计算机工作站设计：提升舒适度与效率的关键

# 计算机工作站设计：提升舒适度与效率的关键 ## 1. 人机工程学视角 如今，科技发展日新月异，人们与计算机及相关信息技术的交互方式发生了巨大变化。回顾过去，40年前人们工作时会与多种信息源和技术互动，活动丰富多样，身体也能得到充分运动。30年前，许多人开始长时间坐在电脑前工作，身体活动受限，注意力集中在电脑屏幕上。而现在，工作环境变得更加多元化，有些人仍在固定的久坐工作站工作，而另一些人则使用具有不同物理特性的多种移动技术，甚至在移动中工作。 运动对肌肉有益，长时间久坐则不利于健康。然而，在移动中与技术交互可能会带来动态的姿势负荷，以及在输入信息或查看显示内容时不自然地运用感知 - 运动技能。例如，在机场行走时用手机查看电子邮件。 多年来，大量研究表明，不良的人机工程学和任务设计条件与计算机用户的多种健康问题相关，如视觉不适、肌肉骨骼不适和疼痛，以及心理困扰。长期处于这种不良条件下，可能会导致上肢和背部的慢性疼痛，涉及肌肉、肌腱和神经等软组织，甚至会使关节、韧带和肌腱退化。常见的相关风险包括： 1. 关节炎症 2. 腱鞘炎症 3. 肌腱附着点炎症 4. 慢性关节病形式的关节退化症状 5. 肌肉疼痛 6. 椎间盘问题 7. 周围神经紊乱 用户与技术之间的关系是相互的，工作空间的设计会限制人与技术之间交互的性质和有效性。例如，工作空间不足会导致姿势受限，加上长时间的静态负荷，会引起背部和肩部不适，导致疲劳、肌肉痉挛和疼痛。此外，高工作量、重复性动作和其他生物力学压力也会导致类似问题，进而降低工作绩效和生产力，长期来看还会影响员工的身心健康。 ## 2. 固定工作站设计研究 工作站设计在提高用户舒适度和减少肌肉骨骼问题方面起着关键作用。任务需求通常会影响工作站的布局和尺寸特征，屏幕、输入设备和硬拷贝（如源文件）的相对重要性主要取决于任务，这也会影响改善操作员绩效、舒适度和健康所需的设计考虑因素。 许多研究表明，用户与所使用的交互设备之间的适配质量对用户的肌肉骨骼舒适度和疼痛有很大影响。例如，某些工作条件会导致不自然的姿势和对肌肉骨骼系统的过度负荷，包括： 1. 躯干、颈部和手臂的静态姿势 2. 不自然的扭转和伸展动作 3. 照明不佳和眩光 4. 键盘放置在不平的工作表面上 5. 工作表面空间不足 6. 膝盖和脚部空间不足 7. 椅子扶手无法置于工作表面下方 8. 椅子的背部和肩部支撑不佳，靠背和座垫的填充不足，扶手无法置于工作表面下方，以及座垫高度调节不当 基于这些研究，人机工程学专家提出了固定计算机工作站设计的建议： 1. 家具应尽可能灵活，具有可调节范围，以适应不同用户的人体测量学差异。 2. 工作站调节控制应易于使用。 3. 为坐姿操作员提供足够的膝盖空间。 4. 椅子应具有可调节倾斜度的加长靠背和腰部支撑。 5. 键盘应可在桌面表面移动（如今可理解为输入设备应能在工作表面的多个位置放置）。 还有研究通过前瞻性干预实验，在消费者产品呼叫中心对计算机用户的工作站进行人体工程学重新设计。实验设置了三种干预条件：第一种是专家对现有工作站配置进行修改，以使其与员工更好适配；第二种是添加新的工作站配件，如键盘托盘、显示器支架、文件架、腕托、脚踏板和任务照明；第三种是在第二种的基础上，再添加一把具有多种调节功能的新椅子。 实验结果显示，在第二种和第三种条件下工作的受试者，肌肉骨骼健康投诉的程度和强度有所降低，但第一种条件下的受试者没有明显改善。然而，第一种条件下的受试者在生产力方面的平均改善幅度大于第二种和第三种条件下的受试者，以及未接受任何治疗的对照组。需要注意的是，并非所有受试者在人体工程学改进后都表现出生产力的提高，约一半的受试者在改进后生产力反而下降，尽管总体平均效果是积极的。 ## 3. 固定计算机工作站设计特征指南 根据多项实地研究和相关标准，对于固定计算机工作站的设计，有以下一般指导原则： ### 3.1 工作表面 - **尺寸与功能**：工作表面的推荐尺寸取决于任务、文件和所使用的技术。主要工作表面（如支撑键盘、鼠标、显示器和文件的表面）应满足以下要求： 1. 允许显示屏前后移动，以适应不同视力的员工获得舒适的观看距离。 2. 允许可拆卸键盘和鼠标（或其他指点设备）放置在工作表面的多个位置。 3. 允许源文件放置在便于观看的位置，并使上肢和背部保持良好的肌肉骨骼对齐。 4. 