黃金比例在辦公座椅形態(tài)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

■尚 凱 高建民 邢海濤 ShangKai & GaoJianmin & XingHaitao

(1.2.3.北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 10083）

辦公座椅采用批量化設(shè)計(jì)及生產(chǎn)，其設(shè)計(jì)中主要考慮人機(jī)工程學(xué)及舒適度引起的工作效率等問題，國內(nèi)外學(xué)者已在此方面取得很多成果，同時(shí)也有學(xué)者對(duì)于辦公座椅的外觀形態(tài)及其潛在表達(dá)的視覺信息進(jìn)行研究，然而辦公座椅的研究過于注重生理體驗(yàn)、座椅功能等相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)馬斯洛需求層次理論，產(chǎn)品的使用功能得到滿足的情況下，人們會(huì)追求更高層次的情感需求，因此產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計(jì)所給予使用者的情感體驗(yàn)顯得尤為重要。形態(tài)設(shè)計(jì)的美感即形式美所傳達(dá)給使用者的是滿足使用功能下的情感體驗(yàn)，同時(shí)它也是產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，而產(chǎn)品形態(tài)的比例是可以量化的內(nèi)容，是使用者的主觀思維無法影響的。很多學(xué)者對(duì)于黃金比例的研究，僅僅是對(duì)其不同藝術(shù)領(lǐng)域具體形態(tài)中黃金比例的分析，但沒能夠?qū)⑵浞治鼋Y(jié)果應(yīng)用到具體產(chǎn)品的形態(tài)開發(fā)設(shè)計(jì)程序中，缺乏對(duì)實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性指導(dǎo)。

1 黃金比例

恰當(dāng)?shù)谋壤谛问矫乐芯哂歇?dú)特的魅力和作用。柏拉圖認(rèn)為“美就是恰當(dāng)”，笛卡爾也認(rèn)為“美是一種恰到好處的協(xié)調(diào)與適中[1-3]”?！包S金比例”即是這種恰當(dāng)之美的典型體現(xiàn)。黃金分割就是將某一條線段進(jìn)行分割，使線段的總長與較長線段的比值，等于較長線段與較短線段之間的比值，后來被稱為黃金分割，而黃金分割的比值，即1:1.618，則被稱為--黃金比例。

通過在長期的勞動(dòng)過程中觀察，人們發(fā)現(xiàn)有些數(shù)比關(guān)系具有良好的視覺效果，并經(jīng)過進(jìn)一步的探索與應(yīng)用，逐漸形成了一些良好比例的數(shù)學(xué)法則。就幾何形體而言，某些具有固定外形的幾何形，如果應(yīng)用得當(dāng)，可以產(chǎn)生良好的比例。比例則是一種量度的比率關(guān)系，它包含某一個(gè)事物的整體與局部之間、局部與局部之間的關(guān)系[4]。家具的比例，主要指的是某功能尺寸與另一功能尺寸之間的數(shù)比關(guān)系[5]。家具的比例內(nèi)容包括了兩方面：一方面是家具外形的寬、深、高之間的尺寸關(guān)系或某一局部的長、寬、高之間的尺寸關(guān)系；另一方面是家具整體與部件，或者各部件之間的尺寸關(guān)系[6]。因此，辦公座椅的比例包括兩方面的內(nèi)容:一是指整體和局部構(gòu)件外形的長、寬、高之間的比例關(guān)系，如座高與椅高之間、靠背高度與椅高之間以及座寬與椅高之間的比例；二是指辦公座椅與其相配套的辦公家具之間形成的比例關(guān)系，它涉及到桌面高度與座高之間的整體比例，椅高與桌高的層次比例關(guān)系，還有座椅在整體使用環(huán)境中的視覺比例，這些尺寸關(guān)系體現(xiàn)著座椅設(shè)計(jì)中的功能性以外的形態(tài)比例的視覺效果，或整體協(xié)調(diào)或錯(cuò)落有致，是視覺形態(tài)比例秩序的表現(xiàn)。比例的規(guī)律性和秩序的完美性是產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的重要因素，對(duì)于幾何形體的分割，比例和秩序是對(duì)形體在視覺上的進(jìn)行了有目的有方法的切割，由此形成有韻律、有節(jié)奏的設(shè)計(jì)構(gòu)圖，成為產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的有效手段[7]。

1.1 黃金分割矩形

黃金分割矩形是由黃金分割延伸而來，通過數(shù)學(xué)方法描述線段與線段之間的關(guān)系從而形成黃金矩形，每一個(gè)黃金矩形都包含著一個(gè)正方形和一個(gè)等比矩形即另一個(gè)黃金矩形，分割后的等比矩形的長邊與短邊的比值等于分割前矩形的比值，此分割可以依次類推，形成無限次的分割，每次分割都將黃金矩形不斷縮小，且形成規(guī)律，因此也包含了無限個(gè)正方形和黃金矩形。（圖1）可以將分割線進(jìn)行數(shù)位的描述，一次分割、二次分割等。

