家具设计及人体尺度的关系.docx
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家具设计及人体尺度的关系
第三章家具设计及人体尺度的关系
3.1家具的类别
3.1.1家具的分类
1．从使用功能来分，可分为会客室、卧室、书房、餐厅及办公等家具；
2．从使用材料来分，可分为木、金属、钢木、塑料、竹藤、漆工艺、玻璃等家具；
3．从体型形式来分，可分为单体及组合家具等；
4．从结构形式来分，可分为框架、板式拆装及弯曲木等家具
3.1.2家具设计的五大要素
1.家具设计应重视整体效果。
2.家具设计须考虑视觉和手感。
3.重视人体工程学在家具设计中的应用。
4.重视贯穿家具设计与生产过程中的环保问题。
5.家具设计中的价格因素
3.1.3家具设计的原则
家具在生产制作之前要进行设计，设计应该包含两个方面的含义，一是造型样式的设计，二是生产工艺流程的设计。
造型样式是家具的外在形体的表现，生产工艺流程是实现家具的内在基础，二者都非常重要。
所以，设计家具不但要满足人们工作、生活中的需要，而且要求产品质量要有可靠的保证。
力求实用、美观、用料少、成本低，便于加工与维修。
要达到上述要求，必须遵循以下原则：
1.使用性强
设计的家具制品必须符合它的直接用途，任何一个品种的家具都是有它使用的目的，或坐；或卧；或储；或放。
每件家具都要满足使用上的要求，并具有坚固耐用的性能。
家具的尺度大小，必须满足人的使用功能的要求。
例如，桌子的高度、椅子的高度以及床的长短都与人体尺寸和使用条件有关。
不同种类的单件家具也要满足不同的使用要求，并且使用起来要非常方便，要能体现“物为人用”的思想。
2.结构合理
家具的结构必须保证其形状稳定和具有足够的强度，适合生产加工。
结构是否合理直接影响家具的品质和质量，家具设计是与工艺结构紧密结合的，结构的方式，制作的加工工艺都要适应目前的生产状况，零件和部件在加工安装、涂饰等工艺过程中，便于机械化生产。
在一定意义上讲家具设计除造型之外，实际上是家具的结构设计、家具的工艺流程设计。
3.节约资源
木材始终是制作家具的首选材料，木材的生产周期很长，在家具设计的过程中要有节省资源的意识。
为了达到物美价廉的要求，设计的家具制品，首先应便于机械化、自动化生产，尽量减少所耗工时，降低加工成本。
另外还要合理使用原材料，在不影响强度和美观的条件下，尽量节约材料，降低原料成本。
因此在设计中，零件的尺寸应与毛料或人造板的尺寸相适应，或成近似倍数关系。
例如，不论抽屉宽度有多大，标准抽屉的深度不大于470mm，考虑胶合板的使用方向，减去抽屉面厚度尺寸后的深度，以接近胶合板宽度（915mm）的1/2为宜，此时既省工又省料。
另外，在保证加工质量的前提下，尽量缩小加工余量。
根据木材品种的质量，家具的外表面要用好材，内部零件可用次等材，以节省贵重木材的用量。
从各方面降低家具的成本，节约原材料。
4.造型美观
家具除了满足使用功能、结构合理、便于加工外，还要满足人们视觉上的审美要求。
因此要很好地将家具的功能要求、加工要求、节省材料、降低成本和美观几个方面的因素有机地结合起来，统筹考虑。
北欧风格的家具朴实无华；突出天然的情趣；家具的造型简练实用、毫无矫揉造作之感，充分的洋溢出健康向上的美感。
美观只是家具设计中需要考虑的一个方面，而不是设计的全部内容。
所以，整个设计过程要在满足使用功能便于加工、省工省料的前提下，充分利用造型艺术手法，搞好家具设计。
造型要朴素、明朗、大方。
3.2人体尺度详解
3.2.1人体尺寸
人体尺寸是一门新兴的学科，它是通过测量各个部分的尺寸来确定个人之间和群体之间在尺寸上差别的学科。
最早对这个学科命名的是比利时的数学家Qtfitlet，他于1870年发表了《人体测量学》一书，为世界公认创建了这一学科。
