Để xác định kích thước của một sản phẩm đồ mộc là bao nhiêu thì phù hợp nhất cho quá trình sử dụng của con người, điều đầu tiên là cần phải hiểu được kích thước về cấu tạo đối với các bộ phận trên cơ thể con người, như chiều cao cơ thể, độ rộng của vai, độ dài cánh tay, độ dài của chân,…, đồng thời cũng hiểu được kích thước về công năng khi con người sử dụng các loại đồ mộc, tức là phạm vi hoạt động khi đứng, ngồi, hay nằm. Kích thước của cơ thể con người có quan hệ mật thiết với kích thước của các loại đồ mộc.
Trong thiết kế đồ mộc, để thoả mãn được tất cả những nhu cầu của con người là không thể, thế nhưng cũng cần phải thoả mãn được phần lớn những nhu
cầu đó. Do vậy, khi chúng ta tiến thành thiết kế đồ mộc cần phải có được sự lựa chọn thích hợp về các số liệu của đối tượng thiết kế, cần xem xét đầy đủ đến sự khác nhau về kích thước của cơ thể con người, bao gồm sự khác nhau về lứa tuổi, sự khác nhau giữa các khu vực, sự khác nhau về giới tính, hay sự khác nhau giữa một cơ thể bình thường và cơ thể không bình thường (người tàn tật). Có được các số liệu về kích thước của cơ thể một cách hoàn thiện, cũng chỉ mới là bước đầu tiên, còn biết cách sử dụng chính xác các số liệu đó mới là đạt được mục đích của việc vận dụng những kiến thức của Ergonomics vào thiết kế đồ mộc. Thông thường, việc thống kê phạm vi các số liệu về kích thước của cơ thể con người được sử dụng 2 phương pháp, trong phần lớn trường hợp là xem xét đến con số 5 đơn vị phần trăm và 95 đơn vị phần trăm (đơn vị phần trăm là tỷ lệ phần trăm giữa kích thước của một cơ thể nào đó và kích thước của những cơ thể nhỏ hơn nó so với tổng số đối tượng thống kê,
%), mà nó không phải là chỉ xem xét đến giá trị trung bình. Một nguyên tắc cơ bản đó là phải phù hợp với “nguyên tắc lớn nhất và nhỏ nhất”, tức là trong phần lớn các trường hợp là sử dụng kết hợp giữa 5 đơn vị phần trăm và 95 đơn vị phần trăm, mà rất ít khi sử dụng 50 đơn vị phần trăm. Dùng một câu phổ thông để nói thì nó chính là “đủ cho khoảng cách, vừa cho không gian”.
a. Thiết kế công năng của đồ mộc dùng để ngồi nghỉ ngơi
Ngồi là tư thế được sử dụng nhiều nhất trong đời sống của con người, như trong làm việc, học tập, ăn cơm, nghỉ ngơi,…, đều được tiến hành trong các tư thế ngồi. Do vậy, tác dụng của loại đồ mộc dùng để ngồi, như ghế tựa, ghế dài, salon,…, nó đóng một vai trò hết sức quan trọng.
Công năng cơ bản của đồ mộc dùng để ngồi là thoả mãn được sự thoải mái cho con người khi ngồi, giảm thấp sự mệt mỏi và có thể nâng cao hiệu quả làm việc cho con người. Trong đó, quan trọng nhất chính là giảm thấp sự mệt mỏi cho cơ thể con người. Nếu như trong quá trình thiết kế đồ mộc, thông qua việc nghiên cứu mối quan hệ giữa kích thước của cơ thể với các kết cấu xương và bắp thịt để thiết kế ra những loại đồ mộc mà trong quá trình sử dụng
nó có thể làm giảm đến mức thấp nhất sự mệt mỏi cho cơ thể, thì đó cũng chính là đạt được cảm giác thoải mái nhất, yên tĩnh nhất cho con người khi sử dụng, đồng thời cũng có thể duy trì được hiệu quả làm việc là cao nhất.
Các loại đồ mộc chủ yếu dùng để ngồi nghỉ ngơi có ghế nằm, salon, ghế xoay,… Tác dụng chủ yếu của chúng là làm cho con người có được sự nghỉ ngơi thoải mái nhất, đó cũng có nghĩa là làm cho sự mệt mỏi của cơ thể con người giảm đến mức thấp nhất, đạt được sự thoải mái cho con người. Do vậy, đối với kích thước, góc độ, điểm tựa hay tính đàn hồi của vật liệu để sản xuất ra những loại đồ mộc này cũng cần phải xem xét một cách tỉ mỉ.
