第三章 桌椅设计

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第三节 座椅的功能尺寸
办公椅座深同于或稍大于工作椅座深。休息椅座深可 以再大一些，因为就坐者小腿前伸，腘窝不易受压， 增大座面面积能降低座面体压。但座深过大会使腰椎 在座面和靠背交接处造成生理不适，也让老年人起站 起困难 。
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图 座深过深，起立困难
第三节 座椅的功能尺寸
b．座宽 单人椅座宽宜略大于“4.6坐姿臀宽”(男女公用者，取女性 的该项人体尺寸为设计的依据)。 中国人“坐姿臀宽” P95女=382mm。 国标给出座宽范围370～420mm，推荐值400mm。 排椅的单人座宽应大于“4.7坐姿两肘间宽”，并考虑穿衣 引起的尺寸修正量。 中国人“坐姿两肘间宽” P95男=489mm，考虑穿衣修正量， 排椅的单人座宽宜不小于500mm。
图 翘二郎腿与正常坐姿下的椅面压
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第二节 坐姿生理解剖基础
五、工作座椅的一般人类工效学要求
①结构形式适合操作要求，使操作者身体舒适、稳定，能准 确进行操作。 ②座高和腰靠高方便于调节，并能进行可靠的紧固。 调节范围从女子5百分位数到男子95百分位数。 座高360～480mm， 工作座椅座高 无级或20mm一挡 的有级调节， 腰靠高165～210mm，无级调节。 ③外露部分没有易伤人的尖角、锐边、突头。 ④结构材料无毒、阻燃、耐用，座垫、腰靠、扶手的覆盖层 材料柔软、防滑、透气、吸汗、不导电。
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图 造成腘窝受压的两种原因 a)座面过高 b)座面过深
第二节 坐姿生理解剖基础
三、坐姿下的股骨、肩部、小腿与 背肌
1、股骨与座面形状 坐骨结节在坐姿时承受上身的大部分 重量。
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第二节 坐姿生理解剖基础
a图中座面成近似水平，可使两坐骨结节外侧的股骨处于 正常的位置而不受过分的压迫，因而人体感到舒适。 b图中，座面呈斗形，股骨向上转动，这种状态除了使股 骨处于受压迫位置而承受载荷外，还造成髋骨肌肉承受 反常压迫。
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第一节 桌椅设计概述
1968年IEA召开了以座椅为主题的第一次国际学术研讨会， 掀起了座椅研究的新高潮。 日本1974年把原高度740mm的办公桌改为高700mm(男用 或男女台用)，与高670mm(女用)的两种新标准规格。 近年我国市场上的新型办公桌已经降到较为合适的高度。 我国已发布了一批有关家具的技术标准 。
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第三节 座椅的功能尺寸
五、GB/T 14774-1993《工作座椅 一般人类工效学要求》的推荐值
图 一般工作座椅结构形式
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表 工作座椅主要参数
第三节 座椅的功能尺寸
六、其他工作椅凳
（1）作业用凳
(a)立姿岗位用凳 （b）坐姿岗位用凳 （c）支撑旋转凳 (d)单边支凳
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第三节 座椅的功能尺寸
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第二节 坐姿生理解剖基础
2、坐姿脊柱形态的变化及 其生理效应 从脊柱侧面可看到有四 个生理弯曲，即颈曲、 胸曲、腰曲及骶曲。其 中与坐姿舒适性直接相 关的是腰曲。
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图 不同姿势下的腰曲弧线
第二节 坐姿生理解剖基础
正常的腰弧曲线是微微前突。 为使坐姿下的腰弧曲线变形最 小，座椅应在腰椎部提供所谓 两点支撑： 肩靠：第5、6胸椎之间； 腰靠：第4、5腰椎之间。 若无腰靠或腰靠不明显将会使 正常腰椎成腰椎后突，若腰靠 过分突出将会使腰椎呈前突形 状。
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第三节 座椅的功能尺寸
工作椅的合理座面倾角可简要归结为3条： ①一般办公椅可取α= 0°～5°，推荐α= 3°～4°。 ②前倾工作用座椅的α宜略取负值，前倾程度大者，应加 大负值。为避免在上面坐不住、往下滑，可加一个软 的“膝靠”，对膝部提供支承，如 “平衡椅”和“云 椅”。
图 a)平衡椅
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第二节 坐姿生理解剖基础
椅面软硬与椅面体压 软硬适中 座高与椅面体压
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图 三种座高下椅面体压等压线图(102Pa)
第二节 坐姿生理解剖基础
座面倾角及坐姿对 椅面体压的影响
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图 前倾工作时座面 倾角与椅面体压的关系