然而人们开始对人体尺寸感兴趣并发现人体各部分相互之关系则可追溯到2000年前。
公元前一世纪，罗马建筑师维特鲁威（Vitmvian）就从建筑学的角度对人体尺寸进行了较完整的论述，并且发现人体基本上以肚脐为中心。
一个男人挺直身体、两手侧向平伸的长度恰好就是其高度，双足和双手的指尖正好在以肚脐为中心的圆周上。
按照维特鲁威的描述，文艺复兴时期的达芬奇（Da-Vinci）创作了著名的人体比例图（图5.2.1）。
继他们之后，又有许多的哲学家、数学家、艺术家对人体尺寸的研究断断续续进行了许多世纪，他们大多是从美学的角度研究人体比例关系，在漫长的进程中积累了大量的数据（表5.2.1）。
但这些研究不是为了设计而进行的。
直到本世纪40年代前后工业化社会的发展，使人们对人体尺寸测量有了新的认识，二战的爆发更推动了它在军事工业上的应用。
3.2.2尺寸的分类
人体尺寸的测量可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。
1．构造尺寸
是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状态下测量的。
可以测量许多不同的标准状态和不同部位，如手臂长度、腿长度、坐高等。
它对与人体有直接关系的物体有较大关系，如家具、服装和手动工具等。
主要为人体各种装具设备提供数据。
2．功能尺寸
是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围。
它是在动态的人体状态下测得，是由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸，它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。
虽然结构尺寸对某些设计很有用处，但对于大多数的设计问题，功能尺寸可能更有广泛的用途，因为人总是在运动着，也就是说人体结构是一个活动的、可变的、而不是保持一定僵死不动的结构。
构造尺寸和功能尺寸是不同的，比如下面的例子，（图5.2.2）。
在使用功能尺寸时强调的是在完成人体的活动时，人体各个部分是不可分的，不是独立工作，而是协调动作。
例如手所能达到的限度并不是手臂尺寸的唯一结果，它部分地也受到肩的运动和躯体的旋转、背的弯曲等的影响。
而功能是由手来完成的。
再如人所能通过的最小通道并不等于肩宽，因为人在向前运动中必须依赖肢体的运动。
有一种翻墙的军事训练，2m高的墙站在地面上是很难翻过去的，但是如果借助于助跑跳跃就可轻易做到。
人跳高的能力根据日本的资料，18岁为55cm。
从这里可以看出人可以通过运动能力扩大自己的活动范围，因此在考虑人体尺寸时只参照人的结构尺寸是不行的，有必要把人的运动能力也考虑进去，企图根据人体结构去解决一切有关空间和尺寸的问题将很困难或者至少是考虑不足的。
（图5.2.3）是常用功能尺寸。
在室内设计中最有用的是10项人体构造上的尺寸，它们是：
身高、体重、坐高、臀部至膝盖长度、臀部的宽度、膝盖高度、膝弯高度、大腿厚度、臀部至膝弯长度、肘间宽度。
（图5.2.4）。
3.2.3人体尺寸的比例关系
一般来说，成年人的人体尺寸之间存在一定的比例关系，对比例关系的研究，可以简化人体测量的复杂过程，只要量出身高，就可推算出其他的尺寸。
不同种属的人的人体比例系数不同。
白人、黑人、黄种人不同。
（图5.2.5、图5.2.6）。
3.2.4人体尺寸的差异
人体尺寸测量如仅仅是着眼于积累资料是不够的，还要进行大量的细致分析工作。
由于很多复杂的因素都在影响着人体尺寸，所以个人与个人之间，群体与群体之间，在人体尺寸上存在很多差异，不了解这些就不可能合理地使用人体尺寸的数据，也就达不到预期的目的。
差异的存在主要在以下几方面：
1．种族差异
