基于人机舒适性关键指标的新中式座椅设计

张萍，袁泉，张怡

基于人机舒适性关键指标的新中式座椅设计

张萍，袁泉，张怡

（合肥工业大学 建筑与艺术学院，合肥 230009）

新中式家具是在传统美学规范之下，运用现代的材质及工艺，演绎传统中国文化的经典精髓，使家具不仅拥有典雅、端庄的中国气息，并具有明显的现代特征。文章以座椅人机舒适性关键指标为基点，从生理要求、尺寸规范和座椅材质等方面探讨座椅的设计要求，将设计理念与明式风格相结合起来，探讨新中式座椅设计的原则，提出两款新中式座椅的设计方案。其中人机工程学的应用为新中式家具的设计发展提供了新的思路和方向。

新中式；座椅；舒适性关键指标；人机工程学

引言

近年，新中式家具开发的热潮有增无减，在市场上受到用户的追捧。它是中国传统家具文化意义在当前时代背景下的演绎，承载了当代设计对中国文化的充分理解。新中式家具概念的出现为更好的继承传统文化技艺和在此基础上探索现代设计元素提供了思路和方向。但是由于多种因素的限制，目前市场上的新中式家具存在许多不合理性。比如：新中式的家具由于用料限制，形态显得尤为生硬，特别是座具的设计缺少现代人机工程理论的指导，不能满足用户对于舒适性的要求。因此，利用现代设计理论作为指导，针对新中式座具的改良设计就显得非常有意义。

针对座椅的舒适性研究和新中式座椅的文化探究，已有学者分别从不同的角度，不同的目的，取得了一些研究成果。安胜足、翟燕、张晓燕在《明式家具的审美特征与现代中式家具设计》中，提出了在现代中式家具设计中不仅要运用有形元素，更应融入传统文化的精髓，以形成中式家具艺术文化特质。祝琳在《新中式座椅的和谐化设计研究》中引用了“人—座椅—环境”系统的分析方式构建新中式座椅的和谐化设计理念和体系。张涛在《从人机工程学的角度分析坐具设计下的人文关怀》一文，从人体工程学的角度出发，让使用者与座具互动的过程中体会不仅是使用更是适用，体现人性化或趣味性。

纵观中国当代家具在新中式风格上的设计，较好地把握了对以明

式家具为主的中国传统风格的提炼和继承，但对现代人的生活环境、生活习惯、心理需求并没有较为深入的理解和实践。本文以座椅为案例，以明式家具的精髓为基础，从人机工程学出发，探讨一套新的新中式家具设计的思路和方法。

一、明式家具分析

中国传统家具以其独有的东方韵味享誉全世界，其中明式家具更代表了中国传统家具设计水平及制造工艺的最高水准，同时也对西方家具产生了深远的影响。这一时期家具的造型、装饰、材料等，都已达到了尽善尽美的境地，被后世誉之为“明式家具”。

（一）明式家具造型特征

明式家具的整体以框架式样为主要的结构样式，造型“巧而得体，精而合宜”。不以繁复的花饰取胜，以线为主而又线形丰富，给人以舒展流畅的曲线美。明式座椅是最具典型代表的曲线型的高足坐具，结构科学合理、用材精良古雅，有着质朴简洁的造型和素雅、端庄的装饰。此外，有文人的参与，使得明式家具在造型上趋于使用功能的合理和舒适，更让明式座椅拥有极高的艺术美感和严格比例关系。

然而，从现代人使用的角度来说，明式座椅常常会产生坐着不舒适的感觉。根据现有的数据分析，明式座椅和现代国际标准座椅之间存在着较大的差异性，其人机工程学数据不符合舒适度的要求，需要在原先的艺术风格基础上进行调整，改造中国古典家具，使其更符合现代家居生活和使用的需要。

