市面上的書包種類繁多,每個書包都標榜有護脊的神效,卻鮮少有詳細的實證說明,家長無從判斷只能先買回家,用孩子來做測試。

niizo書包實驗室費時三個月,製作一系列書包科學實驗,史上最詳細完整的解說,讓家長簡單全看懂,不被誇大廣告牽著走,一次就選對適合孩子的書包。

 

 

護脊書包為什麼可以減輕負擔? 三大設計重點實驗給你看

人體的脊椎(骨骼)是依靠肌肉支撐住並維持平衡,書包背在身體後面,重心向後拉,若沒有肌肉支撐,身體就會往後倒,因此,肌力的強弱,決定身體能支撐多少重量。

才剛要發育的低年級孩子,身體的肌力不夠強建,卻因為要上學而一下子就要揹負過重的書包,可能會造成身體過度負荷,輕則容易腰酸背痛,造成姿勢不良,嚴重的話還有可能讓肌肉拉傷。

 

一、讓重心儘量貼背

疫情期間老師都要孩子每天把書帶回家,書包越來越重,如果書包的重量實在減輕不下來,那麼,讓書包的重心儘量貼近身體是最重要的事,因為,身體實際承受重量,是書包重心偏離的距離 x 書包的重量,距離越遠,加乘效應下書包的重量會很可觀。

1. 巧妙控制重心的收納夾層設計

好的護脊書包,一定要有後背的書籍專用夾層,且要搭配鬆緊帶才能把書本更貼緊背部,書籍專用夾層的作用,我們實測給您看。

 

以上影片實驗可以清楚的看到,書本放的位置只有差別1~2cm,就能讓測試人台失去平衡,可見內容物的配重有多重要。

除了書籍專用夾層外,書包其他收納空間的設計,最好也能利用內袋的容量尺寸來引導孩子正確收納,越內側(靠近背部)的內袋可以大一些,往外側就要縮小尺寸,讓小朋友在不知不覺中,就做好收納配重。

 

2. 肩帶輔助拉繩設計

為了讓書包能更緊貼背部,肩帶輔助拉繩是個蠻有用的設計,原本肩帶連接書包只有一個支點,多一條輔助拉繩連接到書包背部,二個支點的設計可以更有效把後背往身體拉緊。

 

✳ 有些輔助拉繩拉緊後會讓肩帶捲曲變形而產生空隙,試揹時可以多注意這個細節

 

二、足夠的背部支撐,並搭配包覆性好的腰帶

1. 後背有支撐沒支撐,差別在那裡?

書包後背置入硬質支撐板,可以減少書包後背捲曲,造成背部單點受力的不適感,而後背捲曲也容易讓內容物傾倒,而讓重心更偏離加重。書包的硬質支撐板,若再搭配扣好胸帶及腰帶,則可以發揮最大的減重效果。

 

迷思 : 後背硬板可以幫助支撐重量?

從上面實驗可以很清楚知道,後背硬板如果沒有搭配腰帶使用,對腰脊關節及核心肌群的省力效果很有限,也無法把重量轉移至腰部。不過,單只有後背硬板的書包還是有些功效的,可以減少書包後背捲曲,造成背部單點受力的不適感,也可讓內容物較不易傾倒,讓重心保持在靠背的位置。

 

2. 正確使用腰帶,可轉移一半的重量到下半身

 

使用薄膜壓力感測器反覆做了實測,正確扣好腰帶,的確可以減輕一半以上的肩部壓力,如果孩子願意扣,對減重的幫助是最大的。

迷思 : 腰帶有扣就把重量轉移了嗎?

腰帶要確實包覆及固定在髂骨位置,此時把肩帶稍微放鬆,書包還能固定不下滑,才有正確扣好。

 

3. 想要真正護脊,選對腰帶最重要!

