蘇 垣 王 周 Su Yuan & Wang Zhou
(1.中央民族大學(xué),北京 100081;2.中南林業(yè)科技大學(xué),湖南長沙 410004)
久坐的身體如果保持同一種坐姿,一動不動,那么即使是再舒服的坐姿,時(shí)間長了也會出問題。長時(shí)間的壓力積累,不僅會導(dǎo)致局部肌肉感覺僵化,而且也不利于脊椎的健康,人體會感覺不適。因此,在久坐時(shí)空里,應(yīng)當(dāng)經(jīng)常自覺地進(jìn)行坐姿的調(diào)節(jié)、變換,活動身體(包括定時(shí)走動),改變體位。
用丹麥的設(shè)計(jì)大師漢斯·韋格納的話說,椅子的本質(zhì)就是四條腿(或理解為一個(gè)支架),一個(gè)椅座,外加扶手和連在一起的靠背,就是一把椅子[1]。
在這里,我只是重點(diǎn)談關(guān)于座椅靠背設(shè)計(jì)的一些思考,原因是,靠背是決定椅類家具健康與舒適的根本要素,改善坐姿的腰椎處境,維持比較好的坐姿,這主要是由椅子靠背來實(shí)現(xiàn)的。設(shè)計(jì)靠背比較起設(shè)計(jì)座面,不僅重要得多,也復(fù)雜得多,是最難于令人體滿足的。靠背設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn):
座椅靠背傾角是指座椅靠背與座面之間的夾角??勘硟A角的大小依據(jù)何來?靠背傾角是為人體的坐姿服務(wù)的,其主要功能是輔助人體形成某種坐姿。因此,應(yīng)當(dāng)從人的坐姿需求出發(fā)來決定座椅的靠背傾角。
人的常用坐姿是指前傾坐姿、直腰坐姿、后仰坐姿這三種坐姿。座椅的靠背傾角可以選擇小于90°、等于90°、大于90°這三種情況。人的三種常用坐姿與座椅的三種靠背傾角之間的配合關(guān)系是怎樣的呢?人們往往從表面現(xiàn)象誤以為,三種常用坐姿與三種靠背傾角的座椅之間存在著一一對應(yīng)(唯一對應(yīng))的關(guān)系,即前傾坐姿對應(yīng)著靠背傾角小于90°的座椅,直腰坐姿對應(yīng)著靠背傾角等于90°的座椅,后仰坐姿對應(yīng)著靠背傾角大于90°的座椅。這,純屬誤解,其實(shí)際情況是,三種常用坐姿與三種靠背傾角的座椅并不存在一一對應(yīng)(唯一對應(yīng))的關(guān)系[2]。
例如,前傾坐姿,并非只能唯一地選擇使用靠背傾角小于90°的座椅,而是也可以選擇靠背傾角等于90°或大于90°的座椅。因?yàn)榍皟A坐姿可以讓人的后背脫離開座椅的靠背而獨(dú)立存在,也就是說,無論座椅靠背傾角是小于90°、等于90°、還是大于90°,就座者都可以自主選擇前傾坐姿。這就說明,前傾坐姿與靠背傾角小于90°的座椅并不存在一一對應(yīng)的關(guān)系。
同理,直腰坐姿并非只能唯一地選擇使用靠背傾角等于90°的座椅,而是也可以選擇使用靠背傾角小于90°或大于90°的座椅。因此,直腰坐姿與靠背傾角等于90°的座椅也不存在一一對應(yīng)的關(guān)系[3]。
