人因工程7章人与环境的界面设计.ppt

第7章 人与环境的界面设计7.1 人体对环境的适应程度 1.1.分区分区 最舒适区、舒适区、不舒适区、不能忍最舒适区、舒适区、不舒适区、不能忍受区，见受区，见图图7-17-1 2.2.创造良好作业环境的途径创造良好作业环境的途径 1 1）对现有的作业环境进行评价，针对存在问题采）对现有的作业环境进行评价，针对存在问题采取改善措施。取改善措施。2 2）在设计阶段就充分运用一切技术资料，对作业）在设计阶段就充分运用一切技术资料，对作业环境予以充分论证和考虑，提出妥善解决不良环环境予以充分论证和考虑，提出妥善解决不良环境因素的方法。境因素的方法。7.2 人与热环境7.2.1 7.2.1 影响热环境的要素影响热环境的要素 1.1.气温：传导、对流、辐射（第二热源）气温：传导、对流、辐射（第二热源）2.2.气湿：相对湿度在气湿：相对湿度在80%80%以上称为高气湿，在以上称为高气湿，在30%30%以以下为低气湿。下为低气湿。3.3.气流：温差愈大，产生的气流愈大。气流：温差愈大，产生的气流愈大。4.4.热辐射：正辐射（使人体受热），负辐射（使人热辐射：正辐射（使人体受热），负辐射（使人体散热）。体散热）。7.2.2 7.2.2 人体的热平衡人体的热平衡 人体所受热源：人体所受热源：1 1）机体代谢产热；）机体代谢产热；2 2）外界作用的环境热量，见）外界作用的环境热量，见图图7-27-2机体热平衡方程：机体热平衡方程：M MCR-E-W=SCR-E-W=S S=0 S=0 S0 S0 S0 S0外界环境热量人体处于动态热平衡状态产热多于散热，人体体温升高散热多于产热，人体体温下降人体蓄热状态7.2.3热环境对人体的影响1.1.热舒适环境热舒适环境 人在心理状态上感到满意的环境。人在心理状态上感到满意的环境。影响热舒适环境的主要因素如下：影响热舒适环境的主要因素如下：1 1）环境因素）环境因素 气温、气湿、气流速度、辐射热气温、气湿、气流速度、辐射热 最适合的湿度最适合的湿度%与气温与气温tt之间的关系之间的关系(%)=188-7.2(%)=188-7.2 t t()t t26 26 2 2）人的因素）人的因素 新陈代谢、服装，见新陈代谢、服装，见图图7-37-32.2.过冷、过热环境对人体的影响过冷、过热环境对人体的影响 1 1）低温冻伤）低温冻伤 2 2）低温的全身性影响）低温的全身性影响 3 3）高温烫伤）高温烫伤 4 4）全身性高温反映）全身性高温反映7.2.4 热环境对工作的影响1.1.热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响 表现在效率和相对差错次数两方面，见表现在效率和相对差错次数两方面，见图图7-7-44。2.2.热环境对体力劳动的影响热环境对体力劳动的影响 表现在操作效率和事故发生率两方面。表现在操作效率和事故发生率两方面。工作时的温度最好在工作时的温度最好在15.515.5 27 27，见，见图图7-7-55热环境的主观评价标准热环境的主观评价标准 1.1.主观评价依据：热环境对人体影响的主观感觉包主观评价依据：热环境对人体影响的主观感觉包括括66个方面的因素：空气温度、热辐射温度、空气相对个方面的因素：空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮肤温度。湿度、气流速度、人体温度、皮肤温度。2.2.耐受标准，见耐受标准，见图图7-6 7-6 3.3.安全标准，见安全标准，见图图7-77-7 4.4.工作效率不受影响的湿度范围，见工作效率不受影响的湿度范围，见图图7-87-8 5.5.工业生产热环境标准工业生产热环境标准.7.3 人与光环境7.3.1 7.3.1 良好光环境的作用，见良好光环境的作用，见图图7-97-9 天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。境。1.1.光源对生产率的影响光源对生产率的影响 通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的视觉环境（照明心理因素）来提高劳动生产率。视觉环境（照明心理因素）来提高劳动生产率。2.2.