不同的国家、不同的种族，因地理环境、生活习惯、遗传特质的不同，人体尺寸的差异是十分明显的，从越南人的160．5cm到比利时人的179．9cm，高差幅竟达19．4cm，（表5.2.2）列出了一些国家人体尺寸的对比。
2．世代差异
我们在过去100年中观察到的生长加快（加速度）是一个特别的问题，子女们一般比父母长得高，这个问题在总人口的身高平均值上也可以得到证实。
欧洲的居民预计每10年身高增加10—14mm。
因此，若使用三四十年前的数据会导致相应的错误。
美国的军事部门每10年测量一次入伍新兵的身体尺寸，以观察身体的变化，二战人伍的人的身体尺寸超过了一战。
美国卫生福利和教育部门在1971—1974年所作的研究表明：
大多数女性和男性的身高比1960—1962年国家健康调查的结果要高。
最近的调查表明51％的男性高于或等于175．3cm，而1960-1962年只有38％的男性达到这个高度。
认识这种缓慢变化与各种设备的设计、生产和发展周期之间的关系的重要性，并作出预测是极为重要的。
3．年龄的差异
年龄造成的差异也应注意，体形随着年龄变化最为明显的时期是青少年期。
人体尺寸的增长过程，妇女18岁结束，男子20岁结束，男子到30岁才最终停止生长。
此后，人体尺寸随年龄的增加而缩减，而体重、宽度及围长的尺寸却随年龄的增长而增加。
一般来说，青年人比老年人身高高一些，老年人比青年人体重重一些。
在进行某项设计时必须经常判断与年龄的关系，是否适用于不同的年龄。
对工作空间的设计应尽量使其适应于20-65岁的人。
对美国人的研究发现，45-65岁的人与20岁的人相比，身高减少4cm，体重增加6kg（男）—10kg（女）。
关于儿童的人体尺寸很少见，而这些资料对于设计儿童用具、设计幼儿园、学校是非常重要的。
考虑到安全和舒适的因素则更是如此。
儿童意外伤亡与设计不当有很大的关系。
例如，只要头部能钻过的间隔，身体就可以过去，猫、狗是如此，儿童的头部比较大，所以也是如此。
按此考虑，栏杆的间距应必须阻止儿童头部钻过，以5岁幼儿头部的最小尺寸为例，它约为14cm，如果以它为平均值，为了使大部分儿童的头部不能钻过，多少要窄一些，最多不超过1lcm。
目前已有许多有关儿童的资料。
另一方面针对老年人的尺寸数据资料也相对较少，由于人类生活条件的改善，人的寿命增加，现在世界进入人口老龄化的国家越来越多，如美国65岁以上的人口有2000万，接近总人口的1／10，而且每年都在增加。
所以设计中涉及老年人的各种问题不能不引起我们的重视，应有老年人的人体尺寸。
在没有的情况下，至少有两个问题应引起我们的注意：
（1）无论男女，上年纪后身高均比年轻时矮。
（2）伸手够东西的能力不如年轻人。
设计人员在考虑老年人的使用功能时，务必对上述特征给予充分的考虑。
家庭用具的设计，首先应当考虑老年人的要求。
因为家庭用具一般不必讲究工作效率，而首先需要考虑的是使用方便，在使用方便方面则年轻人可以迁就老年人。
所以家庭用具，尤其是厨房用具、柜橱和卫生设备的设计，照顾老年人的使用是很重要的。
在老年人中，老年妇女尤其需要照顾，她们使用合适了，其他人的使用一般不致发生困难（虽然并不十分舒适）；反之，倘若只考虑年轻人使用方便舒适，则老年妇女有时使用起来会有相当大的困难。
4.性别差异
3-10岁这一年龄阶段男女的差别极小，同一数值对两性均适用，两性身体尺寸的明显差别从10岁开始。
一般妇女的身高比男子低10cm左右，但不能像习惯作法那样，把女子按较矮的男子来处理。
调查表明，妇女与身高相同的男子相比，身体比例是不同的，妇女臀部较宽，肩窄，躯干较男子为长，四肢较短。
在设计中应注意这种差别。
根据经验，在腿的长度起作用的地方，考虑妇女的尺寸非常重要。
此外还有许多其他的差异：
像地域性的差异，如寒冷地区的人平均身高均高于热带地区，平原地区的人平均身高高于山区。
