人因工程第5章.ppt
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1、第五章第五章 作业环境作业环境 温度温度 照明照明 噪音噪音颜色颜色第一节第一节 温度温度 空气温度、湿度、气流速度和热辐射空气温度、湿度、气流速度和热辐射等构成了对作业者产生重大影响的微等构成了对作业者产生重大影响的微气候,温度是主要指标。气候,温度是主要指标。人体的热交换方式人体的热交换方式传导传导对流对流辐射辐射蒸发蒸发直接接触固体、液体来传递热量的方式。人直接接触固体、液体来传递热量的方式。人所穿的衣服和接触的物体都能传递一部分热所穿的衣服和接触的物体都能传递一部分热量,但由于衣服是热的不良导体,所以所散量,但由于衣服是热的不良导体,所以所散热量很少。热量很少。通过气体、液体交换热量的
2、方式。气流速度通过气体、液体交换热量的方式。气流速度和人与介质之间的温差使决定散发热量快慢和人与介质之间的温差使决定散发热量快慢的主要因素。的主要因素。通过物体将电磁辐射转移热量的方式。当周围通过物体将电磁辐射转移热量的方式。当周围物体表面温度高于身体温度,物体向人体辐射物体表面温度高于身体温度,物体向人体辐射热量,成为正辐射。反之称为负辐射。人体对热量,成为正辐射。反之称为负辐射。人体对正辐射很敏感,对负辐射比较迟钝。正辐射很敏感,对负辐射比较迟钝。汗水转变为水蒸气从人体吸收热量的方式。汗水转变为水蒸气从人体吸收热量的方式。分为无感蒸发和发汗两种方式。当气温超过分为无感蒸发和发汗两种方式。当
3、气温超过体表温度,前三种散热方式都失效,蒸发成体表温度,前三种散热方式都失效,蒸发成为唯一的散热途径。为唯一的散热途径。热交换方程热交换方程 当当 =0=0,身体处于热平衡;当,身体处于热平衡;当 00,热平衡被破坏,体温升高,不平,热平衡被破坏,体温升高,不平衡程度过大则会导致死亡;衡程度过大则会导致死亡;00也是也是如此。如此。影响人体热交换的主要因素是气温、影响人体热交换的主要因素是气温、湿度、气流和周围物体表面温度。湿度、气流和周围物体表面温度。温度的测量温度的测量常规有效温度(常规有效温度(ETET)湿黑球温度(湿黑球温度(WBGTWBGT)是在一定的气温、湿度、气流下人的主观是在一
4、定的气温、湿度、气流下人的主观感受指标。当一定气温、湿度、气流给人的感受指标。当一定气温、湿度、气流给人的热感觉与一定温度、湿度热感觉与一定温度、湿度=100%=100%、风速、风速=0=0是是一样的,则有效温度等同于后者基准温度。一样的,则有效温度等同于后者基准温度。但这种有效温度没有考虑热辐射,因此美但这种有效温度没有考虑热辐射,因此美国于国于19811981年提出了新的有效温度(年提出了新的有效温度(ETET),在),在数值上大于常规有效温度。大部分人的舒适范数值上大于常规有效温度。大部分人的舒适范围在围在ETET23.9-26.723.9-26.7。室外炎热环境室外炎热环境 WBGT=
5、0.7WBGT=0.7自然湿球温度自然湿球温度+0.2+0.2黑球温度黑球温度+0.1+0.1干球温度干球温度室内、晚上、阴天室内、晚上、阴天 WBGT=0.7WBGT=0.7自然湿球温度自然湿球温度+0.3+0.3黑球温度黑球温度 广泛应用于户外作业环境的评价,对于已经适应的广泛应用于户外作业环境的评价,对于已经适应的人的极限是人的极限是31.131.1。舒适温度舒适温度1.1.季节季节 舒适温度在夏季偏高舒适温度在夏季偏高,冬季偏低。冬季偏低。2.2.劳动条件劳动条件 不同的劳动条件下舒适的温度是不相不同的劳动条件下舒适的温度是不相同的。同的。下面是在室内湿度为下面是在室内湿度为50%50
