第八章 環(huán)境

1、第八章工作環(huán)境,本章學習目的,認識到工作環(huán)境在人因工程中的重要性了解工作環(huán)境對人的影響及機理熟悉工作環(huán)境設計的標準和要求掌握優(yōu)化工作環(huán)境設計的方法對不良的工作環(huán)境能作科學的分析,8.1 照明,光的性質與度量照明的影響照明的標準照明的設計,8.1.1 光的性質與度量,光的基本特性相對視敏度函數(shù)光通量發(fā)光強度照度亮度反射比,光的基本特性,光（亦稱可見光）通常被定義為能引起視覺的電磁波。太陽輻射多種波長的電磁

2、波，其中只有波長為380～780nm的電磁波可以為人眼所感知。,相對視敏度函數(shù),對相對視敏函數(shù)的解釋牽涉到視敏度。所謂視敏度K（λ），指的是對任意波長為λ的光的主觀感覺亮度。當光的輻射功率相同時，波長為555nm黃綠光的主觀感覺最亮，因此以視敏度（K）555為基礎，把任意波長光的視敏度K（λ）與K（555）之比稱為相對視敏函數(shù).,相對視敏度函數(shù),相對視敏度函數(shù)的表達式:V（λ）= K（λ）/ K（555）當主觀感覺亮度相同時，波

3、長為555nm的黃綠光的輻射功率PR（555）最小。因此任一波長為λ的光，其相對視敏函數(shù)V（λ）還可用光的輻射功率PR（λ）表示為：V（λ）= PR（555）/ PR（λ）,光通量,光通量指光源在單位時間內輻射的能量的多少?！∧壳?，國際上通用的光通量單位是流明（Lumen，縮寫lm）。國際照明委員會規(guī)定，絕對黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305×10-3cm2面積上輻射出的光通量為1lm。而1W輻射功率為555nm波長的單

4、色光所產生的光通量恰為680lm。于是光瓦與流明間的關系為：1光瓦=680lm或 1lm=1/680光瓦。,發(fā)光強度,光源在單位立體角內發(fā)出的光通量，稱為發(fā)光強度，簡稱為光強，一般用I表示，單位為坎德拉（cd, candela）。1cd的點光源的發(fā)光強度為12.57lm。,照度,照度是被照單位面積上所接受的光通量（不考慮與光源的距離），用E表示，單位為勒克思（lx）。,,表8-1 各種環(huán)境條件下的照度強度,亮度,亮度是物體表

5、面單位面積上發(fā)射或反射的光強。一般用B表示，單位為尼特（nt）。,表8-2 各種物體表面的亮度,反射比,不同表面吸收色光的程度不同，一個灰暗的表面所吸收的光更多，反射的光更少。有時我們也可以用反射比來比較不同物體表面的亮度。由一表面所反射回來的光通量（即亮度）與照射到此表面的光通量（即照度）兩者之比稱為反射比。,8.1.２ 照明的影響,照明與疲勞照明對工作效率的影響 照明與事故,照明與疲勞,照明對工作效率的影響,照明與事故,8

6、.1.3 照明的標準,天然采光標準房間的照明標準美國和德國的部分標準工廠照度的推薦值辦公室、學校等場所的推薦值,表8-3 天然采光標準值,表8-4 房間的照明標準,表8-5 美國和德國的部分照明標準 （Lx）,表8-6 工廠照明的推薦值 （Lx）,表8-7 辦公室，學校等場所照明的推薦值 （Lx）,8.1.4 照明的設計,照明方式的選擇光源選擇眩光照度時間上的均

7、勻性,照明方式,一般照明也叫全面照明。它是指不考慮特殊的局部需要，為照亮整個被照面積而設置的照明。它適用于對光線投射方向沒有特殊要求，工作點較密集，或者作業(yè)時工作點不固定的場所，采用這種照明方式，使作業(yè)者的視野亮度一樣，視力條件較好，工作時感到愉快。這種照明方式耗電較多。局部照明。局部照明是指增加某一指定地點的照度而設置的照明。由于它靠近工作面，可減少電的消耗，獲得高的照明。綜合照明。綜合照明是指工作面上照度由一般照明和局部照明共同

8、構成的照明。一般照明與局部照明對比過強使人感到不舒服，對作業(yè)效率有影響，其比例以1：5為好。,光源選擇,自然照明與人工照明直接光與間接光,眩光,當視野內出現(xiàn)過高的亮度或過大的亮度對比時，人們就感到刺眼，影響視覺，這種刺眼的光線叫眩光。眩光按產生的原因可分為三種：直接眩光、反射眩光和對比眩光。直接眩光是由明亮的光源直接照射眼睛引起的，直接眩光與光源位置有關。反射眩光是光線經過一些光滑物體表面反射到眼部引起的。對比眩光是物體與背景明暗相差

9、太大而引起的。,光源位置的眩光效應,無眩光區(qū),30°,45°,15°,,,,,,,,,0º°,圖8-5 光源位置的眩光效應,避免眩光有一些基本規(guī)則可以遵守,在視力范圍內所有的物體和表面應當晝夜有相同的照明強度；視力中心的照明強度比不要高于3 : 1；在視力中心與視力邊界的對比度不要大于10 : 1；視力中心的亮度應當最高，向四方逐漸降低；過度的對比在視力范圍的兩側和下面比在上

