高校课桌椅的人体工程学设计与应用 - 图文

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人体工程学课桌椅尺寸推荐度：
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人体工程学

—高校课桌椅的人体工程学设计

人体尺寸在高校桌椅设计中的应用研究

摘要:

本文通过运用人机工程学相关原理, 说明人体尺寸是桌椅设计中的核心因素, 是人性化设计的先决条件; 完善的座椅设计应该可以引导使用者保持正确的坐姿, 让身体保持最自然的曲线。所以座椅设计师只有充分依据人体坐姿各项生理尺度, 引导使用者采用正确坐姿, 才能做出真正好的座椅设计。

关键词:人体尺寸;人机工程学；高校座椅设计 1．高校课桌椅现状

1．1 使用现状

进入21世纪以来，随着我国高校招生规模的不断扩大，大学校园硬件建设的高速发展，各类先进设备的不断引入和高校信息化进程的逐步加快，学生的学习效率明显得到了提高。虽然在硬件软件方面各高校给予广大学生的是最好的，但多数高校在对学生学习生活中的细节却予以忽视。据实地调研抽样调查显示，80%以上的大学生对目前校园所使用的桌椅并不满意，认为其设计存在很多问题。如课桌下部空间狭小，伸不开腿；课桌太窄，无法摆放课本和文具；座面倾角过大，坐着不舒适；座椅之间间距过小，不方便出入；造型呆板；色彩单一等等。由于高校课桌椅存在的种种设计缺陷而导致学生身体疲劳、视力下降、腰部损伤、颈椎病等诸多现象的增加，并严重影响了学习效率及身体健康。因此，健康舒适人性化的高校课桌椅设计问题亟待解决。

1．2 存在的主要问题

高校课桌椅作为相对于普通家具而言的特殊家具，其定义和特点必然会有所不同，其设计不能完全按照普通家具的设计方法进行。高校课桌椅的人性化设计必须在一个更大的范围中考虑，从整体的使用者即高校大学生群体去考虑课桌椅的设计，故主要存在以下三方面的问题。

（1）高校课桌椅设计所依据的人体尺寸标准仍旧沿用我国于1988年颁布的国家标准GB10000—88《中国成年人人体尺寸》，距今已有20多年的时间，其应用显然是不适应时代发展要求的。所以研究解决人体尺寸问题及其应用，制定出一套符合实际的高校大学生人体尺寸标准，并将其应用于高校课桌椅设计中，是首当其冲的。

（2）通过初步市场调研显示，高校课桌椅的设计多为各个厂家相互模仿抄袭，设计开发新产品的步子不大，造成产品程式化、商业化严重，市场千篇一律、缺乏亮点，已无法满足高校大学生日益增长的个性化需求。

（3）通过对身边不同院校的大学生进行实际调研后，得知80%以上的同学对其所使用的课桌椅有很大的意见：设计尺寸不合理、单一的色彩、呆板的造型，使他们视觉麻木，不符合人机学的要求，给他们的学习带来诸多不便。因此，为了提高高校大学生的学习质量，减少设计不合理的课桌椅给学生健康带来的损害，文章将从实际出发，以人为本，针对高

校大学生合理选择人体样本，进行调查和实测，对测量的数据开展统计分析等研究工作，制定出符合实际的高校大学生人体尺寸标准，并进一步全面分析高校大学生对于课桌椅设计的生理、心理需求，在此基础上对高校课桌椅的人性化设计提出一套全面科学的设计准则。

教室桌椅现状

2.人机分析

2.1 使用人群分析

高校课桌椅使用群体主要包括大专生、本科生，年龄范围大致在18～25周岁。高校大学生是中国最独特的细分群体，他们正处于人生的黄金时期；他们追求个性，对人生有着自己独特的看法和观念；他们倡导新潮，对生活充满了期待与好奇；他们充满活力，对周围的事物有着强烈的关注；他们有着高于一般同龄人的敏锐和视野；他们走在时代的前沿，崇尚前卫、时尚；他们厌倦一成不变的环境，对色彩有着独特的偏好，多喜爱明快的色系。他们的主要特征包括：活泼好动、思维活跃、智力高、情绪稳定性差、争强好胜、个性锋芒、独立性差等。总之，这些特点对于高校课桌椅的人性化设计起决定性作用。