- Độ rộng và độ cao bề mặt ngồi: độ cao của đường viền phía trước bề mặt ngồi nên thấp hơn một chút so với khoảng cách từ đầu gối xuống đến gót chân, chiều cao bề mặt ngồi của ghế dùng trong nghỉ ngơi trong khoảng 330- 380 mm là hợp lý (không tính lượng dư do đàn hồi của vật liệu). Nếu sử dụng loại vật liệu mềm có chiều dày lớn, thì nên lấy kích thước giới hạn thấp nhất của độ đàn hồi để xác định kích thước về chiều cao bề mặt ngồi. Độ rộng của bề mặt ngồi được lấy theo đối tượng là nữ giới, thường trong khoảng 430- 450mm.
- Góc nghiêng của bề mặt ngồi và góc tạo thành giữa bề mặt ngồi với lưng tựa của ghế: góc nghiêng về phía sau của bề mặt ngồi và góc tạo thành giữa bề mặt ngồi với lưng tựa của ghế (còn gọi là góc tựa) là những vấn đề quan trọng cần quan tâm khi thiết kế loại ghế ngồi dùng trong nghỉ ngơi, bề mặt ngồi luôn nghiêng về phía sau một góc nhất định, nó làm cho cơ thể khi ngồi cũng nghiêng về phía sau, có lợi cho trọng tâm của cơ thể dịch chuyển về phía nửa dưới của phần lưng tựa và phần xương mông. Theo sự thay đổi về tư thế ngồi nghỉ ngơi của cơ thể con người mà góc nghiêng về phía sau của bề mặt ngồi và góc tựa cũng có một mối quan hệ nhất định, góc tựa càng lớn thì góc nghiêng về phía sau của bề mặt ngồi cũng càng lớn (Hình 2.1.1). Thông thường, trong một phạm vi nhất định, góc nghiêng càng lớn thì tính thoải mái khi nghỉ ngơi cũng càng lớn, thế nhưng không phải là không có giới hạn, đặc
biệt là đối với những loại ghế ngồi dùng cho người cao tuổi, góc nghiêng không thể quá lớn, bởi vì sẽ tạo ra sự khó khăn khi đứng dậy.
- Góc nghiêng của bề mặt ngồi đối với loại ghế salon từ 4-70, góc tựa từ 106-1120 là thích hợp; đối với loại ghế nằm, góc nghiêng của bề mặt ngồi từ 6-150, góc tựa từ 112-1200 là hợp lý. Theo sự tăng lên của góc nghiêng và góc tựa mà làm cho các điểm đỡ ở phần lưng tựa cũng được tăng lên từ 2-3 điểm, tức là từ xương ngực thứ 2 và thứ 9 (vùng dưới của bả vai), điểm đỡ quan trọng nhất vẫn phải là phần xương sống (Hình 2.1.2).
- Độ sâu của bề mặt ngồi: loại ghế ngồi để nghỉ ngơi do phần nhiều là sử dụng những loại vật liệu mềm xốp để sản xuất, nên bề mặt ngồi và phần lưng tựa luôn có một độ lún nhất định, khi đó nó sẽ làm cho độ sâu của bề mặt ngồi
Hình 2.1.2 Góc tựa và điểm đỡ
làm việc
nghỉ ngơi
ngủ
mạnh mặt bằng
yếu
Hình 2.1.1 Góc độ của ghế ngồi với các tư thế nghỉ ngơi khác nhau
được tăng lên. Độ sâu bề mặt ngồi của salon loại nhẹ thường từ 480-500mm;
salon loại trung bình thường từ 500-530 mm; đối với salon cỡ lớn thì xem xét đến phần không gian trong phòng mà có thể tăng thêm độ sâu của bề mặt ngồi. Nếu như bề mặt ngồi quá sâu, làm cho phần lưng không tiếp xúc được đến lưng tựa của ghế, kết quả là các điểm đỡ lại không phải là ở phần sống lưng, mà lại là phần bả vai, làm cho cơ thể bị ép cong về phía trước, tạo ra sự mệt mỏi cho cơ thể.
- Đường cong của ghế ngồi: đường cong của ghế ngồi để nghỉ ngơi là những đường cong của bề mặt ngồi, phần lưng tựa để nâng đỡ cơ thể tương ứng với các tư thế ngồi (Hình 2.1.3). Nó là cơ sở để tạo nên sự phân bố về áp lực cơ thể lên bề mặt ngồi một cách hợp lý, thông qua các bề mặt cong hoàn chỉnh này để hoàn thành được nhiệm vụ nâng đỡ đối với các bộ phận của cơ thể, đồng thời cũng tạo nên sự kết hợp hài hoà giữa công dụng và tạo hình của ghế. Căn cứ vào những đường cong thích hợp của cơ thể con người ở các tư thế ngồi khác nhau để thiết kế ra những đường cong hợp lý cho ghế ngồi, có thể làm cho phần sống lưng có được sự nâng đỡ tốt nhất, đồng thời cũng giảm nhẹ được áp lực lên phần xương bả vai.
