办公桌椅尺寸设计

办公桌椅尺寸设计

院系土木与环境工

程学院

学生姓名盛永康专业班级13级安全工程1班

学

号

1342256119指导老师

汪

洋

学生学号1342256119成绩

第一章 (1)

1.1引言 (1)

1.2办公座椅的要求 (2)

第二章办公桌椅的人机设计 (3)

2.1各部位名称 (3)

2.2座椅设计的主要依据 (3)

2.3办公桌椅人机工程学的技术需求 (4)

2.3尺寸要求 (5)

2.4坐姿及工作状态方面的设计分析 (6)

2.5坐姿状态下人体尺寸 (7)

2.6办公桌椅的设计机及原则 (8)

2.7合适的椅子尺寸 (9)

第三章结论 (12)

3.1总结 (12)

3.2参考文献： (12)

对于需要长时间操作的工种，要尽量采取坐姿，因为人们在静坐时身体承受的张力较小，也容易保持姿势。同时，坐姿也有利于更好地控制胳膊，可以更好的保持平衡，从而提高安全性，并且有利于血液循环，但是，人们越来越多的需要长时间办公时间，每天数小时的工作使得办公室人员的颈椎腰椎等疾病的患病率增加。为了提高工作效率，保护人们健康。本文参考人们坐姿下的习惯及人体构尺寸等，结合人机工程学的相关原理进行分析，从而设计出合理的办公桌椅尺寸，并提出了办公桌椅关键尺寸设计的原则。

关键词:人机工程学设计健康办公桌椅

第一章

1.1引言

设计的本质即是为人的，其主要解决的问题是人和物的关系。设计的主要目的是通过对外界“物”的改造来改善人的生存环境、提高人的生活质量。“人性化设计”是在工业生产基础上，机器的力量日益强大到要推翻人的主导地位的情况下提出的。该理念是对设计在“人-机”关系中偏向机器的一方的设计观念的矫正和修复，要求设计的机器已经能够满足人的生理需求的基础上，要更多的关注人的情感和精神需求。“人性化设计”是现代工业设计范畴的一个概念，但是设计中的“人性化”内涵式作为设计为人的本质而一直存在的，它的表现会受到时间和地区的影响而表现出不同的特征的，但它的内涵却是根据人性的内在本质需求决定的，是不会改变的。通过对椅子，这样一键与人类密切相关的设计物的分析探讨，可以得出设计“人性化”的椅子，现在社会中随着工作压力和工作强度的不断增加人们需要坐在椅子上工作的时间越来越长，根据TED研究机构给出的数据，人们平均每天在椅子上度过93h长期会引发出多种职业病，座椅设计的合理性对于使用者的身心健康及工作效率有重要的影响，良好的座椅需要合理支撑并分配人体躯干重力改善久坐对人体脊柱的不良影响，增加舒适性，提高工作效率，人们在设计不合理的座椅上久坐，容易引起颈椎疼痛、肌肉酸痛、下直发麻、骨骼变形、腹部肌肉松弛、脊柱弯曲等疾病。尤其是男性，久坐在不良的座椅上易使生殖系统受到压迫而影响健康。因此，针对座椅的人机工程设计研究一直是工业设计，健康工程等领域的研究热点，文中就对办公座椅进行研究并设计一个符合人机工程学的座椅。

1.2办公座椅的要求

办公座椅的作用是使人在久坐工作时，合理支撑人体，久坐工作易引起腰部不适的原因在于，人们在坐着的时候脊柱弯曲的程度不够，这样使椎间盘的压力增大。因为成人站立时，腰椎是向前弯曲的，即脊柱前凸；胸椎是向后弯曲的，即脊柱后凸。而当人们坐着是，骨盆向后弯曲，腰椎由前凸变成后凸，尤其是人们坐姿懒惰时更是如此，这样很容易形成驼背。人们坐下时如果没有适当的支撑，坐姿很快会变得懒惰。此时椎间盘前部所受的压力增大，背部被拉紧。这些力使椎间盘向后凸起，使脊柱的软组织压力增大，并有可能影响到神经根部，这样就会导致腰部疼痛。