2.2 人体尺寸

人体尺寸是一门通过测量人体各个部分的尺寸来确定个人之间和群体之间在尺寸上存在差别的学科。桌椅和人体之间存在各种不同程度的接触, 只有在清楚掌握了人体尺寸的基础上才能根据实际确定出合理的设计数据。

高校大学生的人体尺寸是校园桌椅人性化设计的基本依据，但目前高校的桌椅并不能适应人们的要求。因此，基于国家建设部《基于室内空间设计的大学生人体尺寸的研究》项目，针对高校大学生合理选择人体样本，进行调查和实测，对测量的数据开展统计分析，制定符合实际的人体尺寸标准。该项目研究探讨了一种简单而又可行的方法，从另一角度解决这一问题，确立一个新的人体尺寸数据体系，建立基于人体尺寸百分位数的数学模型。这既满足其数据的科学性、实用性，又使其简单易于操作。

2．3 常见病症

高校大学生在使用课桌椅过程中，主要有两种状态：身体前倾、低头读写；上身后仰着听或说。其主要受损部位有腰部、颈部、肩部、背部。以下是大学生长期使用设计不合理的桌椅导致的常见病症分析。

（1）腰部损伤：大学生学习时经常长时间保持一种固定姿势，腰间盘所承受压力变大，会导致腰部损伤，主要表现为腰部酸痛，严重者可发生腰肌劳损和椎间盘退行性变，这是

一种慢性疾患，也是导致残疾的主要原因之一。

（2）颈部损伤：上课时颈部长期处于前倾姿势，课桌太矮会使工作者向前倾，造成腰椎和颈椎弯曲，增加后背和颈部的压力。这样会导致颈部软组织的劳损和椎间盘的损伤，这统称为颈椎病，其主要症状为颈部酸胀感，严重者可压迫颈部神经，引起放射状疼痛和头晕等症状。

（3）肩部损伤：由于高校大学生要经常书写，课桌太高会限制手臂运动，使肩膀向前弯曲或高耸，还会影响脖子，造成肩膀和颈部肌肉疲劳。前倾时上臂通常处于前伸状态，保持上臂前伸的主要肌肉是斜方肌，斜方肌持续紧张，导致肩部疼痛。这个症状常与颈部症状共存，因此称为肩颈综合症。

（4）背部损伤：当高校大学生坐着读写、身体前倾时，上身重心偏前，所以需要小腿在地面获得支承，这可以降低大腿与椅面前缘之间的体压，缓解背肌紧张。但座椅高度过高就

会造成小腿无法获得支承，导致上身体压过大，不良坐姿图背肌紧张，长期就会造成背部损伤。

3.高校课桌椅人性化设计研究

3．1 设计参数

国家标准局2002年颁发的新国家标准GB/T3976—2002《学校课桌椅功能尺寸》，增加了高等学校课桌椅部分的技术要求和尺寸依据。新标准非等效采用了国际标准

ISO5970-1979《家具－教学用桌椅－功能尺寸》，参考了日本工业规格JIS S 1021-1991《学校家具（普通教室用桌椅）》和JIS S 1015-1974《讲课教室用固定式桌椅尺寸》。根据新标准中规定的主要尺寸，确定高校课桌椅的主要设计参数如下。