1.2 黃金螺線

黃金螺線又叫斐波納契螺旋線，黃金矩形可以用來構(gòu)造黃金螺線。本身互為黃金比例的一次黃金分割線和二次黃金分割線平分了所在的黃金矩形，兩條黃金分割線的交點(diǎn)則是黃金螺旋的中心點(diǎn)，也是最小正方形里面90°扇形的一個(gè)端點(diǎn)，對(duì)每個(gè)黃金矩形的正方形依次畫90°的扇形，形成連接正方形的弧線則是黃金螺線（圖2），它是無限多個(gè)弧線與半徑成黃金比例關(guān)系的四分之一圓構(gòu)成的。

2 辦公座椅中的黃金比例

圖1 黃金矩形

圖2 黃金螺線

圖3 老板椅

圖4 主管椅

圖5 職員椅(1）

圖6 職員椅(2）

圖7 職員椅(3）

圖8 會(huì)議椅(1）

圖9 會(huì)議椅(2）

在座椅的構(gòu)成形式中，合適的比例是其形式美最基本、最重要的原則之一。比例是人們在長期的生活實(shí)踐中所創(chuàng)造的一種審美度量關(guān)系[8]，是一種以數(shù)比來表現(xiàn)現(xiàn)代生活和技術(shù)美學(xué)的基本理論。所有的造型藝術(shù)都存在比例的問題，座椅也是如此，因此，要根據(jù)座椅的基本使用功能、形態(tài)設(shè)計(jì)因素的具體需要，以符合人體工學(xué)的尺寸作為構(gòu)建基礎(chǔ)，有效處理不同形態(tài)結(jié)合間的比例尺度，再利用形式美法則作為形態(tài)秩序的指導(dǎo)，才能創(chuàng)造出既滿足生理需求，又能給予使用者良好的情感體驗(yàn)的產(chǎn)品。

辦公座椅指的是在具體的辦公使用環(huán)境中能夠與桌面工作相配合的座椅家具的統(tǒng)稱，通常具有可以在使用環(huán)境中進(jìn)行多角度、多尺度的調(diào)節(jié)坐姿的功能，是辦公家具重要組成部分之一，也是辦公家具設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容[9]。辦公座椅從廣義上是指所有用于辦公空間的座椅產(chǎn)品；狹義上是指人在以坐姿狀態(tài)從事桌面工作而使用的靠背椅。主要包括老板椅、主管椅、職員椅和會(huì)議椅等。

2.1 老板椅的黃金比例分析

（圖3）中的此款老板辦公座椅總高度為120～126cm，其中靠背頂部到座面距離為70cm，單層坐墊厚度為7cm，其側(cè)面和正面都構(gòu)成黃金矩形。座椅的靠背到座面形成正方形，座面到底部支撐結(jié)構(gòu)形成新的黃金矩形。從正視圖來看，在未調(diào)節(jié)高度的情況下，座椅的黃金分割線位于單層坐墊處，在調(diào)節(jié)坐高相對(duì)應(yīng)范圍的情況下，位于坐墊的黃金分割線隨之下移，處于坐面底部和座面的范圍，同時(shí)位于靠背的黃金分割線下移，使扶手的位置處在上部黃金分割線上；且頭枕的形態(tài)設(shè)計(jì)是一個(gè)黃金矩形。從側(cè)視圖來看，靠背底部、座面前部、座椅支撐結(jié)構(gòu)形成黃金螺線，且下部黃金螺線的中心點(diǎn)位于靠背和座面的連接處；靠背的后仰軌跡正處在下部黃金螺線的延長線上。

2.2 主管椅的黃金比例分析

（圖4）是有頭靠可旋轉(zhuǎn)的主管椅，其中圖4和圖3座椅高度相同，且圖4主管椅的扶手在黃金矩形中位置與圖3老板椅的位置相同；下部黃金分割線都位于座椅座面上；下部黃金螺線中心位于靠背和座面的連接結(jié)構(gòu)處，從圖3的側(cè)視圖可以看到，靠背頂部、座面前部、座椅腿部支撐結(jié)構(gòu)形成上部的黃金螺線，且黃金螺線中心點(diǎn)位于靠背的上部。

2.3 職員椅的黃金比例分析

職員椅分別對(duì)應(yīng)的無頭靠可旋轉(zhuǎn)座椅、無頭靠不可旋轉(zhuǎn)座椅和無頭靠方便移動(dòng)座椅，此三款職員椅都具有扶手，（圖5～圖7）職員椅正、側(cè)兩面都構(gòu)成黃金矩形，其中三款座椅的扶手位于上部黃金分割線的上面，其圖5座椅座面降到最低時(shí)則扶手正處于上部黃金分割線上，而圖6座椅上部黃金分割線位于扶手與椅腿連接的結(jié)構(gòu)處，圖7座椅的上部黃金分割線位置與圖6座椅相同；三款座椅的上部黃金螺線的中心點(diǎn)都位于扶手與靠背的連接處，其中圖5座椅在調(diào)整高度上移過程中，黃金螺旋中心點(diǎn)正位于靠背與扶手交接處。

