Столът трябва да бъде топографически неутрален. Той трябва да отговаря еднакво добре на различни форми, размери и контури на човешкото тяло без да нарушава циркулацията на кръвта му. Въпреки, че хора с различно телесно тегло и структура разпределят теглото си по подобен начин при седене, натоварването на тялото е различно и при всеки човек то е индивидуално. Предизвикателството за проектантите е да се проектира стол, чиято структура и материя да осигурят динамична опора. Това би позволило на тялото на седящия, вместо структурата на стола, да диктува разпределението на натоварването.

Какво знаем

Повърхностното натоварване би могло да причини дискомфорт по време на седене. Хора с различно тегло и структура на тялото разпределят теглото си по сходен начин при седене, но интензивността и зоните на натоварване варират от човек до човек. Добро разпределение на натоварването би означавало , че най-силното натоварване е в зоната под седалищните кости при седене в изправено положение, и  в лумбалната и гръдна област при седене в облегната назад поза (виж фигура 1).

Правилното разпределение на натоварването е от изключителна важност за постигане на комфорт при седене (Grandjean et al., 1973). Голямо ниво на повърхностно натоварване би свило кръвоносните съдове в подлежащите съдове, което от своя страна би ограничило нормалното кръвообращение и седящия би изпитал дискомфорт.

Дори и малко смущение в разпределението на натоварването би имало сериозен ефект. Например, седенето върху портфейл изглежда безобидно, но Д-р Гинар Андерсон, хирург-ортопед, който специализира в сферата на гръбначни наранявания и е председател на ортопедичното отделение на медицинския център Rush Presbyterian/St. Luke's  в Чикаго, подчертава, че това би имало сериозни последици. " Портфейлът се намира на място, което при седене, притиска седалищния нерв и заради позицията на портфейла, човек не седи централно, а едната му страна е по-висока от другата, така че, за да седне прав той изкривява гръбнака си. Това води до неравно разпределение на натоварването върху сакроилиачните стави и долната част на гърба. Ужасна идея е да се седи с портфейл в задния джоб."

За да се измерят тези малки разлики в разпределението на натоварването и връзката им с комфорта при седене, учените експериментират с различни технологии. Най-скорошно, тънки, еластични и чувствителни на натоварване подложки, свързани с компютри се използват, за да установят разпределението на натоварването на различните елементи на стола в офиса, автомобила и на медицинско оборудване. Тези сензорно-чувствителни подложки са увити около седалката и облегалката на стола; когато "тестов" обект седне на стола, градиентите на натоварването се появяват в различни цветове на екрана на компютъра, показвайки зоните, които са най-силно натоварени за конкретния седящ (Reed and Grant, 1993).

Използването на този метод, за да се прецени най-оптималния дизайн на един стол, не е прост процес; различни хора, седящи на един и същ стол биха показали много различни резултати, в зависимост от теглото и структурата на тялото си. Например, по-тежки хора показват по-високи стойности на натоварване от по-леките хора, но по-тежък, с крушовидна форма на тялото човек би показал по-ниски стойности на натоварване от по-лек човек, седящ на по-малка вътрешна подплата.

Заради голямата разлика в стойностите на натоварване при хора с различни размери и форми на тялото, все още е трудно да се проектират идеални контури и мекота на седалката и облегалката, които биха минимизирали некомфортните точки на натоварване на всички седящи. Обаче, знаем, че кожата и мастната тъкан под седалищните кости по-малко чувствителни на натоварване от мускулната тъкан, която обгражда седалищните кости, и по-пригодена да издържа на натоварване от другите тъкани на задните части и бедрата (Reed et al., 1994).

Също така, столове с облегалка, която предизвиква високи стойности на натоварване в зоната на лумбалните прешлени се смятат за по-удобни от столове, които показват по-ниски нива на натоварване в тези зони (Kamijo et al., 1982), въпреки, че натоварване, произтичащо от много стабилна лумбална опора би могло да причини дискомфорт  (Reed et al., 1991a, 1991b). Нашето проучване е установило силна връзка (r=.638; n=978) между общото чувство на комфорт при седене и степента, до която седящия възприема стола като осигуряващ добра опора на долната част на гърба.

Когато седящият променя позата си от изправено положение към облегнато назад, обаче, разпределението на натоварване се променя. Как тази промяна се осъществява е също задача на кинематиката на стола т.е. механиката на движението на тялото в пространството и диапазона на пози, които стола поддържа.

Затова

Един удобен стол би спомогнал разпределение на натоварването за голям диапазон от потребители, които показват най-високи стойности на натоварване в зоната на седалищните кости, когато седящия е в изправено положение, и в зоните на гърба встрани от гръбнака, когато седящия е в облегнато назад положение (виж фигура 2).

