1.2 人体尺度在家具设计中的应用

各类家具都有相关的人体尺度，如坐姿的尺度、站姿的尺度等。家具尺度过大或过小，会造成使用困难。因此，参考人体工程学中对人体相关尺度的介绍，对于家具设计很有必要。

1.2.1 坐具的设计尺度

坐是人们平时最重要的生活行为之一，所以在日常生活中有许多可以提供坐的功能的家具，如椅子、凳子、沙发等。又由于人坐的姿态有很大的随意性，因此坐类家具的使用尺度需要细分，不可胡乱用之。

1 坐具的基本尺度及要求

在现代信息社会中，以坐姿进行工作的人越来越多了，而电脑的普及也使得人们以坐姿工作的时间越来越长。所以座椅设计的合理性，直接会影响到使用者的身体健康及工作效率。

座椅除了作为支撑人体的功能实体，也是一种主要的礼仪工具、权力的象征，因此在设计上也更多地注重椅子的造型和装饰。

到了20世纪初，伴随着西方工业化的进步和发展，运用人体工程学理论，充分考虑人体坐姿生理特征，将座椅保证人体舒适性和健康等放在美观造型之前，使得座椅设计可以更好地服务于人们的工作和生活。

人体坐姿的生理特征

人体直立站姿时脊柱基本保持S形，脊柱侧立有4个生理弯曲，即颈曲、胸曲、腰曲和骶曲。其中腰曲是坐姿舒适性的关键因素。当人由站立变为坐时，身体的腰椎曲线，由S形变为拱形，这样就会使得脊柱的腰椎间盘受到很大的压力，导致腰痛等疾病。

研究表明人体坐姿不当使得椎间盘压力过高是损伤椎间盘的直接原因。

当人在办公桌前工作时，身体越是前倾，椎间盘的内压力和背部肌肉的负荷越大。图 1‑1所示为通过实验测试的二道的座椅的不同靠背倾角时椎间盘的内压力以及第八胸椎附近肌电活动电位大小，由图可以得知，当座面与靠背的夹角在110°以上时，椎间盘的压力显著地减少了。

减少椎间盘的压力的方法还可以通过设计的矮靠腰来实现。靠腰的位置应处于第三至第五腰椎部位，腰垫厚度5cm左右为宜。

2 座椅的设计原则与分类

理想的座椅设计对于减轻疲劳，缓解腿部肌肉负担，防止不正确的躯体姿势造成的腰部疾病，提高工作效率，降低人的能耗，减轻血液循环系统的负担等都有很大的作用。

座椅设计应考虑的原则如下所述。

1.身体主要种类由臀部坐骨结节区来承担。

2.应该设计靠背，腰部支撑和扶手，使得腰背部肌肉放松。

3.减少大腿对椅子的压力，保持腿部血液循环畅通。

4.按座椅的不同用途确定座椅的形式和尺度。

5.以人体测量数据为依据进行设计。

6.前沿周边光滑，应能自由的变换身体位置。

7.椅垫要有一定的厚度、弹性和透气性，确保身体重量的均匀分布。

座椅按照功能及用途的不同，可以分为3大类，如下所述。

休息座椅

休息座椅的主要目的是减轻疲劳，消除身体的紧张和压力感，使得人体得到最大的舒适感。

工作座椅

工作坐椅以用于各类工作场所为主，主要考虑座椅的稳定性、舒适性和操作的灵活性和方便性等，腰部需要提供适当的支持。

多用座椅

多用座椅考虑其多用途功能性，可以为坐卧兼用，也可以折叠、自由组合。

3 座椅的基本尺度

设计合理的座椅可以最大限度地减轻全身的疲劳，缓解工作压力，为尽可能地减少人们长时间座姿所产生的不适，人体工程学研究者对座椅的各种尺寸和角度进行了测试，以寻找探求座椅的不同部位与不同角度下的最佳使用效果。

座面高度

坐面高度是指座椅的坐板前沿与地面的垂直距离。适当的坐面高度，应该是与人的小腿长度相等，最好是略小于小腿的长度，大腿保持接近水平状态，双足底平放于地面上。

座面如果太高，体压分散至大腿部位，大腿内侧受到挤压，会造成血液循环障碍，引起下肢肿胀酸麻现象。而且，假如坐面高度太低，会引起骨盆后倾，重心下降，起身时双膝用力困难，尤其对于老年人来说，更不宜过低。

