第三章桌椅设计 第一节桌椅设计概述 第二节坐姿生理解剖基础 第三节座椅的功能尺寸 第四节坐垫与靠垫 第五节办公桌的功能尺寸 長春火孝 Page 2 021/1/26
Page 2 2021/1/26 第一节 桌椅设计概述 第二节 坐姿生理解剖基础 第三节 座椅的功能尺寸 第四节 坐垫与靠垫 第五节 办公桌的功能尺寸 第三章 桌椅设计
第一节桌椅设计概述 、坐姿工作与座椅 a从生理学、解剖学和人体力学几方面分析,坐姿有以下特点: ①坐姿解除了上肢、上身重量对两腿的压力,减轻了足踝、膝、髋 等关节的压力,也减轻了全身肌肉,尤其是腿部肌肉的负荷,可 减少人体能量的消耗。 ②使腿部血管内压降低,血液较易于向心脏回流循环,能缓解疲劳。 ③有利于维持身体的稳定,也有利于情绪的安定。 ④坐姿解放了双脚,使腿脚易于参与操作,还能利用靠背发挥腿脚 的蹬力。 ⑤不利方面:操作范围、动作幅度小于立姿操作;不能借助体力、 腰力,因此双臂操作力小于立姿;增加了人体对于环境振动的敏 感性等。 長春火孝 Page 3 021/1/26
第一节 桌椅设计概述 一、坐姿工作与座椅 从生理学、解剖学和人体力学几方面分析，坐姿有以下特点： ①坐姿解除了上肢、上身重量对两腿的压力，减轻了足踝、膝、髋 等关节的压力，也减轻了全身肌肉，尤其是腿部肌肉的负荷，可 减少人体能量的消耗。 ②使腿部血管内压降低，血液较易于向心脏回流循环，能缓解疲劳。 ③有利于维持身体的稳定，也有利于情绪的安定。 ④坐姿解放了双脚，使腿脚易于参与操作，还能利用靠背发挥腿脚 的蹬力。 ⑤不利方面：操作范围、动作幅度小于立姿操作；不能借助体力、 腰力，因此双臂操作力小于立姿；增加了人体对于环境振动的敏 感性等。 Page 3 2021/1/26
第一节桌椅设计概述 二、桌椅的历史与现状 a古代桌椅在造型、装饰等审美、文化方面可供今人研 究借鉴。但符合人体解剖学要求、能长时间坐着舒适 的座椅却鲜如凤毛麟角。 g德国包豪斯学校的布劳耶(1902-1981)突破木制家 具的传统,设计出第一把钢管椅,首开家具新材料使图3;1布劳耶管椅(1928) 用的先河。 a瑞典医生阿克布罗姆的《站 与坐的姿势》一书1948年 问世,奠定解剖学指导座椅 功能设计的基础。1954年 包烂 发表了他的座椅靠背曲线设 计。 图32阿克布罗姆靠背曲线 長春火孝 Page 4 021/1/26
第一节 桌椅设计概述 二、桌椅的历史与现状 古代桌椅在造型、装饰等审美、文化方面可供今人研 究借鉴。但符合人体解剖学要求、能长时间坐着舒适 的座椅却鲜如凤毛麟角。 德国包豪斯学校的布劳耶（1902-1981）突破木制家 具的传统，设计出第一把钢管椅，首开家具新材料使 用的先河。 Page 4 2021/1/26 图3-1 布劳耶钢管椅（1928） 瑞典医生阿克布罗姆的《站 与坐的姿势》一书1948年 问世，奠定解剖学指导座椅 功能设计的基础。1954年 发表了他的座椅靠背曲线设 计。 图3-2 阿克布罗姆靠背曲线
二、桌椅的历史与现状 whe3.com 1968年IEA召开第一次座椅国际学术研讨会,掀起研究高潮随后, 各国纷纷制定或修订新的座椅技术标准,如学校课桌椅、办公用 椅、工作椅、飞机座椅、火车座椅等的工业标准。 1974年日本把办公桌高度由740mm改为700mm(男用或男女合用), 与670mm(女用)的两种新标准。 1980年代以前我国办公桌的通用高度为800mm。……!近年我国市场 上的新型办公桌已经降到较为合适的高度 我国已发布了一批家具的技术标准,如:GB/T3976-1983《学校课桌 椅功能尺寸》,GB/T14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》 GB/个T3326~3328-1997(办公桌、文件柜、衣柜等家具尺寸标准等。 合理的桌高=合理的椅面高+合理的“桌椅面高度差” 因此,关键是座椅问题,优先分析。 長春火孝 Page 5 021/1/26