Проблемът при дизайна

Необходимо е да се проектира стол, който да бъде топографически неутрален и тялото на седящия, а не основите на структурата на седалката и облегалката, да определят точките на най-високо натоварване.

Дизайнерите на столове се стремят да минимизират нарушаването на циркулацията на кръвта с правилна комбинация от контури и пълнеж, извиване на структурата на стола, далеч от чувствителните на натоварване зони на тялото и омекотяването му с пяна. Това се оказва трудно за постигане при дизайн, който трябва да бъде пригоден за разнообразни типове потребители. Форми на седалката, които биха били подходящи за структурата на костите и дължината на краката на висок мъж, биха натоварили грешните зони на тялото на ниска жена. Плътността на пяната, която осигурява оптимален комфорт за ниска, пълна жена, би могла да се сплеска под натиска на по-тежък, но слаб мъж.

Допълнителният пълнеж не решава проблема, защото прекалено мека седалка би натоварила големия седалищен мускул от двете страни на задните части както и главите на бедренаите кости и седалищните нерви, което би довело до изпитване на дискомфорт при седене на люлеещ се или директорски стол (виж фигура 3). (Zacharkow, 1988; Hertzberg, 1958).

Дизайнерското решение

Необходимо е да се проектира стол, чиято структура и материя да осигурят динамична опора за седящия и да е удобен за хора с различни пропорции на тялото.

Вместо възглавнички от пяна, които биха довели до грешно натоварване, работен стол с топографическо неутрално окачване би съответствал на формата на седящия. Използвайки технология за измерване на натоварването, експериментирахме с различни натоварвания върху облегалката и седалката, изграждайки нашия дизайн, така че да се постигне желания модел на разпределение: най-силно натоварените зони под седалищните кости, с широко разпространение на по-ниски нива около бедрата и гърба, избягвайки гръбнака и зоната зад коленете.

От изключително значение за нас беше да се постигне широко разпределение на натоварване върху облегалката. Въпреки, че върху седалката на един стол обикновено пада по-голяма част от теглото на тялото, когато седящия се облегне назад по-голяма част от теглото му е пренесена върху облегалката. Също така знаем, че диапазона на наклон и кинематиката на стола и степента, до която отговарят на естественото положение на тялото и по-естествено прехвърлят теглото на тялото от седалката към облегалката, би насърчило или обезкуражило облягане назад. Затова облегалката би била добра опора за по-голям процент от теглото на седящия. По време на изготвянето на нашия работен стол, ние тествахме обекти с различни височини, тегло и размери на тялото на различни прототипи на столове, контролирайки височина на седалката и степен на облягане назад. Експериментирайки също така с различни нива на перфорация и натоварване на окачващия материал, работихме да постигнем модел на разпределение на натоварването за различни типове тела, върху гърба на седящия и разпределяйки теглото встрани от гръбнака.

Топографически неутрални седалка и облегалка, които са проектирани за широк диапазон от тегло и пропорции на тялото, биха спомогнали седящите да се възползват от внимателно изчисленото разпределение на натоварване на стола. Седящ върху топографически неутрален материал на окачване, тялото на седящия, а не структурата на стола, диктува разпределението на натоварване.

Технологиите за изчисление на натоварването, които измерват разпределението на натоварване върху облегалката и седалката на стола са подобрени в сравнение с началото, когато са използвани в процеса на развитие на стола Aeron. Сега те предоставят повече информация и прецизни данни за нивата на натоварване изпитани от седящия.

Въпреки, че първоначалните такива технологии са били използвани при обект винаги седящ в облегната назад поза, сега знаем, че дори малки промени в наклона на облегалката биха могли да доведат до големи разлики в начина на разпределение на натоварването върху гърба на седящия (Aissaoui et al., 2001). Използвайки днес по-развита технология, бихме могли да изследваме и сравним модели на разпределение на натоварването в изправено и облегнато назад положение.

Естествено, удобство и разпределение на натоварването за седящите в изправено положение е станало по-важно, тъй като нарастващ процент от офис задачите се изпълняват на компютър. Проучване върху поведение на седене, направено от Herman Miller , показва, че хората, които изпълняват задачи на компютър прекарват голяма част от времето си в изправена поза вместо в облегната назад (Dowell et al., 2001). Имайки предвид моделите на оптимално разпределение на натоварването за хора, седящи в изправена позиция, ние започнахме да търсим определени модели на разпределение на натоварването, които зависят от позата на седящия.

Изледвания на натоварването на седящи в изправена позиция показват локализирано натоварване, където долната част на гърба е в контакт с лумбалната опора на стола, но по-малко разпределение на натоварване върху останала част от гърба (виж фигура 4). Това изглежда противоположно различно на изследванията при седящи в облегнато назад положение, които показват разпределено натоварване в торокалната зона близо до лопатката и встрани от гръбнака (виж фигура 2).