对于不同用途的坐具、座椅高度也有不同的要求。如沙发、躺椅等休息类座椅，为了使得椎间盘内压力降低，背部肌肉得到充分放松，背部后倾角可加大，使得身体重心下降，因此坐面的高度也降低，实践中常用躺椅高度尺寸，一般为200mm左右，沙发尺寸高度一般在350～430mm。

工作椅要求人按直立的姿势就座，同时在使用工作椅时必须还要考虑工作台面的高度与之相适应，即工作台面与椅高之间要留出240～300mm的空间。

当工作台面的要求较高时，应该配置搁脚板。所以，工作椅的高度设计要考虑如何适应人体的作业状况以及随意变换姿势的可能。由于计算机和网络的普及，办公坐椅的可调节性已经成为设计师和人体工程学研究者关注的热点。

例如，库卡•波罗设计的多功能可调节座椅，就可以在8个方向进行不同调节，以及为适应办公室打字书写姿势的膝靠式座椅等。

坐深

坐深指座椅面前沿至后沿的距离，座椅设计中过深或过浅的坐面的尺度都会引起人的不适感。坐面过深，假如超过大腿的水平长度，人体无法触及靠背，腰部因为缺少支撑点而悬空，同时小腿腘窝受压也会使小腿产生麻醉感。座深过浅，无法使得大腿均匀分担身体重量，而增加了小腿部肌肉的负荷，也很容易产生疲劳。

根据我国成年人体尺寸图中坐姿大腿水平长度尺寸，再保证坐面前沿离开膝腘一定距离（约为60mm），理想坐深尺度应该在380～420mm。对于休息用的椅类，靠背呈放大倾斜角，人体姿势后倾，坐深可以深一些，但对于一般工作椅，在使用时人体姿态通常以直立为主，坐深宜适当浅一些。

坐宽

坐宽指坐椅的坐面宽度。座宽往往呈前宽后窄的形状，坐面的前部为坐前宽，后部为坐后宽。坐面的宽度应该使臀部得到全部支持并由适当的活动余地，一般坐椅的宽度为430～450mm，对于有扶手的靠椅，要以扶手内宽作为坐宽尺寸，一般不少于460mm。

坐面倾斜度

通过在不同状态下人体坐姿变化的分析，人在工作时身体基本保持直立，所以工作用椅的坐面倾斜度较小。一般为0°至3°。但是人在休息的时候，坐姿是后倾的，因此一般坐面倾斜角度较大。例如，沙发的倾角是6°～13°，但躺椅的倾角是14°～ 23°。

坐椅靠背设计

坐椅靠背设计主要指坐椅靠背宽度和高度以及椅靠的背斜角两个方面，坐椅靠背主要由肩靠和腰靠两个部分组成。在大多数工作场合，尤其是办公椅，腰靠是主要的，腰靠支持点一般设置在坐面往上人的第二节、第三节腰椎处，大约在250mm处。

工作用椅适合较低靠背，高度一般在肩胛骨以下，既能有效支持腰部，又利于上肢的灵活操作。靠背宽度一般在327～375mm范围内，可减少肘部对靠背的碰撞。

休息用椅适合于高靠背，例如，沙发靠背坐面以上250mm和400mm处都有支撑点，因此靠背通常的高度为360～630mm。椅靠的背斜角，即靠背与坐面间的夹角，座椅靠背的倾角可以增加坐椅的舒适度，防止坐者向前滑动。

