力且透气的材料，增加其舒适感。座垫的允许压缩变化范围为13 mm～51mm，当然这是座垫的材料和做法决定的。

（6） 扶手高度

扶手的主要作用在于增加舒适感，它可以在支撑手臂重量的同时减轻肩部负担。其设计的关键尺寸是扶手的高度。在使用者变换坐姿时，扶手可以起到支撑身体的作用；在颠簸、摇摆、动乱状态下扶手可以帮助身体保持平衡和稳定 。根据人体的尺度表明 ， 扶手设计的高度一般为200mm左右。扶手在水平方向的左右偏角±10°，一般与座面的形状吻合。随着座面倾角与靠背斜度的变化的同时扶手前端略为升高，因此扶手倾斜度一般取值为±10°。

3 椅子设计的人性化分析

外观造型是产品刺激消费者的最初信号，他们能够用肉眼直接看到。椅子的细节对其的舒适度有很高的要求，所以著名设计大师设计椅子的时候在注重椅子功能美和形式美相结合的同时，更加注重细节的变化，从而达到人心理上满足感使其更具人性化。

3.1 舒适美观在椅子中的应用

坐具的外观的设计是否美观，舒适度是否考虑人体工程学以及有没有人文关怀等诸多因素会直接影响消费者的购买欲。座椅在符合这些功能的同时又达到了舒适度的最佳代表是功能主义。椅子不仅仅是为了满足人们功能的需求，并用设计师自己的设计语言来塑造产品，其在一定程度上可以作为艺术品存在，并且有装饰美化环境的效果。例如形成独特的“伊姆斯美学”的伊姆斯夫妇的作品（如图1）[1]，这个座椅很好的阐述了形式服从功能。

3.2材料在椅子中的应用

蛋形椅和天鹅椅是新材料在椅子中应用的最佳体现（ 图3） ，其是丹麦设计师对蛋思想的延展，充满了艺术活力的椅子以其雕塑般美感的艺术化形体打破了材料的冰冷感，通过材料的柔韧性来产生舒适感，它是技术与艺术的有机结合。人性化就是通过技术手段改变产品的材质或其他方面给人以更舒适的享受。

4 结语

从中西坐具的发展可以看出，以人为本的设计理念已经成为座椅设计的指导思想，人体工程学体现了设计师对人的体贴和爱护， 使设计充满人性。人性化的产品会最大限度地迁就人的行为方式， 体谅人的情感， 使人感到舒适，更具人文关怀。

参考文献：

[1]何人可.工业设计史[M].北京：高等教育出版社，2004：14-25.

[2] CHARLOTTE Peter Fiel.1000 Chairs[M].Taschen Gmbh，2005.

[3] 李雨红. 中外家具发展史[ M] . 哈尔滨： 东北林业大学出版社，2000.