二、桌椅的历史与现状 ⚫ 1968年IEA召开第一次座椅国际学术研讨会，掀起研究高潮随后， 各国纷纷制定或修订新的座椅技术标准，如学校课桌椅、办公用 椅、工作椅、飞机座椅、火车座椅等的工业标准。 1974年日本把办公桌高度由740mm改为700mm（男用或男女合用）， 与670mm（女用）的两种新标准。 1980年代以前我国办公桌的通用高度为800mm。……！近年我国市场 上的新型办公桌已经降到较为合适的高度。 我国已发布了一批家具的技术标准，如：GB/T 3976-1983 《学校课桌 椅功能尺寸》，GB/T 14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》， GB/T 3326～3328-1997（办公桌、文件柜、衣柜等家具尺寸标准等。 Page 5 2021/1/26 合理的桌高＝合理的椅面高＋合理的“桌椅面高度差” 因此，关键是座椅问题，优先分析
第二节坐姿生理解剖基础 、坐姿脊柱形态及其生理效应 1.脊柱、椎间盘与骨盆结构 a人体骨骼共有206块,分为中轴 骨和四肢骨两大部分。中轴骨包 括颅骨29块、椎骨26块、肋骨12 对、胸骨1块 a支撑头颅与全身的骨结构为脊柱、 骨盆与下肢。脊柱共24节椎骨分 4个区段:上段7节椎骨为颈椎,“sn 接下来12节椎骨为胸骨,再下面 5节为腰椎;脊柱的下端是骶尾 骨,即由5块融合成一体的骶骨 和由4块融合成一体的尾骨 脊椎骨间的软组织称椎间盘。全 部椎间盘的厚度之和占脊柱总长 的1/4。腰椎的椎间盘最厚 柱全 全身背愁(的面观 图3-3全身骨骼图 3-4脊柱的构造 長春火孝 age 6 021/1/26
第二节 坐姿生理解剖基础 1．脊柱、椎间盘与骨盆结构 人体骨骼共有206块，分为中轴 骨和四肢骨两大部分。中轴骨包 括颅骨29块、椎骨26块、肋骨12 对、胸骨1块 支撑头颅与全身的骨结构为脊柱、 骨盆与下肢。脊柱共24节椎骨分 4个区段：上段7节椎骨为颈椎， 接下来12节椎骨为胸骨，再下面 5节为腰椎；脊柱的下端是骶尾 骨，即由5块融合成一体的骶骨 和由4块融合成一体的尾骨。 脊椎骨间的软组织称椎间盘。全 部椎间盘的厚度之和占脊柱总长 的1/4。腰椎的椎间盘最厚。 Page 6 2021/1/26 一、坐姿脊柱形态及其生理效应 图3-3 全身骨骼图 3-4 脊柱的构造
1.脊柱、椎间盘与骨盆结构 骨盆由脊柱下端的骶尾段与髖骨构成,上接脊柱,下连下肢。 。骶尾骨嵌插在髋骨腔孔内,人的体重经骶尾骨传压在髋骨上。 人坐着,体重由坐骨作用于椅面,腿脚不受力。 人站着,体重通过腿脚作用于脚底支承面上。 身体重 上身体重 上身体重由坐骨 作用丁椅凳 上身体重通过腿脚作用丁脚底面 a)坐着 b)站着 图3-5上身体重在骨盆处的传承情况 長春火孝 Page 7 021/1/26
1．脊柱、椎间盘与骨盆结构 ⚫ 骨盆由脊柱下端的骶尾段与髋骨构成，上接脊柱，下连下肢。 ⚫ 骶尾骨嵌插在髋骨腔孔内，人的体重经骶尾骨传压在髋骨上。 ⚫ 人坐着，体重由坐骨作用于椅面，腿脚不受力。 ⚫ 人站着，体重通过腿脚作用于脚底支承面上。 Page 7 2021/1/26 a）坐着 b）站着 图3-5 上身体重在骨盆处的传承情况