根据座椅的用途，工作用椅一般不宜后倾过大，靠背倾角90°至100°，休息椅100°～200°。从人体测量的观点来看，适宜的背斜角是115°。

扶手设计

扶手的功能是使人坐在椅子上时，手臂可以自然放在扶手上，减轻两臂的疲劳，同时也可以成为坐起时的支撑，扶手的高度设计应适宜人体的实际使用需求。

过高的扶手会使得双臂无法自然下垂，使得坐者形成抬肘耸肩的不良坐姿，肩、背以及上臂肌肉也处于紧张状态，扶手过低时，两肘无法落在扶手上获得支撑。

以上两种情况都会造成身体的疲劳，所以，适宜的扶手高度应为200～250mm。角度随着坐面倾斜角变化，扶手前端略宽于后端，一般是两侧分别张开10°左右。

坐垫设计

坐垫是增加座椅舒适度的一个重要因素，软硬适中的座椅可以增加臀部与坐面的接触面积，使得压力分散，减轻臀部的压力值，同时弹性好，透气的坐垫材料也可以增加身体的舒适度和坐姿的稳定性。

1.2.2 卧具的设计尺度

卧具影响人的休息，在设计卧具时，应考虑到人休息时的状态及需求，以使家具符合使用要求，达到人们优质地休息的效果。

1 床影响睡眠质量

床是提供人体充分休息的家具，人一生中的时间有三分之一是在床上度过的，所以床的舒适性与人的睡眠质量和健康的精神状态有着直接的关系。虽然外界物质条件如温度、通风、照明、空间形态等都是影响睡眠质量的重要因素，但是要保证高质量的睡眠，寝具的功能设计是人体充分休息和睡眠的直接保证。

2 人体构造与床面的材料

人体脊柱大约呈S形，从侧面看有4个生理弯曲。在站立时，人体各部分重量的重力方向是相互重合，一致垂直向下的。但是躺下后，人体各部分重量不同，其下沉程度也就不相同。

假如床面材料过软时，重的身体部位（如臀部）就会下陷较深，但是轻的部位下陷较浅，这样腹部就会相对上浮，使得身体呈W形，进而使得脊柱的椎间盘内压增大，影响睡眠质量。

假如床垫过硬，使得身体背部接触面积减少，局部压力过大，背部肌肉负荷增强，也会使得身体得不到放松和休息。所以，床的材料的软硬适度的合理性设计是保证睡眠质量的重要因素。

良好的床垫设计应该由3层结构组成，上层是与人体直接接触部分，应当采用柔软材料，中层则应该采用较硬材料，增强对人体的承托力，下层由具有良好的弹性的钢丝弹簧组成，具有极好的缓冲作用。下层即缓冲层质量的好坏是判定床垫质量的关键。

床的基本尺度

1 床宽

人在睡眠过程中需要不断翻身，但是床的宽窄直接影响人的翻身次数。人在睡窄床时，因为担心翻身时掉下床，所以翻身的次数明显减少，这时人会处于紧张状态，使得身体得不到充分休息。

因此应该以人仰卧姿势作为床宽的设计依据。按照成年男子平均肩宽415mm来计算，一般单人床宽应为800～1200mm，双人床宽一般为1500～1800mm。

2 床长和床高

床的长度应该以较高的人体作为标准而进行设计，同时还需要考虑头、脚两端留出的余量。通常情况下床的长度采用以下公式来计算。

床长=人体高度×1.05+头余量+脚余量

床高一般在400～450mm。

1.2.3 凭倚类家具的设计尺度

凭倚类家具的基本功能是适应人在坐、立状态下，进行各种操作活动时，取得相应舒适而方便的辅助条件，并且兼做放置或者储存物品之用。可以大致分为两类，一类是以人坐下时坐骨支撑点（通常称椅坐高）作为尺度的基准，如写字桌、阅览桌、餐桌等，统称为坐式用桌。另一类是以人站立的脚后跟（即地面）作为尺度标准，如讲台、营业台、售货柜台等，统称为站立用工作台。

1 坐式用桌的基本尺度与要求

桌面高度

桌子的高度与人体动作时肌体形状及疲劳有密切关系。经过试验测试，过高的桌子容易造成脊椎侧弯和眼睛近视等弊病，从而使得工作效率减退。此外，桌子过高还会使得人体脊椎弯曲扩大，容易使得人驼背、腹部受压，妨碍呼吸运动和血液循环等，背肌的紧张也容易引起疲劳。

所以舒适和正确的桌高应该与椅坐高保持一定的尺度配合关系，而这种高差始终是按照人体坐高的比例设计的。因此，设计桌高的合理方式应该是先有椅坐高，然后再加上桌面和椅面的高差尺寸，就可以确定桌高，计算公式如下。

