人体工程学与桌椅设计(课堂PPT)
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73
座椅设计
设计原则和分类 设计细则
74
设计原则和分类
1. 座椅的形式与尺度及其功用有关 2. 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定 3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担 4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小 5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度 6. 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压 力均匀地分布于坐骨结节区域
第一节 桌椅设计概述
1
2
3
4
5
我国已经发布了一批有关家具的技术标准，如： 《GB/T3976-1983学校课桌椅功能尺寸》 《GB/T14774-1993工作椅一般人类工效学要求》 《GB/T3326～3328-1997办公桌、文件柜、衣柜等家 具外形尺寸标准》
6
第二节 坐姿生理解剖基础
14
FE
D CB A
2.人体脊柱形态的变化
G
15
16
17
坐姿矫形学生理
1. 正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则 后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间 盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。
18
2. 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成 的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫 中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。
68
躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘 上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎 部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设 计 躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反 向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎 和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳
良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑
69
70
肌肉活动度
脊椎骨依据其附近的肌肉 和腱连接，椎骨的定位正 是借助于肌腱的作用力。 一旦脊椎偏离自然状态， 肌腱组织就会受到相互压 力(拉或压)的作用，使肌 肉活动度增加，招致疲劳 酸痛。
71
3组不同坐姿的2－3腰椎背棘直肌肌电图
在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向 拉直使肌肉组织紧张受力。
座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅， 参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据， 对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以 肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。 座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应 有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻 求支承，这样会引起肩部疲劳。
颈 椎：上段7节椎骨 胸 椎：接下来12节椎骨 腰 椎：再下面5节椎骨 骶 骨：5块骶尾骨融合成一体 尾 骨：4块骶尾骨融合成一体
7
颈椎
8
胸椎
9
腰椎
10
骶骨
11
12
尾骨
13
椎 间 盘：每两节脊椎骨之间的软组织。由 于椎间盘软组织的变形，才使整个脊柱能 够实现弯曲活动。全部椎间盘的厚度之和 约占脊柱总长度的1／4，其中以腰椎段的 椎间盘为最后，所以让人体上身腰部的可 能活动度较大。
78
多用椅
这类座椅以多种功能为设计重点。它可能与桌子配合， 可能是工作、休息兼用，也可能是作为备用椅可以折叠 收藏起来。
79
设计细则
座高 座宽 座深 座面倾角
Βιβλιοθήκη Baidu
靠背的宽度与高度 靠背角度 扶手高 椅垫
80
座高：休息用安乐椅38—45cm，工作椅43—50cm
1. 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放 于地面。 2. 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压 迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻， 小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建 议座面前缘应比人体膝窝高度低3—5cm，且有半径为 2.5—5cm的弧度。 3. 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰 椎曲线被拉直，致使腰酸不适。
坐姿太久也会造成下肢肿胀，静脉压力增 加．大腿局部受到压力，增加血液回流阻力， 引起不适感。
66
坐姿矫形学生理
1. 正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则 后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间 盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。
67
2. 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成 的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫 中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。
62
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优点
可免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等 关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳 坐姿比站立更有利于血液循环 有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适 在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的 姿势，有利于作业。
65
缺点
限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场 合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会 导致废劳。 长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松 弛，脊椎非正常弯曲，以及对某些内脏器官造 成损害，如消化器官与呼吸器官
81
休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也 有助于身体的稳定
工作椅使人以较直立的姿势坐于其上，双脚 平放于地面，故其座高比休息椅稍大
当作业面固定时，椅高上限应根据身材较矮的 作业者的要求来确定，因为工作椅的高度显然 与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以 适应不同作业者
82
座宽：43—45cm
提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小；
躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为 前倾时手臂的支承并不能降低活动度。
72
根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出 下列结论： A 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳 B 设置适当的靠背可使疲劳降低 C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿 稳定性 且使坐姿更接近自然状态
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第三节 座椅的功能尺寸
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第四节 坐垫与靠垫
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第五节 办公桌的功能尺寸
75
当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：
休息为目的的安乐椅 作业场所的工作椅 多用椅
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休息为目的的安乐椅
设计重点在于使人体得到最大的舒适感，消除身体 的紧张与疲劳。合理的设计应使人体的压力感减至 最小。
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作业场所的工作椅
稳定性是主要因素，腰部应有适当的支持，重量要均匀 分布于座垫(或座面)上，同时要适当考虑人体的活动性， 操作的灵活性与方便等。
座椅设计
设计原则和分类 设计细则
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设计原则和分类
1. 座椅的形式与尺度及其功用有关 2. 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定 3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担 4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小 5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度 6. 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压 力均匀地分布于坐骨结节区域
第一节 桌椅设计概述
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我国已经发布了一批有关家具的技术标准，如： 《GB/T3976-1983学校课桌椅功能尺寸》 《GB/T14774-1993工作椅一般人类工效学要求》 《GB/T3326～3328-1997办公桌、文件柜、衣柜等家 具外形尺寸标准》