第二章办公桌椅的人机设计

2.1各部位名称

2.2座椅设计的主要依据

坐姿时人体比较自然的姿势，它有很多优点。当人站立时，人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力的作用，以维持静立状态；而人坐着时，可免除这些肌力，减少人体消耗，消除疲劳。坐姿比站姿更有利于血液循环，站立时血液和体液会向下肢积蓄；而坐着时，肌肉组织松弛，使腿部血管内血液静压降低，血液流回心脏的阻力减小。坐姿还有利于保持身体的稳定，这对精细作业更加适合。在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于作业，因而坐姿时最常采用的工作姿势。目前大多数办公室工作人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。随着技术的进步，愈来愈多的体力劳动者也将采用坐姿工作。但坐姿仍然存在许多缺点。限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会导致废劳。长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，以及对某些内脏器官造成损害，如消化器官与呼吸器官。坐姿太久也会造成下肢肿胀，静脉压力增加．大腿局部受到压力，增加血液回流阻力，引起不适感。这些都是我们研究过程中的困难。

2.3办公桌椅人机工程学的技术需求

在人机工程学学产品标准中，办公椅的座高、座深、座宽、座面倾角、扶手高度、椅背特性等相关技术指标依据中国标准化研究院的“中国人体尺寸数据库”大量实测数据，并结合办公椅的国家、行业标准而制定，使得办公桌椅的设计更加符合中国人的体形特征，满足中国大多数人的需要。

人机工程学涉及的范围很广，就家具设计来说，其主要目的是设计出来的家具符合人体的生理、心理特性，让人感觉舒适，操作方便，易于使用，满足其工作、休闲等不同场合下的需求。家具产品设计时应以人类工效学原理和数据作为指导，使家具符合人体的基本尺寸和从事各种活动需要的尺寸。如果办公桌椅不符合人类工效学原理，会对办公人员的背部、脊椎、肌肉和手臂等部位产生不良影响或造成伤害。因此，有必要根据人类工效学原理，规定符合人体生理和心理特点的办公桌椅的技术要求，提高办公桌椅的工效学性能，从而满足安全、健康、舒适、高效的工作要求。

2.3尺寸要求

办公桌主要尺寸依据GB/T3326－1997的要求制定，并充分考虑桌椅搭配的协调性。办公椅的舒适程度和功能效用与人体的结构及生物力学特性密切相关。办公椅的尺寸要求应参照人体测量学数据设计，主要参数包括座高、座深、座宽、座面倾角、扶手高度、靠背特性、椅垫弹性等，各参数的人类工效学要求如下。座高是影响坐姿舒适程度的主要因素之一，过高的座高会使腿悬着，使大腿底面受到过大的负荷，压迫大腿血管，妨碍血液循环，容易产生疲劳。过低的座高，使膝盖拱起，体压过于集中在坐骨上，时间久了会产生疼痛感。另外，重心过低也会造成起身时的不便，尤其对老年人来说更为明显。合适的座高应使就坐者大

