人因工程设计报告

人因工程设计报告

——关于男生宿舍桌椅的设计浅浅探讨

摘要

在对男生宿舍床铺丰富调查的基础上,本着“以人为本”的设计理念,结合人因工程学 理论,对宿舍现有的床铺的高、桌面和床面差以及椅子进行了分析,并给出了便于同学们使用的设计思想。

关键词: 宿舍床铺设计；工作空间

背景

这里所说的床铺是现在各个学校普遍使用的单铺位床，上面是床面，下面是写字桌，并配有椅子，桌面上方还有一个小书架。

目前宿舍的床铺基本上是由各个学校根据自己对床铺的需要向生产单位定制的,生产单位没有统一的规范,不同单位生产的床铺起床位高度，上下梯子空间的使用，桌椅的设计有很大的差异,设计的空间和曲线性没有考虑使用者的生理、心理特点。于是学生在使用这些床铺是经常就会遇到种种问题，高个子经常碰头，小个子够不到东西，甚至有时候普通身高的同学也会应为床铺的设计问题遇到一些意外，在大学里，这种情况更多，在学生配装了电脑之后，巨大的电子显示器几乎占据了桌面上所有可以使用的面积，往往导致无法在桌子上看书写字，并且椅子和桌子的设计标准老化，应经不符合现在学生的身高标准，坐在这样的桌子旁边时间长了，经常会产生疲劳等现象。

“以人为本”的设计理念是在设计产品时,充分考虑人的生理、心理特性,使设计的机器产品不要超过人的生理、心理界限,使用户在舒适、愉悦的环境中工作。本文以人机工程学理论为指导,以人体尺寸作为设计依据,得出便于人操作的合理空间尺寸,对于今后司钻显示操纵系统设计提供尺寸依据。

设计原则

在宿舍实用的桌椅主要是供学生看书用的，属于坐姿精密作业，座椅和桌子的设计要以舒适、稳定性及满足工作要求为前提。下面分别说明关于工作桌椅的设计要求。

一、座椅：

座椅的设计的依据，主要是人体静态测量数据，但也有动态项目进行考虑，例如衣着的增宽，操作时身体的位移量等等。

1、座面宽

座面宽要稍微大于臀宽，以便使用者灵活地改变姿势。最小的椅面宽度是40厘米，再加上冬季衣服的厚度和口袋中装的东西，大约需要5厘米的余量，合计约45厘米。如果要考虑到肥胖和消瘦的使用者都适用，则需要加大到53厘米。由于在学校宿舍里的椅子大多数是不带靠手的，这里不再介绍关于靠手的要求。

2、座面深

座面的深度应能保证臀部得到全面的支持为宜；其深度可去臀部至大腿全场的3/4，大约36到45厘米。座椅太深，不利于靠背，而且小腿背侧被座椅前缘压迫而无法弯曲。座椅太浅则会导致大腿支持不够，身体重量全都压在坐骨节上，时间长了会产生不适感觉。

3、倾斜度

座面要有一定的倾斜度，一般做成仰角3°~8°，以免身体会产生下滑倾向。

4、座面形状

老式椅面曾经雕出臀部，在两腿之间略有隆起，目的是使用者更舒适，但是，由于现在学生的身高和胖瘦相互间差别很大，这种凹凸面形反而显得很没有现实意义。其一，这种形状会妨碍臀部在做面上自由移动；其二，这种座面会使身体重量全部压在臀部，造成局部挤压，不利于血液流通，因此，座面还是以没有凹凸形者为宜，但是可以在座面上加一个软垫，以减小压力分不得不均匀性。

5、座面高度

座面高度是一个重要参数，不能单纯考虑小腿长度，应该根据桌面的高度确定座面高度。决定左面高度的因素是使人的周不与桌面之间有合理的高度差。实验证明，这个高度差比较合适的是27.5厘米（2.5厘米宽放量）。当上半身处于良好位置以后再考虑下肢，比较舒适的坐姿是大腿近乎处于水平位置以及脚底刚好被地面所支撑。一般椅面到脚掌的距离为腓骨的高度，大约43~45厘米。如果脚掌接触不到地面，应该加上适当高度的踏板。座位过高，双腿悬空，挤压腿部肌肉造成下肢麻木；座面过低会导致膝部弯曲，妨碍大腿活动，又容易疲劳。并且还要考虑到保护使用者眼睛的因素，要让学生在使用时，眼睛与对象之间的距离不少于30厘米。

6、靠背设计

宿舍里的椅子属于全靠背型的，它可以支撑整个背部，全高50.8厘米，这种椅子上部支持在第5、6节胸椎处，下部支持在4、5节腰椎处，有明显的两个支持面；靠背的倾斜度与椅子座面成115°夹角；宽度与椅子宽度相称。休息时，肩靠其主要作用；工作时，腰起主要作用。

二、桌子

桌子在人因工程学上叫做工作台，这里讲的是桌式工作台，也就是我们最常见的桌子。宿舍里的桌子主要用于书写，其高度一般在66到73厘米，容膝空间大约为60到65厘米，宽度稍微大于椅子宽度。