10、面更為不利；光源與背景的對比度不應超過20 : 1；在整個房間最大的對比度應不超過40 : 1。,照度時間上的均勻性,比靜態(tài)對比更能引起不快的是視力范圍內照明的有節(jié)奏的變化。生理研究已經表明，當1 : 5的兩個亮度水平不停地交換時，人的視力效果下降的程度等價于把照明強度從1000lx降到30lx。為了避免照明強度的波動，應盡量做到：（1）把運動中的機器盡量地隔起來；（2）使視線主軸的明亮程度和顏色盡量相等；（3）提前采取措施避

11、免光源的閃爍。,8.2 噪聲環(huán)境,聲音的度量噪聲的來源噪聲的影響噪聲控制標準噪聲控制措施,8.2.1 聲音的度量:聲壓和聲壓級,聲壓指媒介中有聲波存在時的壓力與沒有聲波存在時的靜壓之差。聲壓的物理單位是微帕（µPa）。一個健康的人可以感知到的最微弱的聲音是20µPa。20µPa的壓力波很低，只能引起內耳耳膜的不足一個原子直徑的偏移。然而，耳朵同樣可以忍受最高至20Pa的聲壓。為了適用如此廣

12、泛的聲壓范圍，人們引入了一個對數(shù)來衡量聲壓——聲壓級（SPL），其單位為分貝（dB）。聲壓級指聲壓與該基準聲壓之比的以10為底的對數(shù)乘以20。聲壓級用聽力的最低極限20µPa為基準聲壓。其表達式為：SPL dB =20log10 式中，SPL dB 代表聲壓級，單位為分貝（dB）；為聲壓，單位為µPa；P0為基準聲壓，即20µPa 。,,音調和響度,人對聲音大小的主觀感知就是聲音的響度。聲音的響度

13、不僅取決于聲壓的大小，而且取決于音調的高低。大多數(shù)聲音是不同頻率的聲音的合成；如果高頻聲音占主導地位，我們感知到的就是高音，反之則反。同等聲壓的低音聽起來比高音的響度要低。頻率的主觀感知就是音調。年輕人對音頻介于16Hz~20000Hz的聲音都很敏感，其跨度相當于9個八度音階。,8.２.2 噪聲的來源,噪聲：最簡單的定義就是人們不想聽到的讓人煩躁的一切聲音噪聲的來源街道噪聲工業(yè)噪聲辦公室噪聲,表8-9 街道交通噪聲

14、級,表8-10 工業(yè)噪聲的峰值，以 dB（A）表示,表8-11 在各種工作場所的噪聲級,表8-12 辦公場所常用的噪聲級,表8-13 辦公室設備的噪聲水平,8.2.３ 噪聲的影響,對聽力的影響生理和心理影響對工作績效的影響,對聽力的影響,暫時性聽力損傷（或者叫聽覺疲勞）。當遭受強烈的聲音刺激之后，人們常常會感覺聽力暫時下降了。這種現(xiàn)象特征是暫時的聽域漂移和聽力恢復正常。 永久性聽力損傷。永久

15、的聽閾漂移成為永久性聽力損傷，即耳聾。根據國際標準化組織（ISO）1964年的規(guī)定，500Hz、1Hz、2Hz三個頻率的平均聽力損失超過25dB稱為噪聲性耳聾。長期在噪聲環(huán)境中工作產生的聽覺疲勞不能及時恢復導致永久性聽閾位移，當聽閾位移達25-40dB時為輕度耳聾；當聽閾位移達40-55dB時為中度耳聾；當聽閾位移達55-70dB是為顯著耳聾；當聽閾位移為70-90dB時為嚴重耳聾；當聽閾位移為90dB以上為極端耳聾。 爆發(fā)性耳聾。當

16、聲壓很大時（如爆炸、炮擊），鼓膜內外產生較大壓差，導致鼓膜破裂，雙耳完全失聰，這種情況的耳聾稱為爆發(fā)性耳聾。,表8-14 不同年齡的人的平均聽力損失情況,,生理和心理影響,噪聲的生理影響：噪聲會導致如下生理影響：血壓升高、心跳加快、使皮膚血管收縮、新陳代謝加快、降低消化能力和加大肌肉張力等。 對睡眠的影響 ：噪聲環(huán)境會對睡眠造成如下影響：嚴重縮減睡眠的整體時間、減少深度睡眠時間、增加醒著或者輕度睡眠的時間、增加被喚醒的次數(shù)

17、、延長進入睡眠的時間。 導致煩躁：經驗告訴我們，許多噪聲會影響人們的情緒。,噪聲影響的主客觀因素,第一，噪聲越響，噪聲所包含的高頻音越多，人們受影響的程度越大；第二，不熟悉和間歇的噪聲比熟悉的和連續(xù)噪聲更讓人煩躁；第三，人們以前對某種特殊噪聲的經歷是一個決定因素；第四，人們對某一噪聲源的態(tài)度有時特別重要；第五，噪聲干擾的程度常常取決于受影響的人當時在做什么和當時的時間。,對工作績效的影響,噪聲對體力勞動的影響很小，但對那些需要