光环境对安全的影响光环境对安全的影响 良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，见减少，见图图7-107-10。对光环境的要求1.1.设计的基本原则设计的基本原则 1)1)合理的照度平均水平合理的照度平均水平 2)2)光线的方向和扩散要合理光线的方向和扩散要合理 3)3)不让光线直接照射眼睛不让光线直接照射眼睛 4)4)光源光色要合理光源光色要合理 5)5)让照明和色相协调让照明和色相协调 6)6)不能忽视经济条件的制约，见不能忽视经济条件的制约，见图图7-117-112.2.天然光照度和采光系数天然光照度和采光系数CC，参见表，参见表9-89-8，表，表9-9 9-9 C=E C=Enn/E/Eww100%100%EEnn室内某一点的照度室内某一点的照度;E Eww与与EEnn同一时刻的室外照度同一时刻的室外照度 3.照明的照度与照度分布，见图7-12 它表明被照面上光的强弱，以被照场所光通的面积密度来表示 E=di/dA 4.亮度分布 5.光的方向性和扩散性 6.光源色和显色性 1）色温，当热辐射光源的光谱与加热到温度为Tc的黑体发出的光谱分布相似时，将该温度Tc称为该光源的色温，见图7-13。2）显色性7.3.3 色彩环境1.1.色彩的感情效果，见色彩的感情效果，见图图7-147-142.2.环境色彩的选择环境色彩的选择7.3.4 光环境的综合评价1.1.评价方法评价方法2.2.评分系统评分系统3.3.项目评分及光环境指数项目评分及光环境指数4.4.评价结果与质量等级评价结果与质量等级7.4 人与声环境7.4.1 7.4.1 噪声对人的影响噪声对人的影响 1.1.噪声对工作的影响，见噪声对工作的影响，见图图7-15 7-15 当噪声达到当噪声达到70dB70dB时，会对工作产生各方面的影响，所时，会对工作产生各方面的影响，所以对于需要高度集中精力的工作场所均以以对于需要高度集中精力的工作场所均以50dB50dB的稳定噪的稳定噪声级作为其上限。声级作为其上限。2.2.噪声对听觉的影响，见噪声对听觉的影响，见图图7-167-16 会产生暂时性听力下降；听力疲劳；持久性听力损失；会产生暂时性听力下降；听力疲劳；持久性听力损失；暴震性耳聋。暴震性耳聋。3.3.噪声对机体的其他影响，见噪声对机体的其他影响，见图图7-177-17 噪声达噪声达90dB90dB分贝以上，对神经系统、心血管系统等有分贝以上，对神经系统、心血管系统等有明显的影响。噪声品级分类及其影响：明显的影响。噪声品级分类及其影响：第一级：第一级：L=30dBL=30dB（AA）65dB(B)65dB(B)，心理影响，心理影响第二级：第二级：L=6590dB(B)L=6590dB(B)，较前者加重植物神经方面的影，较前者加重植物神经方面的影响。响。第三级：第三级：L=90120dB(B)L=90120dB(B)，较前者造成听觉机构不可恢复，较前者造成听觉机构不可恢复性的损失。性的损失。第四级：第四级：L120dBL120dB（B)B)，较前者造成内耳永久性的损伤；，较前者造成内耳永久性的损伤；若若L140dBL140dB（B)B)，可能形成严重的脑损伤。，可能形成严重的脑损伤。7.4.2 7.4.2 影响噪声对机体作用的因素影响噪声对机体作用的因素 1.1.噪声强度（越强）；噪声强度（越强）；2.2.接触时间（越长）；接触时间（越长）；3.3.噪声的频谱（高频，窄频带）；噪声的频谱（高频，窄频带）；4.4.噪声类型和接触方式（脉冲噪声和持续接触）；噪声类型和接触方式（脉冲噪声和持续接触）；5.5.个体差异；个体差异；6.6.其他有害因素的共同存在。其他有害因素的共同存在。7.4.3 音乐调节1.1.生产性音乐的要求生产性音乐的要求 纯体力劳动及无须集中注意力的工作，以节奏清晰，纯体力劳动及无须集中注意力的工作，以节奏清晰，速度较快而轻松的音乐为好；速度较快而轻松的音乐为好；单调发闷的工作，以娱乐味的音乐为好；单调发闷的工作，以娱乐味的音乐为好；需要集中注意力的工作（脑力劳动），以速度稍慢、需要集中注意力的工作（脑力劳动），以速度稍慢、节奏不明显，旋律舒缓的音乐为好。节奏不明显，旋律舒缓的音乐为好。2.2.