黃金比例在辦公座椅形態設計中的運用

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

(1.2.3.北京林業大學材料科學與技術學院，北京 10083）

辦公座椅采用批量化設計及生產，其設計中主要考慮人機工程學及舒適度引起的工作效率等問題，國內外學者已在此方面取得很多成果，同時也有學者對于辦公座椅的外觀形態及其潛在表達的視覺信息進行研究，然而辦公座椅的研究過于注重生理體驗、座椅功能等相關內容，根據馬斯洛需求層次理論，產品的使用功能得到滿足的情況下，人們會追求更高層次的情感需求，因此產品的形態設計所給予使用者的情感體驗顯得尤為重要。形態設計的美感即形式美所傳達給使用者的是滿足使用功能下的情感體驗，同時它也是產品形態設計的核心內容，而產品形態的比例是可以量化的內容，是使用者的主觀思維無法影響的。很多學者對于黃金比例的研究，僅僅是對其不同藝術領域具體形態中黃金比例的分析，但沒能夠將其分析結果應用到具體產品的形態開發設計程序中，缺乏對實際產品設計的可行性指導。

1 黃金比例

恰當的比例在形式美中具有獨特的魅力和作用。柏拉圖認為“美就是恰當”，笛卡爾也認為“美是一種恰到好處的協調與適中[1-3]”。“黃金比例”即是這種恰當之美的典型體現。黃金分割就是將某一條線段進行分割，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。

通過在長期的勞動過程中觀察，人們發現有些數比關系具有良好的視覺效果，并經過進一步的探索與應用，逐漸形成了一些良好比例的數學法則。就幾何形體而言，某些具有固定外形的幾何形，如果應用得當，可以產生良好的比例。比例則是一種量度的比率關系，它包含某一個事物的整體與局部之間、局部與局部之間的關系[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比關系[5]。家具的比例內容包括了兩方面：一方面是家具外形的寬、深、高之間的尺寸關系或某一局部的長、寬、高之間的尺寸關系；另一方面是家具整體與部件，或者各部件之間的尺寸關系[6]。因此，辦公座椅的比例包括兩方面的內容:一是指整體和局部構件外形的長、寬、高之間的比例關系，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系，還有座椅在整體使用環境中的視覺比例，這些尺寸關系體現著座椅設計中的功能性以外的形態比例的視覺效果，或整體協調或錯落有致，是視覺形態比例秩序的表現。比例的規律性和秩序的完美性是產品形態設計的重要因素，對于幾何形體的分割，比例和秩序是對形體在視覺上的進行了有目的有方法的切割，由此形成有韻律、有節奏的設計構圖，成為產品形態設計的有效手段[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，通過數學方法描述線段與線段之間的關系從而形成黃金矩形，每一個黃金矩形都包含著一個正方形和一個等比矩形即另一個黃金矩形，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，且形成規律，因此也包含了無限個正方形和黃金矩形。（圖1）可以將分割線進行數位的描述，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則是黃金螺旋的中心點，也是最小正方形里面90°扇形的一個端點，對每個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），它是無限多個弧線與半徑成黃金比例關系的四分之一圓構成的。

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 會議椅(1）

圖9 會議椅(2）

在座椅的構成形式中，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踐中所創造的一種審美度量關系[8]，是一種以數比來表現現代生活和技術美學的基本理論。所有的造型藝術都存在比例的問題，座椅也是如此，因此，要根據座椅的基本使用功能、形態設計因素的具體需要，以符合人體工學的尺寸作為構建基礎，有效處理不同形態結合間的比例尺度，再利用形式美法則作為形態秩序的指導，才能創造出既滿足生理需求，又能給予使用者良好的情感體驗的產品。