（二）新中式家具的概念和特征

所谓新中式风格，是通过中式风格的特征，表达对清雅含蓄、端庄丰华的东方式精神境界的追求。它是依据古人对物品外在的形式的感知经验演变而来，设计上运用简单的几何形状来表达。新中式家具主要特征包含两方面，一是传统文化意义在当前时代背景下的演绎；二是对当代文化充分理解基础上的当代设计。因此，新中式风格不单是纯粹的元素堆砌，而是通过对传统文化的认识和理解，现代元素和传统元素的融合，以现代人的审美需求打造富有传统韵味的事物，让传统艺术在当代社会得到适当的展现。但是由于新中式家具起源的缺陷，往往缺少使用者使用的体验，造成新中式家具在使用中不能令人满意的局面。

图1 产品形态分析

图2 产品人机形态与人的交互关系

图3 人机形态舒适性的组成结构

二、座椅人机形态与舒适性原理

（一）人机形态概述

形态是一种空间尺度，产品形态则主要包含形状、色彩、质感、结构、运动、组织等部分。在人机交互领域中，产品形态主要分为人机形态和技术形态两部分。

如图1所示，产品形态中的技术形态与人机形态是包含形状、结构等形态要素的，要素通过对人的感观产生相应的影响，再通过信息交流互通的方式体现产品功能特点。在人与产品之间的不断交互中会产生必要的接触和信息交流，那么产品与人体就一定存在广义的接触面，并且对人体的运动的方式和范围会有一定的限制性。

产品的形态设计囊括了安全性、高效性、舒适性、健康性等方面的内容。就座椅设计而言，人机形态的合理性往往对人体会产生一定的保护作用。由于长时间的使用过程中，疲劳性不断地增强以至于会对人体健康产生负面影响。人机形态也就是一种产品形态，该形态与人体形成对应关系并与人体接触产生交互信息。因而，对人的生理、心理产生一定程度上的必要影响。（图2）

（二）舒适性的含义

基于产品层面，舒适性指产品设计应该以人的生理尺寸和生物学特征为目标。产品舒适性包括符合人的生理尺寸和生理特点的舒适性，或产品在不同生活或工作状态下的合适程度。符合人的生理尺寸和生理特点只是舒适性评价的一个方面，广义的讲，产品设计还应符合使用者心理需求，如视觉上的赏心悦目；材质触摸上的柔软或坚硬；另外给人人文关怀和精神慰籍，同样也是舒适的表现。

人机形态的静态舒适性包括形态舒适性、接触舒适性与操作舒适性三个方面，这三方面内容互相影响且互相独立（图3）。形态舒适性是座椅外观造型的评价指标，人们凭借肉眼主官的观察座椅的整体形态，并通过视觉体验选择自己喜欢的造型。接触舒适性主要与产品形态和人机接触面相关，不同的形态，人体接触面不同，随着人体体型的变化，座椅的高度、角度和宽度都会有不同的要求。（图4）

（三）人机形态与舒适性的关系

如果孤立地考虑，无论是人还是产品都无法给产品提供一种恰如其分的造型形式。因而，产品的形态只能从人与产品间的关系中去寻求造型尺度的合理依据，于是这种人机关系上升为产品形态设计的主要因素了。

同时，舒适性随着社会物质条件和精神条件的丰富而应运而生。人的生理、心理需求对舒适性有很大影响，更加显现了研究形态的人机设计与舒适性关系的重要性，从而能帮助产品得到更多用户的青睐。在设计过程中，舒适性与人机形态是不可分割的整体，研究产品的人机形态，也就是将设计重点从“以产品为中心”转变为“以人为中心”，设计制造出更适宜人的产品。

三、影响座椅人机舒适性的关键性因素

现代座椅设计不仅要考虑形象的“新颖性”，更要符合科学的合理性和思维逻辑的严密性。影响人们乘坐舒适性的关键指标是座椅的靠背、坐高、扶手等。除此之外，坐姿正确与否对疲劳也有一定的影响。

（一）座椅靠背与人机舒适性

在立姿状态下，人体脊柱是自然呈现“S”形，脊柱包含了颈曲、胸曲、腰曲和骶曲等四个自然生理弯曲，就座时，座椅靠背形面应该包含让人体脊柱呈“S”形曲线的形态特征（图5），保证人在坐姿状态时脊柱接近正常的生理弯曲，以减少腰部疲劳和腰椎损伤。

