TSZFA 2003.1-2019 床墊人體工程學評價 第一部分：床墊硬度分級與分布測試評價方法

ICS97.140Y80團 體 標 準T/SZFA2003.1-2019床墊人體工程學評價第一部分：床墊硬度分級與分布測試評價方法Ergonomicevaluationofmattress–Part1:Testandevaluationmethodofmattresshardnessclassificationanddistribution2019-12-10發(fā)布 2020-01-01實施深圳市家具行業(yè)協(xié)會 發(fā)布T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019II目 次前言 II引言 III范圍 1術和義 1床試樣 1測精度 2儀設備 2試方法 4實報告 7附A 8附B 9附C 10T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019IIII前言本標準按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由深圳市家具行業(yè)協(xié)會提出并歸口。具（T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019IIIIII引言睡眠是人體精力與體力恢復的保證，床墊作為睡眠的平臺，其物理特性對睡眠質量有著重要的影響。床墊的硬度是表征床墊物理性能的一個重要的方面，這主要是因為床墊的硬度不僅會影響人-床之間壓力的緩解，還會影響脊柱支撐。當床墊過硬時，如果人-床之間的界面局部壓力大于人體終末小動脈血管壓力的9.33KPa（70mmHg）1~2h2h（正常情況下，每晚翻身次數約為20次左右），-床界面微環(huán)境不利于人體睡眠舒適性的提高。另外，床墊過硬時，人-床界面壓力分布較為集中，仰臥睡姿時，壓力主要集中于臀部、肩部、頭部T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019床墊人體工程學評價 床墊硬度分級與分布測試評價方法范圍本標準規(guī)定了兩種床墊硬度和滯后損失率的測試評價方法?！椒ˋ：床墊硬度等級，給出了床墊硬度等級及其分布的測量、評價方法?！椒˙：床墊各層硬度，給出了床墊表層、芯層、底層硬度的測量、評價方法。本標準適用于成品床墊硬度和滯后損失率的測試與評價。QB/T1952.2-2011、QB/T4839-2015中界定的及下列術語和定義適用于本標準。2.1表層硬度Dsufacesurfacehardness加載曲線上40N和4N之間的位移差。2.2芯層硬度Dcorecorehardness加載曲線上200N和40N之間的位移差。2.3底層硬度Dbottombottomhardness加載曲線上250N和200N之間的位移差。2.4滯后損失率Hhysteresislossrate試件在循環(huán)變形作用下的加載與卸載能量差。床墊在長度方向劃分為五個區(qū)域，由上至下為床墊頭部至腳部，0mm~280mm為頭部區(qū)域，280mm~640mm640mm~760mm760mm~1240mm1240mm以1350mm1T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019PAGEPAGE71/42000mm1床墊，應根據床墊設計目的，分區(qū)進行測定并出具檢測結果。72h16h48h的試驗結果之差不大于，試驗可以在放置16h或48h后進行。實驗前將試樣放在不受彎曲變形和破壞的條件下，在溫度為2472h試驗應在同等環(huán)境下進行。1

單位為毫米除另有規(guī)定，采用以下測量精度：——加載力：額定值的±5%；——質量：額定值的±1%；——尺寸：加載墊定位尺寸的允許誤差±10mm，試樣變形量允許誤差±1mm；配備不小于2000mm×2000mm剛性測試平臺，平臺上布有直徑約6mm排氣孔，孔間距離為20mm。移動支架配備可以在平臺上自由移動的支架。力學測試裝置移動支架上設有可自由橫向移動的力學測試裝置，力學測試裝置上力學傳感器量程不小于2000N，精確度為±5N，位移測試裝置量程應不小于200mm，精確度應滿足±0.5mm。壓頭壓頭為剛性材料，表面光滑，壓頭直徑為355mm，底部邊緣球形半徑為800mm，總接觸面積為1000cm2，如圖2所示。 圖2球缺形壓頭直徑為100mm的剛性圓柱體，底面平整光滑。如圖3所示。圖3圓柱形壓頭

單位為毫米單位為毫米采集裝置附錄A中給出測試設備的參考圖示。A3.2（5.4.1）90mm/min1200N0N390mm/min1000N0N。4圖4床墊硬度等級測試、計算參量示意圖TT(T210T275T340)(N/mm)3