Предполагайки, че при подобряване на опората на гърба в изправено положение, разпределението на натоварването ще наподоби това в облегната назад поза, ние изследвахме натоварването на седящи на топографически неутрални столове с поддържане на позата. Столове с тазова опора, проектирани да поддържат таза, спомагат да се поддържа естествената гръбначна дъга без да се натоварва лумбалната зона.

Изследванията на столове с поддръжка на позата показват, че натоварването е разпределено по по-голяма част, включая таза и торакапната зона както и лумбалните части на гърба (виж фигура 5) отколкото столове без поддръжка на позата (виж фигура 6) или тези само с лумбална опора. Последващо проучване изследва възможностите за дизайн, който спомага изравняване на натоварването и за седалката и облегалката на стола. Това изследване е довело до развитието на системата Pixelated Support. Чрез нея всеки компонент, или пиксел, по своята същност съответства  на теглото на седящия, разпределяйки теглото еднакво върху седалката и облегалката. Като резултат, седящите изпитват чувство на плаване.

За да се тества комбинацията между системата Pixelated Support  и кинематиката, използвана при стола Embody, ние направихме изследване в ергономична лаборатория във водещ университет. Обектите седяха в стола Embody и четири други стола с различен дизайн на облегалката и изпълниха четири различни задачи в случаен ред. Подложки, чувствителни на натоварване бяха увити около облегалката на стола и показаха динамично разпределение и интензивност на натоварване през процеса на изпитвания.

Когато тялото на обектите става по-наклонено назад, центъра на натоварване се променя вертикално, независимо от стола. Увеличаването на средната зона на контакт от изправено към облегнато положение е най-голяма при стола Embody. Това означава, че при облягане назад, облегалката на Embody осигурява по-голяма опора на горната част на седящия в сравнение с други столове (University of California Berkeley, 2008).

Промяната на центъра на натоварване, който се променя при всеки човек е определено важен аспект, който трябва да се има предвид при дизайна на работен стол. Друг такъв е предизвикателството да се проектира топографически неутрален стол, който да съответства еднакво на различни форми, размери и пропорции на тялото и разбира се, да не причинява нарушение на кръвообращението никъде по тялото. За да се постигнат тези цели са необходими последващи подобрения в структурата и материалите, които осигуряват динамична опора. Тъй като тези подобрения са материализирани, вече сме по-близо до идеала на стол-когато тялото на седящия, а не стола диктува разпределението на натоварването.

Източници

Aissaoui et al. (2001), “Analysis of Sliding and Pressure Distribution during a Repositioning of Persons in a Simulator Chair,” IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering 9(2): June.

Dowell et al. (2001), “Office Seating Behaviors: An Investigation of Posture, Task, and Job Type,” Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society 45th Annual Meeting.

Grandjean et al. (1973), “An Ergonomic Investigation of Multipurpose Chairs,” Human Factors.

Hertzberg (1958), “Seat Comfort,” Annotated Bibliography of Applied Physical Anthropology in Human Engineering.

Kamijo et al. (1982), “Evaluation of Seating Comfort,” Society of Automotive Engineers Technical Paper 820761.

Reed and Grant (1993), “Development of a Measurement Protocol and Analysis Techniques for Assessment of Body Pressure Distributions on Office Chairs,” technical report, University of Michigan Center for Ergonomics.

Reed et al. (1991a), “An Investigation of Driver Discomfort and Related Seat Design Factors in Extended-Duration Driving,” Society of Automotive Engineers Technical Paper 910117.

Reed et al. (1991b), “An Investigation of Automotive Seating Discomfort and Seat Design Factors,” final report, University of Michigan Transportation Research Institute.

Reed et al. (1994), “Survey of Auto Seat Design Recommendations for Improved Comfort,” technical report, University of Michigan Transportation Research Institute.

University of California Berkeley (2008). “Back Load and Postural Response to Five Chairs,” Ergonomics Program, UC-Berkeley.

Zacharkow (1988), Posture: Sitting, Standing, Chair Design, and Exercise.

Биографични данни

Yves Béhar създаетят на fuseproject, дизайнерска агенция в Сан Франциско. Той изследва сферата на дизайна от ранна детска възраст в Швейцария. Бехар въвежда хуманистичен подход в работа си и цели да създаде проекти, които са дълбоко в хармония с нуждите на бъдещето, свързано с човешките емоции и, което дава възможност за себеизразяване. Първият му набег в сферата на проектиране на столове е семейство столове Sayl за Herman Miller .