桌高=坐高+桌椅高差（约1/3坐高）

因为桌椅不可能定人定型来生产，所以在实际设计桌面高度时，需要根据不同的使用特点来进行增减。例如，在设计中餐桌时，需要考虑端碗吃饭的进餐方式，餐桌可以略高一点。在设计西餐桌时，就需要讲究实用刀叉进餐的方式，餐桌就可以低一点。假如是设计合适于盘腿而坐的炕桌，一般多采用320～350mm的高度。假如设计与沙发等休息椅配套的茶几，就可取略低于椅扶手高的尺度。假如因为工作内容、性质或者设备的限制必须时的桌面增高，则可以通过加高椅坐或者升降椅面高度，并设足垫来弥补这个缺陷，使得足垫与桌面之间的距离与椅座与桌面之间的高差，可以保持在正常的高度，桌高范围在680～760mm。

桌面尺寸

桌面尺寸应该以人坐时手可达到的水平工作范围为基本依据，并考虑桌面可能置放物的性质及其尺寸大小。假如是多功能的或者工作习惯需要配备其他物品时，还应该在桌面上加设附加装置。

双人平行或者双人对坐形式的桌子，桌面的尺度应该考虑双人的动作幅度互不影响（通常可以使用屏风来隔开）、对坐时还需要考虑适当加宽桌面，以符合对话中卫生要求等。

阅览桌、课桌等用途的桌面，最好应该有大约15°的斜坡，能使人获取舒适的视阈。因为当视线向下倾斜60°时，则视线与倾斜桌面接近90°，文字在视网膜上的清晰度就高，既方便书写，又可使背部保持较为直的姿势，减少了弯腰低头的动作，从而减轻了背部的肌肉紧张和酸痛现象。但是在倾斜桌面上，一般不宜陈放东西，所以较少采用。

餐桌、会议桌等之类的家具，应该以人体占用桌边缘的宽度去考虑桌面的尺寸，舒适的宽度是按600～700mm来计算的，通常也可缩减到550～580mm的范围。各类多人用桌的桌面尺寸就是按该标准核计的。

桌下净空

为了保证下肢在桌下放置与活动，桌面下的净空高度应高于双脚交叉时的膝高，并使得膝部有一定的上下活动余地。所以抽屉底板不能太低，桌面至抽屉底的距离应不超过桌椅高差的1/2，即120～160mm。

所以，桌子抽屉的下缘离开椅坐至少应有178mm的净空，净空的宽度和深度应该保证两腿的自由活动和伸展。

桌面色泽

在人的静视野范围内，桌面色泽处理得好坏，会使得人的心理、生理感受产生很大的反应，也会对工作效率起着一定的作用。

一般情况下认为桌面不宜使用鲜明色，因为色调鲜艳，不容易使人集中视力。同时，鲜明色调往往随着照明程度的亮暗而有增褪。当光照高时，色明度将增加0.5～1倍，这样极易使得视觉过早疲劳。

并且，过于光亮的桌面，由于多种反射角度的影响，极易产生眩光，刺激眼睛，影响视力。另外，桌面经常与手接触，假如采用导热性强的材料做桌面，会容易使人感到不适，如玻璃、金属等。

2 站立用桌的基本尺度与要求

站立用桌的类型有，售货柜台、营业柜台、讲台、服务台、陈列台、厨房低柜洗台以及其他各种工作台等。

台面高度

站立用工作台的高度，是根据人站立时自然曲臂的肘高来确定的。按照我国人体的平均身高，工作台高以910～965mm为宜，对于要承受很大力量的工作台而言，则台面可以稍微降低20～50mm。

台下净空

站立用工作台的下部，不需要留有腿部活动的空间，通常是作为收藏物品的柜体来处理。但是在底部需要有置足的凹进空间，一般内凹高度为80mm，深度为50～100mm，以适应人紧靠工作台时着力动作之需，不然，很难借以双臂之力来进行操作。

台面尺寸

站立用工作台的台面尺寸主要由所需的表面尺寸和表面放置物品状况及室内空间和布置形式来确定，没有统一的规定，视不同的使用功能做专门的设计。对于营业柜台的设计，通常是兼采写字台和工作台两者的基本要求来进行综合设计的。

