人因工程__第二章_作业环境

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1、第二章 作业环境,为什么要研究作业环境?,人是在一定的环境中工作和学习的 环境会对人的作业产生影响,作业环境有哪些?,温度，湿度，风速，噪音，照明，色彩，空气等,最舒适的作业环境,舒适的作业环境,不舒适的作业环境,不能忍受的作业环境,各项指标最佳，完全符合人的生理、心理要求，可长时间地进行作业而不会感觉到疲劳，而且工作效率高，操作者主观感觉非常满意,各项指标符合要求，人机环境关系基本协调，环境对人健康无损害，维持较长时间的工作不会感觉到疲劳,某些指标与舒适指标差距较大，长期在这种环境中工作会损害操作者的健康，会导致职业病的产生,在这种环境中作业，如不运用技术手段将操作者与外部环境隔离开来，人的

2、生命将很难长久维持,作业环境的四种类型,保护方式：预防器件或预防措施,采取改变或限制不良环境因素的方法,空调系统、人工照明、消音装置,人与环境关系的两种处理方式,第一节 微气候,微气候条件,气 温,定义：空气的冷热程度（评价作业环境微气候 条件的主要指标）,测量：干球温度计（干球温度）,温标：摄氏温度、华氏温度、绝对温标,微气候条件,湿 度,定义：空气的干湿程度。绝对湿度；相对湿度,测量：干湿球温度计（根据干球、湿球温度可 得到相对湿度，表2-1）,饱和空气的相对湿度为100。相对湿度在80 以上的称为高气湿，在30以下称为低气湿,微气候条件,湿 度,高气湿环境：纺织，印染，造纸，矿井，隧道,

3、高温条件下，高气湿使人感到闷热；低温环境 下，高气湿使人感到阴冷透骨,表2-1 从干球温度和湿球温度查找的相对湿度表,微气候条件,微气候条件,热辐射,定义：物体在绝对温度大于0K时的辐射能量,测量：黑球温度计（P46-47）,微气候条件,空气流速,定义：空气流动的速度,测量：热球微风仪（测量低风速）其他（P46）,在舒适温度范围内，当空气流速为0.15m/s时，人会感到空气新鲜； 如果气流速度太小，即使温度适宜，也会有沉闷感,气温、湿度、热辐射和空气流速对人体的 影响可以互相替代。其中，某一条件 的变化对人体的影响，可以由另一条件的 相应变化所补偿,人体受热辐射所获得的热量可以被低气温抵消；气

4、温增高时，若空气流速增大，会使人体散热增加,微气候条件,微气候条件,研究表明：当室内空气流速在0.6m/s以下时，空气 流速每增加0.1m/s，相当于气温下降0.3oC；当空气 流速在0.6m/s-1.0m/s之间时，空气流速每增加 0.1m/s，相当于气温下降0.15oC,人体对微气候条件的感受与评价,人体对微气候环境的主观感觉，即心理上感到满意 与否，是进行微气候环境评价的重要指标之一。 人体对微气候环境的感觉取决于它们之间的综合 影响。在这方面，很多学者从不同的方面进行了 研究：,舒伯特和希尔：最合适的湿度和气温之间的关系,鲍生：不舒适指数，评价人体对温度、湿度环 境的感觉,有效温度（感

5、觉温度）的概念,有效温度是根据人体在微气候环境下，具有同等主诉温热感觉的最低气流速度和气湿的等效温度。它度量了在热辐射强度不高时，气温、湿度、空气流速对人的综合作用而使人产生的主观感觉,人体对微气候条件的感受与评价,图2-1 有效温度图,人体对微气候条件的感受与评价,加权平均指标：干球温度、湿球温度、空气流 速和热辐射4个因素的综合指标,室内外无太阳辐射时（室内、阴天、夜间），WBGT=0.7WB+0.3GT,室外有太阳辐射时，WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DT,人体对微气候条件的感受与评价,表2-2美国工业卫生委员会根据实际作业率和休息率，推荐的WBGT容许热接触阈限值（WBGT,

6、 oC ）,人体对微气候条件的感受与评价,高温作业环境对人体的影响,高温作业环境：热源散热量大于84 kJ/(m2h),一般具有下列条件之一的，即可认为是高温作 业环境寒冷地区，工作地气温超过32oC; 炎热地区，气温超过35oC; 工作地气温超 过30oC，相对湿度超过80,微气候条件对人体的影响,微气候条件对人体的影响,三种基本类型：高温、强热辐射作业；高温、 高湿作业；夏天露天作业,在高温作业环境条件下，如果人体的产热量大 于散热量，人体就会产生热积蓄，呼吸和心率 会加快，皮肤表面血管的血流量会显著增加 热应激效应。持续的高温环境会造成急性中暑 或热衰竭,热衰竭：由热疲劳引起的全身倦怠，

