人因工程在課桌椅設計中的應用

黃永相 李廣慧 沙金 喬彬 陳澤佳

摘要 基于人因工程學理論，設計科學、舒適的課桌椅，對減輕學生的疲勞強度，提高學習和教學效率是極其重要的。本次研究通過對大學生人體數據的測量和問卷調查，結合當前學校普通教學課室桌椅的配置情況，通過運用統計分析法，提出設計教室桌椅尺寸的優化參數。

關鍵詞 人因工程；桌椅設計；學習效率；人體數據

中圖分類號：TS664.01文獻標識碼：B文章編號：1671-489X(2012)12-0112-03

Application of Human Engineering in Design of Chairs and Desks//Huang Yongxiang, Li Guanghui, Sha Jin, Qiao Bin, Chen Zejia

Abstract Based on the theory of Human Engineering, it is important to have scientific, comfortable chairs and desks to reduce students fatigue and improve their learning efficiency. This research works on the undergraduates height and survey by employing statistical analysis method, considered the condition of current classroom chairs and desks of average schools. We proposed the optimization parameter for designing of classroom chairs and desks.

Key words human engineering; design of chairs and desks; learning efficiency; somatic data

Authors address Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong, China 524005

隨著我國經濟的快速發展，人們的消費能力在提高，對桌椅的選擇也日益個性化。然而很多是注重其外觀，忽視舒適度和人的生理要求，而使用設計不人性化的課桌椅，會加快人的疲勞，嚴重影響學生的眼睛、腰椎和身體的正常發育。

1 課桌椅功能尺寸標準

國家標準GB/T 3976-2002《學校課桌椅功能尺寸》規定了大、中、小學生用木制和鋼木課桌椅的大小型號、功能尺寸、分配使用及其衛生要求等。一般高等院校中只設一種高度的課桌椅，男女通用，有固定式和非固定式兩種。固定式課桌椅適用于階梯教室、坡面或平面教室，固定于教室地面，適合多人使用；非固定式課桌椅適用于平面教室，課桌有單人用或雙人用，課椅只有單人用一種。高校固定式課桌椅結構簡圖如圖1所示，主要尺寸見表1。

高校非固定式課桌椅的結構簡圖如圖1所示，主要尺寸見表2。

2 坐姿人體標準尺寸

依據國標GB10000-88 《中國成年人人體尺寸》，我國成年人坐姿人體尺寸如圖2所示，尺寸數據見表3。

3 數據分析

3.1 人體測量數據分析

人體測量學是人因工程學的重要組成部分，為了使各種與人體尺寸有關的設計能符合人的生理特點，人在使用時處于舒服的狀態和適宜的環境中，課桌椅設計要充分考慮人體尺寸。本次抽查本校大學生1 000人，測量身高分6段，測量數據統計結果見表4和表5，其男、女生身高比例分布如圖3和圖4所示。

由此可以看出，男生平均身高170.97 cm，主要集中在160～179 cm階段；女生平均身高158.84 cm，主要集中在150～169 cm階段。通過百分位數的計算，可以求出桌椅設計適用于90%學生的身高范圍。

根據調查的數據統計得出樣本的平均身高X=165.89 cm，標準差為SD=8.02 cm，取第5百分位數為下限，第95百分位數為上限，變換系數為K=1.645。第5百分位數為：X5=X-SDK=165.89-8.02×1.645=152.70 cm。第95百分位數為：X95=X+SDK=165.89+8.02×1.645=179.08 cm。由計算得出，按身高152.70～179.08 cm設計桌椅尺寸將適用于90%的在校大學生。

3.2 課桌椅測量數據分析

在觀察學生上課時的坐姿時發現以下問題：當學生坐正記筆記時，雙手的手肘得不到自然垂下，短時間書寫很容易造成身體疲勞；坐正時前胸離桌保持3～5 cm的空隙時，人的臀部與椅面接觸的地方只有椅面的前端小部分；課椅背靠沒有弧度，長時間保持坐姿會比較累，所以學生經常要變換坐姿；桌面寬度過窄，經常放不下多本書和水杯等。

本次以固定式課桌椅為研究對象，分別對課桌和課椅作出詳細的測量，測量數據見表6和表7。

4 課桌的優化設計方案

實測課桌桌面高813.5 mm，為使手肘肘高跟課桌保持同一高度，查表2，取男性第90百分位數的小腿加足高和坐姿肘高的和為課桌高度，約值為740.0；實測課桌桌面凈空高為612.7 mm，為了保持從座椅的座面以上至少要有120 mm的凈空間，取坐高加上120 mm為桌面凈空高，即540.0 mm；課桌桌面寬度與課椅相對應并增加余量，取值為520.0，深度不小于310.0，取值為350.0；課桌與課椅間過道寬度為231.2 mm，使得課桌與課椅配置距離偏大，定性分析取值為210.0 mm。

課桌改善前后數據對比見表8。

5 課椅的優化設計方案

實測課椅坐高為428.7 mm，由表2、表6知可取值為360～480 mm。為了滿足男女的要求，查表2，取男性第50百分位數的小腿加足高值為最終的課椅坐高413 mm；實測課椅坐寬為480.0 mm，對于左右連接排列成行的座位，應參照坐姿“兩肘肩寬”的第95百分位數進行設計，座椅寬度不宜小于500 mm，取坐寬為500 mm；課椅坐深參考表6，取值390 mm；對于課椅腰靠，需要采用中靠背支撐胸椎下半部，所以腰靠高取值為410.0 mm；課椅腰靠長盡量設計成同坐寬同一寬度，取值為510.0 mm；腰靠厚設計為40.0 mm，可以承受一定的負荷；椅面傾角取5°，考慮到學生聽課時靠在椅背上，采用閱讀用椅角度設計，取104°。

課椅改善前后數據對比見表9。

6 結論

1）根據實測學校課桌尺寸，依據國家標準，課桌的最優尺寸為：桌面高740，桌面深350，桌面下凈空高540.0，桌面寬520，課桌與課椅間過道寬210.0。

2）根據實測學校課椅尺寸，依據國家標準，課椅的最優尺寸為：坐高413，坐寬500，坐深390，腰靠長430，腰靠厚40，腰靠高410，椅面傾角5°，靠背傾角104°。

3）學校課桌椅功能尺寸不能適合不同年齡、不同身高學生要求，且固定式課桌椅種類少、尺寸少。

4）學校沒有根據學生生長發育情況，配備可調高的課桌椅。

5）在課桌椅設計中缺少人因工程理念，課桌椅不能收納學生必備學習用品等。

參考文獻

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