后仰坐姿的情況比較復(fù)雜,在靠背傾角小于90°和等于90°的這兩種前提之下,人們無法形成合適的后仰坐姿,只有選擇使用靠背傾角大于90°的座椅,只有在這種靠背對于人的體位進(jìn)行配合的前提之下,而且是唯一的前提之下,人們才有可能形成合適的后仰坐姿,脫離開這種靠背的條件,就座者個(gè)人無法獨(dú)自完成后仰坐姿,因此說后仰坐姿必須唯一地選用靠背傾角大于90°的座椅;但是,反過來說,在靠背傾角大于90°時(shí),就座者并非只能采用后仰坐姿,他也可以自由選擇前傾坐姿或直腰坐姿,這就說明,后仰坐姿與靠背傾角大于90°的座椅并不存在一一對應(yīng)的關(guān)系。
在本文的前一部分“坐姿研究”中,已經(jīng)得出結(jié)論,一方面,從理論上講,應(yīng)當(dāng)提倡、推薦采用健康、舒適的后仰坐姿,要滿足這種坐姿需求,必須選用靠背傾角大于90°的座椅;在“坐姿研究”中又提到,另一方面,從實(shí)際情況方面看,在桌面工作時(shí),又不可能只采用后仰坐姿,還不得不經(jīng)常采用前傾坐姿或直腰坐姿,即就座者必須能夠分別選擇采用全部的三種常用坐姿,而要全部滿足這些坐姿需求,也只能選用靠背傾角大于90°的座椅,而不是其他,只有這樣,才能符合現(xiàn)代人的生活習(xí)慣與坐姿需求。這樣就得出一個(gè)結(jié)論,在設(shè)計(jì)座椅的時(shí)候,必須采用大于90°的靠背傾角。
根據(jù)座椅在設(shè)計(jì)的不同目標(biāo)定位,如工作椅、休息椅、多功能椅、等等,會采用全都大于90°但是大小不同的靠背傾角[4]。
對于低靠背椅、中靠背椅來講,靠背傾角大于90°,但一般不超過110°左右。原因是,若靠背傾角超過110°時(shí),雖然腰椎會感覺更加舒適,但是,人體是一個(gè)整體的系統(tǒng),必須綜合考慮各個(gè)部位的平衡,對于低、中靠背椅來講,因?yàn)榭勘潮容^矮,沒有高靠背椅上的頭靠,這樣人的頸椎就會出現(xiàn)新問題了,靠背傾角過大,頭部過度后仰,會使頭部重心超出頸部的支持面,為了維持頭部的平衡與穩(wěn)定,導(dǎo)致頸椎必須挺直,頸部肌肉處于持續(xù)緊張狀態(tài),以支持頭部的后仰姿勢,時(shí)間長了,必然產(chǎn)生頸椎的疲勞與勞損。所以,此時(shí)必須把靠背由低、中靠背加高之后變?yōu)楦呖勘骋?,在靠背的上部增加頭枕,以支持頭部(后腦勺的下部)和頸椎。因此,低、中靠背椅的靠背傾角大于90°,但一般不會超過110°左右[5-6]。
靠背的外形,應(yīng)當(dāng)盡量接近、吻合坐姿時(shí)人體后背的外形,即人體脊柱正常的S形生理彎曲的外形形態(tài)。其效果是,一方面,身體呈后仰坐姿,若椅子靠背形態(tài)與人的后背比較接近、貼合、有包裹感,相互的接觸面積就越大,壓強(qiáng)就越小,反之,若靠背形態(tài)不相吻合,造成局部壓力集中,后背感覺就不舒適;另一方面,靠背與人的后仰的脊柱外形越接近,對脊柱、尤其是腰椎的支撐,就利于脊柱保持接近于正常的S形生理彎曲,減小腰椎間盤內(nèi)壓力,使腰背部感覺舒適。
圖2 不出頭舒適圈椅
圖3 短扶手舒適圈椅
3.2.1 靠背在縱切面(正中矢狀面)的外形
靠背在縱切面上的切線,接近于脊柱正常S形生理彎曲,即靠背上與頸椎、腰椎的對應(yīng)段向前凸出,與胸椎、骶椎的對應(yīng)段向后凸出。更確切地說,這里的S形不是一個(gè)S,而是從上到下的二個(gè)S形疊起來[7]。