 

很多書包的腰帶,都是做在書包的兩側,瘦小的孩子很容易都會包不住,因為書包比孩子的腰還寬,如果很重視腰帶,這個一定要試揹確認過。

 

三、合身減壓舒服

肩膀是體感負重最多的位置,良好貼合身型的立體肩帶,再搭配合適厚度的減壓泡棉,才能達到最舒適的負重體感。

而後背部則是書包接觸身體最多的位置,而腰脊附近的負重較大,需要特別設計有較紮實且高密度的泡棉。

( 實測影片製作中,敬請期待 )

 

 

 

使用書包,三大常見錯誤請小心!

想減輕孩子身體負擔,絕對不是選個好書包就解決了,事實上,好的書包也許能減輕30~40%的負重,但其餘的大部份,還是得靠父母指導孩子,如何正確使用及收納,保持良好的姿勢習慣,才能最有效完整的減輕孩子負擔。

 

一、書包揹低很帥 !

正確揹好書包真的很重要,在上學的路上,常看到孩子把書包揹的很低,不管揹的是一般書包還是護脊書包,這樣子揹書包都會造成身體的多餘負擔,因為重心更偏離身體,產生更多力矩 (力矩=作用力×力臂)。 如果書包本身就很重,在力臂加乘的作用下,真的對孩子的負擔會非常大。

 

二、有護脊就揹重一點沒關係? !

再完美的書包設計,只能幫助減輕、分散一小部份的重量,還是有很大部份的重量得靠身體來負擔,只要重量過重,對孩子就是過多的壓力。目前所能查到相關的研究文獻,大部份的建議重量,大約是落在孩子體重的10~15%以內,而我們教育部的建議,則是不超過體重的12.5%,以 30kg的孩子來說,負重3.8kg就會超過建議值。

我也是家長,有兩個正在唸小學的孩子,相當明白要做到低於建議值,真的不容易做到。無論如何,有正確觀念後,能減輕就儘量減輕,如果可以,4公斤也比4.5公斤好,5公斤也比5.5公斤好,真的揹太重的話,就請務必讓孩子繫上腰帶吧!

 

三、書本亂放,書包會變重 !

即使書包的設計,已經儘量做到重心的最佳化了,但只要孩子有些不經意的收納習慣,都有可能讓重心迅速偏離身體,只要把握一個原則「越重的物品越往後背放」就可以維持最佳的重心配置。

 

 

 

選擇護脊書包的六大迷思

一、書包越大越好?

一個好的書包一開始就應該要以安全總重量為限制,來設計容量及尺寸,過大的容量很容易讓孩子不經意就裝太多太重,且因為厚度加 大重心會更偏離身體,在槓桿原理的加乘效應之下,身體承受的實際力矩會遠大於書包重量。

二、背墊越厚越好?

如上圖所示,別以為書包貼著背就好,家長更要注意的是裡面的物品,其實越厚的背墊,反而讓重心離的更遠。

三、書包越輕越好? 還是越重越有支撐力?

書包的重量大多來自布料以及支撐的材料,基本上來說,要做到極輕量化就一定會犧牲一些支撐力,所以支撐力和重量就像是天秤的兩端,要依照孩子的實際需求,取到一個最佳的平衡點,有強的支撐就會偏重,但我們真的需要為孩子準備這麼大的負重嗎?

四、厲害的背部設計可以轉移重量至下半身?

如上面實驗,硬背板單獨存在是不會有支撐重量的效果的。

後背硬板沒有搭配腰帶使用,對腰脊關節及核心肌群的省力效果很有限,也無法把重量轉移至腰部。不過,有後背硬板的書包還是有些功效的,可以減少書包後背捲曲,造成背部單點受力的不適感,也可讓內容物較不易傾倒,讓重心保持在靠背的位置。

五、硬底板可以托住書本減少重量?

硬底板的主要作用是可以穩定書包內容物,避免裝了書本就變形下沉,此時書包重量雖沒有改變,但重心會偏移(力臂加大)而讓身體負擔變大。由此可知,書包的重量還是上半身在負擔,底板並沒有幫孩子多扛了任何的重量。

六、減壓跟減重分不清!

