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1、第十章 作业环境,温度 照明 噪音 颜色 振动,作业环境区域,根据作业环境对人体的影响和人体对环境的适应程度，可把人的作业环境分为四个区域 (1)最舒适区 各项指标最佳，使人在劳动过程中感到满意 (2)舒适区 在正常情况下这种环境使人能够接受，而且不会感到刺激和疲劳； (3)不舒适区 作业环境的某种条件偏离了舒适指标的正常值，较长时间处于此种环境会使人疲劳或影响工效，因此，需采取一定的保护措施，以保证正常工作； (4)不能忍受区 若无相应的保护措施，在该环境下人将难以生存，为了能在该环境下工作，必须采取现代化技术手段(如密封)，使人与有害的外界环境隔离开来。,第一节 温度,影响热环境的要素 影
2、响热环境条件的主要因素有：空气温度、空气湿度、空气流速和热辐射,构成了对作业者产生重大影响的微气候。这四个要素对人体的热平衡都会产生影响，而且各要素对机体的影响是综合的。因此，为了对热环境进行分析和评价，就必须考虑各个要素对热环境条件的影响。 温度是主要指标。,气温 作业环境中的气温除取决于大气温度外，还受太阳辐射和作业场所的热源，如各种冶炼炉、化学反应锅、被加热的物体、机器运转发热和人体散热等影响。热源通过传导、对流使作业环境的空气加热，并通过辐射加热四周物体，形成第二热源，扩大了直接加热空气的面积，使气温升高。,气湿 作业环境的气湿以空气相对湿度表示。相对湿度在80以上称为高气湿；低于30
3、称为低气湿。高气湿主要由于水份蒸发与释放蒸气所致，如纺织、印染、造纸、制革以及潮湿的矿井、隧道等作业场所常为高气湿。在冬季的高温车间可出现低气湿。 气流 作业环境中的气流除受外界风力的影响外，主要与作业场所中的热源有关。热源使空气加热而上升，室外的冷空气从门窗和下部空隙进入室内，造成空气对流。室内外温差愈大，产生的气流愈大。,热辐射 热辐射主要指红外线及一部分可视线而言。太阳及作业环境中的各种熔炉、开放火焰、熔化的金属等热源均能产生大量热辐射。红外线不能直接使空气加热，但可使周围物体加热。当周围物体表面温度超过人体表面温度时，周围物体表面则向人体放散热辐射而使人体受热，称为正辐射。相反，当周围
4、物体表面温度低于人体表面温度时，人体表面则向周围物体辐射散热，称为负辐射。负辐射有利于人体散热，在防暑降温上有一定的意义。,人体所受的热有两种来源：一种是机体的代谢产热；另一种是外界环境热量作用于机体。机体通过对流、传导、辐射、蒸发等途径与外界环境进行热交换，以保持机体的热平衡。 人体的热交换方式 传导 对流 辐射 蒸发,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量，但由于衣服是热的不良导体，所以所散热量很少。,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的主要因素。,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
5、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。分为无感蒸发和发汗两种方式。当气温超过体表温度，前三种散热方式都失效，蒸发成为唯一的散热途径。,人体的热平衡,热交换方程,S人体的蓄热状态； M人体代谢产生热量； R人体皮肤通过辐射与外界环境交换的热量(人体皮肤从外界环境吸收辐射热为正值，反之散出辐射热为负值)； C人体皮肤与外界环境通过对流形式所交换的热量(人体皮肤从外界吸热为正值，散失热量为负值)； W人体对外做功消耗的热量； E人体通过皮肤表面汗液蒸发时带走的热量。 当S =0，身体处于热平衡；当S0，热平
6、衡被破坏，体温升高，不平衡程度过大则会导致死亡；S 0也是如此。 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。,温度的测量,常规有效温度（ET）,湿黑球温度（WBGT）,是在一定的气温、湿度、气流下人的主观感受指标。当一定气温、湿度、气流给人的热感觉与一定温度、湿度=100%、风速=0是一样的，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，因此美国于 1981年提出了新的有效温度（ET），在数值上大于常规有效温度。大部分人的舒适范围在ET23.9-26.7。,室外炎热环境 WBGT=0.7自然湿球温度+0.2黑球温度+0.1干球温度 室内、晚上、阴天 WBGT
7、=0.7自然湿球温度+0.3黑球温度 广泛应用于户外作业环境的评价，对于已经适应的人的极限是31.1。,温度环境对人体舒适感影响的主观评价,工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准,在设计温度时, 也应考虑下列因素:,1. 季节 舒适温度在夏季偏高, 冬季偏低。 2. 劳动条件 不同的劳动条件下舒适的温度是不相同的。 下面是在室内湿度为50%时, 某些劳动的舒适温度范围: 坐着从事脑力劳动(办公室, 调度室).18-24 坐着从事轻体力劳动(操纵, 小零件分类).18-23 站着从事轻体力劳动(车工, 铣工).17-22 站着从事重体力劳动(沉重零件安装).15-21 很重的体力劳动.14-20