2.4 會(huì)議椅的黃金比例分析

（圖8、圖9）會(huì)議椅分別是有扶手座椅和無扶手座椅，兩款座椅的正面接近于黃金矩形，圖9座椅的側(cè)面屬于黃金矩形；圖8座椅的上部黃金分割線位于靠背與背部支撐結(jié)構(gòu)連接處，下部黃金分割線位于座面下方，圖9座椅的上部黃金分割線正處于扶手位置，下部黃金分割線位于座面底部及座面支撐結(jié)構(gòu)上；圖8座椅的黃金螺線位于靠背的下半部，圖9座椅的則位于靠背的上半部。

由此可見，辦公座椅的整體形態(tài)設(shè)計(jì)都接近黃金矩形，且靠背頂部、座面前部、座椅腿部支撐結(jié)構(gòu)形成上部的黃金螺線。①老板椅和主管椅其座面和靠背連接結(jié)構(gòu)位于下部黃金螺線的中心點(diǎn)。②職員椅多以無頭靠形態(tài)出現(xiàn)，不可調(diào)節(jié)高度、不可旋轉(zhuǎn)和無移動(dòng)滾輪座椅的下部黃金分割線在座面底部和支撐結(jié)構(gòu)交接處，上部黃金分割線位于扶手與椅腿連接的結(jié)構(gòu)處，其上部黃金螺線的中心點(diǎn)位于靠背與扶手的交接處；可調(diào)節(jié)高度且旋轉(zhuǎn)的座椅，在座高調(diào)節(jié)到最低時(shí)，其黃金分割線分別與扶手和座面底面重合；③會(huì)議椅主要是無頭靠形態(tài)的，分為有扶手和無扶手兩種，由于設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)的原因，其座寬和座深的尺寸需求使得其正視圖和側(cè)視圖呈現(xiàn)的黃金矩形略有不同，對(duì)于有扶手的會(huì)議椅其黃金分割線同樣位于扶手和座面底部的交接處[10-11]。

因此，在座椅功能形態(tài)中，其形成的幾何狀的分割面，它們之間的組合關(guān)系是具有某種內(nèi)在聯(lián)系的，黃金螺線構(gòu)成的弧線將座椅整體形態(tài)賦予韻律，上下不同的黃金分割線形成相互平行，并且各個(gè)功能形態(tài)局部之間的比例，或相同或相似，也可說它們具有同樣的或近似的比例關(guān)系，從而使座椅形態(tài)處于視覺美感的狀態(tài)中[12]。體的使用環(huán)境進(jìn)行全面的分析，通過感性認(rèn)識(shí)和直觀表現(xiàn)，直接反映作為客觀存在的某些形式美學(xué)法則與規(guī)律，從而不斷地創(chuàng)造出美的比例關(guān)系。

辦公座椅外觀形態(tài)的確立會(huì)受諸多因素的影響,須符合其內(nèi)在功能的結(jié)構(gòu)特性和符合人機(jī)工程學(xué)的使用特性。在具體形態(tài)設(shè)計(jì)操作時(shí)，首先要依照國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)辦公座椅的使用場所和定位人群確定座椅的整體尺寸；然后根據(jù)座椅的使用功能要求和人機(jī)工程學(xué)提供的參數(shù)和要求，確定座椅的基本骨架；最后，綜合功能要素和審美要素，遵循比例設(shè)計(jì)原則。選用合適的黃金比例，對(duì)辦公座椅的立面形態(tài)分割單元進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而設(shè)計(jì)出既滿足功能需求，又滿足審美需求的座椅。在辦公座椅設(shè)計(jì)中，采用黃金比例表達(dá)方式符合自然視覺的訴求。產(chǎn)品的使用價(jià)值和審美價(jià)值是相互聯(lián)系、相互影響的，黃金比例在辦公座椅形態(tài)設(shè)計(jì)中的使用提高了其審美價(jià)值，同時(shí)也是對(duì)使用價(jià)值的完善。

3 結(jié)語

在家具設(shè)計(jì)中可以用數(shù)理邏輯思維來指導(dǎo)家具形態(tài)設(shè)計(jì)，運(yùn)用產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)幾何方法，較為精確的計(jì)算出產(chǎn)品各功能單元的比例尺度，讓使用者獲得一定的視覺舒適性。比例屬于設(shè)計(jì)尺度，尺度在西方的美學(xué)中被視為衡量美的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。恰當(dāng)?shù)陌盐毡壤卣骺梢运茉炀哂行问矫栏泻褪袌龈偁幜Φ漠a(chǎn)品，使得辦公座椅的外觀形態(tài)更符合人的生理和心理需求。比例是座椅形態(tài)設(shè)計(jì)的的基本法則，黃金比值為形態(tài)設(shè)計(jì)中不同功能形體單元的分割提供了更為合理和科學(xué)的依據(jù)，但是在具體設(shè)計(jì)的實(shí)際操作中，還應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能設(shè)置、支撐結(jié)構(gòu)、材料特性以及具