18、集中精神思考和反應的腦力勞動來說，吵鬧的環(huán)境比安靜的環(huán)境要艱難得多。歸納起來，噪聲對績效的負面影響包括以下三個方面：第一、打擾復雜的腦力活動，影響需要較高技能和信息闡述等活動的特定績效。第二、使得學習某些技巧變得更加困難。第三、斷斷續(xù)續(xù)的或者意外的高強度噪聲（90 dB以上）會損害腦力勞動的績效。,圖8-6 對噪聲來源的調查問卷統(tǒng)計,,,交談辦公設備電話來回走動外部噪音,8.2.４ 噪聲控制標準,ＩＳＯ噪聲

19、暴露聽力保護標準非住宅室內噪聲標準我國工業(yè)企業(yè)的噪聲允許標準噪聲標準建議值城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準,表8-15 1971年ISO噪聲暴露聽力保護標準,表8-17 我國工業(yè)企業(yè)的噪聲允許標準,表8-18 噪聲標準（建議值）,表8-19 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準,8.2５ 噪聲的控制措施,減少噪聲源控制噪聲傳播個人聽力保護,減少噪聲源,噪聲控制的最優(yōu)方式就是不要制造噪聲。最重要的步驟是計劃

20、避免噪聲。從“工程技術”上來減少不必要的噪聲是一項重要的工程任務。但有些工作和一些機械由于沉重、強烈的表面沖擊等，本質上就很吵鬧。有時候這些噪聲可以通過將一些笨重的材料替換為柔軟的材料（比如橡膠、毛皮等）來降低。同樣地，采用橡膠輪胎的運輸工具比金屬車輪要安靜得多。應該經常檢查各種形式的傳動裝置，看它們是否狀態(tài)良好還是已經因為器件老舊、磨損等產生不必要的噪聲。使用橡膠、皮革或絲織品傳動的比使用嵌齒輪傳動要安靜些。安裝了齒輪的齒輪皮帶是最安

21、靜的，特別是如果采用某些人工合成材料制作齒輪的話會更好。,控制噪聲傳播,控制噪聲傳播的措施包括： 調整建筑布局和聲源 隔離噪聲源采用吸聲材料和吸聲結構。,個人聽力防護,插入耳道的耳塞阻塞在外耳通道上或完全罩住整個外耳廓的耳道帽 “活性”聽力防護裝置,8.3 顏色環(huán)境,顏色的性質顏色對人的影響色彩搭配與設計,8.3.１ 顏色的三要素,色調：色調表示紅、黃、藍、綠、紅橙、青紫等等各種彩色，又稱色相。標準的色相是以太陽光的光

22、譜色為基準，在七種光譜色中，按其波長的不同和顏色之間的差別，分出許多色的名稱。 明度：明度是指顏色的亮暗程度。這是光線強弱程度不同所產生的明暗效果。同一色相可以有不同的明度，如紅色就有紫紅、深紅、淺紅之分，亦即看上去有深淺之別。不同色相也有不同的明度。飽和度：飽和度又稱為彩度或純度。這是指某種顏色含該色量的飽和程度，也是對顏色的色覺強弱而言的。波長越單一，顏色越飽和、越鮮艷。,孟式彩色立體模型,1915年美國人孟塞爾（A.H.Mnn

23、sell）創(chuàng)立了一個三維空間立體顏色模型，這個模型將用一個類似球體的模型來度量各種色調、明度和彩度的顏色。在孟塞爾顏色立體模型（如圖8-7）中，每一部位代表一個特定的顏色，并給予一定的標號，這是根據顏色的視覺特點制定的顏色分類和標定系統(tǒng)。,圖8-7 孟塞爾顏色立體模型圖,,8.3 顏色對人的影響,人的色覺特性顏色的象征意義顏色對人的生理影響顏色對人的心理影響,人的色覺特性,適應性。人在長時間感知有種顏色輻射后，視網膜對這種顏

24、色的敏感度會下降，對該色調的細微變化的感知性會消失，這種特性成為色覺的適應性。恒常性。在不同的照明條件下，人的顏色感覺保持相對穩(wěn)定。即只要背景和物體的照明條件保持一致，無論照明的顏色怎么變化，明暗強度怎么變化，人感知到的物體的顏色變化不大，保持相對穩(wěn)定。主要是因為中樞神經系統(tǒng)對顏色的記憶特性。明視度。物體顏色和背景顏色相比的鮮明程度稱為明視度。人對顏色的視覺判斷隨周圍背景的變化而變化，顏色對比遵循明視度順序。利用這一特性可對顏色進行

25、合理配置，突出各種顏色的作用效果。,表8-21 顏色的明視度順序,顏色的象征意義,紅色。紅色是火的顏色，象征著生命，活力，熱情奔放。不少民族和地區(qū)把紅色作為歡樂、喜慶、勝利的象征。紅色也是鮮血的顏色，所以也用來表示愛國主義和革命精神。在工業(yè)和交通運輸中，紅色代表著危險和停止。橙色。橙色常會使人聯(lián)想到太陽，橘子等，它有興奮作用，給人愉快的感覺，能增時食欲，象征光明、快活、健康。黃色。黃色易引人注目，給人以愉快、心安、味美的

