基于人因学的大学生电脑桌椅优化的策略分析

　随着社会的发展和电脑的普及，人们在电脑前工作、学习和娱乐的时间越来越长，电脑桌、椅也成为书房、办公室等场所的必备家具。然而，电脑在带给人们工作方便和生活愉悦的同时，也给人们带来了许多负面影响。电脑长期使用者往往会因长时间操作电脑，出现手腕、肘、颈椎、腰椎等处的肌肉疼痛以及眼睛疲劳，部分快节奏高精度的作业还会造成精神上的紧张与疲劳[1]。作为电脑使用最多的群体之一，大学生科学、卫生地使用电脑受到社会各界的关注。有学者[2]认为，电脑桌椅结构尺寸方面的问题甚至会造成使用者不良操作习惯的养成，加大生理伤害的潜在风险，这使人们越来越重视电脑桌椅的合理设计。笔者针对当前电脑桌椅存在的问题，提出了符合人因学原理的电脑桌椅设计建议，并应用SOLIDWORKS软件建立了电脑桌椅原型。
　　1 现有电脑桌椅使用问题分析
　　当前市场上电脑桌椅品种繁多，款式新颖，颜色丰富，但真正从人因学角度设计的却比较少见，针对大学生需求设计的健康型电脑桌椅更是寥寥无几。国内学者[3-6]针对课桌椅、电脑桌椅的分析发现，现有电脑桌椅在设计上存在如下问题：
　　（1）大部分电脑桌缺少必要的支撑，使用者手腕、手臂处于悬空状态，极易使手腕、手臂处的肌肉群疲劳。
　　（2）对电脑桌桌面的研究不足，传统的桌面形状无较大变化。从人因学的角度分析发现，现有的桌面形状（尤其是最常见的矩形桌面）存在极大的缺陷。由于桌面形状不合理，人体支撑方式不适，导致人的坐姿不正。
　　（3）桌面放置显示器的位置偏高或偏低。位置偏高时，人仰着脖子看屏幕，引起颈部肌肉疲劳；位置偏低时，人低头或不自觉地身体前倾看屏幕，保证不了视距和良好的坐姿。
　　（4）电脑桌面设计过窄，不能保证操作者看显示屏的视距，导致眼睛过度疲劳，引起或加重近视。
　　（5）作业面（键盘托盘板面）和桌面边缘处垂直，夏日长时间操作电脑将损伤使用者前臀支撑处的皮肤。对女性使用者而言，前臀支撑处的皮肤容易变粗糙。
　　（6）电脑桌的键盘托板高度不合理，易造成使用者疲劳，且托板幅面尺寸偏小，使用不便。
　　（7）电脑椅的设计没有综合运用人因学分析人体坐姿曲线模型，椅面、靠背等尺寸和倾角不能随坐姿的不同进行全方位调节。
　　电脑桌椅存在的常见问题，在大学生群体使用电脑桌椅的过程中同样存在。而且大学生群体对电脑桌椅有特殊需求：在操作电脑的同时需要伏案书写和记录；长时间在电脑前学习，有缓减背部和颈部疲劳的需求。
　　2 电脑桌椅对人体颈部、腰部支撑分析
　　电脑显示器的轻薄化为电脑桌留出更多空间，在一定程度上满足了大学生群体伏案书写、记录的需求。而要减轻使用者的背部和颈部疲劳，则需对电脑椅进行人体颈部和腰部支撑分析。
　　2.1 颈部支撑分析
　　2.2 腰部支撑分析
　　3 基于人因学的大学生电脑桌椅优化设计
　　电脑桌的设计一般要考虑桌面宽、桌面深、桌面高、键盘托板宽、键盘托板高、键盘托板前段凹槽口宽和键盘托板前段凹槽深。而电脑椅，作为专用椅，其设计一般要考虑椅面高度、椅面宽度、椅面深度、椅面倾角、椅背高和宽、椅背倾角和扶手高度七个方面。根据常见电脑桌椅存在的问题，结合大学生的特殊需求以及相关国家标准（GB/T3326-1997，GB10000-88等）的要求，笔者基于人因学的设计原理，提出了对电脑桌椅进行优化设计的建议。在进行电脑桌设计时，考虑到用户操作电脑时会抬起手臂，离开扶手，手腕和肩部容易产生疲劳。根据人因学原理作业面（键盘、鼠标操作平面）高度应低于肘高50 mm，取5～95人体百分位数，男性取值范围为561～696 mm，女性取值范围为507～639 mm[2]。此外，随着电脑技术的发展，显示器的“瘦身”，桌面的深度也随之“瘦身”[2]。但是，考虑大学生群体的特殊需求，设计时，在满足视距要求的同时，应当考虑留出一部分空间作为学生伏案记录的空间。电脑椅设计尺寸，根据国家标准结合坐姿理论和5～95人体百分位进行取值，对大学生群体而言，设计中特别强化椅子对颈部和腰部支撑的需求。
　　4 结束语
　　当代大学生无论是学习、娱乐，还是生活，都离不开电脑，而且使用电脑的时间越来越长。因此，电脑桌椅在设计时，除了要考虑其功能外，还应确保大学生能够健康、舒适地使用电脑。笔者提出的电脑桌椅设计方案，充分考虑了大学生对电脑桌椅的使用需求，有助于减轻大学生在电脑操作过程中产生的疲劳感，防止由于长期使用电脑造成“肩颈腕”综合征。本研究目前的设计方案是以颈部、腰部支撑的力学分析和相关人因设计原理为依据，对相关设计参数缺乏必要的实验和仿真，将在今后的研究中进一步完善。
　　参考文献
　　[1] 陈漪，叶喜.基于人体工程学的电脑桌设计[J].家具与室内装饰，2008（3）：20-21.
　　[2] 曹云飞，段海燕，穆亚平.基于人机工程学学生电脑桌设计[J].包装工程，2008（9）：123-125，148.
　　[3] 苏垣，袁惠青.健康型电脑桌的设计原则[J].家具与环境，2000（2）：62-63.
　　[4] 胡怡恬.电脑桌椅的人机工程学设计[J].科技天地，2011（20）：91-92.
　　[5] 李萌，陈书琴.高校学生寝室家具的人性化设计创意研究[J].包装工程，2013（22）：115-118，122.
　　[6] 孙珊珊.浅谈学校课桌椅设计[J].艺术与设计，2011（8）：134-135.