高校固定式课桌椅的主要尺寸（mm）

尺寸名称桌面高（h1）桌面深（t1）每个席位桌面宽（b1）桌下净空高（h2）桌下净空深（t2、t3）座面高（h4）座面有效深（t4）靠背上缘距座面高（h5）靠背点距座面高（ω）靠背下缘距座面高（h5）坐人侧桌缘与靠背点之间的水平距离每套课桌椅前后长尺寸说明使h1 -h4≤320mm 或与后排桌前侧一体化靠背点以上向后倾斜6o～10o角。 730±10 350 600 ≥620 ≥300 410±10， 360 ≥340 210 170 420 810～850 高校非固定式课桌和课椅适用于平面教室，课桌单人用或双人用。课椅单人用。高校非固定式课桌椅的主要尺寸mm 尺寸名称桌面高（h1）桌下净空高1（h2）桌下净空高2（h3）桌面深、桌下净空深（t1）桌下净空深2（t2）桌下净空深3（t3）桌面宽（b1）桌下净空宽（b2）座面高（h4）靠背上缘距座面高（h5）靠背点距座面高（ω）靠背下缘距座面高（h5）座面有效深（t4）座面宽（b3）注：h1和h4的具体选用，使h1 -h4≤320mm。桌面高（h1）：从地面到桌面前缘最高点的垂直距离；桌面深（t1）：桌面后缘到前缘的水平距离；每个席位桌面宽（b1）：桌面的水平宽度；

桌下净空高（h2）：从地面到桌面的前缘底部的垂直距离；桌下净空深（t2、t3）：桌面下部的深度；

座面高（h4）：从地面到椅座面前缘最高点的垂直距离；

尺寸 730±10 ≥600 ≥460 400 ≥250 ≥330 单人用600，双人用1200 单人用≥440，双人用≥1040 410±10 340 210 170 380 ≥360

座面有效深（t4）：椅座后缘到前缘顶点的水平距离；座面倾角α：椅座面与水平面的夹角；桌面倾角β：桌面与水平面的夹角。 3. 2 桌椅设计人机原则

通过人体生理尺度及生理特征分析, 正确的坐姿应是上身挺直、收腹、下领微收, 两下肢并拢, 如有可能, 应使膝关节略高出舰部, 可让腰背部更加平直不易弯(见图2a )。这种坐姿, 能使人们的脊柱保持正直不驼背, 而且据测定, 身体的能量消耗也最水5 〕。如果坐在有背椅上, 尽量将腰背贴实椅背, 其他姿势如上, 能够这样, 肌肉多不致有太大的疲劳。坐姿当然牵扯到椅子的舒适程度, 太高, 太矮都会对图2 坐姿对比a. b身体造成负担, 所以最好的椅子就是让你最自然的生长,身体不必过度伸展或弯曲, 还能保持身体最正常的曲线, 这是最重要的。根据某项研究报告结果显示, 人在同一坐姿每10 钟或巧分钟就会调整一次位置, 所以设计师应考虑到椅子不但该适应人的坐姿, 还可以自主调节, 也就是说这椅子该有变化。总之, 正确坐姿的要求是: 腰背平直不弯; 头颈和背三者成一条直线, 不要有扭曲; 椅子要能有扶手, 以便手肘轻靠; 靠背需稍微前凸, 方便支撑腰椎; 大腿应该尽量保持与手臂平行的姿势; 膝盖、手肘和臀部都能达到直角, 这取决于椅子的高度, 椅子与桌子的高度差。

人体尺寸应用由于使用者在使用座椅的过程中座椅与人的关系是相对固定的, 也就是说在使用家具的时候人基本上处于相对静止状态, 仅仅是为了某些行为目的或者放松局部肌肉才进行一定幅度的活动, 而且活动的幅度不大。

通常情况下人体之间在关节转动角度幅度方面差别较小, 随时代变化改变也不大, 况且在座椅类家具的设计中对身体部分关节活动预留了一定的活动余量, 所以设计中可以只进行静态数据的采集。

根据人体尺寸在座椅设计中的应用研究, 总结座椅类家具的设计应遵循以下人机原则:

（1）应根据人体测量数据进行设计; （2）上身应保持稳定;

（3）人的躯干重量应由坐骨、臀部及脊椎支撑, 应使受力均匀; （4）应减少大腿对椅面的压力; （5）应设计靠背、腰部支撑和扶手; （6）可以调整坐姿, 使身体自然舒展