26、感覺。可減輕煩悶，增進食欲。黃色也象征向上、希望、明快。在工業(yè)和交通運輸中，黃色代表慢行。,顏色的象征意義（續(xù)）,綠色。綠色是大自然植物的顏色，所以它象征著大自然、生命、生長和青春，也象征著和平和安全。因此在工業(yè)和交通運輸中，綠色被用來作為“開”狀態(tài)，或繼續(xù)前進的指令。藍色。藍色常會使人聯(lián)想到藍天、大海等，給人以空曠、沉靜和舒適的感覺。它有鎮(zhèn)靜、降溫作用，使人減少食欲，它象征著沉著、涼爽、清靜。紫色。紫色常會使人聯(lián)想到葡萄、丁香花等

27、。它有鎮(zhèn)靜作用，給人以含蓄、尊嚴的感覺，也有時給人以憂悶的情緒，象征優(yōu)雅、溫厚、莊重。白色。白色常會使人聯(lián)想到白云，白雪和浪花等。它給人以輕松、爽快和潔靜的感覺，也有時給人以空虛、哀喪的印象，象征純潔、明快、清靜。黑色。黑色常會使人聯(lián)想到煤炭、鋼鐵等，一般來說是一種不吉祥色，表示陰森、憂傷和死亡。它有時給人以沉悶、堅實的感覺。,顏色對人的生理影響,顏色的生理作用主要表現(xiàn)在對視覺工作能力和視覺疲勞的影響。在顏色視覺中，人們能夠根據色調

28、，明度和彩度的一種或幾種差別來辨別物體，因而可以提高辨認靈敏度。當物體具有顏色對比時，即使物體的亮度和亮度對比并不很大，也能有較好的視覺條件，并且眼睛不容易疲勞。但是顏色不宜過分強烈，以免引起視覺疲勞。顏色對人體其它機能和生理過程也有影響，例如內分泌系統(tǒng)、血液循環(huán)和血壓等。,顏色對人的心理效應,（1）冷暖感。顏色能引起或改變溫度感覺。通常人們把紅，橙，黃等顏色稱為暖色，認為它們有溫暖感。藍，青，綠等顏色稱為冷色，認為它們有寒冷感。（

29、2）興奮和抑制感。暖色如紅、橙色等一般起積極的興奮作用，但也有引起不安感及神經緊張的作用。暖的色調會使人的行動活躍起來。原蘇聯(lián)研究人員發(fā)現(xiàn)，在紅色照明下從事工作的人要比其他人的反應動作快得多，但他們完成任務的效率卻很低。暖色中的偏黃色，對生理，心理反應近于中性。冷色如藍，青色等一般起消極的鎮(zhèn)靜的心理作用。其中特別是青色，在心理上產生清潔，鎮(zhèn)靜，肅穆之感。但大面積作用會給人以荒涼的感覺。冷色中的綠色，對生理，心理反應近于中性，給人以平靜感

30、。（3）活潑憂郁感。有的顏色使人感到輕快活潑，富有朝氣；有的色顏則使人感到沉悶憂郁，精神不振。顏色的這種感情作用，主要是由明度和純度起作用，一般明亮而鮮艷的暖色給人活潑感，深暗而渾濁的冷色給人憂郁感。無彩色的白色和其它純色組合時感到活潑，而黑色是憂郁的，灰色是中性的。（4）脹縮感。一般說來，暖色，亮色看起來有膨脹感，冷色，暗色有收縮感，白色具有膨脹感，而黑色具有收縮感。顏色的這種膨脹感在造型藝術設計中，處理體積或面積的比例關系時有著

31、重要作用。如設計時，紅色面積取小些，藍色面積取大些，這樣就可取得色的平衡，使人感到舒服。,顏色對人的心理效應（續(xù)）,（5）輕重感。顏色給人們心理感情上帶來的輕重感，也是常見的，如高大的重型機器，下部多用深色，上部多用亮色，給人穩(wěn)定安全感，否則就會使人感到有倒下來的危險。人的衣服配色設計，上身用明色，下身用暗色，也常給人以安定舒服感。色的這種重量感 ，主要由明度決定，一般明度高的感覺輕，明度低的感覺重。明度相同，純度高的比純度低的感到輕，

32、而暖的又比冷的顯得重。（6）軟硬感。有的顏色給人以柔軟感，有的顏色給人以堅固感。顏色的這種軟硬感主要是由明度決定的。明亮的顏色感軟，深暗的顏色感硬，而純度方面則是中等純度的色感軟，高純度或低純度都有硬的感覺。無彩色的白色和黑色是堅固色，而灰顏色是柔軟色。（7）進退感。幾種顏色在同一位置時，有的感到近些，有前進感；有的感到遠些，有后退感。一般象紅，橙，黃暖色系的色是前進色，象藍、藍綠冷色系的色是后退色。在顏色設計中，常用色的進退感來增

33、加銀行顏色的層次，以豐富顏色，加深人們的印象。（8）華麗質樸感。顏色還讓人有感到輝煌的華麗色和雅致的樸素色。一般純度高的色顯華麗，純度低的色顯樸素。明亮的色顯華麗，暗灰色顯質樸。在設計中，利用這個感情作用，能使產品的典型特征得到更充分的表現(xiàn)，使產品外觀光色迎人，增強調和感。,8.3.３ 色彩搭配與設計,工作房間顏色設計機器設備和工作面顏色設計標志用色設計管理用色設計,工作房間顏色設計,工作房間的配色，首先要考慮顏色的反射率，采

