學(xué)生公寓家具設(shè)計(jì)中的人體工程學(xué)應(yīng)用

梁思琦 艾政文 吳儀 石嶸 張靜 呂甜甜

摘 要：隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，人的意識(shí)也在不斷改變，在生產(chǎn)生活中，人體工程學(xué)設(shè)計(jì)成了一個(gè)主流名詞，符合人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)是大勢(shì)所趨。在學(xué)生學(xué)習(xí)、生活的學(xué)生公寓中，應(yīng)用人體工程學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)誠(chéng)不可缺，充分從學(xué)生的心理，生理角度出發(fā)，將人體工程學(xué)要素和其他設(shè)計(jì)語(yǔ)言融合起來，以人為本，讓使用者得以更舒適的學(xué)習(xí)、生活。

關(guān)鍵詞：人體工程學(xué)；學(xué)生公寓；家具設(shè)計(jì)

1 人體工程學(xué)與家具設(shè)計(jì)

1.1 人機(jī)環(huán)境的和諧統(tǒng)一

對(duì)于“設(shè)計(jì)”而言，人體工程學(xué)可以為環(huán)境和家具等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供有關(guān)“人”的各項(xiàng)參數(shù)，為環(huán)境和家具等產(chǎn)品設(shè)計(jì)中“物”的功能合理性提供依據(jù)，為環(huán)境和家具等產(chǎn)品設(shè)計(jì)中考慮的“環(huán)境因素”提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，更能為以“人”為核心的“人—物—環(huán)境”的系統(tǒng)提供科學(xué)的理論方法和設(shè)計(jì)程序。[6]

人與家具的關(guān)系是在家具設(shè)計(jì)中的人體工程學(xué)第一步需要考慮的，隨后考慮的是人體主體結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的生理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。已知，人體是由骨骼系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)等相互交叉、相互配合而組成的一個(gè)不可分割的整體。在這些復(fù)雜的組織系統(tǒng)中個(gè)別系統(tǒng)在體驗(yàn)家具時(shí)是否感覺舒適，對(duì)家具設(shè)計(jì)是否符合人體工程學(xué)原理具有高度敏感的反饋機(jī)理。骨骼在人體系統(tǒng)中起到支撐的作用是人體工程學(xué)家具設(shè)計(jì)中確定尺寸和生物受力學(xué)最主要的依據(jù)。神經(jīng)系統(tǒng)是敏感而嬌嫩的，在家具設(shè)計(jì)中應(yīng)避免因?yàn)榻佑|角度或者不合理的受力設(shè)計(jì)導(dǎo)致的壓迫和不適。人體在正常生活中可以歸類為以下幾個(gè)動(dòng)作，坐、立、臥、蹲、走等，從而體現(xiàn)不一致的人體形態(tài)，不同的形態(tài)對(duì)空間條件也產(chǎn)生了不同的需求。學(xué)生公寓家具中的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)該充分考慮到人體不同形態(tài)下的對(duì)于家具空間的要求以及使用舒適性，以及客觀合理的觀察后科學(xué)計(jì)算出不同形態(tài)下所需求的最佳空間條件，綜合各種情況，加強(qiáng)人體和家具之間的和諧性和舒適性。要想使人體工程學(xué)和家具設(shè)計(jì)較好的融合在一起，在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分參考使用人群的生理、心理需求，并且開展科學(xué)的各項(xiàng)試驗(yàn)，在實(shí)踐的基礎(chǔ)上完善設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，為了達(dá)到節(jié)省材料的目的需要通過計(jì)算生物力學(xué)的承受力來確定家具的受力結(jié)構(gòu)，達(dá)到輕便簡(jiǎn)約，易使用的特點(diǎn)，讓使用者在使用時(shí)感到更加舒適。[24]

