人体工程学研究与测试实验室
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现今,在生活中,除了蓝天、大地及绿植等自然景观外,目光所至都是人工制造的物件,类似我们的住房、使用的桌椅、室内的沙发和床具,窗外川流不息的车辆和宽敞的马路等。在现实世界里,我们一直在体验一个由我们自己所设计的物质世界。科技的飞速进步,使得人体工程学地位逐渐上升。而对于我们,人体工程学这门新兴的学科值得去思考、去研究,它与我们的活动有着密不可分的联系。
说起人体工程学,我们会把它和现代化与工业化相结合,它的出现也是循序渐进的,即使是在遥远的上古时代,从远古的文物中,我们依然能感受到人体工程学的存在。
从人类文明开始,人们就改善生活质量。在实践劳动中,这门学科的潜在意识产生了。当我们比较新、旧石器时代制造出来的器具,我们就会发现,它们从最早的粗糙变得表面更加柔和光滑,人们能更好地利用他们,再比如古人日用的陶器和其他器皿,颈部有耳状突起,方便人们的提拿,美观与功能并存。
从物质方面来看,每一个为人类服务的产品,它的存在都必须符合人体的标准。就像我们的写字桌,桌高是一个重要因素,伏案书写时,需保持清醒头脑。如果桌高低于某个值,就会导致脊柱过弯,如果长时间保持这样,后果严重,脊柱会疲劳,血液不通畅,手脚会感受酸麻,严重时大脑供血不足,大大降低工作效率,危害健康。所以产品设计一定要按照人体标准来考虑,不然便失去意义。
从精神方面来看,人们对产品的心理感觉也是一项非常重要的内容,就像不同的色彩在不同的情景下会给人带来不一样的感受,愉悦放松或是紧张严肃。因此,我们可以这样看,物质上的设计远不够,精神上获得愉悦满足才是关键。
人体类家具的代表是椅类家具。座椅最基本的功能是给人提供坐的支撑。然而在满足这种基本功能的前提下,有设计感的座椅更应该在功能、尺寸和材质感受等方面来满足人的心理和生理需求,从而提高人们工作或休息的效率。
工作椅的主要设计点是舒适性和稳定性。要有受力均匀的座面、腰部要有支撑点,主要用于工作和会议等环境下。例如孩子学习时坐的学习椅,要考虑成长期孩子的身体尺寸变化很大,个体差异也很大。而办公椅要根据办公人群和办公形式的不同来侧重不同的设计要点,经常走动的就需要小巧灵活,不必设置扶手,长时间高效工作的要有合理的腰部支撑、扶手甚至头靠,有些还需要契合企业形象。如果是高强度的工作时,便要考虑坐姿作业椅和站姿作业椅,缓解人的疲劳,维持一种稳定的工作状态。用餐时候的餐椅也是需要设计的,不好的设计会影响人的消化系统,间接引起食欲不振、消化不良等问题。
休息椅能满足人们阅读或聊天的需求,又不会让人感觉紧张。比如沙发,一种高度休息椅,可以分为单座、三座及多座沙发,结构形式通常采用木架或者金属框架,加棉垫层或者弹簧,外皮用棉麻、皮革或者纤维布料等。同时沙发的颜色形状表面肌理还能起到完善空间环境的作用。
首先,我们和座椅接触最为密切的便是座面,根据坐姿体压分布的分析可以知道,平直的座面压力大多施加在臀部上,大腿内侧并不会有压迫感,舒适度较高。但是座面一旦是弧形,压力就会分散开来,大腿内侧会有较强的压迫感,使舒适度大大下降。但是我们可以在原有的基础上加上座面软垫,这样能增加大约900mm²~1050mm²的受力面积,受压可以减少两成,减轻感受到的疲劳感。另外,坐垫如果在周围微微翘起的话,还能方便人稳定地坐入其中。同时,我们还要考虑一个合理的座位深度,这样能够很好地支撑腰椎,座面前沿与膝盖窝要有一定的距离,把握一个适中的度,这种椅子的座深大约在360~430mm,休息椅的座深大约在400~500mm。对比工作椅和休息椅,它们之间的座面倾角也是不同的,后者的倾角一般较大,更容易放松,达到休息的目的。而工作椅的倾角差不多是3°,座面适当前倾能使人更高效地工作。
