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人體工程學在嬰幼兒床墊設計中的應用

發布時間:2020-08-27 16:38:19

人體工程學研究與測試實驗室

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隨著社會對嬰幼兒成長的關注度提升,床墊作為與嬰幼兒睡眠時緊密接觸的一類家具,其安全性、舒適性和健康性都至關重要。本研究在介紹嬰幼兒床墊產品及市場現狀的基礎上,結合嬰幼兒的身心發育特點,著重從尺寸、外觀、墊層特性和功能創新這4個方面分析人體工程學在嬰幼兒床墊設計中的應用,以期為嬰幼兒床墊設計提供更加科學合理的設計思路。


近年來,隨著人體工程學的發展以及在家具產品中的應用,人們逐漸意識到床墊對睡眠質量和人體健康的重要性,尤其是對特殊的嬰幼兒群體有了更多的關注度。嬰幼兒每天有接近二分之一的時間處于睡眠狀態,睡眠是其保障體格、神經、心理行為正常發育的基礎,而睡眠質量直接影響孩子的注意力、學習理解力、記憶力及創造力。

人體工程學又叫“人類工效學”、“人機工程學”等。在家具領域的應用中,主要研究“人、家具、室內環境”這一系統中三者的關系,以解決該系統中人的效能、健康問題提供理論與方法。床墊與嬰幼兒的身體長時間直接接觸,對睡眠質量和生長發育會有很大影響。人體工程學對于嬰幼兒床墊的設計具有很強的科學指導作用,以充分考慮嬰幼兒的身心特點及需求為前提,探究嬰幼兒與床墊之間的關系,有助于設計出具有最佳使用效果的床墊產品,提高嬰幼兒床墊的舒適性和安全性。

1 嬰幼兒床墊市場現狀

1.1 嬰幼兒床墊產品

嬰幼兒床墊通常是指3 歲以下兒童所使用的床墊。筆者通過對國內外嬰幼兒床墊的市場調研,不難發現有眾多專門只針對嬰幼兒群體設計研發的品牌或企業。嬰幼兒與看護者同室不同床,擁有其獨立睡眠空間的理念被許多家長所接受,因此床墊作為孩子一出生時就要使用的生活必需品,愈發受到人們的關注。又因具備廣闊的市場需求和良好的商業前景而發展迅速,不再是成人床墊品牌的附屬系列,在床墊行業中占有重要地位。

嬰幼兒床墊產品的種類眾多,按照結構類型大致可分為兩類,即彈簧床墊和非彈簧床墊,各有特點及優勢(如表1 所示)。其中,非彈簧床墊在國內嬰幼兒床墊市場中占有較大比重,并且按照墊層結構又可細分為單層床墊、雙層床墊和多層復合床墊。常見的嬰幼兒床墊的內膽制作材料主要包括棕櫚纖維、乳膠和聚氨酯泡沫等,隨著科技和工藝的進步,還出現了3D 材料、高分子材料、植物纖維綿等新興材料,在其性能優勢被充分利用的同時也使得床墊更加安全環保。

表1 嬰幼兒床墊類型及特點

Table 1Type and characteristics of infant mattress


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1.2 存在問題

嬰幼兒床墊雖然表現出良好的發展趨勢,但在市場和產品設計方面仍存在以下不足:

(1)缺乏市場規范。國家衛生組織對嬰幼兒用品提出了極高的要求,嬰幼兒床墊也理應有更高的標準。然而嬰幼兒床墊的國家標準仍在編制中,一些劣質床墊的用材與制作出現以次充好、偷工減料的情況,還會釋放超量的甲醛等有害物質,嚴重影響嬰幼兒的健康。

(2)缺乏科學的設計依據。嬰幼兒床墊市場中諸如“多種軟硬度可選,幫助脊柱發育”等功能概念層出不窮,但是否真正符合嬰幼兒的生理結構和心理特點,需要通過實驗與評估進一步驗證,但這暫時還沒形成系統性的設計一環。

因此,應當把設計重點聚焦在嬰幼兒床墊的健康和安全方面,采用人體工程學原理有效地解決問題。

2 人體工程學在嬰幼兒床墊設計中的應用

2.1 確定床墊的尺寸

人體尺寸是嬰幼兒床墊設計的最基本依據,可以參考我國最新的嬰幼兒人體參數,重點關注身高(身長)、體重、頭圍以及四肢的靜態和動態尺寸,保證孩子在床墊上擁有足夠的睡眠及活動空間。除此以外,還要考慮床墊與嬰幼兒床具的適配性[5],床墊的幅面尺寸應與床具完全吻合,厚度則在5 ~ 11cm范圍適宜,這不僅涉及舒適感更與安全有關,防止孩子在床墊上站立、跳躍和翻爬時發生踩空、跌落等危險。具體尺寸的制定可以借鑒2013 年美國材料試驗國際協會宣布的ASTMF 2933-13 嬰幼兒床墊安全標準。