1.2 人體工程學(xué)與家具尺寸設(shè)置

人體工程學(xué)可通過觀察使用者、整合測(cè)算適用人群的各個(gè)形體部位的平均尺寸、肢體行動(dòng)范圍和相關(guān)受力情況等，為環(huán)境和家具等產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供依據(jù)，在家具設(shè)計(jì)中人體尺寸數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)的重要參考和有力指導(dǎo)。通過嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真并且符合科學(xué)原理的計(jì)算，我們便可以得到家具中最合理的尺寸，實(shí)現(xiàn)在既能節(jié)省大量材料的情況下又能讓使用人群得到極大的滿意度和舒適度。與此同時(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)而精確的尺寸也便于使家具大規(guī)模的商業(yè)生產(chǎn)。[1]

1.2.1 部分人體工程學(xué)常用公式

①人體體積計(jì)算

L=1.015W —4.937（W為人體體重單位：kg）

②人體各部分體積

手掌體積 V1=0.00566L

前臂體積 V2=0.01702L

上臂體積 V3=0.03495L

大腿體積 V4=0.0924L

小腿體積 V5=0. 4083L

軀干體積 V6=0.6132L

③人體各部分重量

手掌重量 W1=0.006W

前臂重量 W2=0.018W

上臂重量 W3=0.0357W

大腿重量 W4=0.0946W

小腿重量 W5=0.042W

軀干重量 W6=0.05804W（W為人體體重單位：kg）

④人體各部分旋轉(zhuǎn)半徑

手掌旋轉(zhuǎn)半徑 R1=0.587L

前臂旋轉(zhuǎn)半徑 R2=0.526L

上臂旋轉(zhuǎn)半徑 R3=0.542L

大腿旋轉(zhuǎn)半徑 R4=0.540L

小腿旋轉(zhuǎn)半徑 R5=0.528L

軀干旋轉(zhuǎn)半徑 R6=0.830L[5]

1.2.2 部分設(shè)計(jì)原理

桌子的設(shè)計(jì)高度應(yīng)當(dāng)以人體的立位基準(zhǔn)點(diǎn)為準(zhǔn)；座椅以坐姿基準(zhǔn)點(diǎn)為準(zhǔn)；床以臥位基準(zhǔn)點(diǎn)為準(zhǔn)。如設(shè)計(jì)座椅高度時(shí)，以人的坐骨結(jié)節(jié)點(diǎn)既坐姿基準(zhǔn)點(diǎn)為準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量和設(shè)計(jì)，高度以390～420 mm為宜，假若高度在380 mm之下，便會(huì)因?yàn)橄ドw的拱起而引起不舒適的感覺，并且?guī)砥鹆r(shí)困難的問題；如果高度高于人體下肢長(zhǎng)度500 mm時(shí)，導(dǎo)致體壓產(chǎn)生分力到大腿，使大腿內(nèi)側(cè)受壓、下腿腫脹等。與此同時(shí)，座面的寬度、深度、傾斜度、靠背彎曲度都要應(yīng)該充分考慮人體形體的尺度及各生理結(jié)構(gòu)部位的活動(dòng)規(guī)律。在柜類家具的深度設(shè)計(jì)、寫字臺(tái)的高度及容腿空間、床墊的彈性設(shè)計(jì)等方面也都要以人為主體，從人的生理需要出發(fā)。[24]

2 學(xué)生公寓家具創(chuàng)新的必要性

當(dāng)代大學(xué)生的生活水平已大大提高，他們對(duì)產(chǎn)品的需要已經(jīng)不僅僅是滿足自身的生理需要，學(xué)生公寓的家具具有優(yōu)良的功能性已是最低的要求。對(duì)大學(xué)生來說，宿舍不僅是課余休息的地方，同時(shí)還是他們學(xué)習(xí)、娛樂與交流的場(chǎng)所。學(xué)生公寓家具除了其基本的使用功能外，還承擔(dān)著空間劃分的角色，它的設(shè)計(jì)會(huì)極大地影響對(duì)學(xué)生宿舍體驗(yàn)。[6]