大部分座椅还带有扶手,是为给手臂提供支撑点,减轻肩部、背部及臀部上的压力,助于上肢肌肉的休息,还能增加安全感,作为一个支点减少久坐后起立的难度,一般休息椅的扶手高度是200~250mm。如果是靠背后倾角较大的座椅,还必须设有头靠,支撑头部,颈背部,使肌肉得到放松。
人的一生约有三成的时间在睡觉,所以床具的设计会很大程度上影响人的睡眠质量和精神状态。
床宽的差别来讲,就有单人床与双人床。层数的不同,还有双层床,充分利用空间。也有多功能床,比如医院里的护理床和组合床。
在床的设计中,标准不是人体的外轮廓尺寸。因为人在睡眠过程中,活动空间肯定要大于一个身位,还有尺寸不同的床与睡眠质量相联系,所以700mm的床宽也只能是满足了最低限度。入睡时,每晚约有20余次翻身来调整睡姿,如果床宽不够,就会让人感觉紧张而减少翻身频率与次数,无法得到充分休息。
色彩也能产生美感。通常,儿童床设计多带有梦幻般色彩,而图案可以是极富想象力的,以此作为设计主题,就能够体现出儿童天真与活泼。但女孩的床设计则应多用活泼的颜色来装饰点缀,以满足女孩对鲜艳颜色追求的爱好。相反,老人床色彩设计应采用深色,显得更加稳重、有内涵。
人在睡眠时,睡姿一般为侧卧和仰卧。仰卧时,人的身体与床的接触面积较大,但是对于一些身体曲线显著的人来讲,他们的背部会悬空,腰部也得不到很好的支撑,如果有较软的床垫便可以解决这个问题。但是身体各部分的重量是不均匀的,会造成在床垫上有下陷深与浅的状况,人体可能会有轻微的W形,使脊柱的椎间盘内压力变大,较难入睡。
在侧卧时,两者接触面积较小,肩部、臀部压力比较大,手臂处会因为血液流通不畅而导致手脚麻木,增加不必要的的负担,降低舒适度。同时,由于人的肩宽、腰宽、臀宽都不一致,加上过软或者过硬的床垫,脊柱就会产生不正常的扭曲。
影响卧感的重要因素是卧位的体压分布。仰卧在软硬适度的床垫上时,是臀部受到压力比较大,其他敏感部位较小,体压分布较为合理。而在过软的床垫上睡觉时,不论是感觉迟钝、敏感部位均受到几乎同样的压力,这种现象是不合理的,也是不利于身体健康的。
过软的床垫不好,还有如下原因:由于对人体支撑不稳定,为保持正确的卧姿,肌肉总是处于活动的紧张状态,整个身体下陷,受到来自四面的挤压,感觉很不舒适;在睡眠期间,人体排汗多,由于体表和床垫接触面较大,不易散发,特别是树脂材料制成的床垫,吸潮性能差,室温高的时候会更觉得闷热。
人体工程学是在大量实践及经验中发展起来的,但凡与人有关,就会存在人体工程学的应用问题。比如说想要裁一件衣服,那就得知道人体的基本尺寸、喜欢的衣服样式、符合年龄的色彩及其各人的爱好与需求,更像是从心理学方面入手。再者,想要设计一台跑步机,那还得了解人体运动的功能特点、身体躯干的运动范围及尺寸、异常情况下的适应要求等等。简而言之,人体工程学在实践应用中所涵盖的范围很广,现实中还有很多不足之处值得我们去分析思考,坚持以人为本,努力改进。
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