三、床面

床面的设计一般要求是平整，在学生宿舍的床铺设计上，其高度要求一般不严格，通常是成年人在床上平坐姿势时与房顶距离大约30厘米为宜。

原始数据及改进方案

现在的学生宿舍的床铺设计时的参考数据一般都是以上一次普查身高为标准，大多数是上个世纪七八十年代的数据标准，或者根本没有标准。以西安交通大学东7宿舍为例，其基本数据是这样的（单位：厘米）。房间方面，房宽：330；房高：294；房长：478。床铺方面，床高：169；床长：200；床间距：43；床桌高差：86.5。桌子方面，桌高：77.5；键盘架高：62；主机架宽：26；宽：2.5；书架桌面高差：39.3/40.5；桌子长：120；桌宽：60。相邻两桌子之间的距离：43。关于椅子，高度：座面高42，靠背总高78；长：36.2；宽：（前缘）40/（后缘）34.5；靠背长：38；倾角：与竖直面夹角18.7°。如图所示：

图一、两张桌面之间的距离为43厘米

图二、床铺与房间长度不匹配，房间空间利用不充分

图三、显示器占据桌面的最佳使用空间

而我们系的男生身高抽样调查的结果是这样的：最大身高是187厘米，最小是164厘米，分组加权的平均身高是173.767厘米。坐高是大腿下面高44厘米，上面高57厘米；书写坐姿俩腿宽58厘米；书写姿势膝盖和臀部后面的距离是58厘米。

在这种情况下，经常发生一些不方便的事情：1、个子高点的头部被撞的事情；2、如果那位同学的电脑显示器是电子显示器，则会把整个桌面都占去，而无法在上面正常书写；3、由于房间的长度比两张床铺的总长还长41厘米，床头必然会留下一个小的空间，无法便利地利用，往往成为堆放杂物的地方，影响宿舍整体形象。

鉴于对这种情况的充分调查和论证，结合桌椅设计的基本原则提出以下改善方案：一、座椅：

座椅的设计的依据，主要是人体静态测量数据，但也有动态项目进行考虑，例如衣着的增宽，操作时身体的位移量等等。这里主要是根据学生的坐姿数据提出改进意见。

1、座面宽

由于在学校宿舍里的椅子大多数是不带靠手的，这里不再介绍关于靠手的要求。而座面宽要稍微大于臀宽，以便使用者灵活地改变姿势。最小的椅面宽度是40厘米，再考虑到冬季衣服的厚度和口袋中装的东西以及学生的体型等因素建议设计尺寸为40+5+6=51厘米。刚好和学生的坐姿两腿宽度相当。

2、座面深

座面的深度应能保证臀部得到全面的支持为宜；其深度可去臀部至大腿全场的3/4，在国外大约为36到45厘米。座椅太深，不利于靠背，而且小腿背侧被座椅前缘压迫而无法弯曲。座椅太浅则会导致大腿支持不够，身体重量全都压在坐骨节上，时间长了会产生不适感觉。在我们的宿舍设计中，由于我们学生的腿臀长大约是58厘米，所以建议座深为43.5厘米

3、倾斜度

座面要有一定的倾斜度，一般做成仰角3°~8°，以免身体会产生下滑倾向。

4、座面形状

老式椅面曾经雕出臀部，在两腿之间略有隆起，目的是使用者更舒适，但是，由于现在学生的身高和胖瘦相互间差别很大，这种凹凸面形反而显得很没有现实意义。其一，这种形状会妨碍臀部在做面上自由移动；其二，这种座面会使身体重量全部压在臀部，造成局部挤压，不利于血液流通，因此，座面还是采用平面比较好。

5、座面高度

座面高度是一个重要参数，不能单纯考虑小腿长度，应该根据桌面的高度确定座面高度。决定左面高度的因素是使人的周不与桌面之间有合理的高度差。实验证明，这个高度差比较合适的是27.5厘米（2.5厘米宽放量）。当上半身处于良好位置以后再考虑下肢，比较舒适的坐姿是大腿近乎处于水平位置以及脚底刚好被地面所支撑。一般椅面到脚掌的距离为腓骨的高度，大约43~45厘米。如果脚掌接触不到地面，应该加上适当高度的踏板。座位过高，双腿悬空，挤压腿部肌肉造成下肢麻木；座面过低会导致膝部弯曲，妨碍大腿活动，又容易疲劳。并且还要考虑到保护使用者眼睛的因素，要让学生在使用时，眼睛与对象之间的距离不少于30厘米。在这里建议仍然采用原来的数据，使得座椅的高度保持42厘米。

6、靠背设计

宿舍里的椅子属于全靠背型的，它可以支撑整个背部，上部支持在第5、6节胸椎处，下部支持在4、5节腰椎处，有明显的两个支持面；靠背的倾斜度与椅子座面成115°夹角；宽度与椅子宽度相称。休息时，肩靠其主要作用；工作时，腰起主要作用。所以，现在的座椅靠背倾角应该加大，使靠背与竖直面夹角为25度左右，一般不超过25°。

改进后的椅子示意图：