腿近似呈水平状态，小腿自然垂直，脚掌平放在地上。座深对人体舒适的影响很大，如果座面过深，则背部支撑点悬空，使靠背失去作用，同时膝窝处会受到压迫，易使小腿产生麻木感；如果座深过浅，大腿前部悬空，重量将全部压在小腿上，易使小腿疲劳。坐面深度要适度，通常坐深小于人坐姿时大腿水平长度，使坐面前沿离开小腿有一定的距离，以保证小腿的活动自由。椅座的宽度应当能使臀部得到全部的支撑，并且有适当的活动余地，便于人能随时调整其坐姿。座宽应由人体臀部尺寸加适当的活动范围而定。办公椅的座面倾角决定使用者在使用时的身体姿势，从而影响使用者的身体疲劳度，因而不同类型的椅凳类家具的座面角度不同，办公椅的座面倾角应在1°~5°范围内。座面倾角最好在一定范围内可调，满足后仰或者前倾时，座面前端可以很灵活的自动调节，以减轻对大腿部的压力。扶手的功能是使人坐在椅子上时手臂自然放在其上，减轻两臂负担，有助于上肢肌肉休息，增加舒适感；在就坐、起身或变换姿势时，可利用扶手支撑身体。扶手高度不合适时，易引起上臂疲劳。扶手高度设计时应依据坐姿肘高确定。椅靠背的作用就是要使躯干得到充分的支撑，通常靠背略向后倾斜，能使人体腰椎获得舒适的支撑面，同时，靠背的基部最好有一段空隙，利于人坐下时，臀肌不致受到挤压。座椅靠背的曲线应根据人体的生理特点设计。在靠背高度上应有肩靠、腰靠和颈靠三个支撑点。研究表明，第3和第4腰椎间所受的压力最大，若将人体直立时第3和第4腰椎之间所承受的压力定为100，坐姿时，第3腰椎和第4腰椎之间的压力为最大，是立姿的140%。为了解决这一问题，人机工程提出了靠腰设计的解决方案，即在腰部提供一个支撑，以减少脊柱向后凸的变形，从而减轻椎间盘的压力。

2.4坐姿及工作状态方面的设计分析

人在坐姿状态下，体重作用在座面和靠背上的压力分布称为座态体压分布。它与坐姿及座椅的结构密切相关，是设计座椅时需要掌握的重要参数。在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等，其中臀部和大腿与座面相接触。由于坐骨结构粗壮，与其周围的肌肉相比，能承受更大的压力，而大腿底部有大量血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和神经传导而感到不适，所以座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来设计。座面体压主要分布在臀部，并在坐骨部分产生最大的压力，由坐骨向外，压力逐渐减少。办公椅设计应能够为坐在其上的人体提供足够的支撑与稳定作用。人坐着时，体重的75％左右由约25平方厘米的坐骨周围部位来支撑，久坐会产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木。办公椅座垫应有充分的衬垫和适当的硬度，使之有助于将人体重

量的压力分布于坐骨结节区域，所以座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来设计。

办公室工作人员在使用办公桌椅时通常要进行以下活动：读、写、操作电脑。坐姿不正确或劳累过度容易引发颈椎、腰椎病等。在读写时，人们通常身体向前倾斜，低头伏案工作，颈部、背部和肩部肌肉处于紧张状态。操作电脑时，人们通常保持上身直立或者靠在椅子的靠背上，肩部自然放松下垂。因此，根据不同情况下人们办公姿势的不同，我们需要合理的设计办公桌椅，让它更符合人体需求，让人们的工作环境更加舒适，提高工作效率。

坐姿改变了以脚支撑全身为以臀部支撑全身的状祝，有利于发挥脚的作用。当然，坐姿不正确、座椅设计不合理，会给身体带来严重损害。所以座椅设计要充分考虑对人的生理影响。

2.5坐姿状态下人体尺寸

根据人们办公时坐姿状态下人体尺寸，可制定出办公桌椅的关键尺寸。因此我们需要首先了解坐姿状态下人体尺寸，再根据不同工作状态下人们的姿势有针对性的进行办公桌椅的设计。处于坐姿状态下时，被测者挺胸端坐在调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左右大腿接近平行，膝弯曲大约成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。为确保坐姿正确，应使被测者臀部和后背部靠在同一铅垂面上。

此状态下测得人体尺寸见表1

项目

男（18-60岁）女（18-60岁）151050909599151050909599

1.坐高836858870908947958979789809819855891901920

2.坐姿颈椎高599615624657691701719563579587617648657675

3.坐姿眼高729749761798836847868678695704739773783803

4.坐姿肩高539557566598631641659504518526556585594609

5.坐姿肘高214228235263291298312201215223251277284299

6.坐姿大腿厚103112116130146151160107113117130146151160

7.坐姿膝高441456461493523532549410424431458485495507

8.小腿加足高372382389413439448463331342350382399405417

9.坐深407421429457486494510388401408433461469485

10.臀膝距499515524554585595613481495502529561570587

11.坐姿下肢长392921937992104

6

106310968268518659129609751005

2.6办公桌椅的设计机及原则

办公座椅的舒适性通常包括：弹性舒适度、坐姿舒适度、移动便捷性、操作舒适性等。弹性舒适度一般不能只靠尺寸参数来保证。坐姿舒适性、移动便捷性、操作舒适性可以通过座椅的结构和尺寸参数、坐姿人体尺寸的测量值得到相应程度的保证。