34、用反射系統(tǒng)高、明快、和諧的顏色。天棚、墻壁、墻圍、機床、地板的反射率依次應為60-95%，40-60%，20-40%，15-30%。工作房間色調的選擇應突出或掩蓋車間的特征，改變人們對車間的不良印象。其次，在設計房間內的顏色時還必須考慮房間的用途、工作的特點、顏色的象征意義、心理和生理影響等。根據工作環(huán)境對美觀、明亮、和諧等的要求，以及識別機器設備的需要等，房間用色可以產生賞心悅目的作用，可以造成尊嚴肅穆的氣氛，也可以造成絢麗多彩的

35、景象。如果工作很單調，就需要一些小面積的能使人興奮的顏色，但僅僅是很少的一部分，比如房梁，圓柱，一扇門或是一部分墻，而不是整個墻面或天花板。如果工作需要集中精力，就應該盡量避免可以使人分心或不安靜的顏色。在這種情況下，墻面，天花板和其它結構盡量使用淡一些的顏色，以免分散注意力。如果工作間很大，可以用不同的顏色將其分為幾個區(qū)域，這樣可以減少過分一致。,工作房間顏色設計,用黃色，紅色和藍色來粉刷墻面和天花板一開始會很吸引人的注意力，但是時間

36、長了就會給視覺造成壓力，因此，長期這呆在這樣的房間中會很難受。強烈一些的顏色可以很安全地被用于人們經常使用的場所，如門廳，走廊，洗手間或儲藏室。在這里，強烈的顏色可以使房間變得輕松愉快。,機器設備和工作面顏色設計,機器設備的主要部件、信號裝置、動力設備、控制、顯示以及操縱裝置，其配色應主要考慮：（1）顏色與設備的功能相適應；（2）設備配色與環(huán)境色彩相協(xié)調；（3）危險與警示部位的配色要醒目；（4）操縱裝置的配色要重點突出，使之便于

37、識別和操作；（5）顯示裝置要與背景有一定對比，以引人注意，，同時也有利于視覺認讀；（6）加工機械涂色還應考慮被加工材料的顏色，使它們形成較好顏色對比。 工作面的涂色，明度不宜過大，反射率不宜過高。選用適當?shù)念伾珜Ρ?，可能適當提高對細小零件的分辨力。但顏色對比不可過大，否則會直接造成視覺疲勞提早出現(xiàn)。如果可能的話，長時間加工同一顏色的零件時，應該在作業(yè)者的視野內安排另一種顏色，以便使眼睛得到休息。,標志用色設計,用顏色標志傳遞安全信

38、息，早已為世界各國所采用。我國國家標準安全色規(guī)定為紅、藍、黃、綠四種。紅色表示緊急、禁止、停止、事故和操作錯誤，也被用來作為防火的顏色；黃色常用于表示警告信號、安全用品，如安全帽也用黃色；綠色表示工作正常，允許運行；藍色表示整機工作正常，等等。另外，標志作為一種特殊的形象語言，旨在傳遞信息。顏色是這種信息傳遞的一種重要方式。由于它簡潔明了，不僅應用于安全領域，而且在生產、技術和生活中有廣泛應用。,管理用色設計,鑒于顏色對人的生理和心理

39、作用以及其象征和標示作用，合理的顏色使用和布置可以提高工作效率和質量、減輕工作疲勞，增加工作安全性。為了快速傳遞、交流、反饋信息，可將顏色運用于報表、文件、圖形、卡片、證件以及符號、文字之中，易于辨識。生產與運作管理中也可利用顏色表明作業(yè)進度、緊急程度以及工作狀態(tài)等，比如甘特圖或網絡圖的有色標識等，簡潔明了。有研究表明，文秘將文件用五彩繽紛的標簽識別，可以縮短工作時間40%左右，而在有些項目管理中，運用顏色刻度管理的作業(yè)時間則可以縮短2

40、6%。顏色在城市建筑、交通運輸、公共場所和社會服務等方面的利用也無處不在，比如醫(yī)院的布置、馬路上的斑馬線等各種標識的顏色等。但是要注意的是，不同的組織或業(yè)務系統(tǒng)，顏色的使用可以有不同的含義。但在同一系統(tǒng)中，應該使用同一的顏色編碼系統(tǒng)，以防由于對信息標識誤認導致錯誤的判斷。,8.4 振動環(huán)境,振動的性質振動對人的影響振動的標準振動控制的措施,8.4.1 振動的性質,振動是物質在一個固定點附近的來回擺動。對于人體來說，振動產生于

41、某種工具、運輸設備、其他與人接觸的機械等的規(guī)則或不規(guī)則的周期移動，從而引起人體從其靜止的位置發(fā)生位移。 機械振動由于能夠引起人體肢體和重要器官改變位置，因此受到關注。,表8-22 振動頻率與人體振動特性,表8-23 機動化手持工具的振動,8.4.2 振動的影響,振動會嚴重影響人的視覺感知、精神運動的績效以及肌肉組織，同時循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和神經系統(tǒng)等也會有反應，只是程度會輕點。振動可能會引起肌肉反應---拉升的肌

42、肉會收縮，這是人體的自我保護功能。肌肉反應活動也解釋了，當某人處于強烈的振動中的時候，常常會發(fā)現(xiàn)的能量消耗增大，心跳和呼吸加快。振動對新陳代謝、循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的影響較小，不顯著。但是，血管周圍的括約肌的收縮反應會嚴重阻礙相應部位的血液循環(huán)，從而導致各種諸如關節(jié)炎、脊椎疾病、萎縮癥、重復性緊張損傷等疾病。,振動對心理的影響,振動對績效的影響,振動對視力的不利影響非常重要，因為它會損傷拖拉機、卡車、建筑機械以及其他運輸機械的司機的工作效