6、%时时,某些劳动的舒适温度范围某些劳动的舒适温度范围:坐着从事脑力劳动坐着从事脑力劳动(办公室办公室,调度室调度室).18-24).18-24 坐着从事轻体力劳动坐着从事轻体力劳动(操纵操纵,小零件分类小零件分类).18-23).18-23 站着从事轻体力劳动站着从事轻体力劳动(车工车工,铣工铣工).17-22).17-22 站着从事重体力劳动站着从事重体力劳动(沉重零件安装沉重零件安装).15-21).15-21 很重的体力劳动很重的体力劳动.14-20.14-20 在有很强烈热辐射的情况下在有很强烈热辐射的情况下,气温还要低些气温还要低些.3.衣服衣服 衣着对舒适温度的影响是可想而知衣着对
7、舒适温度的影响是可想而知的的,穿厚衣服对环境舒适温度的要求较低。穿厚衣服对环境舒适温度的要求较低。4.4.地域地域 人由于在不同地区的冷人由于在不同地区的冷,热环境中热环境中长期生活和工作长期生活和工作,对环境习惯不同对环境习惯不同,对舒对舒适温度的要求也不相同。适温度的要求也不相同。5.5.性别性别,年龄等。年龄等。女子的舒适温度比男女子的舒适温度比男子高子高0.550.55;40;40岁以上的人比青年人约高岁以上的人比青年人约高0.550.55.舒适的湿度舒适的湿度 一般为一般为40-60%40-60%。湿度在湿度在70%70%以上为以上为高气湿高气湿,在在30%30%以下为低气湿。以下为
8、低气湿。在不在不同的空气湿度下同的空气湿度下,人的感觉不同。人的感觉不同。据据研究者推荐研究者推荐,室内空气湿度室内空气湿度X(%)X(%)与室与室内温度内温度T T的关系应为的关系应为:X=188-7.2 T(T 26)X=188-7.2 T(T 26)舒适的风速舒适的风速 在工作人数不多的房间里在工作人数不多的房间里,空气流动的空气流动的最佳速度为最佳速度为0.3M/S;0.3M/S;而在拥挤的房间里为而在拥挤的房间里为0.4M/S0.4M/S。室内温度和湿度很高时室内温度和湿度很高时,空气流空气流速最好是速最好是1-2M/S1-2M/S。日本药学会推荐不同季节最佳风速日本药学会推荐不同季
9、节最佳风速:春秋春秋季为季为0.3-0.4M/S;0.3-0.4M/S;夏季为夏季为0.4-0.5M/S,0.4-0.5M/S,冬季冬季为为0.2-0.3M/S0.2-0.3M/S。我国采暖通风和空调设计规范我国采暖通风和空调设计规范我国采暖通风和空调设计规范我国采暖通风和空调设计规范(TJ19-75)(TJ19-75)(TJ19-75)(TJ19-75)中规中规中规中规定的工作场所风速如下表定的工作场所风速如下表定的工作场所风速如下表定的工作场所风速如下表:工作场所允许风速工作场所允许风速 室内温度湿度基数室内温度湿度基数 允许风速允许风速 温度温度C C 湿度湿度%(M/S)%(M/S)1
10、8 40-60 0.2 18 40-60 0.2 20 40-60 0.25 20 40-60 0.25 22 40-60 0.3 22 40-60 0.3 24 40-60 0.4 24 40-60 0.4 26 40-60 0.5 26 40-60 0.5高温、低温的影响高温、低温的影响 高温作业下,人体吸收或产生的热量比散高温作业下,人体吸收或产生的热量比散发得多,使体内温度升高。长时间暴露于高发得多,使体内温度升高。长时间暴露于高温中会引起机体功能紊乱,出现热疹、痉挛、温中会引起机体功能紊乱,出现热疹、痉挛、热衰竭、中暑甚至死亡。热衰竭、中暑甚至死亡。高温下重体力劳动很快就会引起疲劳。