考虑到人体生理结构的影响，座椅设计应使使用者的脊柱处于正常生理弯曲状态，各部分肌肉处于放松状态，身体所弯曲的角度以及所受的压力都要有利于保持人体正常的血液流通和循环。由于下体的腰椎承重最大，则弯曲度也最大。

由此可得，最舒适的座椅靠背的设计要求是：其一，靠背侧面曲线需符合人体自然生理弯曲的形状，使背部尤其是腰部肌肉得到放松，并使得肌肉受力强度较小的状态；其二，座椅的靠背下部腰托部分应能为人体的腰部的腰椎和腰间盘提供有效的支撑力，让使用者保持身体的稳定性，并且增加了体感的舒适度。

（二）座椅坐面造型与人机舒适性

坐骨周围的臀部没有骨骼的支撑，但是有较多的脂肪，所以可以承受一定程度的压力。坐垫深度与靠背及腰托联系密切，不合适的坐垫深度会直接导致人体背部与腰部无法得到有效支撑。而且臀部前端和大腿下方排布了大量的血管和神经，如果承受过大压力，必会影响血液循环和神经传导，引起腿部的不适。因此，要想增加坐垫舒适性，就要避免臀部周围及大腿承受多余的压力。坐深过深，背部需要较大幅度后倾才能考到椅背，使背部得不到有效支撑。坐深过浅，大腿前部没有支撑，易产生疲劳。因此，坐垫的深度应设计为臀部至大腿全长的3/4，一般取400至480mm。

（三）座椅材料与人机舒适性

座椅的材料相当于座椅的皮肉和骨骼，是座椅功能和舒适性最好的表现媒介。而靠背和坐垫是与人体直接接触的部件，其材料对座椅的舒适性有很大的影响。

真皮材料能使座椅显得高档、气质，使座椅在视觉上和触觉上给人以良好的感受。真皮座椅散热性较好，能够及时的将身体热量散去。由于材料密度较强，表面光滑，防水性好，极易清理。同时，散热性强带来的缺点就是极易吸热或散热。

PU材料拥有真皮的透气、吸湿、柔软、耐磨和舒适感强等特点，具有和真皮无异的质感，却比真皮更加结实耐用易保养。PU皮座椅相比真皮座椅廉价，且强度比真皮座椅低，耐磨性也不够强，长时间使用容易脱皮或者爆皮。

棉布座椅的坐垫和靠背都以海绵塑造成型，配以棉布椅套。以海绵作为内芯，造型设计性不强，而且比较不耐脏。保温性好，夏天容易积攒热量，使臀部和背部皮肤受伤，棉布座椅的耐用性也不是很好。

根据以上对于座椅椅面材料影响舒适性因素的分析，在其座椅设计中将考虑采用皮面座椅，以保证明式座椅的美观性、品质性和舒适性。

图4 人体坐姿侧视图

图5 人体脊柱生理弯曲与曲线提取

图6 圈椅

图7 新中式圈椅设计效果图

图8 官帽椅

图9 新中式官帽椅设计效果图

四、新中式座椅设计

（一）新中式座椅设计原则

针对新中式风格传达清雅含蓄、端庄丰华的东方式精神境界的追求，考虑在设计风格上，通过对传统中式风格元素进行分解和重构，再融入现代座椅的设计元素，使二者风格相得益彰；在设计原则上，在传统中式家具的基础上遵循人机工程设计标准，使得座椅更加符合现代人们的坐姿行为习惯，增强座椅舒适性；在使用对象上，作为现代风格与中式风格的结合，新中式风格更符合当代年轻人的消费、审美和使用方式。