43、率，增大事故風險。振動會使視覺敏銳度降低，視野會變得模糊且不穩(wěn)定。通常來說，2Hz以下的振動對視覺能力沒有影響，只有在4Hz以上的振動，才會造成可測量的視力失常，其中10-30Hz的對視力的損傷最大。根據Guignard的闡述，當振動頻率為50Hz、擺動加速度為2m/s2時，視覺敏銳度會降低一半[121]。,振動對績效的影響,下面列舉一些在各種模擬駕駛測試下，振動的生理心理影響，這些數(shù)據都有充分的依據?！　、?頻率范圍為2-16Hz時

44、（特別是4Hz左右），駕駛效率會受到損害，隨著振動加速度的增大影響增強；　?、?當座椅遭受的加速度大于0.5m/s2的時候，駕駛失誤增加；　?、?當加速度達到2.5 m/s2，失誤會變得非常多，這種振動就應該被評估為危險。,8.4.3 振動的控制標準,一般說來，以下情況下的振動是可以忍受的：（1）小于2Hz，加速度為3-4g（2）4-14Hz，加速度為1.2-3.2g（3）大于14Hz，加速度為5-9g,國際標準化組織標準,

45、ISO標準分為三種，設定了三種水平的限定值：（1）舒適標準（舒適降低線）。主要用于運輸車輛和自動控制工業(yè)；（2）維持效率的標準（疲勞降低－熟練線）。該標準中的決定因素是工作效率（或者說熟練程度）。主要用于牽引機車、建筑機械和重型運輸設備等。該限定值見圖8-11，該圖列出了振動暴露時間為25分鐘到16小時的“低疲勞-熟練線”?！鞍踩焙汀笆孢m”域值可以可以由“效率”標準得出。（3）安全標準（暴露限制）。該標準主要用于健康保護。,振動

46、控制的措施,（1）運輸車輛從人因工程的角度出發(fā)，牽引機車、重型車輛和建筑機械等，振動頻率一般在2-5Hz之間。假定每天操作8小時，需要限制振動加速度在0.3-0.45m/s2間。（2）手工工具限制振動加速度同樣可以應用于手工操作工具。工具自身的阻尼特性、工具和手柄之間的阻尼特性等可以客觀的降低振動。通過使用柔性材料，手柄自身也有很好的阻尼效果。戴厚手套和避免在太寒冷的環(huán)境下工作也可以進一步改善振動影響。（3）振動“擦除”給計算

47、機和振動源安裝高速傳感器，某些高頻但低振幅的振動可以被迅速施加的相反振動方向的振動抵銷掉，類似于前面談到的“活性噪音消除”。這種方法實際上“擦除”了原來的噪音影響。,8.5 微氣候環(huán)境,微氣候的構成人的熱調節(jié)機制微氣候環(huán)境與舒適熱、冷環(huán)境對人的影響及防護,8.5.1 微氣候的構成要素,氣候指的是我們工作和生活的物理環(huán)境，微氣候則指工作場所的這些氣候條件，主要包括氣溫、濕度、氣流速度、熱輻射和空氣質量等,氣溫,空氣的冷熱程度稱為

48、氣溫。作業(yè)環(huán)境的氣溫主要由大氣溫度、太陽和熱源輻射以及人體散熱決定。溫度通常用干球溫度計測定，它所指示的溫度較干球溫度。除此之外，較常見的溫度計還有半導體溫度計、溫差電偶溫度計等。氣溫的標度有兩種：攝氏溫標（℃）和華氏溫標（℉）。我國法定采用攝氏溫標（℃）。,濕度,濕度又叫氣濕，指空氣中所含水分的多少。工作場所的濕度大小主要由大氣濕度、工作場所的水分蒸發(fā)和蒸汽發(fā)散等決定。濕度分為絕對濕度和相對濕度。絕對濕度是指每m3的空子中所含的水蒸氣

49、克數(shù)。人們對空氣干濕程度的感受不與空氣中水蒸氣的絕對數(shù)量直接相關，而與空氣中水蒸氣的濃度距離飽和狀態(tài)的差距直接相關。因此，人們將一定溫度、一定壓力條件下的水蒸氣壓強與相同溫度和壓力條件下飽和水蒸氣壓強的百分比稱為該溫度和壓力條件下的相對濕度。相對濕度大于70%的稱為高氣濕，小于30%的稱為低氣濕。在一定的溫度下，相對濕度越小，水分蒸發(fā)越快。據此，人們制成了測量的相對濕度的工具：通風干濕表和干濕球溫度計。干濕球溫度計的水銀球體置于一跟插入

50、水中的毛細管中，由于揮發(fā)作用帶走了熱量，其讀數(shù)比普通干球溫度計要低。根據濕球溫度計的讀數(shù)和干球溫度計的差值可以得出相應的相對濕度。另外，用濕敏元件制成的濕度計也可以直接測得相對濕度。,氣流速度（風速）,空氣的流動速度成為氣流速度（m/s）。工作場所的氣流速度不僅受大氣風力的影響，同時受工作場所的通風狀況、人工送風以及熱輻射的影響。工作場所的熱輻射會造成工作場所的大氣壓力差，從而形成空氣對流。氣流速度的大小與人體散熱速度有直接關系，因此它