11、高高温下重体力劳动很快就会引起疲劳。高温(没接近生理极限下)不会影响简单的视温(没接近生理极限下)不会影响简单的视听任务,但会影响复杂的任务,如追踪或双听任务,但会影响复杂的任务,如追踪或双重任务。高温刚开始会提高警觉程度,但经重任务。高温刚开始会提高警觉程度,但经过一段时间后会降低警觉性。过一段时间后会降低警觉性。低温对健康的危害不如高温严重,主要症低温对健康的危害不如高温严重,主要症状是冻疮,但也会引起体温过低导致死亡。状是冻疮,但也会引起体温过低导致死亡。低温严重影响体力劳动,减小身体做功能低温严重影响体力劳动,减小身体做功能力,导致肌肉力量降低。低温还会使得触觉力,导致肌肉力量降低。低
12、温还会使得触觉灵敏度大大降低,手工任务绩效受到影响。灵敏度大大降低,手工任务绩效受到影响。第二节第二节 照明照明 照明的测量照明的测量:照度与亮度照度与亮度照度照度 光通量是指光能从光源发射出来的速率,光通量是指光能从光源发射出来的速率,单位为流明单位为流明lmlm。照度是被照单位面积上所照度是被照单位面积上所接受的光通量接受的光通量,我们平时所说的照明强度就我们平时所说的照明强度就是指照度水平。是指照度水平。照度的测量单位是勒克思照度的测量单位是勒克思Lx,1 Lx,1 勒克思勒克思 =1 1 流明流明/平方米。平方米。各种环境条件下的照度强度各种环境条件下的照度强度 环境条件环境条件 照度
13、照度(Lx)(Lx)黑夜黑夜 0.01-0.10.01-0.1 月夜月夜 0.02-0.20.02-0.2 阴天室内阴天室内 5-505-50 阴天室外阴天室外 50-500 50-500 晴天室内晴天室内 100-1000100-1000 晴天室外晴天室外 2000-1000002000-100000 夜晚室内照明夜晚室内照明 50-50050-500 读书所需照明读书所需照明 5050 测定工作场所的照度测定工作场所的照度,可以使用光电照可以使用光电照度计。度计。工作场所内部空间的照度受人工照工作场所内部空间的照度受人工照明明,自然采光以及设备布置自然采光以及设备布置,反射系数等多反射系数
14、等多方面的影响方面的影响,因此应考虑选择什么地方作为因此应考虑选择什么地方作为测量位置。测量位置。一般站立工作时取地面上方一般站立工作时取地面上方8585厘米厘米,坐着工作时取坐着工作时取4040厘米高度处进行测量。厘米高度处进行测量。亮度亮度 是物体表面单位面积向视线方向发出光或是物体表面单位面积向视线方向发出光或反射光强度。反射光强度。灯泡的亮度就是灯泡产生的灯泡的亮度就是灯泡产生的光的一个精确测量,计算机荧光屏发出的光光的一个精确测量,计算机荧光屏发出的光也可以用亮度来表示。另外亮度也可以用来也可以用亮度来表示。另外亮度也可以用来测量物体表面的反射光测量物体表面的反射光,因此亮度也与物体
15、因此亮度也与物体的折射率有关系的折射率有关系.亮度的测量单位为坎德拉亮度的测量单位为坎德拉/每平方米每平方米(cd/m2)(cd/m2)。各种物体表面的亮度各种物体表面的亮度 物体物体 亮度亮度(cdcd/m2)/m2)荧光灯荧光灯(65W)1000(65W)1000 窗户的表面窗户的表面 1000-40001000-4000 桌面的白纸桌面的白纸 70-8070-80 桌面桌面 40-6040-60 荧光屏的亮边荧光屏的亮边 7070 荧光屏的暗边荧光屏的暗边 4 4 屏幕背景屏幕背景 5-155-15 亮度的测量采用亮度计亮度的测量采用亮度计,其测量不受测量其测量不受测量距离的影响。距离的