7、食欲不振， 体重下降，头痛，失眠，无力等症状,人体核心温度（图2-2）：高温条件下，人体的 耐受度和人体核心温度有关。核心温度为37.0 0.0019M，M为作业负荷（W）。当人体的 核心温度低于38oC时，一般不会引起热疲劳,微气候条件对人体的影响,图2-2 体温与工作强度和环境温度的关系,微气候条件对人体的影响,高温对工作效率的影响,高温不仅会引起人体不适，还会使工作效率降 低（图2-3）,微气候条件对人体的影响,图2-3 体力劳动的工作效率与温度和空气速度的关系,微气候条件对人体的影响,高温对脑力劳动的影响（图2-4）,脑力劳动对温度的反应要更为敏感,微气候条件对人体的影响,图2-4 脑

8、力劳动的工作效率与温度和时间的关系,微气候条件对人体的影响,高温对事故率的影响,在高温条件下工作，作业者容易增加烦躁感， 由于热环境下人体体表血液循环加快，导致大 脑中枢相对缺血，使人的注意力降低，容易诱 发事故,微气候条件对人体的影响,调查表明： 环境温度为17.022.5oC时的事故率最低，以其 为基数记为100%； 当环境温度升高到25.3oC时，男性作业者事故 率增加到140%，女性作业者事故率增加到108%； 当环境温度降低到11.4oC时，男性作业者事故 率为138%，女性作业者的事故率则为132%,微气候条件对人体的影响,低温作业环境对人体的影响,低温作业环境：低于允许温度下限的

9、气温条件,微气候条件对人体的影响,允许温度：基本不影响人的工作效率、身心健 康和安全的温度。一般为舒适温度35oC,舒适温度：正常取值范围为19oC24oC,冷应激效应：人体具有一定的冷适应能力，环 境温度低于皮肤温度时，会刺激皮肤冷觉器发 生神经冲动，引起皮肤毛细血管收缩，使人体 散热量减少。当外界温度进一步下降，肌肉因 寒冷而剧烈收缩抖动，以增加产热量维持体温 恒定的现象,微气候条件对人体的影响,人体对低温的适应能力远远不如人体的热适应 能力,和高温环境相似，低温环境对人体的影响，不 但取决于温度，还取决于湿度和空气流速,微气候条件对人体的影响,低温环境条件下，最先感到不适的是人体的末 端

10、手、脚、腿和胳膊，以及暴露在外的部 分耳、鼻、脸。低温环境条件首先会影响 人体四肢的灵活性。在低温环境下持续作业几 个小时后，手会丧失柔性和操作灵敏性，因此， 低温环境也就会对生产效率和安全性产生不利 影响（图2-5）,微气候条件对人体的影响,图2-5 低温作业环境与生产效率,微气候条件对人体的影响,高温作业环境的改善,生产工艺和技术措施,改善微气候条件的措施,保健措施,生产组织措施,合理设计生产工艺过程：将热源尽可能远离人员或放置在车间的下风一侧 屏蔽热源：直接在热源表面铺设泡沫类物质；人与热源之间设置屏风；穿热反射服 降低湿度：通风口设置去湿器 增加空气流速：提高人体的对流散热量和蒸发散热

11、量。但不能盲目增加空气流速,适应性检查和人员选拔：个体之间在热适应能力上会存在差别；心血管病、肺、肝、肾等病患者，不宜高温作业 供给饮料和补充营养：含盐饮料，少量多次；蛋白质、维生素 合理使用劳保用品：隔热面罩、热反射服等,合理安排作业负荷：小换班；增加休息次数；缩短工作时间 合理安排休息场所：空气流速不能过高，温度不能太低（一般在20oC30oC） 职业适应和训练：高温作业要采取集体作业；训练高温作业者识别热衰竭和热昏迷,低温作业环境的改善,做好保暖和采暖工作,提高作业负荷,个体保护,改善微气候条件的措施,采用热辐射取暖,思考1,就学习、工作或生 活中的某一处，分析,第二节 噪声,声音的度量