1.2.4 储藏类家具设计尺度

储藏类家具是收藏、整理日常生活中的器物、衣物、消费品、书籍等的家具。根据存放物品方式的不同，可以分为柜类和架类两种。

柜类主要有大衣柜、小衣柜、壁橱、被褥柜、床头柜、书柜、玻璃柜、酒柜、菜柜、橱柜、各种组合柜、物品柜、陈列柜、货柜、工具柜等。

架类主要有书架、餐具食品架、陈列架、装饰架、衣帽架、屏风和屏架等。

储藏类家具的基本要求与尺度

人们日常生活用品的存放和整理，应该依据人体操作活动的可能范围，并结合物品使用的繁简程度去考虑它存放的位置。为了正确地确定柜、架、搁板的高度及合理分配空间，首先必须了解人体所能及的动作范围。

这样，家具与人体就产生了间接的尺度关系。这个尺度关系是以人站立时，手臂的上下动作为幅度的，按照方便的程度来说，可以分为最佳幅度和一般可达极限。

通常情况下认为在以肩为轴，上肢为半径的范围内存放物品最方便，使用次数也最多，又是人的视线最容易看到的视阈。所以，常用物品就存放在这个取用方便的区域。而不常用的东西则可以放在手所能达到的位置，同时还必须按照物品的使用性质。存放习惯和收藏形式进行有序放置，力求有条不紊地分类存放。

高度

储藏类家具的高度，根据人存取方便的尺度来划分，可以划分为3个区域。第一个区域为从地面至人站立时手臂下垂指尖的垂直距离，即650mm以下的区域，该区域存储不方便，人必须蹲下操作，一般存放较重不常用的物品，如箱子、鞋子等杂物。

从垂直指尖至手臂向上伸展的距离，即上肢半径活动的垂直范围，高度在650～1850mm，该区域是存取物品最方便、使用频率最多的区域，也是人的视线最易看到的视阈，一般存放常用的物品，如应季的衣物和日常生活用品等。

假如需要扩大存储空间，节约占地面积，则可设置第三区域，即柜体1850mm以上区域，即超高空间，一般可叠放柜、架，存放较轻的过季性物品，例如，棉被、棉服等。

在第一、第二存储区域内，根据人体动作范围及存储物品的种类，可以设置隔板、抽屉、挂衣杆等。在设置搁板时，搁板的深度和间距除考虑物品存放方式及物体的尺寸外，还需要考虑人的视线。搁板间距越大，人的视阈越好，但是空间浪费较多，所以设计时需要考虑。

对于固定的壁橱高度，通常是与室内净高一致，悬挂柜、架的高度还必须考虑柜、架下有一定的活动空间。

宽度和深度

橱、柜、架等储存类家具的宽度与深度，是依据存放物的种类、数量和存放方式以及室内空间的布局等因素来确定。这在很大程度上还取决于人造板材的合理裁割与产品设计系列化、模数化的长度。

一般柜体宽度常用800mm为基本单元，深度上衣柜为550～600mm，书柜为400～450mm。这些尺寸是综合考虑存储物的尺寸与制作时板材的出材率等的结果。

在储藏类家具设计时，除需要考虑上述因素外，从建筑的整体来看，还应该考虑柜类体量在室内的影响以及与室内要取得良好的视感。从单体家具上看，过大的柜体与人的情感较为疏远，在视觉上犹如一道墙，体验不到其给我们使用上带来的亲切感。

储藏类家具与存储物的关系

储藏类家具除了要考虑与人体尺度的关系之外，还必须研究存放物品的类别、尺寸、数量与存放方式，这对确定存储类家具的尺寸和形式起着重要的作用。为了能合理存放各种物品，必须找出各类存放物容积的最佳尺寸值。

所以在设计各种不同的存放用途的家具时，首先应该仔细地了解和掌握各类物品的常用基本规格尺寸，以方便根据这些素材分析物与物之间的关系，合理确定适用的尺度范围，以提高收藏物品的空间利用率。

总的来说，既要根据物品的不同特点，考虑各方面的因素，区别对待，又需要照顾家具制作时的可能条件，制订出尺寸方面的通用系列。