反觀當(dāng)下，學(xué)生公寓家具款式千篇一律、缺乏生氣，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)代大學(xué)生的需求；傳統(tǒng)的學(xué)生公寓家具多是批量生產(chǎn)安裝，尺寸統(tǒng)一，可能并不完全適用于每個(gè)學(xué)生。目前國(guó)內(nèi)的學(xué)生公寓家具款式主要有“上下鋪式”、“上床下桌式”和“上床下柜式”。老式的“上下鋪式”，上下兩層同為床鋪，僅在角落設(shè)置衣柜，在宿舍中間放置書桌，這種形式缺乏個(gè)體區(qū)分，個(gè)體活動(dòng)易互相影響，私密性低，且功能分散，不僅使用不便，還易造成宿舍擁堵雜亂；“上床下桌式”這種上層為床鋪，下層為書桌和衣柜的形式，將多種功能整合在一起，便于使用，但由于床下空間有限，存在儲(chǔ)物空間不足的問題；而以松江大學(xué)城學(xué)生公寓為例的“上床下柜式”，上層為床鋪，下層為衣柜和置物架，書桌設(shè)置在一側(cè)，這種形式多設(shè)置于層高較低的公寓，功能較集中，儲(chǔ)物空間也比較大，衣柜進(jìn)深較大，取物不便，且垂直設(shè)置的鋼梯上下不便且易滑落摔傷。且學(xué)生的身材尺寸相差較大，統(tǒng)一而不可調(diào)節(jié)的尺寸設(shè)置并不適用大部分同學(xué)。概括成三點(diǎn)即：①儲(chǔ)物空間不足或取物不便；②垂直設(shè)置的鋼梯上下不便且易滑落發(fā)生危險(xiǎn)；③家具尺寸設(shè)置統(tǒng)一而不可調(diào)節(jié)，使用不便。

3 設(shè)計(jì)方案

沿用“上床下桌”的形式，但針對(duì)“上床下桌”形式小進(jìn)深衣柜儲(chǔ)物空間不足及“上床下柜”大進(jìn)深衣柜取物不便的問題，設(shè)計(jì)了“旋轉(zhuǎn)式衣柜”，不僅充分利用空間增加了儲(chǔ)物空間，更以旋轉(zhuǎn)代替夠取，方便取物，搭配大尺寸的抽屜，基本可以滿足大學(xué)生的儲(chǔ)物需求；針對(duì)現(xiàn)學(xué)生公寓垂直設(shè)置的鋼梯上下不便且易滑落發(fā)生危險(xiǎn)的問題，我們?cè)诖参苍O(shè)置了“箱柜式階梯”，不僅方便上下，而且增加了一些儲(chǔ)物空間；針對(duì)學(xué)生們的身材尺寸相差較大，統(tǒng)一而不可調(diào)節(jié)的尺寸設(shè)置不適用所有同學(xué)，運(yùn)用人體工程學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)了可調(diào)節(jié)尺寸的桌椅，以便學(xué)生根據(jù)自己的身材調(diào)整桌椅高度，另外衣柜內(nèi)部的掛桿和置物架等也是設(shè)置成可調(diào)節(jié)的，學(xué)生可根據(jù)自身習(xí)慣等自行調(diào)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉坤.家具尺度與人體的關(guān)系[J].林業(yè)科技，2000（6）：4245.

[2]周大坤.人體工程學(xué)電腦桌椅的設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2010（19）：3536.

[3]張秋梅.中國(guó)民間傳統(tǒng)家具創(chuàng)新模式的研究[J].包裝工程，2010，31（18）：2527.

[4]楊志敏.人機(jī)工效學(xué)在椅類設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].木材加工機(jī)械，2002（4）：1518.

[5]人體工程學(xué)常用公式[DB/OL].

[6]張帆.人體工程設(shè)計(jì)理念與應(yīng)用[J].中國(guó)水利水電出版社，2008.