但這里應(yīng)注意脊柱的“生理彎曲”與“生理曲度”是兩個(gè)不同的概念。正常的S形生理彎曲是指脊椎的四段分別前凸或后凸的彎曲方向,生理曲度是指前凸或后凸的彎曲幅度的量有多大。在不同姿勢下,脊柱生理彎曲的彎曲方向多是類似的,但生理曲度卻有所變化。例如:
a.直立站姿,S形彎曲在腰椎段進(jìn)深約為4-6cm(H);b.仰臥姿,S形彎曲在腰椎段進(jìn)深約為2-3cm(H/2);C.某種后仰坐姿,S形彎曲在腰椎段進(jìn)深約為1-1.5cm(H/4)
在靠背設(shè)計(jì)中,要考慮到靠背的S形彎曲方向及彎曲曲度的變化與差別。
3.2.2 靠背在橫切面(水平切面)的外形
靠背在水平切面上的切線,應(yīng)當(dāng)接近左右對稱的凹形弧線,即靠背為圓弧靠背板面。綜合縱切面和橫切面的外形,靠背的板面應(yīng)該為一個(gè)環(huán)狀的復(fù)雜空間曲面。
靠背上的主要支撐點(diǎn),是對于人體后背的幾處人體骨骼達(dá)到有效支撐的小面積的“點(diǎn)”,是整個(gè)靠背上壓力分布最大處。具體的是指腰靠(腰椎處,一處一點(diǎn),向前凸出)、肩靠(左、右肩胛骨處,位置在第五、六胸椎附近,一處二點(diǎn),左、右側(cè)各一點(diǎn),向后凸出)、頭靠(頭枕,后腦勺下部及頸椎處,一處一點(diǎn),向前凸出)[8]。
在這三處四點(diǎn)的支撐位置,要求靠背對人體的支撐達(dá)到一定的支撐力度(支撐硬度),以保證支撐的穩(wěn)定性。如果在支撐點(diǎn)處是柔軟的靠墊,要注意材質(zhì)不可過軟,因?yàn)槿绻繅|隨著后背的壓緊而伸縮,會給人以靠不穩(wěn)的感覺。
再強(qiáng)調(diào)一下“腰靠”的設(shè)計(jì)。腰椎是人體脊柱中,受力最不平衡的骨骼部位,它要承載整個(gè)上身的體重,維持身體的平衡與穩(wěn)定,在此基礎(chǔ)上還要進(jìn)行腰部的大幅度活動,因此腰椎是人體最重要的連接部位,坐姿中最累的是人的腰椎,腰椎是坐姿中最容易產(chǎn)生疼痛、病變的人體器官。座椅設(shè)計(jì)的健康與舒適首先要考慮的出發(fā)點(diǎn),全在于支撐和保護(hù)腰椎,讓腰椎得以充分放松與休息。座椅靠背的曲面形狀,就是為了使坐姿時(shí)的脊椎接近于正常狀態(tài)下的S形生理彎曲,其中尤其是保持腰椎曲線的微向前凸的生理特點(diǎn)和良好形態(tài),因此,靠背上向前凸出的支持腰椎的腰靠,是靠背設(shè)計(jì)中最重要的支撐點(diǎn)。腰靠的具體位置,在第四腰椎附近,因?yàn)槊總€(gè)人的身高體型都有差別,所以在腰靠設(shè)計(jì)中,讓一處固定的腰靠去適應(yīng)很多人的腰椎是不可能做到的。為此,可以設(shè)計(jì)一個(gè)能夠調(diào)節(jié)的小腰墊,做上下調(diào)節(jié),以滿足個(gè)性化的設(shè)計(jì)需求[9]。
座椅靠背的各個(gè)部位,尤其是與人體接觸處,不容許易傷人、硌人的尖角、尖棱(銳邊)、突頭(小塊凸起)存在,必須圓潤光滑、手感好、觸感好[10]。
久坐時(shí),應(yīng)當(dāng)經(jīng)常、主動地進(jìn)行坐姿調(diào)節(jié),因此,對于座椅及靠背會提出一些新的要求,第一,存在坐姿調(diào)節(jié)的空間,變換坐姿方便??勘秤邪袝容^舒適,但又宜包圍過緊,妨礙調(diào)節(jié)坐姿。第二,在座椅上適當(dāng)轉(zhuǎn)動身體時(shí),需要靠背一直存在著對于就座者腰背的支撐、倚靠,以保持舒適性[11]。
