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漫談人體工學在辦公椅中的運用

分類：辦公傢俱

2010/04/29 17:05

好文章分享文/訐照明

18世紀工業革命前，“工作”與“身體勞動”幾乎被視為同義詞，當時的椅子完全是供作休息之用。後來，人們的工作方式逐漸由勞力演變為勞心為主，坐著工作逐步成為自然的工作姿勢。因而，在注重效率的當今時代，“坐”的問題越來越顯得格外重要。

瑞典的ACMandal醫生在其所著的“坐著的人”（坐著的男子）一書中提到：“現在，背痛的問題正在世界各地普遍地增加，最合理的解釋就是採取了不正確的工作姿勢，這是因為目前許多現代辦公家具，都是在不了解坐著辦公的人其生理需要的情況下製造出來的。“
在美國，每年約有40萬以上的人因長時間坐著工作而患上了所謂的“椅子病”，這是一種由於不良坐姿所引起的問題。就壓力方面來看，不良的椅子等於是個抑制血循環的裝置，它會壓迫血管系統，使得靜脈中有血凝塊生成，造成血栓。現代的辦公人員由於長時間地坐著工作，下半身的肌肉缺少運動，再加以不良的坐椅阻礙了血液由上半身流向腳部，使得血栓病成為現代辦公人員的一種職業性危機。
脊椎下半部的病痛，也是長時間坐著工作的人常常抱怨的問題。椅子若不能很適當地支撐?骨及腰椎的部位，會導致“滑脫症”的產生，雖然短時間的滑脫能給人以舒適的感覺，但時間一長，則會感到嚴重的不舒服，甚至會引起背部的疼痛。
瑞典的基爾邦職業傷害調查表（A.kilboms'製表的professionl病）上也顯示50％的病症與人體工學有關（諸如背部及肩部的毛病）。這項由體育馬格努斯對瑞典的管理及作業人員所作的調查，其中進一步顯示了“靜態工作姿態”是造成目前職業傷害的主要原因。另外，整形外科醫生也說明了設計不良的椅子是引起背部傷害的主要原因，並認為隱藏在坐姿之後的疾病，是慢慢地積累而生成的，並且發覺得太晚。不過，這些不合理和科學的現象均可以通過一種符合人體工學的設計而得到大幅度的改善。

一。為什麼要“坐”
長時間以同一姿勢站立，會使肌肉負荷過量地感到疲勞，同時會抑制靜脈中的血液回流心臟，使污臟的血液滯留於靜脈中，從而造成許多人對站立工作的抱怨。行走時，腿部肌肉的收縮及舒張，其作用就像機械工作的“泵”一樣，能促進血液回流心臟，但靜止的站立，會使這種“泵”功能趨於“停止”，讓過多的血液囤積於靜脈之中。此外，站立時，整個身體是借助靜態的肌肉動作得以保持直立，而由立姿變為坐資時，原本緊張的腳踝，膝關節和髖關節獲得舒解，減少了下半身的靜態肌肉作用，就整個身體而言，可以說是達到了相當程度的休息。
無須任何科學的測試，我們便可以發覺坐著工作不僅便於作業，更使人感到舒服。而科學研究也證明，站著工作除了會引起那些令人感到疲勞的腿，腳，臀和軀幹永久性靜壓力外，對血液循環也有不良的影響。事實上，長時間以站姿工作，正是引起許多腿部毛病的主因，而這些困擾均可借助坐姿來消除。（插圖2）