坐姿脊柱形态及其生理效应 2.坐姿脊柱形态的变化及背N前 血亩 面月血 其生理效应 a人直立时脊柱为正常生理弯 曲状态,椎间盘受压均匀且 较小;形态特征是腰椎段为 腰椎向前凸 向前凸出,且曲度较大。 a坐姿引起脊柱形态改变腰椎 腰椎凸向后 段由前凸变直甚至略向后凸, 大腿转过90 不利腰间盘受压均匀,因此 坐姿下腰椎易感不适 a)站着,腰椎前凸b)坐着腰椎凸向后 图3-6坐姿脊柱形态的变化 長春火孝 Page 8 021/1/26
一、坐姿脊柱形态及其生理效应 2．坐姿脊柱形态的变化及 其生理效应 人直立时脊柱为正常生理弯 曲状态，椎间盘受压均匀且 较小；形态特征是腰椎段为 向前凸出，且曲度较大。 坐姿引起脊柱形态改变腰椎 段由前凸变直甚至略向后凸， 不利腰间盘受压均匀，因此 坐姿下腰椎易感不适。 Page 8 2021/1/26 图3-6 坐姿脊柱形态的变化 a）站着，腰椎前凸 b）坐着腰椎凸向后
2.坐姿脊柱形态的变化及其生理效应 这种不利影响因靠背形式不同而明显不同。 B D E 椎间盘压力 图3-7靠背仰角、支承对第三腰椎椎间盘压力的影响 可见坐姿脊柱形态的解剖学分析对于座椅设计很重要。 長春火孝 Page 9 021/1/26
2．坐姿脊柱形态的变化及其生理效应 ⚫ 这种不利影响因靠背形式不同而明显不同。 Page 9 2021/1/26 图3-7 靠背仰角、支承对第三腰椎椎间盘压力的影响 可见坐姿脊柱形态的解剖学分析对于座椅设计很重要
第二节坐姿生理解剖基础 二、坐姿下的体压 (一)椅面上臀部与大腿的体压 a两坐骨粗大坚壮,皮肤厚实,适宜承受坐姿的大部分体压。但压力过于 集中,则因对微血管局部神经末梢压力过重而有碍。 ¤影响椅面上体压的因素:椅面软硬、椅面高度、椅面倾角及坐姿等。 1.椅面软硬与椅面体压 硬椅面上加薄软的垫子,坐骨 下压力峰值大幅度下降,可改 善体压分布。 坐垫太软、太厚,使体压分布 过于均匀,则有害无利 图3-8椅面上适宜的体压分布(10Pa) 長春火孝 Page 10 021/1/26
第二节 坐姿生理解剖基础 二、坐姿下的体压 （一）椅面上臀部与大腿的体压 两坐骨粗大坚壮，皮肤厚实，适宜承受坐姿的大部分体压。但压力过于 集中，则因对微血管局部神经末梢压力过重而有碍。 影响椅面上体压的因素：椅面软硬、椅面高度、椅面倾角及坐姿等。 Page 10 2021/1/26 图3-8 椅面上适宜的体压分布（10²Pa） 1．椅面软硬与椅面体压 • 硬椅面上加薄软的垫子，坐骨 下压力峰值大幅度下降，可改 善体压分布。 • 坐垫太软、太厚，使体压分布 过于均匀，则有害无利
(一)椅面上臀部与大腿的体压 2.座高与椅面体压 150~250 1000~2000 a)坐面高=下蜒高-5cm时 b)坐面高=下高 c)坐高=下高+5cm 图3-9三种座高下椅面体压等压线图(102Pa) 3.座面倾角与椅面体压 桌高70cm 座面上压力 图313前倾工作时座面倾角「, 与椅面体压的关系 而倾角b5° -1s|-15 133322P 長春火孝 021/1/26
2．座高与椅面体压 图3-9 三种座高下椅面体压等压线图（10²Pa） 3．座面倾角与椅面体压 图3-13 前倾工作时座面倾角 与椅面体压的关系 （一）椅面上臀部与大腿的体压 Page 11 2021/1/26