……(1)式中：T——為加載曲線斜率的平均值，單位為牛每毫米（N/mm）；T210——210N（N/mm）；T275——275N（N/mm）；T340——340N。K值K是影響床墊硬度的重要因素，單位為mm2，公式如下：KA450 (2)T式中：K——影響床墊硬度影響因子，單位為平方毫米（mm2）；A450——為0N~450N范圍內加載曲線與x軸之間的總面積，單位為牛毫米（N·mm）；T——為加載曲線斜率的平均值，單位為牛每毫米（N/mm）。K＜900mm2表示床墊比較硬，900mm2≤K≤1800mm2表示床墊軟硬適中，K＞1800mm2表示床墊較軟。S床墊的硬度等級S的計算公式如下：Se Se ……(3)式中：S ——床墊的K ——（mm2）a——7.737×10-4;b——-2；e——1≤S≤10，SS＜33≤S≤66＜S≤101B3.21001200N0N3載荷達到300N后，以同樣的速度卸載至為0N。按6.2.1進行預壓后，立即以100mm/min的速度進行加載，當載荷達到250N時，立即以同樣速度卸載至0N。獲得加載-卸載曲線,如圖5所示。圖5加載-卸載曲線根據如下公式獲得床墊表層、芯層、底層硬度，Dsurface、Dcore、Dbottom：=?……(4)=?……(5)??????????????=?……(6)=++……(7)式中：Dsurface——測試床墊的表層硬度，單位為毫米（mm）；Df40N——40N（mm）；Df4N——4N（mm）；Dcore——（mm）；Df200N——加載曲線上200N對應的位移值，單位為毫米（mm）；Dbottom——測試床墊的底層硬度，單位為毫米（mm）；Df250N——加載曲線上250N對應的位移值，單位為毫米（mm）；Dtotal——測試床墊的總硬度，單位為毫米（mm）；每個測試點測試1次，床墊的各層硬度和總硬度分別為各測試點的各層硬度和總硬度的平均值。注：附錄B中給出了建立床墊各層硬度和總硬度的分布圖的方法。H??=??1×100……(8)??2式中：H—床墊的滯后損失率，以百分比表示（%）；A1—加載曲線與卸載曲線圍合的面積；A2—加載曲線與X軸圍合的面積；A1、A2如圖5所示。每個測試點測試1次，床墊的滯后損失率為各測試點的滯后損失率的平均值。注：附錄C中給出床墊硬度和滯后損失率的相關設計建議。T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019PAGEPAGE10附 錄 A（資料性附錄）貼合度測試設備A.1 1——測試平臺；2——支架橫梁；3——力學性能測試裝置；4——主機；5——采集卡；6——顯示器；7——伺服電機。圖A.1床墊硬度試驗儀器附 錄 B（資料性附錄）床墊各層硬度和總硬度分布圖繪制方法97個，如圖B.1圖B.1床墊硬度測試點分布6B.220000~280mm為頭部區(qū)域，280mm~640mm640mm~760mm760mm~1240mm1240mm~2000mm圖B.2床墊分區(qū)和硬度分布（底層硬度）附 錄 C（資料性附錄）人體體型人站姿條件下測量人的肩寬、腰寬和臀寬。45臀寬：臀部左右向外最突出部位間的橫向水平直線距離。當肩寬/腰寬≥1.4且臀寬/腰寬≤1.3時，定為蘋果型體型，如圖C.1（a）所示；當肩寬/腰寬＜1.4且臀寬/腰寬≥1.3時，定為梨型體型，如圖C.1（b）所示；當肩寬/腰寬≥1.4且臀寬/腰寬≥1.3時，定義為沙漏型體型，如圖C.1（c）所示；當肩寬/腰寬≤1.4且臀寬/腰寬≤1.3時，定義為香蕉型體型，如圖C.1（d）所示。（a）蘋果型；（b）梨型；（c）沙漏型；（d）香蕉型圖C.1人體體型示意圖人體質量指數測量人體重和身高，根據下面公式計算人體質量指數BMI:??????=??/??2 (C.1)式中：——人體質量指數；W ——（kg）；L ——BMI≤18當18<BMI≤23時，定為體量適中人群；當BMI≥23，定為大體量人群。T/SZFA2003.1-2019T/SZFA2003.1-2019PAGEPAGE13床墊硬度等級設計10K＜900900≤K≤1800K＞1800表S（1≤S≤10），S＜33≤S≤66＜S≤1010SS優(yōu)先4~8，女性使用床墊的硬度指標值S3~7。S30min~40調整姿勢一次；硬度指標S40min-50min次；硬度S5~650min~60床墊硬度及硬度分布設計根據3.1所述對床墊進行分區(qū)。表C.1不同體型人群所需床墊頭部區(qū)域（0~280mm）硬度記錄表區(qū)域表層硬度芯層硬度底層硬度總硬度頭部區(qū)域（0~280mm）肩背部區(qū)域（280mm~640mm）腰部區(qū)域（640mm~760mm）臀部區(qū)域（760mm~1240mm）腿部區(qū)域（1240mm~2000mm）不同體型和體重人群床墊各層硬度、硬度分布的建議：22mm~30mm19mm~2827mm~35mm；81mm~10378mm~10057mm~80。床墊滯后損失率的設計建議30%-45%。體壓分布檢驗3.3kPa~4.6mmHg~351.6kPa（12mmHg），4kPa（309.33kPa（701h~2kPa2min（8幀秒）（C.2C.3C.2床墊區(qū)域壓力指