国家规定的办公桌的桌面高度为680-760mm，桌椅高度差250mm～320mm。合理的办公桌椅高度差=桌子面板的厚度+键盘托的深度+键盘托底板的厚度+人体大腿的活动空间+坐姿大腿厚+穿衣修正量。其中键盘托深度为手微曲的高度加手部的活动空间，大约80mm，通常桌面承重较大，厚度设取30mm；键盘托底板厚度20mm；人体大腿的小幅度活动空间取30mm；坐姿大腿厚取平均人群尺寸，根据表1可知为130mm，穿衣修正量12mm。根据以上数值得知桌椅高度差为302mm。因此合理舒适的桌椅高度差应为300～320mm。因此办公座椅的座面高度为440～460mm，而我们设计的办公椅希望能满足尽可能多的人群使用，根据表中“小腿加足高”1%的女性及99%的男性尺寸可扩大办公椅座面调节范围。合理的办公椅座面高度可调节调节范围为330～460mm。因此合适的桌面高度应760mm。

工作椅的设计包含着非常广阔的范围—从最简单的工作台或椅子到最精细、可调整的座椅。适当的座椅设计可以减少疲劳，提高生产效率和节省时间与劳力。反之，不良的座椅会使精神不振以及影响到设备操作的容易，使工作效率减低。设计座椅应考虑以下各项原则:

①工作椅的设计，应提供操作人员在操作时的身体支撑。

②座椅的设计要使操作人员工作顺利，椅子要有适当的尺寸，其高度和位置可以调整到适合各种大小不一的人使用。

③座椅应能够适当地支撑住身体，以避免不良的姿势，同时身体的重量能够均衡地分布在椅面上。

④在不影响手的个别动作时，座椅应有扶手，同时也要有脚踏座，以维持较好的座椅到脚停止位置的距离。

2.6合适的椅子尺寸

具体设计：

座面高度

座面高度一般指座位椅面至地面的高度。

确定座位面高度时应以坐姿腿弯高作参照。

根据我国人体尺寸的测量数据，

女子坐姿腿弯高为342mm，

男子为383mm，

再加上一个鞋跟高，所以最好值就400mm。

专业办公座椅一般都是可调节的工作椅，可调节的高度既为380-530mm。

座位深度

座位深度所考虑的人体尺寸是坐姿臀-腿弯距。

所以可以认为座深370-410mm是比较合理的。

男子390-450mm

靠背高度

根据靠背的高度椅子有三种情况：低靠背椅子、中靠背椅子和高靠背椅子。现在大多数办公椅的靠背可列入中靠背椅子范围里。

中靠背可以支持背的上部以及肩部区域。

可以定为500-650mm。

而高靠背则能支持对整个头部和颈部，这时需要将整个靠背提高到900mm。

扶手的高度

扶手的高度一般建议上下浮动数值在200-250mm。

综上所述，我设计的椅子各部分尺寸如下图

3Dmax效果图

第三章结论

3.1总结

座椅的设计中也涉及到人机工程学原理，与人体的比例尺寸等有很重要的关联。座椅设计的合理性，直接影响到了我们的日常生活和工作，但舒适性是座椅设计的核心内容,舒适性是一个综合概念,受主观和客观等复杂因素影响,但座椅的“舒适”是一个相对舒适的概念,是根据作业环境及作业要求最大限度地降低疲劳程度实现相对舒适确保用户的健康,并不是绝对的舒适。

3.2参考文献：

[1].丁玉兰人机工程学第四版[M].北京：北京理工大学出版社，2013

[2].张磊座椅人机工程设计研究综述［J］天津理工大学、艺术学院、天津、3003842