（二）设计方案

在此基础上笔者尝试设计两款新中式坐具，作品继承了明式家具凝练的中国传统文化风格，又符合人机工程设计要求，定位于年轻消费群体。

方案一如图7所示，此坐具是基于明式家具的代表——圈椅（图6）进行的再设计。座椅造型圆润优雅。座椅的圈背连接着扶手，从高到低造型一顺而下流畅顺承，这使得人们坐靠时，手肘部都可以得到有效的倚托，同时肩膀和手臂也可得到支撑，在一定程度上提高了座椅的舒适性。从造型上来说，采用圆弧形的椅圈，同直线的椅脚、横档、椅面形成对比呼应，曲直线的交叉、一反平直无趣的意味。平直的座面与弯曲的扶靠形成了沉稳与流动之间的对比感，给人一种美的视觉享受。

方案二如图9所示，官帽椅（图8）是明式家具的又一典型座椅。传说中“官帽椅”是由于像古代官吏所戴的帽子而得名。这款座椅的造型特征在于搭脑两头伸出的地方，类似于宋代的官帽。设计中同时也遵循传统设计的“四出头”形式，即搭脑的两头和扶手的两头伸出。从官帽椅造型侧面看，扶手同帽子的前部相似，椅背同帽子的后部相似。在线条处理上，椅面、椅腿、横档基本上作直线处理；从功能上考虑，椅背略作弯曲，变呆板为灵动。而椅背的搭脑和扶手的横梁通过立柱后，又微向后方和两侧稍作弯曲，形成一条自然而流畅的曲线，即保留了“官帽椅”的审美意向，又符合人机工程学的设计要求。

在材料运用上，传统家具用材珍贵稀有以及其复杂和精湛的生产工艺导致生产效率低下，造价颇高。由于此产品定位年轻消费群体，所以充分考虑生产成本，改变了传统古代坐具的结构工艺和材质搭配。如图7、图9所示，椅子主体采用的是少量高档木材和钢管结构构成。此外，为了人们就坐的舒适性，在座面和靠背部位采用皮面软垫覆盖减少长时间就坐产生不必要的损害。明式圈椅和官帽椅的主要特征在于其椅圈和“S”型靠背，在设计中，为保留座椅华贵的风格，这些的部件都是由高档木材制作。其他基本主体结构则是采用了简单的现代钢管加工工艺制作。这使得加工制作时间大大缩短，从而最大程度上减少了制作成本。同时采用现代成熟的金属加工技术生产钢管基础结构也将进一步减少生产消耗。

传统坐具由于文化寓意高于生理需求，所以在设计上仅满足了整体的形象气质却忽视了人机舒适度的重要性。方案设计中，针对扶手高度、腰靠高度、坐深等重要尺寸重新限定，以满足现代家居的使用舒适性和人们使用的。

五、结语

本研究通过传统明式家具的传统造型特征分析和现代座椅的人机舒适性特点的论述，从生理要求和尺寸规范探讨了座椅的设计的舒适性要求。从材质、人机、工艺等方面分析新中式座椅存在的不足之处，利用现代的技术工艺将其材料、人机进行调整改良，并将设计理念与明式风格结合起来，探讨新中式座椅设计的原则。以此为基础，提出两款新中式座椅的设计方案。方案符合现代设计理论的要求，更兼具明式家具的设计风格，具有一定的美观性和实用性。这为以后的新中式坐具的设计发展提供了一定的理论依据和新的思路。

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Design of New Chinese-style Seat Based on Ergonomics

ZHANG Ping, YUAN Quan, ZHANG Yi
（College of Architecture Art Hefei university of Technology, Hefei 230009,China）

New Chinese furniture is under the traditional aesthetic norms, the use of modern materials and processes, to interpret the essence of traditional Chinese culture in the classic, so that furniture not only has elegant, dignified Chinese atmosphere, and has obvious modern characteristics. Based on the key indicators of seat comfort, the paper discusses the design requirements of seats from the aspects of physiological requirements, size specifications and seat materials, etc., and combines the design concept with the Ming style to discuss the new Chinese style seat design Principle, proposed two new Chinese-style seat design. The application of ergonomics has provided new ideas and directions for the design and development of new Chinese furniture.

new Chinese style; seat; comfort key indicators; ergonomics

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TB472

A

1008-2832(2017)03-0090-03

检 索:www.artdesign.org.cn