- Độ cao của phần eo tựa thường từ 185-250 mm là hợp lý, bán kính của phần eo tựa khoảng 300 mm, bán kính của phần vai tựa từ 400-500 mm là thích hợp, nhưng nếu độ cong quá lớn sẽ làm cho con người cảm thấy khó chịu, dễ
Hình 2.1.3 Đường cong của ghế và cơ thể con người
tạo ra sự mệt mỏi, chiều rộng phần lưng tựa của ghế thường từ 350-480mm (Hình 2.1.4).
Hình 2.1.4 Lưng tựa không thích hợp
- Tính đàn hồi: loại vật liệu mềm dùng trong sản xuất các loại ghế ngồi dùng để nghỉ ngơi và sự phối hợp về tính đàn hồi của vật liệu cũng là một vấn đề không thể coi nhẹ. Tính đàn hồi là mức độ cảm thấy cứng hay mềm khi con người ngồi lên loại vật liệu đó hoặc nó là mức độ phản hồi với lực nén của cơ thể lên trên loại vật liệu đó. Sử dụng những loại vật liệu mềm trong sản xuất ghế ngồi để nghỉ ngơi sẽ làm tăng được cảm giác thoải mái cho con người, thế nhưng mức độ mềm hay cứng cũng phải thích hợp. Đối với những loại salon thông thường độ lún của bề mặt ngồi vào khoảng 70mm là thích hợp, đối với những loại salon cỡ lớn thì độ lún của bề mặt ngồi khoảng 80- 120 mm là hợp lý. Bề mặt ngồi quá mềm, độ lún sâu quá lớn, sẽ làm cho góc tạo thành giữa bề mặt ngồi và phần lưng tựa giảm xuống, phần bụng bị ép mạnh, làm cho con người cảm thấy khó chịu, khi đứng lên cảm thấy khó khăn. Vì vậy, độ đàn hồi của ghế ngồi phải được bố trí một cách thích hợp, để đạt được sự phân bố áp lực của cơ thể một cách hợp lý, có lợi cho cơ bắp và sự thoải mái khi ngồi, nên thiết kế sao cho phần lưng tựa của ghế mềm hơn so với bề mặt ngồi một chút. Thông thường mức độ nén khi đàn hồi của bộ phận phía trên của phần lưng tựa trong khoảng 30-45mm, mức độ nén khi đàn hồi của bộ phận eo tựa nhỏ hơn 35mm là hợp lý. Ghế ngồi dùng để nghỉ ngơi,
Lưng tựa quá cong Lưng tựa không có điểm tì cho phần eo
phần bề mặt ngồi và phần lưng tựa có thể được sử dụng các loại vật liệu như song mây, da, tơ lụa, vật liệu xốp,…, để sản xuất, nó phải có được độ đàn hồi thích hợp.
- Tay vịn: với những loại ghế ngồi để nghỉ ngơi thường được thiết kế tay vịn, nó có thể làm giảm được sự mệt mỏi cho hai vai, và hai cánh tay, đạt được hiệu quả của quá trình nghỉ ngơi. Nhưng độ cao của tay vịn bắt buộc phải hợp lý, tay vịn quá cao hoặc quá thấp đều làm cho phần vai không được buông xuống một cách tự nhiên, dễ phát sinh mệt mỏi. Căn cứ vào khoảng cách tự nhiên từ khuỷu tay đến bề mặt ngồi mà trên thực tế độ cao của tay vịn thường vào khoảng 200-250mm (khi thiết kế cần phải trừ đi độ lún của bề mặt ngồi) là thích hợp. Khoảng cách giữa hai tay vịn nên lớn hơn so với độ rộng của vai, không nên nhỏ hơn 460mm, thông thường lấy từ 520-560 mm là thích hợp, khoảng cách này quá rộng hoặc quá hẹp đều làm tăng độ hoạt động của cơ bắp, gây xuất hiện hiện tượng tê cánh tay (Hình 2.1.5).
Tay vịn cũng có thể tuỳ thuộc vào sự thay đổi của góc giữa bề mặt ngồi và lưng tựa mà nó cũng được nghiêng đi một chút, sẽ có tác dụng làm tăng hiệu quả tạo ra sự thoải mái khi ngồi, góc nghiêng thường trong khoảng 100~ 200.
Độ đàn hồi của tay vịn không được quá mềm, bởi vì nó phải hứng chịu lực rất lớn của cánh tay, mà khi con người đứng lên nó còn phải phát huy được tác dụng trợ lực. Nhưng trong quá trình thiết kế cần phải chú ý đến hiệu quả
Hình 2.1.5 Khoảng cách giữa tay vịn không thích hợp
cảm xúc của phần tay vịn, không được sử dụng những loại vật liệu kim loại đàn hồi mà có tính dẫn nhiệt, cũng cần cố gắng xử lý sao cho nhẵn mịn, không có các góc cạnh nhọn.