二。負擔沉重的“背”
坐下時，我們承認腳踝，膝關節及髖關節的負荷得到了舒解，但脊柱則不然，它不僅承受著壓力，某些不適當的姿勢更加重了其負擔。如坐下時，股盆坐得過於向後，就會產生不正常的壓力，造成了脊柱過分彎曲及椎間板被壓扁於脊椎骨間的後果。今天，椎間板退化的病例非常普遍，原因是其失去了原有的彈性，而施加於上面的壓力使之內凹的脊椎變直，從而大大地增加了脊椎的負荷。背部及肩部的肌肉為補償這一壓力，常常會導致脊柱的機能障礙，這種障礙又是誘發各種慢性脊柱關節疾病等背部疾病的主要原因。由此看來，一張符合人體工學的椅子，其靠背必須有腰墊，以支持背部的腰椎來維持原有的曲線，免於承受有害的扭力。臀部也應該有適當曲面的座墊，予以分散重量，減輕其壓力。一般來說，後15 °的靠背有助於緩和腰椎的變形。

三。坐姿與生理
無論採取何種坐姿，若不適時調整，而以同一姿勢持續坐了一段長時間，均將產生負面的影響。

1）前傾的坐姿
此姿勢會引起背部的肌肉拉伸，造成椎間板壓力分佈不均勻，壓迫下腹部及胃部。長時間以此姿勢坐著，會引起肌肉疼痛，椎間板彈性衰減，有礙呼吸及消化。

2）直立坐姿
身體端正地坐著，背部輕輕地倚靠於椅背上，壓力均勻地分散於椎間板上，骨盆也平均地分擔相同的重量，頭和軀幹也平衡了，是一個相當理想的坐姿。然而，以此姿勢坐上一段時間以後，也會在腰椎部造成相當的壓力。

3）後仰坐姿
後仰的坐姿，可使身體的重量由椅背承擔，減輕脊椎的負荷，身體與大腿的夾角在130 °左右時，腰椎與胸椎的負荷最小。此姿勢，頭部若得不到適當地支撐，會導致與軀幹失去平衡，並壓迫腰椎及頭，降低其彈性。（插圖4）

四。理想的“坐姿”
前面所述的3種坐姿，長期下來對生理方面均有不良的影響。那麼，怎樣才是“理想的坐姿”呢？
一般人總認為坐著辦公是靜態的，但是根據美國的辦公環境公司斯蒂爾凱斯的研究指出，坐在椅子上工作的人，8～平均每10分鐘便會調整姿勢一次，以求舒適。如今，經過科學地認證，要獲得理想的坐姿必須多少有一些人體工學的變數來配合，但有許多疑點仍困擾著我們。
一是我們對脊柱及肌肉的基本生理機能還不夠了解，如果這方面的知識缺乏，接下來的問題就比較複雜了。
二是因工作的性質不同，理想的坐姿也有所不同。畢竟，人是有生命的，因此所有器官組織必須有適當的養分供應，我們承認椎間板內並沒有血液循環以供應其所需的養分，但椎間板受到壓力後，便會產生一種由內而外的擴散作用，將椎間板內的組織液排出，待壓力緩解後，便會產生一個反向的擴散作用，使組織液流回椎間板而將養分帶入。因此，就醫學的觀點來看，適時地改變坐姿，比如由前傾的姿勢變為後仰的休息姿勢，是非常有益的。從整形外科及生理的角度來看，偶爾站起來走走也是很好的，因為沒有任何不同的動作會牽動相同的肌肉群，任何姿勢的變動均能使某些肌肉群得到好處和休息，並能刺激其他肌肉群。任何固定的姿勢不論其有多麼接近“理想坐姿”，坐了一段時間後必將產生疲勞。因此，一張設計優良的椅子必須具有人體工學的椅面，並容許使用人輕易地改換姿勢等特點。
以人體工學設計坐椅的基準在於人體計測的資料。從統計資料分析得出，絕大多數的人體尺寸都可歸屬於某個範圍內，僅有5％的人體尺寸會超出或低於此範圍，因而身體各部分的人體計測平均值，對設計一張符合人體工學的坐椅是非常重要的。然而，在實際生活中並沒有“平均人”的存在，僅有統計上的平均值增減10％的範圍可適用於95％以上的人體尺寸。

五。辦公椅的人體工學
對於人們執行工作時習慣上採用的各種姿勢，瑞士Giroflex公司對男女性職員的“坐的行為”定時攝影調查顯示：在4290人的個別觀察資料中，下列各種姿勢在一般性工作中所佔的比例。