51、是評價為氣候條件的主要因素之一。風速可以用風速計、熱球微風儀等測定。,熱輻射,物體在絕對溫度大于0K時的輻射能量，成為熱輻射?！　彷椛潴w單位時間、單位面積上所輻射出的熱量成為物體的熱輻射強度（J/cm2.min）。測量熱輻射可用黑球溫度計，因為黑色吸收所有的輻射。黑球溫度計是表面鍍黑的薄銅板制成的空心球體，球體中心部分插入一支普通干球溫度計。黑球在吸收輻射熱后溫度上升，它標識的溫度叫黑球溫度，是輻射熱及氣溫的綜合效應，它與外界氣溫的

52、差值就是該輻射熱升高的溫度。,8.5.2 人的熱調節(jié)機制,血液的熱量傳播功能是熱量調節(jié)的一個重要環(huán)節(jié)。血液攜帶熱量，特別是從溫暖人體組織到低溫的人體組織里的毛細血管攜帶的熱量。通過這種方式，血液將熱量從人體內部組織傳播到被周圍低溫環(huán)境變冷的皮膚等外部組織。相反，如果外部環(huán)境溫度較高，熱量可以通過皮膚傳播到人體內部，比如，當我們需要溫暖的時候，我們通常烤火或者曬太陽?？刂企w溫的關鍵是血液循環(huán)，特別是通過皮膚的作用。熱量控制中心的第二種

53、調整機制是分泌到皮膚上的汗液，這也處于神經系統(tǒng)的控制下。流汗是人體向外界散發(fā)熱量的一個非常有效的手段，因為每揮發(fā)1立方厘米的汗液可以將人體儲藏的過多的熱量中帶走2.4kJ。人體體溫調節(jié)的第三種機能是提高人體產生熱量的速率，這個過程一般發(fā)生在人體過于寒冷的情況。通過提高熱量產生的新陳代謝速率，特別是通過肌肉活動。我們都知道迅速的肌肉活動稱之為“顫抖”。,人體熱量調節(jié)的四種基本方式,（1）熱傳導 通過傳導交換熱量首先而且最重要的在于與

54、皮膚接觸的物體和物質的傳導性。（2）對流 如果熱量交換發(fā)生在氣態(tài)（如空氣）或液態(tài)（如水）等之間，與傳導相對應，我們將這個過程稱之為對流。（3）汗液揮發(fā)通過流汗發(fā)生的熱量散失在持續(xù)不斷地進行，因為皮膚上總會有汗液蒸發(fā)，從而消耗熱量。（4）熱輻射溫暖的人體向外輻射波長相對較長的電磁波，被其他人、物體或者表面吸收并轉換成熱量。這種過程稱之為紅外輻射或者輻射熱能。,人體的整體熱量平衡,對流、熱輻射和汗液揮發(fā)是人體與外界進行熱量交換的

55、三種基本方式。雖然微氣候的四種要素對人體的熱交換的影響是相互的，但是，概括來說，以下四種物理因素對這三種方式是決定性的：（1）大氣溫度對對流熱量交換的影響；（2）氣流速度對對流熱量交換的影響；（3）相鄰表面（墻壁、天花板、地板和設備等）的溫度對熱輻射熱量交換的影響；（4）空氣的相對濕度對汗液揮發(fā)熱量散失的影響。,8.5.3、微氣候環(huán)境與舒適,人的生理溫度域微氣候因素和舒適舒適的主觀差異空氣干燥與舒適,人的生理溫度域,微氣候

56、因素和舒適,為了綜合反映人體對氣溫、濕度、氣流速度和熱輻射的感覺，提出了有效溫度這一概念。有效溫度是指根據人體在微氣候環(huán)境下，具有同等主觀溫熱感覺的最低氣流速度和氣流濕度的等效溫度。有效溫度和相鄰表面溫度有效溫度和空氣濕度 有效溫度和空氣流動,舒適的主觀差異,圖8-14 對溫度的主觀反應調查結果,,20 21 22 23 24 25,空氣干燥

57、與舒適,相關研究表明，加熱房間內的相對濕度在40-50%間時，人會感覺舒適；而當相對濕度在30%以下時，空氣會變得不清潔，因為這反倒影響了鼻腔和喉嚨的粘膜的正常機能。,8.5.4 熱、冷環(huán)境對人的影響及防護,熱環(huán)境的影響熱環(huán)境的控制冷環(huán)境的影響冷環(huán)境的控制,熱環(huán)境的影響,熱環(huán)境下的生理變化：疲勞加快，同時體力和腦力勞動的工作效率都會下降；心跳加速；血壓升高；消化器官的活動減弱；核心溫度會輕微升高，而體表溫度會顯著升高（皮膚溫度

58、可能會從32℃升高到36-37℃）；皮膚中血液流速增大（從每分鐘幾ml/cm3上升到20-30 ml/cm3）；汗液分泌增加，當皮膚溫度上升到34℃或更高的時候，汗液分泌顯著。,熱環(huán)境的影響（續(xù)）,熱環(huán)境對生理的影響：如果控制措施不足以保持熱量平衡，人體的核心溫度開始升高，導致熱量聚集，會很快導致下列各種情況的發(fā)生：中暑； 熱疹； 熱衰竭；熱痙攣。,熱環(huán)境的影響（續(xù)）,高溫環(huán)境下的體力勞動遠比適宜的環(huán)境更容易造成作業(yè)能力衰竭。研究發(fā)現(xiàn)

