人机工程学在设计中的应用---以床的设计为例

刘卫

摘要:利用人机工程学原理来进行家具的设计是家居设计发展的必然.家居设计只有充分运用人机工程学原理,才能使其真正成为以人为本的设计.以人体卧姿、床的尺度、造型、材料等几个方面系统的分析人机工程学原理在床类家具中的应用.

关键词:人机工程学、睡眠、床具、舒适

现代社会,随着人们生活方式及所承受社会压力的不断增加,睡眠质量成为衡量人们身体健康与否的重要标志,而床类家具的设计、选用与布置直接影响着人们的睡眠质量.

1.睡眠机制

睡眠是一种生理调节机制,也是一种人的行为习惯.它是由神经系统和生物钟所控制的,是人体的一种自然现象,以防止人因活动过量而衰竭.睡眠的作用,重要的是消除疲劳,恢复体力和脑力,将劳作和活动消耗的能量补偿回来,也为新的劳作和活动准备新的能量.睡眠不足,对机体是有害的.睡眠,既要保证足够的时间,又要保证睡眠的质量,有时质量比数量更重要.

2.人体卧姿

我们从制造寝具的方面来讲,是需要相当难的技术.理由是要支撑面过硬,可以保证正确的睡眠姿势,但肌肉会疼痛,无法入睡;要使支撑面过软,肌肉会舒适,而睡眠姿势不合适,人体脊柱呈w形弯曲,以致造成睡眠不好.健康的人站立时,脊椎骨的s形弯曲一般为4cm~6cm;w形睡姿是不自然的,难以安眠,因为站立时人体脊柱是最自然的姿势,此时脊柱呈s形,睡眠感到舒适时的脊柱弯曲相当于它的1/2,即2cm~3cm,坐在沙发或骑车座椅上时,1cm~1.5cm时最舒适.

3.床的设计

3.1床的长度

在长度上,考虑到人在躺下时的肢体的伸展,所以实际比站立的尺寸要长一些,再加上头顶和脚下要留出部分的空余空间,所以床的长度要比人体的最大高度要多一些.

3.2床的宽度

到底多宽的尺度合适,在床的设计中并不像其他的家具那样以人的外廓尺寸为标准.其一是,人在睡眠时的身体活动空间大于身体本身.研究发现,人出于将要入睡的状态时床宽需要50cm,由于熟睡后需要频繁的翻身,日本学者通过摄像机对睡眠时的动作进行过调查研究发现,翻身所需要的幅宽约为肩宽的2.5倍~3.0倍.通过脑波观测睡眠深度与床宽的关系,发现床宽的最小界限应是70cm.比这宽度再窄时,翻身次数和睡眠深度都会明显减少,影响睡眠质量,使人不能进入熟睡状态.床宽小于50cm时,翻身次数减少约30%,睡眠深度受到明显影响.

3.3床的高度

床高是指从地面至床面的静态距离。为考虑到使用者上床、脱衣、穿鞋等活动的方便性,床的适宜高度选取小腿的长度,即38～46cm,青壮年取小值,老年人则取大值。

3.4床屏的设计

床屏的第一支承点为腰部，腰部到臀部的距离是230mm～250mm之间。第二支承点是背部，背部到臀部的距离是5mm～600mm。第三支承点是头部。这是东方人的一般尺寸。床铺的高度一般是420mm。在人体工程学上，当倾角达到110°时，人体依靠是最舒适的。于是设计床屏的高度为：420+(500～600)=920～1020mm。

3.5床垫材料的选择

床垫应具有与居住地气候、个人生活习惯、喜好及经济条件予以选择，但最基本的是要软硬适中。软硬适中均匀支持，令脊骨处于最佳位置是最理想的床垫。

3.7.1被子的尺寸以适宜为佳,过窄,会四面招风,盖不严实,易得感冒;过宽,拆洗、储藏又费功夫,而且占据空间也较多。

(1)长度从头至脚,可取1.2×H(H为身高cm)。通常取190～210cm;

(2)宽度从左至右,可取(4～5)×B(B为肩宽cm)。通常取140～150cm。胖人可按个体需求进行定做。

3.8床单与床罩

应根据心理学的要求,按季节更换色彩,夏天采用冷色系,冬天采用暖色系,还要经常洗晒,保持清洁。

3.9枕头

3.9.1枕头的机理

除床铺、被褥之外,许多人在研究枕头的功能,药枕尤其显得热门。其实,睡眠时,人确实离不开枕头,每晚是零距离接触,科学地选用枕头,对人体有利无弊。在日常劳作和活动中,如果需要频繁地低头或屈颈,定然会引起颈后肌群和韧带处于持续的紧张状态。待到睡眠时,应让其放松起来,促其恢复原状。如若枕头不合适,就达不到此目的,积累的结果,必然引发颈肌和韧带损伤,椎间盘蜕变,关节功能混乱,以及形成骨质增生等。

3.11床头灯

通常采用节能式漫射型12～15W灯管,相当于40～50W白炽灯的亮度。

3.12床具的组合要求

(1)床具系统各组成物的大小尺寸应配合得当,色彩要与室内环境相合拍。

(2)无隐性不安全因素

(3)使用要舒适方便

4.结束语

本文利用人机工程学的研究方法和人机工程学的原理,通过对人体的睡眠分析,得出床具设计时结构要符合人生理的要求,床垫应选择一些振动衰减曲线平缓的材料制作等结论,以满足睡眠时人体的最佳舒适度.

参考文献:

[1]赵江洪人机工程学[M].湖南大学出版社,1993

[2]高鹏翔人机工程学在控制面板设计中的应用[J].青岛大学学报,1998

[3]李吉庆人机工程学在柜类家具设计中的应用[J].闽江学院学报,2004