再有职业差异，如篮球运动员与普通人；社会的发达程度也是一种重要的差别，发达程度高，营养好，平均身高就高。
了解了这些差异，在设计中就应充分注意它对设计中的各种问题的影响及影响程度，并且要注意数据的特点，在设计中加以修正，不可盲目地采用未经细致分析的数据。
5．残疾人
在每个国家，残疾人都占一定比例，全世界的残疾人约有4亿。
美国卫生、教育和福利部门估计1970年美国残疾人口达6900万。
（1）乘轮椅患者。
没有大范围乘轮椅患者的人体测量数据，进行这方面的研究工作是很困难的，因为患者的类型不同，有四肢瘫痪和部分肢体瘫痪，程度不一样，肌肉机能障碍程度和由于乘轮椅对四肢的活动带来的影响等种种因素，使得调研工作很难进行。
但在设计中又要全面考虑这些因素，因此首先假定坐轮椅对四肢的活动没有影响，活动的程度接近正常人，而后，重要的是决定适当的手臂能够得到的距离、各种间距及其他一些尺寸，这要将人和轮椅一并考虑，因此对轮椅本身应有一些解剖知识。
（图5.2.7）给出了轮椅的基本尺寸和与之有关的尺寸。
（图5.2.8）和（图5.2.9）为乘轮椅的人体尺寸，应提出的是大多数乘轮椅的人活动时不能保持身体挺直，相应地，人体各部分也不是水平或垂直的。
Henman．L·Karo博士从几何学的角度测定，在假想姿势中，脚髁保持90°，腿就随椅子坡度抬起，与垂直线夹角15°，膝部处为105°，靠背大约向后倾斜10°，褪与背部形成100°角。
如果身体保持这种相对关系，整个椅子向后倾斜5°，因此椅子面与水平线呈5°角，腿与垂直面之间20°夹角，背部与垂直面15°夹角。
如果使用者可以挺直坐着，尽管椅子靠背倾斜，标准的手臂够得到的距离数据完全可以满足要求。
如果背部处于一种倾斜状态，与垂直线夹角15°，则手臂够得着的距离尺寸必须依此修改，因为这个尺寸的标准数据是在背部挺直和椅子面保持水平的情况下得出来的。
（2）能走动的残疾人。
对于能走动的残疾人，必须考虑他们是使用拐杖、手杖、助步车、支架，还是用狗帮助行走，这些都是病人功能需要的一部分。
所以为了作好设计，除应知道一些人体测量数据之外，还应把这些工具当作一个整体来考虑。
另外，关于残疾人的设计问题有一专门的学科进行研究，称为无障碍设计。
在国外已经形成相当系统的体系。
3.3家具尺度详解
家具是人们日常工作、学习、休息等活动中不可缺少的用具，与人体的关系非常密切。
家具的尺度是否合适，对人们的工作、学习都有直接的影响，家具的舒适度主要取决于尺度和尺寸处理的是否恰当。
因此，我们在家具设计中要注意家具的尺度，以满足人们的合理使用要求。
我国成年人的平均高度；男为1．67m，女为1．56mo
各地区人体高度差异如下：
1.河北、山东、辽宁、山西、内蒙古、吉林及青海等地人体较高，其成年人的平均高度，男性为1．69m，女性为1．58m。
2.长江三角洲、浙江、安徽、湖北、福建、陕西、甘肃及新疆等地人体身
材适中，其成人的平均高度男性为1．67m，女性为1．56m。
3.四川、云南、贵州及广西等地人体较低，其成年人的平均高度，男性为
1．63m，女性为1．53m。
4.河南、黑龙江介于较高与中等人体的地区之间，江西、湖南及广东介于中等与较低人体的地区之间。
5．各类家具尺度图解
（1）（图5.3.1）是人体与各类家具的尺度。
（2）（图5.3.2）是各类凳椅的尺度。
（3）（图5.3.3）是各类凳椅常用尺寸表。
（4）（图5.3.4）是衣柜各部分的常用尺寸。
（5）（图5.3.5）是床的尺度。
（6）（图5.3.6）是办公桌的尺度。
6．1966年我国对5种木制家具的基本规格尺寸作了统一规定，定为国家标准。
这5种家具是办公桌、办公椅、文件柜、衣柜和床。
设计这些家具时，它们的外形尺寸应按这个标准确定（GB3326～3328—82）。