書包一旦揹在背上,身體就開始默默的承受重量,最直接有感的是身體接觸書包的負重點,其次是為了維保身體直立的核心肌群。

減壓設計是增加身體負重點的接觸面積,並且搭配減壓的海棉,去減少身體負重點的不適感,因為少了局部的壓力感,就會有書包變輕的感覺。

但其實整體的重量沒有改變,所以核心肌群的負荷也不會減少,因此千萬別以為只有靠肩帶或後背的減壓,就以為能減少重量,如果書包過重,繫好包覆性支撐性夠的腰帶,才能真正有減重的功效。

 

 

怎麼選書包?總結八大重點

一定要 :

一、適當的書包尺寸,肩帶符合孩子體型 :
書包的後背高最好能小於孩子肩膀到尾椎的長度,書包寬度最好能小於孩子的肩寬。

肩帶版型也要適合孩子體型,從前胸、上肩到後背上緣都能貼合是最好的,肩帶厚度、寬度適中即可,過厚會不穩定,過寬會超出肩膀反而適得其反。

二、書包整體的紮實度及支撐性 : 
選擇結構紮實一點的書包,尤其是背部及底部得要有一定的支撐度,可以讓書包在裝載重物後,較不易變型軟塌,可避免內容物傾倒而讓重心偏離,進而減少不必要的力矩效應。

三、靠近背部的書籍夾層 :
要搭配鬆緊帶,書少時也可以固定。

四、要有胸扣設計,可以穩定肩帶 :
若搭配硬背板,能有些微支撐脊骨的作用 (類似受傷穿的鐵衣)。

五、恰到好處的減壓設計 : 
肩帶、後背的肩頰骨及腰脊部位,是書包接觸身體壓力最大的位置,最好選擇有一定彈性,但卻不要選擇太厚的泡棉,因為肩帶泡棉太厚,反而較不穩定,而後背的泡棉太厚則會讓重心離的更遠。

六、容量適中,能符合基本需求就好 :
容量太大,厚度過厚的書包,就是讓身體超額負擔的元兇。

 

更加分  :

七、重量分散至腰部的減重設計 : 
要能把重量轉移下半身,一定要有後背板及繫好腰帶,兩者同時俱備及正確使用才會有效,想要轉移的重量越重,後背板的強度就要越強,同時腰帶的包覆性及支撐度也要越強。但相對的,為了加強材料的強度,空書包的重量也會因此增加,所以家長得要依照需求,選擇最適當的強度設計。

八、肩帶輔助拉繩 :
肩帶輔助拉繩拉緊後,可以讓書包再貼緊背部,讓書包重心可以更接近身體。

 

感謝您可以看到這裡,希望我們落落長的實測,有真正解決你的選擇焦慮,

最後還是要提醒,選擇好書包也要正確使用,對孩子才有最大的保護效果。

 

看看niizo書包設計細節

 

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護脊書包有用嗎? 媽媽設計師教你選書包

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參考文獻

「護脊書包」有用嗎?醫師:注意書包重量、怎麼背 更重要 / 曾子嘉醫師

Effects of backpack load and position on body strains in male schoolchildren while walking  (背包負荷和位置對男學童行走時身體勞損的影響)

Development and Experimental Verification of an Ergonomic Backpack (人體工學背包的開發和實驗驗證 )

The effect of shoulder strap width and load placement on shoulder-backpack interface pressure​ (肩帶寬度和背負位置對肩背包壓力的影響)

Back pain and school bag weight -a study on Indian children and review of literature  (背痛與書包重量——印度兒童研究與文獻回顧)

Factors Associated with Relative Schoolbag Weight and Musculoskeletal Symptoms Among Elementary School Children  (小學生書包相對重量和肌肉骨骼症狀的相關因素)