座椅在坐姿的形成上占據(jù)著極為重要的位置,坐姿好不好,最直接起作用的物質(zhì)條件就是座椅。但是,即使有一把設(shè)計(jì)合理的座椅,就一定能保證形成好的坐姿嗎?未必!座椅只是在很大程度上影響人的坐姿,但未必能完全決定人的坐姿,因?yàn)樵谝话岩巫由喜⒎侵荒芪ㄒ坏夭捎靡环N固定坐姿,而是就座者可以自主選取N種坐姿:例如從臀部在座面上的位置看,可以有淺坐、深坐到坐滿;從上半身在前后方向上的角度變化看,即使是坐在靠背傾角大于90°的座椅上,也可以任意選擇前傾坐姿、直腰坐(挺直坐)或放松坐、后仰坐姿;從上半身在左右方向上的角度變化看,可以有向左傾斜、上身直立、向右傾斜;從小腿的姿勢看,可以小腿前伸、直立、向后勾,甚至還有蹺二郎腿、或把腿搭在扶手上斜坐;此外還有挺胸抬頭或含胸駝背的坐姿變化;又有如葛優(yōu)躺(北京癱)式的不良坐姿,等等,總之人的坐姿可以千變?nèi)f化,在一把椅子上并非只能限定一種坐姿[12]。
因此說,良好的坐姿取決于兩個(gè)因素,一個(gè)因素是“物”的條件,要求有一把設(shè)計(jì)合理、尤其是高度適合于自己(量身定制)并且有合適靠背的椅子;另一個(gè)因素是從“人”的方面講,有一個(gè)人椅配合的問題,人坐在椅子上必須“會坐”,養(yǎng)成一個(gè)良好的坐姿習(xí)慣,而不是采用盲目、隨意(放任自流)的坐姿。
a.臀部結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)坐滿(全覆蓋)椅面。b.臀部和腰背部全都自然貼靠在椅子靠背上,讓靠背起到作用,盡量采用后仰坐姿。c.尤其是讓腰部緊貼腰靠,不宜讓腰部懸空[13]。對于腰靠不太合適的座椅,增加一個(gè)腰墊來調(diào)節(jié)。d.久坐之余,時(shí)常自覺地活動身體,調(diào)節(jié)、改變坐姿,包括起立走動,不宜長時(shí)間固定一種坐姿。
a.上身彎腰駝背(前屈坐):這屬于過度前傾的坐姿,脊柱變形成為拱形(C形)。b.淺坐后靠、歪斜倚坐:形如葛優(yōu)躺(北京癱),淺坐位,上身過度后仰,只有肩部后靠到椅子靠背上,半躺姿勢,此時(shí)腰部懸空,沒有腰部支撐,這種屬于“不正常的后仰坐姿”,久坐造成腰椎間盤突出,產(chǎn)生退行性病變。c.長時(shí)間蹺二郎腿:使腰椎生理前凸減小,消失甚至后凸,正常的腰椎生理曲線破壞,腰部肌肉處于緊張狀態(tài),導(dǎo)致腰肌勞損。
只有把設(shè)計(jì)合理的座椅和良好的坐姿習(xí)慣結(jié)合起來,才能形成健康、舒適的坐姿。
當(dāng)前,新中式家具已經(jīng)成為中國家具行業(yè)的一大發(fā)展趨勢,但是,很多中式家具的生產(chǎn)企業(yè)仍然是處于“傳承有余,而發(fā)展與創(chuàng)新不足”的處境。有感于此,筆者希望以自己在學(xué)習(xí)人體工程學(xué)理論、并進(jìn)行一些設(shè)計(jì)實(shí)踐嘗試(《舒適圈椅》系列)中的體會,與業(yè)內(nèi)的朋友交流,以期對于行業(yè)的發(fā)展能做些實(shí)事。