Джером Карусо е дизайнер  на стола Celle. Неговите проекти надхвърлят столове за работното място. Като дизайнер на Sub-Zero повече от 20 години, Карусо е много влиятелен в изграждането на външния вид и функцията на кухненски продукти и уреди. Неговият иновативен ум и дизайнерска експертиза са очевидни в повече от 75 дизайнерски патента, които притежава. Джером и неговия син, Стивън, проектират стола Reaction на Herman Miller  през 1998 г.

Дон Чадвик, заедно с Бил Стъмпф, проектират новаторските ергономични столове Equa и Aeron за Herman Miller . Той е водещ в изследването и въвеждането на нови материали и методи на работа за производители на офис столове.

Бил Доуел е бил член на борда на Corporate Ergonomist когато Херман  Милер почива през 2012 г. През своята 28-годишна кариера в Herman Miller , Бил е водещ в проучванията в сферата на егнономиката и прилагане на принципите на добър ергономичен дизайн на нашите продукти. През 1991, Бил играе ключова роля в кандидатурата на Herman Miller  за почетен член на Комисията по Ергономично Изследване на Офис Оборудване(OERC). Бил е ключов член на Подкомисията по Ергономика BIFMA , която е била отговорна за първоначалните Ергономични Стандарти BIFMA за VDT обзавеждане и е бил също така член на комисията, която проверява  BSR/HFES 100 Standard  за Human Factors Engineering of Computer Workstations. Той е също член и на CAESAR 3-D антропометрично проучване и Общество по Човешки Фактори и Ергономика, представяйки Herman Miller   и в двете общества. Публикуваните трудове на Бил включват изследване на поведение на седене, антропометрия на седене, ефекта на компютъра върху седналата позиция, компонентите на субективния комфорт и методи за изследване на натоварването.

Гретхен Шейдел, водеща в изследвания и креативност по време на началните фази на развитие на продукти на Herman Miller , тя углавява екип, който изследва неудовлетвореността на клиента и отговаря на стратегически въпроси, идентифицирани от различни организационни лидери.  Проучванията свързват всички нововъведения на столове в компанията, започвайки със стола Aeron през 1994 г., Гретхен участва и допринася активно за развитието на продукти в Herman Miller . Тя е член на Обществото на Човешките Фактори и Ергономистите и представлява Herman Miller  в Комисията по Изследване на Офис Ергономиката. Нейните изследвания се публикуват в научни списания. Гретхен печели BFA по индустриален дизайн от университета я Илинойс в Urbana-Champaign и завършва Магистратура по Продуктов Дизайн и Развитие към Инжинерния факултет McCormick  на университета Northwestern, САЩ.

Студио 7.5, се намира в Берлин, Германия, проектира стола Mirra, стола Setu и по-скоро Mirra 2- пълна промяна на дизайна на оригинала. Дизайнерите Биркхард Шмитз, Клаудия Пликат, Карола Зуик и инжинера Роланд Зуик управляват дизайнерската фирма, която отваря през 1992 г. Освен това дизайнерите са и преподаватели по индустриален и продуктов дизайн в университети в Германия. Техният интерес относно инструментите, които определят как хората работят е решаваш студио 7.5 да изготвя дизайн на софтуер, офис столове и медицинско оборудване. Студио 7.5 си сътрудничи с Herman Miller  повече от 20 години.

Покойният Бил Стъмпф изучава повече от 30 години поведенческите и физиологични аспекти на процеса на седене на работното място. Като специалист в дизайна на ергономични столове, част от негови проекти са стола Ergon, представен от Herman Miller  през 1976 г. и с Дон Чадвик също толкова иновативните столове Equa и Aeron. Той допринася значително за проектирането на стола Embody преди смъртта си през 2006 г. През същата година той получава посмъртно Националната Награда за Дизайн в сферата на продуктовия дизайн, представена от Националния Музей по Дизайн (Smithsonian’s Cooper-Hewitt).

Джев Уебер отдава своята любов към дизайна на обзавеждане на съвместната си работа с Бил Стъмпф, който проектира 30 години с Herman Miller . Уебер започва работа с Стъмпф в неговата фирма в Минеаполис през 1989 г. Това го води до сътрудничесто в Herman Miller . Уебер работи със Стъмпф върху стола Embody и след смъртта на Стъмпф през 2006 г. Уебер развива дизайна му в студио Уибер&ко в Минеаполис. Също така, той развива и друга идея, която се появява по време на работата му върху Embody: необходимостта да обедини двете полукълба на работа. Тази идея по-късно се проявява в бюрото Envelop. В допълнение към стола Embody, дизайните на Уибер за Herman Miller  включват портфолиото Intersect, стола Caper и колекцията от маси Avive.