學生公寓家具設計中的人體工程學應用

梁思琦 艾政文 吳儀 石嶸 張靜 呂甜甜

摘 要：隨著社會的飛速發展，人的意識也在不斷改變，在生產生活中，人體工程學設計成了一個主流名詞，符合人體工程學的設計是大勢所趨。在學生學習、生活的學生公寓中，應用人體工程學進行設計誠不可缺，充分從學生的心理，生理角度出發，將人體工程學要素和其他設計語言融合起來，以人為本，讓使用者得以更舒適的學習、生活。

關鍵詞：人體工程學；學生公寓；家具設計

1 人體工程學與家具設計

1.1 人機環境的和諧統一

對于“設計”而言，人體工程學可以為環境和家具等產品的設計提供有關“人”的各項參數，為環境和家具等產品設計中“物”的功能合理性提供依據，為環境和家具等產品設計中考慮的“環境因素”提供設計準則，更能為以“人”為核心的“人—物—環境”的系統提供科學的理論方法和設計程序。[6]

人與家具的關系是在家具設計中的人體工程學第一步需要考慮的，隨后考慮的是人體主體結構以及相關的生理系統結構等。已知，人體是由骨骼系統、肌肉系統、消化系統、血液循環系統、呼吸系統、泌尿系統、生殖系統、內分泌系統、神經系統、感覺系統等相互交叉、相互配合而組成的一個不可分割的整體。在這些復雜的組織系統中個別系統在體驗家具時是否感覺舒適，對家具設計是否符合人體工程學原理具有高度敏感的反饋機理。骨骼在人體系統中起到支撐的作用是人體工程學家具設計中確定尺寸和生物受力學最主要的依據。神經系統是敏感而嬌嫩的，在家具設計中應避免因為接觸角度或者不合理的受力設計導致的壓迫和不適。人體在正常生活中可以歸類為以下幾個動作，坐、立、臥、蹲、走等，從而體現不一致的人體形態，不同的形態對空間條件也產生了不同的需求。學生公寓家具中的人體工程學設計，應該充分考慮到人體不同形態下的對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計算出不同形態下所需求的最佳空間條件，綜合各種情況，加強人體和家具之間的和諧性和舒適性。要想使人體工程學和家具設計較好的融合在一起，在設計時必須充分參考使用人群的生理、心理需求，并且開展科學的各項試驗，在實踐的基礎上完善設計。與此同時，為了達到節省材料的目的需要通過計算生物力學的承受力來確定家具的受力結構，達到輕便簡約，易使用的特點，讓使用者在使用時感到更加舒適。[24]

1.2 人體工程學與家具尺寸設置

人體工程學可通過觀察使用者、整合測算適用人群的各個形體部位的平均尺寸、肢體行動范圍和相關受力情況等，為環境和家具等產品設計提供依據，在家具設計中人體尺寸數據是設計的重要參考和有力指導。通過嚴謹認真并且符合科學原理的計算，我們便可以得到家具中最合理的尺寸，實現在既能節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，嚴謹而精確的尺寸也便于使家具大規模的商業生產。[1]

1.2.1 部分人體工程學常用公式

①人體體積計算

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人體各部分旋轉半徑

手掌旋轉半徑 R1=0.587L

前臂旋轉半徑 R2=0.526L

上臂旋轉半徑 R3=0.542L

大腿旋轉半徑 R4=0.540L

小腿旋轉半徑 R5=0.528L

軀干旋轉半徑 R6=0.830L[5]

1.2.2 部分設計原理

桌子的設計高度應當以人體的立位基準點為準；座椅以坐姿基準點為準；床以臥位基準點為準。如設計座椅高度時，以人的坐骨結節點既坐姿基準點為準進行測量和設計，高度以390～420 mm為宜，假若高度在380 mm之下，便會因為膝蓋的拱起而引起不舒適的感覺，并且帶來起立時困難的問題；如果高度高于人體下肢長度500 mm時，導致體壓產生分力到大腿，使大腿內側受壓、下腿腫脹等。與此同時，座面的寬度、深度、傾斜度、靠背彎曲度都要應該充分考慮人體形體的尺度及各生理結構部位的活動規律。在柜類家具的深度設計、寫字臺的高度及容腿空間、床墊的彈性設計等方面也都要以人為主體，從人的生理需要出發。[24]

2 學生公寓家具創新的必要性

當代大學生的生活水平已大大提高，他們對產品的需要已經不僅僅是滿足自身的生理需要，學生公寓的家具具有優良的功能性已是最低的要求。對大學生來說，宿舍不僅是課余休息的地方，同時還是他們學習、娛樂與交流的場所。學生公寓家具除了其基本的使用功能外，還承擔著空間劃分的角色，它的設計會極大地影響對學生宿舍體驗。[6]

反觀當下，學生公寓家具款式千篇一律、缺乏生氣，遠不能滿足當代大學生的需求；傳統的學生公寓家具多是批量生產安裝，尺寸統一，可能并不完全適用于每個學生。目前國內的學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，僅在角落設置衣柜，在宿舍中間放置書桌，這種形式缺乏個體區分，個體活動易互相影響，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，存在儲物空間不足的問題；而以松江大學城學生公寓為例的“上床下柜式”，上層為床鋪，下層為衣柜和置物架，書桌設置在一側，這種形式多設置于層高較低的公寓，功能較集中，儲物空間也比較大，衣柜進深較大，取物不便，且垂直設置的鋼梯上下不便且易滑落摔傷。且學生的身材尺寸相差較大，統一而不可調節的尺寸設置并不適用大部分同學。概括成三點即：①儲物空間不足或取物不便；②垂直設置的鋼梯上下不便且易滑落發生危險；③家具尺寸設置統一而不可調節，使用不便。

3 設計方案

沿用“上床下桌”的形式，但針對“上床下桌”形式小進深衣柜儲物空間不足及“上床下柜”大進深衣柜取物不便的問題，設計了“旋轉式衣柜”，不僅充分利用空間增加了儲物空間，更以旋轉代替夠取，方便取物，搭配大尺寸的抽屜，基本可以滿足大學生的儲物需求；針對現學生公寓垂直設置的鋼梯上下不便且易滑落發生危險的問題，我們在床尾設置了“箱柜式階梯”，不僅方便上下，而且增加了一些儲物空間；針對學生們的身材尺寸相差較大，統一而不可調節的尺寸設置不適用所有同學，運用人體工程學的知識，設計了可調節尺寸的桌椅，以便學生根據自己的身材調整桌椅高度，另外衣柜內部的掛桿和置物架等也是設置成可調節的，學生可根據自身習慣等自行調節。

參考文獻：

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

[2]周大坤.人體工程學電腦桌椅的設計[J].科技風，2010（19）：3536.

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

[4]楊志敏.人機工效學在椅類設計中的應用[J].木材加工機械，2002（4）：1518.

[5]人體工程學常用公式[DB/OL].

[6]張帆.人體工程設計理念與應用[J].中國水利水電出版社，2008.