辦公座椅指的是在具體的辦公使用環境中能夠與桌面工作相配合的座椅家具的統稱，通常具有可以在使用環境中進行多角度、多尺度的調節坐姿的功能，是辦公家具重要組成部分之一，也是辦公家具設計的核心內容[9]。辦公座椅從廣義上是指所有用于辦公空間的座椅產品；狹義上是指人在以坐姿狀態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，其側面和正面都構成黃金矩形。座椅的靠背到座面形成正方形，座面到底部支撐結構形成新的黃金矩形。從正視圖來看，在未調節高度的情況下，座椅的黃金分割線位于單層坐墊處，在調節坐高相對應范圍的情況下，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；且頭枕的形態設計是一個黃金矩形。從側視圖來看，靠背底部、座面前部、座椅支撐結構形成黃金螺線，且下部黃金螺線的中心點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構處，從圖3的側視圖可以看到，靠背頂部、座面前部、座椅腿部支撐結構形成上部的黃金螺線，且黃金螺線中心點位于靠背的上部。

2.3 職員椅的黃金比例分析

職員椅分別對應的無頭靠可旋轉座椅、無頭靠不可旋轉座椅和無頭靠方便移動座椅，此三款職員椅都具有扶手，（圖5～圖7）職員椅正、側兩面都構成黃金矩形，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構處，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都位于扶手與靠背的連接處，其中圖5座椅在調整高度上移過程中，黃金螺旋中心點正位于靠背與扶手交接處。

2.4 會議椅的黃金比例分析

（圖8、圖9）會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構連接處，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構上；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設計都接近黃金矩形，且靠背頂部、座面前部、座椅腿部支撐結構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構位于下部黃金螺線的中心點。②職員椅多以無頭靠形態出現，不可調節高度、不可旋轉和無移動滾輪座椅的下部黃金分割線在座面底部和支撐結構交接處，上部黃金分割線位于扶手與椅腿連接的結構處，其上部黃金螺線的中心點位于靠背與扶手的交接處；可調節高度且旋轉的座椅，在座高調節到最低時，其黃金分割線分別與扶手和座面底面重合；③會議椅主要是無頭靠形態的，分為有扶手和無扶手兩種，由于設計中人機工程學的原因，其座寬和座深的尺寸需求使得其正視圖和側視圖呈現的黃金矩形略有不同，對于有扶手的會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，在座椅功能形態中，其形成的幾何狀的分割面，它們之間的組合關系是具有某種內在聯系的，黃金螺線構成的弧線將座椅整體形態賦予韻律，上下不同的黃金分割線形成相互平行，并且各個功能形態局部之間的比例，或相同或相似，也可說它們具有同樣的或近似的比例關系，從而使座椅形態處于視覺美感的狀態中[12]。體的使用環境進行全面的分析，通過感性認識和直觀表現，直接反映作為客觀存在的某些形式美學法則與規律，從而不斷地創造出美的比例關系。

辦公座椅外觀形態的確立會受諸多因素的影響,須符合其內在功能的結構特性和符合人機工程學的使用特性。在具體形態設計操作時，首先要依照國家規定標準，根據辦公座椅的使用場所和定位人群確定座椅的整體尺寸；然后根據座椅的使用功能要求和人機工程學提供的參數和要求，確定座椅的基本骨架；最后，綜合功能要素和審美要素，遵循比例設計原則。選用合適的黃金比例，對辦公座椅的立面形態分割單元進行調整，進而設計出既滿足功能需求，又滿足審美需求的座椅。在辦公座椅設計中，采用黃金比例表達方式符合自然視覺的訴求。產品的使用價值和審美價值是相互聯系、相互影響的，黃金比例在辦公座椅形態設計中的使用提高了其審美價值，同時也是對使用價值的完善。

3 結語

在家具設計中可以用數理邏輯思維來指導家具形態設計，運用產品形態設計幾何方法，較為精確的計算出產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。比例屬于設計尺度，尺度在西方的美學中被視為衡量美的規范與標準。恰當的把握比例特征可以塑造具有形式美感和市場競爭力的產品，使得辦公座椅的外觀形態更符合人的生理和心理需求。比例是座椅形態設計的的基本法則，黃金比值為形態設計中不同功能形體單元的分割提供了更為合理和科學的依據，但是在具體設計的實際操作中，還應該結合產品設計的功能設置、支撐結構、材料特性以及具