人体生理机能与家具

1．人体基本知识

家具设计首先要研究家具与人体的关系，要了解人体的构造及构成人体活动的主要组织系统，即人体生理机能特征的基础。

人体是由骨骼系统、肌肉系统、消化系统、血液循环系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、内分泌系统、神经系统、感觉系统等组成。这些系统互相配合、相互制约，共同维持着人的生命和完成人体的活动。在这些组织系统中，与家具设计有密切关联的是骨骼系统、肌肉系统、神经系统和感觉系统等。如：骨骼是人体的支架，是家具设计测定人体比例、人体尺度的基本依据。家具要适应人体活动及承托人体动作的姿态，就必须研究人体各种姿态

下的骨关节转动与家具的关系。

（1）骨骼系统

骨骼是人体的支架，是家具设设计测定人体比例、人体尺度的基本依据。骨骼中骨与骨的连接处为关节，人体通过不同类型和形状的关节进行着屈伸、内收外展、回旋等各种不同的动作和运动，由这些局部的动作组合而形成人体各种姿态。家具要适应人体活动及承托人体动作的姿态，就必须研究人体各种姿态下的骨关节转动与家具的关系。

（2） 肌肉系统

肌肉有横纹肌、心肌和平滑肌。骨、关节的运动都靠横纹肌随人的意志而活动，使人体在使用家具时保持一定的姿势。心肌和平滑肌的活动，虽然也受情绪的影响，但不受人的意志所控制。肌肉的收缩和舒展支配着骨骼和关节的运动。在人体保持一种姿态不变的情况下，肌肉则因长期的紧张状态而极易产生疲劳。因此，人们需要经常变换活动的姿态，使各部分

的肌肉收缩得以轮换休息。供人们休息的家具，就是在于能够松弛肌肉，减少或消除肌肉的疲劳。另外肌肉的营养是靠血液循环来维持的，如果血液循环受到压迫而阻断，则肌肉的活动就将产生障碍。因此，在家且设计中，特别是坐卧类家具，要研究家具与人体肌肉承压面的关系。

（3）神经系统

人体各个器官系统的活动都是在神经系统的支配下，通过神经体液调节而实现的。神经系统的主要部分是脑和脊髓，它和人体各个部分发生紧密的联系，以反射为基本活动方式，调节人体的各种活动。

（4） 感觉系统

激发神经系统起支配人体活动的机构是人的感觉系统。人们通过眼、耳、皮肤、鼻、口舌等感觉器官产生视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等感觉系统所接受到的各种信息，刺激传达到大脑中枢而产生感觉意识，然后由大脑发出指令，由神经系统传递到肌肉系统，产生反射式的行为活动，如晚间睡眠在床上仰卧时间久后，肌肉受压通过触觉传递信息后作出反射性的行为活动——翻身侧卧。

2．人体基本动作

人体的动作形态是相当复杂而又变化万千，从坐、卧、立、蹲、跳、旋转、行走等都会显示出不同形态所具有的不同尺度和不同的空间需求。从家具设计的角度来看，合理地依据人体一定姿态下的肌肉、骨骼的结构来设计家具，能调整人的体力损耗、减少肌肉的疲劳，从而极大地提高动作效率。因此，在家具设计中，对人体动作形态的研究显得十分必要。与

家具设计密切相关的人体动作形态主要是立、坐、卧。

（1）立

人体站立是一种最基本的自然姿态，由骨骼和无数关节支撑而成。当人直立进行各种活动时，由于人体的骨骼结构和肌肉运动处在变换和调节状态中，所以人们可以做较大幅度的活动和较长时间的工作，如果人体活动长期处于一种单一的行为和动作时，他的一部分关节和肌肉长期地处于紧张状态，就极易感到疲劳。人体在站立活动中，活动变化最少的应属腰椎及其附属的肌肉部分。因此，人的腰部最易感到疲劳，这就需要人们经常活动腰部和改变站姿。

（2）坐

人体的躯干结构是支撑上部身体重量和保护内脏不受压迫，当人体站立过久时，就需要坐下来休息。当人坐下时，由于骨盆与脊椎的关系失去了原有直立姿态时的腿骨支撑关系，人体的躯干结构就不能保持原有的平衡和姿势。因此，就需要辅以依靠适当的坐平面和靠背倾斜面，对人体加以支撑和保持躯干的平衡，使人体骨骼、肌肉在人坐下来时能获得合理的松弛状态。为此，人们设计了各类坐具以满足坐姿状态下的各种使用功能。另外，人们的活动和工作也有相当大的部分是坐着进行的。因此，需要更多地研究人坐着活动时骨骼和肌肉的关系。

（3）卧

不管站立和坐，人的脊椎骨骼和肌肉总是受到压迫迫和处于一定的收缩状态，卧的姿态，才能使脊椎骨骼的受压状态得到真正的松弛，从而得到最好的休息。因此，从人体骨骼与肌肉结构的观点来看，卧不能看作为站立姿态的横倒。当人处于卧与坐的动作姿态，其腰脊椎形态位置是完全不一样的，站立时基本上是自然S形，而仰卧时接近于直线。因此，只有把卧作为特殊的动作形态来认识，才能真正理解卧的意义和掌握好卧具（床）的功能设计。

根据家具与人和物之间的关系，可以将家具划分成三类：

3．人体尺寸

人体尺寸是家具功能设计最基本的依据。人体尺寸可分为构造尺寸和功能尺寸。构造尺寸是指静态的人体尺寸，对与人体有直接关系的物体有较大关系，如家具、服装和设备等，主要为各种家具、设备提供数据。

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。对于大多数的设计，功能尺寸可能有更广泛的用途。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。

要确定一件家具的尺寸是多少才最适宜于人们的方便使用，就要先了解人体各部位固有的构造尺寸，如身高、肩宽、臂长、腿长等，以及人体在使用家具时的功能尺寸，即立、坐、卧时的活动范围。人体尺寸与家具尺寸有着密切的关系。

4．家具功能与人体生理机能

家具功能合理很主要的一个方面，就是如何使家具的基本尺度适应人体静态或动态的各种姿势变化，诸如休息、座谈、学习、娱乐、进餐、操作等。而这些姿势和活动无非是靠人体的移动、站立、坐靠、躺卧等一系列的动作连续协同而完成的。

在家具设计中对人体生理机能的研究可以使家具设计更具科学性。由人体活动及相关的姿态，人们设计生产了相应的家具，根据家具与人和物之间的关系，可以将家具划分成三类：

（1） 坐卧类（支承类）家具：与人体直接接触，起着支承人体活功的坐卧类家具（又分为坐具类和卧具类），如椅、凳、沙发、床、榻等。其主要功能是适应人的工作或休息。

（2） 凭倚类家具：与人体活动有着密切关系，起着辅助人体活动、供人凭倚或伏案工作、并可贮存或陈放物品的凭倚家具（虽不直接支承人体，但与人体构造尺寸和功能尺寸相关），如桌、台、几、案、柜台等。其主要功能是满足和适应人在站、坐时所必须的辅助平面高度或兼作存放空间之用。

（3）贮存类（贮藏类）家具：与人体产生间接关系，起着贮存或陈放各类物品以及兼作分隔空间作用的贮存类家具，如橱、柜、架、箱等。其主要功能是有利于各种物品的存放和存取时的方便。

这三大类家具基本上囊括了人们生活及从事各项活动所需的家具。家具设计是一种创造性活动，它必须依据人体尺度及使用要求，将技术与艺术诸要素加以完美的结合。