12、,声音,声源,声波,声音的基本概念,声音是依靠媒质质点在平衡位置的往返振动由近及远的转播，这种传播形成声波,振动的物体,物体的机械振动产生,声音的物理度量,声压：声波对媒介作用，使其质点受到挤 压而产生压力变化，这时媒介中的压力与 静压（没有声波存在时媒介中的压力）之 差称为声压空气中由于声波扰动，使正 常大气压附加的压力,声音的度量,声音的度量,听阈声压：在某一频率下人耳刚好能听到 的最小声压（如：1000Hz纯音下为 2105 Pa ）,痛阈声压：在某一频率下，人耳会感觉到 疼痛的声压（如：1000Hz纯音下为20Pa ）,声音的度量,人耳可听声音的声压最强和最弱之间的比 大约为106，相

13、差百万倍，使用起来较不 方便。因此，引入声压级的概念,声压级：声压与基准声压的比值的常用对 数乘以20（P103-104）,声音的度量,例2-1：有5台机器在同一点的噪声级分别 为84、88、90、93、95dB，求它们的总 声压级？,例2-2：在背景声源下，测得声源和背景 声源的总声压级为94dB，关闭声源测得背 景的声压级为85dB，该声源的声压级？,声音的主观度量,人耳对声音的主观感觉不仅与声压或声强 有关，而且与频率有关，因此这里引入响 度的概念，将声强和频率联系起来，作为 人对噪声进行评价的主观感觉量,声音的度量,响度（宋）是人耳对声音强度所产生的主 观感觉量，其与声强和频率有关:

14、声压一定，频率越高，人耳感觉越响 频率一定，声压越高，人耳感觉越响,声音的度量,响度级（方）是表示声音响度的相对量。 以1000Hz的纯音作为基准声音，将其他 频率的声音与其进行比较，当人耳感觉比 较声音与基准声音一样响时，该比较声音 的响度级在数值上等于与其等响的基准声 音的声压级,67dB、100Hz的声音与60dB、1000Hz的基准声音等响，则其响度级为60方,将不同频率、不同声压，但给人耳感觉 一样的点用一条曲线连接起来，如下图,声音的度量,噪声及其危害,过响声 妨碍声 刺激声 无形声,工业噪声 交通噪声 社会噪声,稳定噪声 周期性噪声 无规律噪声 脉冲噪声,声音的强弱随时间变化不显

15、著，波动小于5dB,声音的强弱呈周期性变化,声音的强弱随时间无规律变化,突然爆发又很快消失，持续时间小于1S，间隔时间大于1S,很响的让人烦躁不安的声音，如大型机床工作时发出的声音,声音不大，但妨碍人们的交谈、学习、思考和睡眠,刺耳的声音，如汽车刹车的声音,日常被人们习惯了的低强度噪声,噪声及其危害,噪声对人听力的影响,听觉适应：在噪声作用下，人的听觉敏感性会下降，听阈提高约1015dB，但离开噪声环境几分钟后即可恢复的现象 听觉疲劳：在强噪声的长期作用下，听阈提高1525dB，离开噪声环境要很长时间才能恢复的现象,听觉疲劳,噪声及其危害,长期在噪声环境中工作产生的听觉疲劳，如果不能及时恢复，

16、就会出现耳聋 在500Hz、1000Hz、2000Hz三个频率的平均听力损失超过25dB称为噪声性耳聋 长期在噪声环境中工作产生的听觉疲劳不能及时恢复会导致永久性听阈位移： 位移2540dB为轻度耳聋;位移4055dB为中度耳聋 位移5570dB为显著耳聋;位移7090dB为严重耳聋 位移90dB以上时为极端耳聋,噪声性耳聋,噪声及其危害,当人的听觉器官遭受巨大声压且伴有强烈冲击波的声音作用时，人耳鼓膜内外会产生较大压差，导致鼓膜破裂，双耳完全失听，这种情况下的耳聋称为爆发性耳聋,爆发性耳聋,噪声及其危害,噪声对人生理的影响,中枢神经系统,头痛、头晕、失眠、多汗、恶心、乏力、注意力不集中、记忆力衰退、神经过敏、惊慌以及反应迟缓等,心血管系统,心跳过速、心律不齐、心电图改变、血压增高以及供血减少等（一般发生在8090dB噪声强度下）,消化系统,使胃的收缩机能和分泌机能降低。导致溃疡病和胃肠炎病发病率增高。噪声大的行业溃疡发病率高5倍,呼吸系统,往往与脉搏、血压的改变同时出现 （在90dB噪声强度下比较显著，呼吸频率会加快，同时呼吸加深）,