3. 3 课桌椅材料的选择

普通教室用课桌椅的材料选择的基本方法同普通家具相似。以使用功能为出发点，选

择耐用、抗外力性强，同时表面纹理、色彩应与教室的环境相互协调的材料。。首先应满足其使用功能，是为在校大学生上课或自习学习使用的，又考虑到课桌椅在教室这种固定环境下使用。具体的设计中，材料的选择要尽可能保证大学生使用中的舒适。现在市场上的家具主要以板式家具为主，课桌椅也不例外。板式家具是以人造板材为基材，与五金配件相结合的家具类型。常见的人造板材有以下几种：胶合板、细木工板、刨花板、中纤板等。人造板材的表面处理方式也比较多，有表面贴实木皮、贴木纹纸、PVC胶板、聚酯漆面等方式。普通教室课桌椅的主要材料除了各种人造板材和实木材料以外，还有各种合成材料、塑料、金属等。此外，材料的选择首先要考虑绿色环保，不能在使用中产生对学生身体有影响的有害物质

3. 4 课桌椅的结构设计

高校课桌椅的结构必须保证合理且适合生产加工，具有足够的强度。课桌椅的损坏很常见，大学生在使用过程中难免会对课桌椅造成有意或无意的损坏。为了保证课桌椅的使用寿命，应当对课桌椅的性能进行测试，以确保质量。材料和结构的机械性能要求必须通过四种测试：功能负荷测试、非功能负荷测试、静态负荷测试以及疲劳负荷测试。

色彩的三要素：色相，色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度，色彩的饱和程度。在设计中既要保证课桌椅单体色彩的美观，还要保证各种色彩在教室环境内的协调性。总体来说课桌椅的设计要求色彩明朗、精神饱满、丰富多彩。

3．5 课桌椅的色彩设计

色彩是课桌椅产品的基本构成要素之一，如果运用恰当，会起到丰富造型、突出功能的作用，并表达出产品不同的气氛和性格。因此，在设计中既要保证课桌椅单体色彩的美观，还要保证各种色彩在教室环境内的协调性。普通教室应能满足好动、动作幅度大的学生自由的宽敞空间。利用课桌椅的色彩可相应减少环境的拥挤感。暖色属前进色，冷色属后退色；高明度色彩有前进感，低明度色彩有收缩感，前进性的暖色，有膨胀感；后退性的冷色，有收缩感；明度高的色彩有膨胀感，明度低的色彩有收缩感。在课桌椅的设计中运用兴奋色能给整个教室带来愉悦、自由的氛围，但这种色彩极易对学生产生过度刺激；利用冷色调设计，有助于使用者心境平衡、情绪安定，过于严肃却可以创造安静的环境氛围。因此，使用“中性色”是一种折衷的好办法，并运用兴奋色再提高色彩的明度，降低色彩的饱和度以达到既可以创造愉悦的氛围，又不至于使学生过于兴奋的效果。

结语

产品设计应以人为本，要想实现设计的人性化，就必然从最基本的使用者的生理心理考虑。而对于人体接触最为密切的座椅来说, 更需要研究最基本的理论知识, 通俗的说, 就是万变不离其宗, 以不变应万变。人体基本尺寸为座椅设计提供科学理论依据, 是制定其尺寸设计标准的重要因素。作为设计师, 从某种意义上来讲, 是要引导一种生活方式, 健康舒适是最基本也最必需的要求。对于座椅设计, 只有充分科学的依据人体各项生理特点和生理尺度, 引导使用者采用正确的坐姿, 才能引导人们健康的生活。

参考文献

1.《人体工程学与环境行为学》徐磊青编著.—-北京：中国建筑工业出版社，2006 2.《人体工程学》柴春雷，汪颖，孙守迁编著.---北京：中国建筑工业出版社，2007 3.《安全人机工程学》李红杰，鲁顺清主编.---武汉：中国地质大学出版社，2006

4，http://www.docin.com/p-731254703.html《学校课桌椅功能尺寸》标准（GB/T 3976-2002）

附：

高校桌椅人性化设计的调查问卷

此问卷旨在了解我校课桌椅的人性化设计，以便能搞好的服务于大家，让教室更好的为师生服务。

一、个人基本信息 1.您的性别（）

A.男 B.女

2.您的年龄（）

A.15以下 B.16-18 C.18-22 3.您的身高（）

A.150以下 B.150-160 C.161-170 4.您的专业类别（）

A.工科 B.文科 C.艺术生 5.您经常使用的教室类别（）