2.2 為外觀設計提供依據

嬰幼兒床墊的外觀設計體現在細節之處。在色彩方面,嬰幼兒時期是視覺發育的關鍵階段,在睡眠時周圍應盡量避免使用過于直接、強烈的色彩,防止對視覺產生刺激[11]。床墊及外套適合采用柔和的色彩,例如低純度的藍色和綠色等,其色彩情感穩定,有助于創造有安全感的睡眠氛圍。在材質方面,床墊外套要盡量選擇細膩舒適的面料,以減少對嬰幼兒皮膚的摩擦。在發育過程中,嬰幼兒的口唇、手掌部位的觸覺相對敏感,喜歡用嘴巴和手感知新奇的事物,因此床墊表面不能帶有細小的可拆卸零部件或裝飾品,避免嬰幼兒誤食或發生其他傷害。

2.3 評價及優化床墊墊層特性

2.3.1 床墊軟硬度

床墊的軟硬度會在很大程度上影響人體睡眠的舒適性,對于嬰幼兒來說尤為重要。一方面,嬰幼兒處于發育階段,骨骼柔軟,過軟或過硬的床墊都容易導致脊椎發生異位和變形。另一方面,有真實案例顯示,過于柔軟的床墊容易造成嬰幼兒翻身困難或頭面部陷入床墊中,是導致嬰幼兒在睡眠時發生窒息、壓迫等意外的原因之一。

嬰幼兒床墊的軟硬度受床墊的結構和材料類型影響。對于彈簧床墊,彈簧床芯在很大程度上決定了床墊的軟硬度。對于非彈簧床墊,鋪墊層與嬰幼兒身體直接接觸,起到貼合和填補人體曲線、提高舒適度的作用,芯層則起到支撐緩沖和穩固床墊的關鍵作用。所有墊層組合形成一個床墊整體,每個墊層的性能都會對整體軟硬度產生影響。

2.3.2 床墊支撐性

嬰幼兒床墊的核心功能就是為孩子在睡眠時提供良好的身體承托。良好的承托不僅可以使嬰幼兒四肢放松,促進血液循環,而且有助于脊柱正常生理性彎曲的形成。床墊的支撐性除了與自身軟硬度、彈性等性能有關之外,更是一種在與嬰幼兒相互作用下的生物力學關系,受嬰幼兒體型、生理結構等因素的影響。

適用于嬰幼兒床墊支撐性的評價方法主要為體壓分布測試,能夠直觀反映嬰幼兒臥姿狀態下的身體受力情況,其各項指標包括最大壓力、平均壓力、縱向壓力梯度和縱向壓力分布曲線等,在一定程度上反映了床墊對人體支撐力的強度,是床墊墊層特性設計的重要依據。

2.3.3 床墊溫濕性

嬰幼兒床墊的材料不僅要達到基本的抗菌防螨要求,還應該根據嬰幼兒感覺系統的特點來選擇。他們汗腺的密度大于成人,出汗溫度也稍高于成人,但皮膚結構發育還不完善,散熱能力較差,所以很容易因汗腺阻塞導致汗疹等皮膚疾病發生。

嬰幼兒睡眠時身體直接與床墊接觸,又易尿床,因此床墊材料尤其是鋪墊層必須具備良好的透氣、透濕性能,幫助孩子的背部、腰部和臀部等身體部位保持干爽舒適,減少不適感。良好的透氣性也有助于降低睡眠環境中二氧化碳的重復吸入。3D材料因其特殊的結構,相較于乳膠和海綿具有較好的透氣性,適用于嬰幼兒床墊。但除了材料種類,材料的密度和厚度對溫濕度也有很大影響,需要通過進一步的研究確定具體的設計參數。

2.4 功能創新

嬰幼兒時期是生長發育的高峰期,孩子的身心特點在不同月齡段都會發生很大的變化,個體之間更會存在差異,即便是經過人體工程學設計的床墊,也很難滿足所有孩子的需求。國內的一款兒童定制床墊,由8 塊積木式的床芯組件構成,可隨著孩子體型和年齡的變化調整其排列順序,為孩子提供最優的舒適度。部分嬰幼兒床墊也提出了相似的宣傳概念,但缺乏實驗數據支撐,需要進一步驗證及評價。國外有一款嬰幼兒床墊,外套上印有益智或游戲圖案,可以作為嬰幼兒在地面上玩耍時使用的安全墊,還可以折疊變形為一個手提行旅箱造型的便攜式床墊(如圖1 所示)。

因此,如何使床墊“適應”嬰幼兒成長中個性化需求也是設計中需要關注的問題,讓消費者有更大的選擇空間,找到更適合自己孩子的床墊。

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3 結語

嬰幼兒床墊作為伴隨孩子睡眠和成長的家具用品,其重要程度不言而喻,建議家長為孩子選購專業的嬰幼兒床墊。為此,對于設計者來說,想要制作出真正適合嬰幼兒并且健康舒適的床墊,不能僅停留于產品表面化的設計,更應做到“以人為本”。在充分了解嬰幼兒的生理和心理發育特點后,結合人體工程學原理,采用科學的評價方法,把人與床墊之間的關系作為設計的關鍵依據,為嬰幼兒提供一個安全、舒適、健康的睡眠環境。


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