第二节 坐姿生理解剖基础
2、腘窝的压力 腘窝是对压力敏感的部位，应避免受压。 小腿在地面获得支承，可降低大腿的体压、背肌紧张， 而且是轻松实现上身平衡稳定的条件。
座高=(“小腿加足高”+穿鞋修正量)×sin α
α——踩油门、刹车时小腿与地平线间的夹角
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第三节 座椅的功能尺寸
二、座面倾角
a．工作座椅 前缘翘起的椅子座面倾角α为正值，反之α为负。 常见工作椅的α多为正值，但用于读、写、打字、精细操 作等身躯前倾工作的工作椅，α若取正值，将使腘窝附近 体压加大，使前倾工作者的腹部受到挤压，实际上并不合 适。α负值，使椅面上的体压相对集中在坐骨骨尖位置， 椅面体压分布合理。
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第三节 座椅的功能尺寸
关于工作椅座高的几点讨论： ①身材高矮的影响甚大，通用工作椅高度应该可调节， ②个人专用工作椅宜按个人情况确定座高， ③综合生理解剖的分析来看，工作椅座高宁低勿高。
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第三节 座椅的功能尺寸
b．其他椅子 大部分非工作椅为了坐姿的舒适，座高宜于比工作椅 低一些，从会议室用椅、影剧院座椅、候车室座椅、 公园休闲椅、沙发、安乐椅、到躺椅，座高可以依次 降低。 特殊用途座椅应根据使用特性确定座高。如车辆驾驶 室座椅的座高，以下面的计算式为基础进行设计：
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第三节 座椅的功能尺寸
提问：座椅设计中主要考虑哪些人体尺寸数据？
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坐姿人体测量尺寸 是座椅静态尺寸设 计的主要依据。
图 对座椅设计有用的人体尺寸
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第三节 座椅的功能尺寸
座椅功能尺寸和形态应随就坐的目的要求而异，可分 为： ①工作座椅，简称工作椅，（本节重点） ②休息用椅，简称休息椅， ③办公室用椅、会议室用椅。
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第二节 坐姿生理解剖基础
一、坐姿脊柱形态及其生理效应
1、脊柱、椎间盘与骨盆结构 在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊 柱、骨盆、腿和脚。 脊柱位于人体背部中线处，由33块短圆柱 状椎骨组成，包括颈椎、胸椎、腰椎、骶 骨和尾骨，相互间由肌腱和软骨连接 。 正常坐姿下，脊柱的腰椎部分前凸，而至 骶骨时则后凹。
第三章 工作台椅与工具设计
第三章 桌椅设计
桌椅设计概述 坐姿生理解剖基础 座椅的功能尺寸 坐垫与靠垫 办公桌的功能尺寸
第一节 桌椅设计概述
一、坐姿工作与座椅
从生理学、解剖学等方面分析，坐姿有以下特点： ①坐姿解除上身重量对两腿、足踝、膝、髋等关节的压力， 减轻了全身及腿部肌肉的负荷，可降低体能量消耗。 ②腿部血管内静压降低，血液易于向心脏回流循环，能缓 解疲劳。 ③有利于身体和情绪的安定，对脑力劳动、对非脑力型的 精细操作、Leabharlann Baidu觉作业更适宜。 ④使腿脚能参与操作，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，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。
表 几种非工作椅的座面倾角参考值
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第三节 座椅的功能尺寸
三、靠背的形式及倾角
1、不同座椅的靠背功能（重点） 靠背形式 功能 位置
工作椅
腰靠
维持脊柱良好形态， 第三、四腰椎 避免腰椎严重后突 支承躯干的体重、放 松背肌 第八胸椎骨
休息椅
靠背
办公椅
靠背、腰靠
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第三节 座椅的功能尺寸
图 不同座椅部分功能尺寸的变化与对比
2. 其它支撑物 脚踏板和搁肩垫组合，脚踏板和支撑凳组合，回跳凳。
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图 作业用支承物 （a）脚踏板和搁臂垫组合 （b）脚踏板和支承凳组合 ( c ) 回跳凳 ( d ) 带转动支架的转椅
第三节 座椅的功能尺寸
思考：汽车座椅设计要考虑哪些因素？
舒适的座椅尺寸结构设计： （1）形状：椅面高度、宽度、 深度、椅面倾角；靠背的高度、 宽度和倾角。 （2）结构：结实平坦的椅面。 （3）材料：减振、调温调湿、 阻燃（安全性）。 良好的空间位置设计：确保良 好的视野、对汽车转向盘、脚 踏板等操作部件的操作距离合 适。
3、小腿的支撑与背肌 正直端坐情况下，上身重心在两坐骨骨尖的连线偏前 25mm左右的位置上。 小腿支撑 背肌 在需要前倾工作时，缓解背肌紧张的方法是让小腿获 得支承；在其他情况下，让上身后仰倚靠在靠背上即 可放松背肌。
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第二节 坐姿生理解剖基础
