园林椅设计的人机学基础
　　1)人体脊柱及其变形
　　人体脊柱是由7节颈椎、12节胸椎、5节腰椎，以及骶骨和尾骨组成，如图6．71所示。它们由软骨组织和韧带联系，使人体能进行屈伸，侧屈和回转等活动。由于人体的重量由脊柱承受且由上至下逐渐增加。因而椎骨也是由上至下逐渐变得粗大。尤其是腰椎部分承受的体重最大，所以腰椎也是最粗大。这就是人体脊柱的基本结构。
　　
图6.71 人体脊柱 　　　　　　　　图6.72 坐姿与脊椎压力
　　图6．72为坐姿与腰椎压力，当人体自然站立时，脊柱呈理想的"S"形曲线状，腰椎不易疲劳，见图(a)所示。当人体取坐姿工作时，往往会因园林椅设计的不科学而促使人们采用不正确的姿势，从而迫使脊柱变形，疲劳加速，并产生腰部酸痛等不适症状，见图(b)所示。如果园林椅设计得能让腰部得到充分的支撑，使腰椎恢复到自然状态，那么疲劳就会得到延缓，从而得到轻松舒适感，见图(c)所示。

　　实验研究证明：人体自然放松状态下的人体曲线能与园林椅靠背曲线充分吻合，园林椅舒适度评价值就高。

　　2)人体坐姿的体压分布

　　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。它与坐姿及园林椅的结构密切相关，是设计园林椅时需要掌握的重要参数。

　　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。为了减少臀部下部的压力，座面一般应设计成软垫，其柔软程度以使坐骨处支承人体的60％左右的重量为宜。

　　靠背体压主要分布在肩胛骨和腰椎骨两处。该两处的支撑位置通常被称为"腰靠"和"肩靠"。其中"腰靠"的位置大约在腰锥的第3-4节之间，"肩靠"的位置大约在胸椎的第5-6节之间。在设计园林椅靠背时必须充分考虑到这两处的"两点支撑"作用。其中"腰靠"比"肩靠"更重要。

　　人在一般的坐姿作业时，由于身体通常需要前倾，只有"腰靠"起作用，因此可以不设"肩靠"。而对于非频繁操作的起间歇休息支撑作用的园林椅(如办公学习用园林椅及餐厅园林椅)因人体通常需要间歇后仰，所以一般均应设置"肩靠"。此外，还有一类主要供人休息用的园林椅(如飞机、汽车、火车等交通工具上供旅客乘坐的园林椅及安乐椅等)，通常均应附加"头靠"以构成"三点支撑"。一般情况下，附加"头靠"的园林椅其靠背均应做成可调节的。据有关人机学者通过测试研究的结果显示，可调靠背的倾角变化与各支撑点位置存在一定的最佳组合关系，见图6．73和表6．44所示。

图6.73 两点支撑的最佳支撑条件
　　3)坐姿舒适性

　　坐姿舒适性包括静态舒适性、动态舒适性和操作舒适性。静态舒适性要研究的问题，主要是依据人体测量数据设计舒适的园林椅尺寸和调整参数。动态舒适性主要研究园林椅的隔振减振设计，重点是园林椅悬架机构的动态参数优化设计问题。操作舒适性主要研究园林椅与操纵装置之间相对位置的合理布局问题。

　　人体正常的腰部是松驰状态下侧卧的曲线形状。在这种状态下，各椎骨之间的间距正常，椎间盘上的压力轻微而均匀，椎间盘对韧带几乎没有推力作用，人最感舒适。人体作弯曲活动时，各椎骨之间的间距发生变化，椎间盘则受推挤和摩擦，并向韧带作用推力。韧带被拉伸，致使腰部感到不舒适。腰弯曲变形越大，不舒适感越严重。直立姿或各种坐姿时的腰椎弧线均会产生或多或少的变形，均会有一定程度的不舒适感。因此，尽量使腰椎弧线接近正常的生理弧线是舒适坐姿的前提，也是园林椅设计中应遵循的基本原则。

　　研究坐姿舒适性的目的是为园林椅设计服务的。通常情况下，园林椅主要是供人们休息或工作时使用的。图6．75是有关人机学者推荐使用的"休息坐姿"和"工作坐姿"的有关人体关节角度参数，可供设计园林椅时参考使用。