59、，在熱環(huán)境下，簡單認知和知覺運動作業(yè)的績效降低的情況并未被普遍觀察到，整體而言，研究人員認為這類作業(yè)的績效降低情況要等到接近生理上的熱環(huán)境耐受極限時才會發(fā)生。對于比較復雜的作業(yè)，如追蹤、警戒性、復雜的雙重或多重作業(yè)等，Ramsey和Kwon綜合相關研究文獻后發(fā)現(xiàn)作業(yè)績效在30～33℃左右開始降低。,8.5.5 熱環(huán)境的改善建議,對熱的適應是必需的。最好分階段進行。剛開始的時候，一個人最好只有50%的時間在高溫下工作，隨后每天增加10%

60、的時間。當然病愈后或長時間的缺崗后返回工作崗位，這一過程應該重新進行。熱量負荷越高，高熱環(huán)境下的體力活動量越大，用來降溫的時間應該越長，工作中的停頓越頻繁。如果高溫超過了人的忍受極限，工作日時間應該變短。人應該少量多次的喝水；每次不應該超過0.25升，建議每10-15分鐘一杯。 如果需要和大量的水，最好補充白開水，有時可以放點茶葉或咖啡。溫熱的飲料比冰涼飲料更容易被消化系統(tǒng)所吸收。建議不要喝冰飲料，水果汁和酒精飲料。牛奶和添加牛

61、奶的飲料建議也不要喝，這些飲料不適宜于高溫工作后飲用，因為它們對消化系統(tǒng)造成了更多的壓力。 飲用水應該盡量靠近工作地，人在需要飲水的時候可以很方便的得到。 在熱輻射很高的地方（例如爆破爐旁），工人們應該佩戴眼睛防護裝置或防護屏，同時穿防護服，以降低眼睛和皮膚灼傷的風險。,冷環(huán)境的影響,人體對于冷環(huán)境的第一道防線就是皮膚和四肢的血管收縮，血流到這些區(qū)域減少，其主要功能有二：第一，減少了溫暖的血液通過皮膚的熱量散失；第二，阻斷血流之后，

62、皮膚的隔離功能會增加到六倍左右。但是，手指和腳趾的溫度會迅速降低到周圍空氣的溫度，造成局部的冷傷害（如凍傷）。血管緊縮還會造成更多的血液分布到內部器官上來，而多的血液流經腎臟，增加了尿液量，這也是為什么在嚴寒環(huán)境中小便會比溫暖環(huán)境中更頻繁。當通過血管緊縮人體仍然無法維持核心體溫時，人體會通過肌肉顫抖來增加代謝的熱量產生。顫抖是由于全身肌肉同步的刺激而造成的，此時產生的熱量大約為靜止時平衡狀態(tài)下的2～4倍。但是顫抖并不能使人增加體溫，而

63、只能防止體溫繼續(xù)下降。人體狀況越好，人體由顫抖產生的熱量越多，能夠持續(xù)較長時間而不致衰竭。,冷環(huán)境的影響（續(xù)）,對體力勞動的影響。寒冷對于體力勞動有不良的影響。人體核心溫度或肌肉溫度的降低會減少身體的功能而造成肌肉張力和耐力的下降。Bergh發(fā)現(xiàn)核心體溫每降低1℃（持續(xù)期小于3分鐘），最大運動能力降低4～6%；當運動持續(xù)3～8分鐘時，每降低1℃是減少8%。對腦力勞動的影響。雖然尚無系統(tǒng)性的證據表明寒冷會影響簡單反應時間，但是卻有證據表

64、明寒冷對于選擇的反應時間有負面效應。冷環(huán)境會增加誤操作，同時對于發(fā)生錯誤的作業(yè)的反應時間也下降，但正確的作業(yè)其反應時間則未受到影響。另外，寒冷會使人的行動動機顯著降低，且會增加冷漠的態(tài)度。,冷環(huán)境的改善建議,做好采暖和保暖工作。應該按照《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》和《工業(yè)企業(yè)采暖、通風和空氣調節(jié)設計規(guī)范》等的相關規(guī)定，設置必要的輔助性采暖設備，比如空調、暖爐和其他熱輻射源等。調節(jié)后的溫度要均勻恒定。有的作業(yè)需要與外界發(fā)生聯(lián)系，冷風吹在作業(yè)者

65、身上很不舒適，應設置擋風板，減緩冷風的作用。個體防護。低溫作業(yè)車間或冬季室外作業(yè)者，應穿御寒服裝，其應采用熱阻值大、吸汗和透氣性強的衣料。衣服的尺寸不宜過緊，潮濕的衣服應及時烘干。 提高作業(yè)負荷。增加作業(yè)負，可以使作業(yè)者降低寒冷感。但由于作業(yè)時出汗，使衣服的熱阻值降低，在休息室并會感到寒冷。因此工作負荷增加，以不使作業(yè)者過多流汗為限。對于大多數(shù)人，負荷量不要超過175W。,本章作業(yè),在有條件的情況下,測量教室和宿舍的照明強度,并根據