六。優良辦公椅必備的條件
依據美國的一項專案研究指出，單靠採用優良的椅具就能使作業人員每天增加相當於40分鐘的工作時間。基於筆者多年來在這方面的研究，特舉一些優良椅具的必備條件。

（1）有助於保持脊椎自然曲線的靠背
為避免坐的時候，人的腰椎曲線不自然的變形，使椎間板承擔過大的壓力，影響身體健康，椅背必須符合人體功學的腰椎靠墊（腰墊）。當你坐下時，能很貼切地保持腰椎的自然曲線，以獲得更舒適與健康的姿勢，增進工作效率。

（二）符合人體曲線的三度曲面椅座
依據人體工學而設計的曲面式椅座可增加大腿底面及臀部與椅座的接觸面積，從而分散並降低這些部位的壓力。同時，略為後傾3～5度的臀部區，有助於穩定骨盆的位置，避免臀部向前滑動。由於人類的微血管比較脆弱，血液循環極易受到不良的影響，因此設計圓潤的瀑布式座部前緣，可以避免膝關節內側產生摩擦與接觸，進而不妨礙血液的循環。

（3）乘坐舒適且可長時間使用
好的椅子，除了要具備正確的曲線，最重要的就是要乘坐舒適，因此，必須留意坐墊的品質。因而一體成型的聚氨酯發泡椅墊是理想的椅墊，具有彈性好，不變形，不老化，不助燃和無毒等特性。另外，肌肉對於支撐人體，維持適當姿勢是非常重要的，但肌肉的緊張收縮，也是疲勞的來源。因此，優良的椅子必須能夠給予身體適當的支持，以降低其緊張的程度。而椅墊的適當與否，卻是影響肌肉疲勞的主要原因。椅墊過於柔軟，密度太低或不均勻無法穩定身體，均衡支撐身體，使坐姿變形，從而產生肌肉疲勞現象。因此，辦公用椅應採用高密度，彈性優異，密度均一的椅墊才比較科學。

　（4）輕，快，準的高度調節裝置
座面的高度必須調整得非常恰當。過高的座高會使腿懸著，使大腿底面受到過大的負荷，壓迫此部分的血管，會導致血液循環及坐姿不良。過低的座高，相對桌面的話就顯得太高，就會產生肩膀和手臂的疼痛。採用氣壓式高度調節裝置，不但可取代傳統機械式高度調節裝置，還可以不離開座位進行操作，只需輕輕地啟動控制閥，便可借助壓力在氣室間的轉移，迅速而準確地高速移動高度，使得椅子的運用範圍，彈性及機動性都大大地提升，使用者可配合自身的身高，工作性質及環境等因素，適時而又輕鬆地調整座高。

（5）優良的椅子必須能夠滿足動態的要求
沒有一種固定的姿勢是理想的坐姿，再加上工作時間內許多動作要在椅子上進行。例如移動到資料櫃旁取檔案，電腦打鍵，接聽電話，從地面拾取物品和與訪客交談等等，所以好的椅子必須能夠符合上述的動態要求。

5-1）同步式傾仰結構
傳統的傾仰結構雖然能滿足部分的動態要求，但當椅子在正確的座高情況下，使用者向後傾仰時會將座部前緣過度地提高，而使用者的腳掌則無法平貼與地面，僅剩腳尖勉強接觸地面，這樣導致身體處於不穩定的狀態，會造成肌肉緊張，甚至發生意外。同時，座部前緣嵌入了大腿底部的肌肉，也抑制了血液的循環。
人體是由各部關節銜接而成，所以具有非常良好的彈性及活動性，如果把人體比作一張“座椅”的話，那也將是最合乎人體工學的“辦公椅”。新式的後傾結構，其設計理念是根據人體生理結構而來，將傳統轉軸由座椅中央移至座椅前緣，配合特殊結構可以讓使用者的雙腳掌平穩而踏實地與地面接觸。另外，一個可將椅具固定於工作角度的鎖定裝置也是必須的，可以防止不必要的後仰動作的發生，這種結構不僅能滿足動態的需求，而且可讓使用者坐得更加安心。