16、影响。在考虑照明强度时在考虑照明强度时,我们不我们不仅应考虑照度仅应考虑照度,也应考虑亮度也应考虑亮度,因为在同样因为在同样的照度条件下的照度条件下,亮度也影响我们的视力。亮度也影响我们的视力。例如例如,在室内内没有灯光的情况下在室内内没有灯光的情况下,我们不我们不能读书能读书,但是我们仍然能看到计算机屏幕上但是我们仍然能看到计算机屏幕上的内容的内容,看电影看电影,电视等。电视等。现在研究计算现在研究计算机显示器对人的视力的影响也主要是通过亮机显示器对人的视力的影响也主要是通过亮度进行研究的。度进行研究的。照明对工作的影响照明对工作的影响 照明与疲劳照明与疲劳照明对工作效率的影响照明对工作效率
17、的影响照明与情绪照明与情绪照明与事故照明与事故照明标准照明标准 我国于我国于19761976年颁布了新的年颁布了新的。我国的照明标准是采用间接法制定的我国的照明标准是采用间接法制定的,即从保证一定的视觉功能来选择最低照度值即从保证一定的视觉功能来选择最低照度值,同时进行了大量的调查同时进行了大量的调查,实测实测,并且考虑的并且考虑的我国当前的电力生产和消费水平我国当前的电力生产和消费水平 。生产车间工作面上的最低照明标准生产车间工作面上的最低照明标准 工件最小尺寸工件最小尺寸 视觉工作分类视觉工作分类 亮度对比亮度对比 最低照度最低照度 (Lx)(Lx)(mm)(mm)等级等级 混合照明混合照
18、明 一般照明一般照明 D0.15 I D5 VII 20 D5 VII 20 一般观察生产过程一般观察生产过程 1010 大件储存大件储存 5 5 有自行发光材料的车间有自行发光材料的车间 3030 在使用上表时在使用上表时,在下列情况下应将表中在下列情况下应将表中规定的照度提高一级规定的照度提高一级:1.I-V 1.I-V等的视觉工作中等的视觉工作中,当眼睛至识别当眼睛至识别对象的距离大于对象的距离大于0.50.5米时米时;2.2.连续时间紧张的视觉工作连续时间紧张的视觉工作,对视觉器对视觉器官有不良的影响时官有不良的影响时;3.3.识别对象在活动面上识别对象在活动面上,识别时间短促识别时间
19、短促而辨认困难时而辨认困难时;4.4.工作需要特别注意操作安全时工作需要特别注意操作安全时;5.5.在深背景在深背景(反射系数小于反射系数小于0.2)0.2)的条件的条件下下,必须提高照度才能满足视觉工作要求必须提高照度才能满足视觉工作要求时。时。美国和德国的部分照明标准美国和德国的部分照明标准 (Lx)(Lx)工作种类工作种类 德国标准德国标准 美国标准美国标准 一般装配一般装配 250 320250 320 精细装配精细装配 1000 54001000 5400 非常精细装配非常精细装配 1500 108001500 10800 绘图绘图 1000 22001000 2200 办公室工作办
20、公室工作 500 1600500 1600 工厂照明的推荐值工厂照明的推荐值 (Lx)(Lx)工作种类工作种类 局部照明局部照明 一般照明一般照明 超精细工作超精细工作 1000-5000 50-1001000-5000 50-100 精细工作精细工作 300-1000 40-80300-1000 40-80 或或 100-200100-200 普通工作普通工作 100-300 30-60100-300 30-60 或或 50-10050-100 粗糙工作粗糙工作 50-100 20-4050-100 20-40 或或 20-5020-50 办公室办公室,学校等场所照明的推荐值学校等场所照明的