生产性音乐的效果生产性音乐的效果 研究认为，音乐对工作效率的影响作用有正、反两方研究认为，音乐对工作效率的影响作用有正、反两方面，有时不起作用。所以音乐调节是因时、因地、因工面，有时不起作用。所以音乐调节是因时、因地、因工种、因人而异的，要慎重选用。种、因人而异的，要慎重选用。7.4.4 噪声评价标准 国外听力保护噪声标准；国外听力保护噪声标准；工业噪声卫生标准；工业噪声卫生标准；环境噪声标准。环境噪声标准。7.5 人与振动环境7.5.1 7.5.1 人体的振动特性，见 人体的振动特性，见图 图7-18 7-18 外部刺激使人体产生内部响应。外部刺激使人体产生内部响应。对人体产生三种作用力：惯性力（质量）；粘性阻尼力 对人体产生三种作用力：惯性力（质量）；粘性阻尼力（阻尼）；弹性力（刚度）。（阻尼）；弹性力（刚度）。人是一个多自由度的振动系统，其中：人是一个多自由度的振动系统，其中：第一共振峰：第一共振峰：48Hz 48Hz，对胸腔影响最大；，对胸腔影响最大；第二共振缝：第二共振缝：1012Hz 1012Hz，对腹腔影响最大；，对腹腔影响最大；第三共振缝：第三共振缝：2025Hz 2025Hz，频率再增高，在人体内传递逐步，频率再增高，在人体内传递逐步衰减，对生理效应的影响相应减少。衰减，对生理效应的影响相应减少。显然，对人体影响最大的是低频区。显然，对人体影响最大的是低频区。7.5.2 7.5.2 影响振动对机体的作用因素，见影响振动对机体的作用因素，见图图7-197-191.1.振动频率 振动频率 1 1）倍频程）倍频程 f f1 1下；下；f f2 2上；上；f f0 0中；中；b b带宽 带宽 f f2 2=2=2 f f1 1、f f0 02 2=f=f1 1f f2 2、b=f b=f2 2-f-f1 1=f=f1 1、f f0 02 2=2f=2f1 12 2=f=f2 22 2/2/2 f f0 0=31.5,63,125,250,500,1k,2k,4k,8k,16k=31.5,63,125,250,500,1k,2k,4k,8k,16k 2 2）1/3 1/3倍频程 倍频程 f f2 2=2=21/3 1/3 f f1 1、f f0 02 2=f=f1 1f f2 2=2=21/3 1/3f f1 12 2=f=f2 22 2/2/21/3 1/3、b=f b=f2 2-f-f1 1=(2=(21/6 1/6-2-2-1/6-1/6)f)f0 0 f f0 0=25,31.5,39.7,50,63,80,100,125,160=25,31.5,39.7,50,63,80,100,125,160 2.2.作用方向 作用方向 分为垂直（上下），横向（左右），纵向（前后）分为垂直（上下），横向（左右），纵向（前后）3.3.振动强度 振动强度 以加速度度量振动强度最为广泛 以加速度度量振动强度最为广泛 4.4.作用方式 作用方式 5.5.振动波形 振动波形 6.6.暴露时间 暴露时间7.5.3 7.5.3 振动对人体的影响，见振动对人体的影响，见图图7-207-207.5.4 7.5.4 振动对工作能力的影响，见振动对工作能力的影响，见图图7-217-217.5.5 7.5.5 振动的评价，振动的评价，1.1.全身承受振动的评价标准，见全身承受振动的评价标准，见图图7-227-22（11）健康与安全的界限（）健康与安全的界限（ELEL）（22）疲劳降低工作效率界限（）疲劳降低工作效率界限（FDPFDP）（33）舒适降低界限（）舒适降低界限（RCBRCB）2.2.局部振动评价标准，见局部振动评价标准，见图图7-237-23，图图7-247-247.6 人与毒物环境7.6.1 有毒气体和蒸汽，参阅表9-267.6.2 工业粉尘和烟雾7.6.3 有毒环境的卫生标准 一般均以单种毒物，稳定发生量及8小时为前提，否则，应进行换算：附录n n本章所附插图本章所附插图图7-1返回图7-2返回图7-3返回图7-4返回图7-5返回图7-6返回图7-7返回图7-8返回图7-9返回图7-10返回图7-11返回图7-12返回图7-13返回图7-14返回图7-15返回图7-16返回图7-17返回图7-18返回图7-19返回图7-20返回图7-21返回图7-22返回图7-23返回图7-24返回