5-2）肘節式的傾仰結構
這種結構是藉以調整靠背的角度來達到動態平衡的要求，可以使人們在工作時倚靠不同角度的靠背，以此適應各種工作性質的需求。此結構可以舒展身軀與大腿間的夾角，使得腰椎曲線恢復自然，減少背部的不適感。如果採用氣壓式的調整結構，不但操作輕易，迅速和準確，而且可根據實際的需要，將靠背角度鎖定在傾仰的任何角度內。

（六）安全可靠的5爪式椅腳
為了增進辦公椅的工作效率，椅腳上大多裝有椅輪，以便靈巧地工作區域內變換位置，同時從實際使用和經濟上的考慮，一般椅腳均設計成多爪式，而非圓盤式。四爪式椅腳由於觸地面積小，穩定性差，極易翻覆;而5爪式腳底面積比四爪式大20％，而安全性則大大地提高了;六爪式椅腳底面積雖然可以增加5％的面積，但經常會絆住使用者的腳，使用不太方便。所以從機能和經濟的角度出發，最合適的椅腳是5爪式。

（7）安全，靈活和耐用的椅輪
由於地板的性質與材質不同，有軟硬之分。為配合地板的軟硬程度的變化，選擇椅輪時除了考慮轉向靈活，滾動順暢和耐壓耐磨之外，更應該注意椅輪的材質。通常在硬質地板（如大理石，地磚，櫸木和塑膠）上宜使用質地較軟的發泡椅輪，以緩和椅輪的滾動速度。而在較軟的地板（如地毯）上宜使用硬質的尼龍椅輪，增加滾動性，避免阻滯於軟質地面內。

（8）堅定耐用，不刮傷衣物。
好的椅具必須經得起長時間的考驗，因而設計必須完美，結構必須精密，材質必須適當，製作必須精良。
使用椅具難免會與其他家具，器具和牆角發生碰撞，如果椅具本身具有保護裝置，就可避免椅具本身或其他物品的損壞。扶手若採用軟質的聚氨酯發泡，就顯得質地舒軟，觸感好，耐磨損，不破裂。在與桌角發生摩擦碰撞時，也可避免彼此“傷害”，產生巨大的響聲。外罩若為耐衝擊的ABS的塑鋼或與座面相同的材料，不僅能美化椅具，還可杜絕硬質金屬機構與家具的直接碰撞，椅腳也是這樣。所以椅具各個部位的加工必須仔細，絕不能有刮傷衣物與肌膚的情況發生。（圖13）

（9）健全的售後服務制度
要保證椅具使用運轉是順暢，隨時隨刻發揮其最大的功效，特別要注意售後服務。一般商品採購後，售後服務比較少，就其普通物品而言，只要通過適當的修理，重新使用或採購。而人體工學椅具這種體積較大，功能複雜，使用頻率高的產品，若無完善的售後服務作保證，就比較麻煩，這是因為不但是浪費錢而且很難找到與過去相配套的產品，所以在採購時，不但要注意產品的完好無損，還要注意售後服務。

七。辦公椅與環境
雖然椅具與人體的關係最為密切，但往往必須配合其他設備共同使用。故對椅具本身而言，不能局限於椅具的本身，必須與周圍環境相配置，作整體的考慮。無論站著還是坐著工作，肘高是符合人體工學最重要的一個環節，當然，其他相關因素（如座高和作業高度等）也要考慮。另外，諸如主要的精細加工區域，工作性質，操作按鈕有文件位置等因素也有同樣的重要性。在設計工作場所和辦公椅時，除了考慮這些複雜的因素外，微妙的心理因素也扮演了相當重要的角色，如個人審美觀和權威象徵的要求。