21、推荐值 (Lx)(Lx)类型类型 照度照度 办公室办公室 制图制图 打字打字 计算计算 200-400200-400 一般办公室一般办公室 100-200100-200 会议室会议室 接待室接待室 50-10050-100 学校学校 图书室图书室 制图室制图室 黑板黑板 100-200100-200 普通教室普通教室 实验室实验室 50-10050-100 住宅住宅 学习室学习室 工作室工作室 100-300100-300 会客室会客室 卧室卧室 厨房厨房 100100 旅馆旅馆 会客室会客室 谈话室谈话室 100-200100-200 大厅大厅 50-10050-100 走廊走廊 厕所厕所
22、30-6030-60 商店商店 一楼一楼 200-500200-500 二楼以上二楼以上 150-300150-300 地下地下 200-400200-400一般照明设计一般照明设计 照明方式照明方式 光源选择光源选择 一般照明一般照明 综合照明综合照明 局部照明局部照明 自然照明自然照明 人工照明人工照明 混合照明混合照明 直接光直接光 间接光间接光避免眩光避免眩光 当视野内出现过高的当视野内出现过高的亮度或过大的亮度对比亮度或过大的亮度对比时时,人们就感到刺眼人们就感到刺眼,影响视觉影响视觉,这种刺眼的这种刺眼的光线叫眩光。光线叫眩光。例如在例如在睛天的中午看太阳睛天的中午看太阳,会会感到
23、睁不开眼睛感到睁不开眼睛,这就这就是由于亮度过高所引起是由于亮度过高所引起的眩光使眼睛无法适应。的眩光使眼睛无法适应。直接眩光直接眩光眩光眩光 反射眩光反射眩光 对比眩光对比眩光 减少直接眩光、对比眩光,这里有下列基本规则减少直接眩光、对比眩光,这里有下列基本规则应当遵守应当遵守:1.1.在视力范围内所有的物体和表面应当昼夜有相在视力范围内所有的物体和表面应当昼夜有相同的照明强度同的照明强度;2.2.视力中心的照明强度比不应当高于视力中心的照明强度比不应当高于3:1;3:1;3.3.在视力中心与视力边界的对比度不应大于在视力中心与视力边界的对比度不应大于10:1;10:1;4.4.视力中心的亮
24、度应当最高视力中心的亮度应当最高,向四方逐渐降低向四方逐渐降低;5.5.过度的对比在视力范围的两侧和下面比在上面过度的对比在视力范围的两侧和下面比在上面更为不利更为不利;6.6.光源与背景的对比度不应超过光源与背景的对比度不应超过20:1;20:1;7.7.在整个房间最大的对比度应不超过在整个房间最大的对比度应不超过40:140:1。减少反射眩光减少反射眩光 为了避免由于材料反射引起的眩光为了避免由于材料反射引起的眩光,我们推荐在室内采用有以下反射性能的材料我们推荐在室内采用有以下反射性能的材料:室内材料室内材料 材料的反射率材料的反射率 天花板天花板 80-90%80-90%墙壁墙壁 40-
25、60%40-60%家具家具 25-45%25-45%机器和仪器机器和仪器 30-50%30-50%地板地板 20-4020-40照度时间上的均匀性照度时间上的均匀性 比静态对比更引起不快的是视力范围内照明的比静态对比更引起不快的是视力范围内照明的有节奏的变化有节奏的变化,这种情况发生在荧光灯坏了这种情况发生在荧光灯坏了,开始开始闪光闪光,或一个操作人员轮流地看一个明亮的物体和或一个操作人员轮流地看一个明亮的物体和一个阴暗的物体一个阴暗的物体,或机器的某一部分周期性地遮住或机器的某一部分周期性地遮住光线等等。光线等等。为了避免照明强度的波动为了避免照明强度的波动,应尽量做到应尽量做到:1.1.运
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