可能需要额外的工作表面（如次要工作表面）来存储、布局、阅读、书写或操作文件、材料或技术（输入设备、显示器、计算机、便携式信息设备）。 5. 提供足够的膝盖和腿部空间，以便在工作时进行重新定位。 6. 桌面应尽可能薄，以提供更好的大腿和膝盖间隙。 7. 确定合适的桌子高度，提供必要的大腿和膝盖间隙，并使输入设备（键盘、鼠标）处于舒适的高度。可调节桌子能更好地适应用户。 - **空间布局**：有时计算机工作站会配置多个设备和源材料，以便用户平等访问。在这种情况下，需要额外的工作表面来支持这些工具，并应安排得便于从一个表面移动到另一个表面。每个工作表面下方应保持适当的间隙和舒适的高度。 ### 3.2 腿部和脚部空间 为操作员的脚和腿提供无阻碍的空间非常重要，以便他们能够轻松改变姿势。工作表面下方的间隙空间设计的三个关键因素是膝盖空间高度、宽度和脚趾深度。推荐的腿部间隙最小宽度为51厘米，首选最小宽度为61厘米。不同标准对腿部间隙宽度和深度有不同要求，良好的工作站设计应考虑个体身体尺寸，并通常超过最小间隙，以允许自由的姿势移动。 ### 3.3 桌子高度 桌子高度对计算机用户的肌肉骨骼问题有重要影响。正常的30英寸（76厘米）桌面高度对于大多数人使用键盘和鼠标来说往往过高。桌子高度应根据用户的身高进行调整，特别是在椅子不可调节高度的情况下。可调节的工作表面对于实现这一点非常有效。 不同类型的工作站（可调节或固定高度、单工作表面或多工作表面）对桌面高度有不同的规格要求。非可调节工作表面的合适高度约为从地板到工作表面顶部70厘米（27.5英寸），但固定高度的桌面只能适合部分用户群体。如果没有可调节高度的椅子，固定高度的桌面可能会导致部分用户不适合，从而影响肌肉骨骼舒适度和疼痛。 相关标准要求所有支持输入设备的表面必须可调节高度（或高度和倾斜度组合调节），并且输入设备支持表面应尽可能提供前后和左右调节。可调节桌子允许对键盘（和鼠标）和显示器进行垂直调节，部分还允许独立调节键盘和显示器的高度。不同类型工作站的具体高度调节范围如下表所示： |工作站类型|高度调节范围| | ---- | ---- | |单可调节坐姿工作表面|60 - 80 cm（23.5 - 31.5英寸）（部分标准为56 - 72 cm（22.0 - 28.5英寸））| |独立可调节键盘表面|59 - 71 cm（23.0 - 28.0英寸）| |独立可调节屏幕表面|90 - 115 cm（35.5 - 45英寸）| |仅站立工作站|95 - 118 cm（37.5 - 46.5英寸）（若包含高度和倾斜度调节，高度范围为78 - 118 cm（30.5 - 46.5英寸），倾斜度调节范围为 - 45°至 + 20°）| |坐站两用工作站|56 - 118 cm（22.0 - 46.5英寸）| 此外，工作桌面表面应尽可能提供 - 15°至 + 20°的倾斜度调节。 ## 4. 笔记本电脑工作站设计 笔记本电脑以其便携性和高效性受到广泛欢迎，用户可以随时随地携带并使用。然而，如果在各种环境、工作站和任务中使用笔记本电脑而不遵循良好的人机工程学原则，舒适度和健康因素可能会受到严重影响。国际人机工程学协会（IEA）制定了笔记本电脑使用的指南，旨在鼓励用户创造类似于固定计算机工作站的最佳人机工程学条件。 ### 4.1 工作环境和工作站布局 - 使用笔记本电脑时，应确保工作环境适宜，包括照明、温度、噪音等方面。特别是要保证工作区域既不过亮也不过暗。 - 在桌面上放置笔记本电脑时，应分配足够的空间。 ### 4.2 椅子和桌子 - 根据键盘的高度调整椅子的高度，使前臂与键盘表面平行。 - 如果脚不能平放在地板上，应提供脚踏板。 - 桌子下方应提供足够的空间。 ### 4.3 键盘 - 根据个人姿势和偏好调整键盘的角度。 - 确保键盘前方有足够的空间，以便舒适地放置手腕（如果键盘较薄，这个空间可以是桌面本身）。 - 如果键盘使用困难，可以使用外部键盘。 ### 4.4 工作姿势 - 避免长时间保持过度向前或向后弯曲、扭转的姿势。 - 笔记本电脑用户往往离显示屏太近，应确保显示屏与眼睛之间的距离至少为40 - 50厘米。 - 尽可能频繁地交替近视力和远视力（即观察至少6米远的物体）。 - 确保手腕不处于不自然的角度。 ### 4.5 非键盘输入设备 - 如果可以连接鼠标到笔记本电脑，应尽可能使用，并搭配鼠标垫。 - 当无法连接鼠标时，应