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第二节 坐姿生理解剖基础
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FE
D CB A
2.人体脊柱形态的变化
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坐姿矫形学生理
1. 正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则 后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间 盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。
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2. 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成 的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫 中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。
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躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘 上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎 部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设 计 躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反 向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎 和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳
良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑
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70
肌肉活动度
脊椎骨依据其附近的肌肉 和腱连接，椎骨的定位正 是借助于肌腱的作用力。 一旦脊椎偏离自然状态， 肌腱组织就会受到相互压 力(拉或压)的作用，使肌 肉活动度增加，招致疲劳 酸痛。
71
3组不同坐姿的2－3腰椎背棘直肌肌电图
在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向 拉直使肌肉组织紧张受力。
座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅， 参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据， 对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以 肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。 座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应 有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻 求支承，这样会引起肩部疲劳。
颈 椎：上段7节椎骨 胸 椎：接下来12节椎骨 腰 椎：再下面5节椎骨 骶 骨：5块骶尾骨融合成一体 尾 骨：4块骶尾骨融合成一体
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颈椎
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胸椎
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骶骨
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尾骨
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椎 间 盘：每两节脊椎骨之间的软组织。由 于椎间盘软组织的变形，才使整个脊柱能 够实现弯曲活动。全部椎间盘的厚度之和 约占脊柱总长度的1／4，其中以腰椎段的 椎间盘为最后，所以让人体上身腰部的可 能活动度较大。
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多用椅
这类座椅以多种功能为设计重点。它可能与桌子配合， 可能是工作、休息兼用，也可能是作为备用椅可以折叠 收藏起来。
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设计细则
座高 座宽 座深 座面倾角
Βιβλιοθήκη Baidu
靠背的宽度与高度 靠背角度 扶手高 椅垫
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座高：休息用安乐椅38—45cm，工作椅43—50cm
1. 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放 于地面。 2. 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压 迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻， 小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建 议座面前缘应比人体膝窝高度低3—5cm，且有半径为 2.5—5cm的弧度。 3. 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰 椎曲线被拉直，致使腰酸不适。
坐姿太久也会造成下肢肿胀，静脉压力增 加．大腿局部受到压力，增加血液回流阻力， 引起不适感。
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坐姿矫形学生理
1. 正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则 后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间 盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。
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2. 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成 的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫 中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。
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优点
可免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等 关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳 坐姿比站立更有利于血液循环 有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适 在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的 姿势，有利于作业。
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缺点
限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场 合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会 导致废劳。 长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松 弛，脊椎非正常弯曲，以及对某些内脏器官造 成损害，如消化器官与呼吸器官
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休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也 有助于身体的稳定
工作椅使人以较直立的姿势坐于其上，双脚 平放于地面，故其座高比休息椅稍大
当作业面固定时，椅高上限应根据身材较矮的 作业者的要求来确定，因为工作椅的高度显然 与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以 适应不同作业者
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座宽：43—45cm
提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小；
躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为 前倾时手臂的支承并不能降低活动度。
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根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出 下列结论： A 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳 B 设置适当的靠背可使疲劳降低 C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿 稳定性 且使坐姿更接近自然状态
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第三节 座椅的功能尺寸
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第四节 坐垫与靠垫
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第五节 办公桌的功能尺寸
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当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：
休息为目的的安乐椅 作业场所的工作椅 多用椅
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休息为目的的安乐椅
设计重点在于使人体得到最大的舒适感，消除身体 的紧张与疲劳。合理的设计应使人体的压力感减至 最小。
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作业场所的工作椅
稳定性是主要因素，腰部应有适当的支持，重量要均匀 分布于座垫(或座面)上，同时要适当考虑人体的活动性， 操作的灵活性与方便等。