以上5种木制家具基本规格尺寸的确定，是以满足人们的合理要求为前提的。
（1）办公椅：
座高440mm是依据我国人体平均小腿长度在380～420mm之间，并加鞋底厚20mm，取其中上限值定出的。
座宽是根据人体臀宽310～320mm，并留有一定的活动范围，同时考虑到造型比例的要求定出的。
座深主要根据大腿水平长420～450mm，而腿内侧至座前沿尚需保持一定空隙为最舒适而定的。
背倾角是为了人体依靠椅背休息时，能最合理的支撑上体的部分体重，以减轻下肢的负荷。
国家标准规定的背倾角是根据各地经验而定的。
座倾角的设计则是为了平衡人体靠背休息时向前滑动的力量，一般为2～3.5度，故座前后高度差约为10～20mm。
扶手高是根据人体时下尺寸为220—240mm，手放扶手上应能使肩部肌肉放松，所以扶手高度比这个尺寸小一些为宜。
（2）办公桌：
桌高应与椅高相适应，以使视距保持为340—350mm左右。
桌面的长。
和宽采用了几组尺寸，以适应不同的应用场合，如家庭用的尺寸就比较小。
桌面的最大尺寸以两臂能伸展得到为限，最小尺寸以能放下玻璃板、墨水瓶等文具用品为限，其长宽比又考虑了造型要求。
此外，桌面尺寸还考虑了人造板规格，中间空净高与中间空净长要能保证坐时小腿及膝盖等部位有合理的活动空间诸因素。
柜脚净高尺寸不小于120mm，是综合了打扫卫生、合理利用空间、造型美观以及柜底存放小器皿等多种因素而确定的。
大的办公桌或写字台尺寸的确定只是桌面长、宽比例的变化，以适应使用的需要。
柜脚净高尺寸通用于文件柜和衣柜等。
（3）文件柜：
高度以人能够得着上层空间为准，定为1800mm。
深度及每层高度主要依据文件夹、档案袋、纸张和各种不同规格文具的尺寸，总体高度还需考虑背板使用人造板的规格。
（4）衣柜：
大衣柜高度一方面应能满足挂大衣的功能，另外也要考虑能装全身镜。
小衣柜高度一方面应满足挂上衣（高800～900mm）的功能，一方面考虑顶部作台面，宽度要考虑与高度有合理的比例，以适应于造型要求（三门式的宽度要适当加大）。
深度是由衣服的宽度确定的。
（5）床：
高度是为满足既“卧”也“坐”的要求，双层床的空间净高的尺寸，以能保证人们坐在床上能自由活动为宜。
长度是依据身长加头脚空隙而确定的。
这个尺寸既可满足我国90％以上人口的要求，又考虑了我国人体高度有逐年增长的趋势。
我国成年人平均高度，男为1．67m，女为1．56m。
床宽是根据对全国产品的实际尺寸调查而确定的。
家具外形基本尺寸的确定是在充分研究人体工程学；对人体在进行各种活动时所表现出的各种数据的基础上；合理地满足人们的使用要求为前提的。
另外，还应该考虑家具造型的需要和生产中各种材料的规格要求。
在设计同一套产品时，各种产品尺寸应该一致或协调。
家具的尺度和尺寸具有严格的科学性，它是经过严密的科学测量和使用各种科学仪器测试得出的数据，同时又经过大量的社会调查，所以在进行设计时要认真对待。
但是，这些尺度和尺寸与人体的密切关系，不同的家具品种又都不尽相同，例如椅子，尤其是工作椅与人体的关系比其他任何一种家具都密切。
椅子的尺寸对椅子的造型约束就很大。
而柜类家具与人的关系主要是柜子的高度要与人体的尺度相识应，柜子的尺度和尺寸更多的是与摆放各种物品的尺寸相协调。
这就要求家具设计者真正掌握家具的尺度概念，不能不重视尺度而随心所欲改变尺寸，一味的从造型需要出发去进行设计；也不能受人体工程学的数据限制，机械的安排家具的尺度和尺寸，完全从尺寸出发来进行家具的造型设计。
任何一件家具构成它造型的尺度和尺寸都是具有不变的和可变的，在设计实践时头脑中要明确这些因素，从而掌握好尺度和尺寸的概念。
图5.2.1
图5.2.2
表5.2.2
表5.2.1
图5.2.5
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