四、平衡调节理论
适时活动身体，使各部分体压状况得到调节，骨骼肌 肉状态有所转换变更，才符合人的生理要求，这就是 “人体平衡调节理论”。
b)云椅
图 附设软垫膝靠的椅子
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第三节 座椅的功能尺寸
③新式办公椅可顺应工作姿势在一定范围内自动地调节α 和靠背倾角，使不同状态下部能较为舒适 。
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图
座面倾角和靠背倾角可自动调节的工作椅
第三节 座椅的功能尺寸
b．休息椅 休息椅多为椅面前缘翘起、α为正值的，躯干稳定舒适。 越是以休息放松为主的座椅，α越应取较大数值。
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图 椅面形状和扶手高度的解剖学分析
第二节 坐姿生理解剖基础
2、肩部与扶手高度 扶手高度若明显高于GB/T 10000—1988坐姿人体尺寸 中的“坐姿肘高”，则会产生“端肩”姿势，从而使 肩部肌肉紧张，时间稍长，便会感到酸痛。
扶手的适宜高度是略低于“坐姿肘高”。
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第二节 坐姿生理解剖基础
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2、四种座椅靠 背形式
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图 办公用座椅原型
第三节 座椅的功能尺寸
表 四种座椅靠背形式及其适用条件(小原二郎等)
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第三节 座椅的功能尺寸
四、其他功能尺寸
a．座深 工作椅座深的设计要点： ①座面面积不能太小，臀部边缘及大腿在椅面获得“弹性支 承”，能使上身稳定，减少背肌负担。 ②在腘窝不受压的条件下，腰背部能获得腰靠的支托。 符合上述要求的工作椅座深为：略小于坐姿人体尺寸“3.9 坐深”。 中国成年人“坐深” P50女=401mm，P95男=494mm。 工作椅座深一般应“宁浅勿深”， GB／T 14774——1993给出的座深数值范围为360～390mm， 推荐值380mm。
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图 座宽过小与过大
第三节 座椅的功能尺寸
c．扶手 扶手功能主要有： ①用手臂支撑起座、调节体位，尤其对躺椅、安乐椅， ②支承手臂重量，减轻肩部负担， ③对座位相邻者形成身体和心理上的隔离。
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图 扶手过高与过低
第三节 座椅的功能尺寸
扶手高度宜略小于“3.5坐姿肘高”。 中国人“坐姿肘高” P50男=263mm， P50女=251mm。 平均值257mm，公用座椅的扶手高度宜略小于这个数值。 GB／T 14774——1993推荐值为(230±20)mm。
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第一节 桌椅设计概述
二、桌椅的历史与现状
20世纪20年代，德国包豪斯学校的教师布劳耶突破木制 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。 瑞典整形外科医生阿克布罗姆的《站与坐的姿势》一书 1948年问世，奠定了用人体解剖学理论指导座椅功能设计 的基础。他还于1954年发表了座椅靠背曲线设计，见图。
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第三节 座椅的功能尺寸
一、座面（前缘的）高度
a. 工作椅 工作椅座高的设计要点是： ①大腿基本水平，小腿垂直地获得地面支撑， ②腘窝不受压， ③臀部边缘及腘窝后部的大腿在椅面获得“弹性支承”。
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第三节 座椅的功能尺寸
符合上述要求的工作椅座高为： 比坐姿人体尺寸的“3.8小腿加足高”低10～15mm。 加穿鞋修正量(男25mm，女20mm)，穿裤修正量(-6mm)， 工作椅座高为I型产品，即为可调产品，同时，由于是 通用产品，需P95男、P5女两个尺寸。 按比“小腿加足高”低10mm计算工作椅合适座高： 由表可查得，P95男=448mm， P5女=342mm，从而得到 95百分位数身高的男子： [448+(25-6)-10]mm=457mm， 5百分位数身高的女子: [342+(20-6)-10]mm=346mm。 把两个数据四舍五入为完整的数值，得到： 中国男女通用工作椅座高的调节范围：350～460mm。
图 腰椎后突 腰椎前突
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第二节 坐姿生理解剖基础
二、坐姿下的体压
1、椅面上臀部与大腿的体压 骨盆下两个坐骨粗大坚壮，局部皮肤厚实，由此处承受坐 姿的大部分体压比均匀分布更加合理。但若压力过于集中， 会阻碍微血管血液循环，局部神经末梢受压过重。 影响椅面上体压的主要因素：椅面软硬、椅面高度、椅面 倾角及坐姿等。