8、在有很强烈热辐射的情况下, 气温还要低些.,3. 衣服 衣着对舒适温度的影响是可想而知的, 穿厚衣服对环境舒适温度的要求较低。 4. 地域 人由于在不同地区的冷, 热环境中长期生活和工作, 对环境习惯不同, 对舒适温度的要求也不相同。 5. 性别, 年龄等 女子的舒适温度比男子高0.55; 40岁以上的人比青年人约高0.55.,舒适的湿度,一般为40-60%。 湿度在70%以上为高气湿, 在30%以下为低气湿。 在不同的空气湿度下, 人的感觉不同。 据研究者推荐, 室内空气湿度X(%)与室内温度T的关系应为: X = 188 - 7.2 T (T 26),舒适的风速,在工作人数不多的房间里,
9、空气流动的最佳速度为0.3M/S; 而在拥挤的房间里为0.4M/S。 室内温度和湿度很高时, 空气流速最好是1-2M/S。 日本药学会推荐不同季节最佳风速: 春秋季为0.3-0.4M/S; 夏季为0.4-0.5M/S, 冬季为0.2-0.3M/S。,我国采暖通风和空调设计规范(TJ19-75)中规定的工作场所风速如下表:,工作场所允许风速 室内温度湿度基数 允许风速 温度C 湿度% (M/S) 18 40-60 0.2 20 40-60 0.25 22 40-60 0.3 24 40-60 0.4 26 40-60 0.5,高温、低温的影响,高温作业下，人体吸收或产生的热量比散发得多，使体内温
10、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、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。高温（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。,高温,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。 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。低温还会使得触觉灵敏度大大降低，手工任务绩效受到影响。,低温,第二节 照明,一、良好光环境的作用 作业场所的光环境，有天然采光和人工照明。利用自然界的天然光源形成作业场所光环境的叫天然采光(简称采
11、光)； 利用人工制造的光源构成作业场所光环境的称人工照明(简称照明)。作业场所的合理采光与照明，对生产中的效率、安全和卫生都有重要意义。 1光环境对生产率的影响 根据大量的改善光环境而具有一定效果的定量数据和统计分析的结果，可用图910来说明良好光环境的作用。由图可知，良好的光环境主要是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)来达到提高生产率的。,良好光环境的作用,2光环境对安全的影响,良好的光环境对降低事故发生率和保护工作人员的视力的安全有明显的效果。图 (a)是因改善照明和工作场所的粉刷而减少事故发生率的统计资料。从中可以看出，仅改善照明一项，现场事故就减少丁
12、32，全厂事故减少了16.5；如同时改善照明和粉刷，事故的减少就更为显著。图 (b)则说明良好照明使事故次数、出错件数、缺勤人数明显减少。,二、对光环境的要求,照明的目的大致可以分为，以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明。 作业场所的光环境，明视性虽然重要，而环境的舒适感，心情舒畅也是非常重要的。前者与视觉工作对象的关系密切，而后者与环境舒适性的关系很大。 为满足视觉工作和环境舒适性的需要，光环境设计应考虑以下几项主要要求。,1设计的基本原则 合理的照度平均水平，同一环境中，亮度和照度不应过高或过低，也不要过于一致而产生单调感； 光线的方向和扩散要合理，避免产生干扰阴影，但可保留必要阴
13、影，使物体有立体感； 不让光线直接照射眼晴，避免产生眩光，而应让光源光线照射物体或物体的附近，只让反射光线进入眼睛，以防止晃眼；,光源光色要合理，光源光谱要有再现各种颜色的特性； 让照明和色相协调，使气氛令人满意，这称为照明环境设计美的思考； 创造理想的照明环境不能忽视经济条件的制约，因而必须考虑成本。 依据设计基本原则，实现良好照明的持性因素如图所示。,照明与事故发生率的关系,2天然光照度和采光系数,由于直射阳光变化大，不能用它作为稳定光源，而是把天空光及其反射光作为天然采光的光源。又因天空光也有相当大的变化，室内天然光照度也随之变化，所以像人工照明那样来决定照度标准是困难的。在采光设计中将
14、天然采光系数作为天然采光设计的指标，对于室内某一点的采光系数c，可按下列公式计算： 式中 Eo为室内某一点的照度；Ew为与Eo同一时间的室外照度。 常以采光系数的最低值作为设计标准值。,生产车间工作面上的采光系数量低值,必要的最低照度设计用的天空照度值,为确保室内所必需的最低限度的照度，在进行采光设计时，采用通常出现的低天空照度值作为设计依据。将某种条件下的天空照度值乘以选用的采光系数，就可计算出某种条件下室内某点的天然光照度。,三、照明的测量:照度与亮度,1.照度 光通量是指光能从光源发射出来的速率，单位为流明lm。照度是被照单位面积上所接受的光通量, 我们平时所说的照明强度就是指照度水平。
15、 照度的测量单位是勒克思Lx,1 勒克思 = 1 流明/平方米。,各种环境条件下的照度强度 环境条件 照度(Lx) 黑夜 0.01-0.1 月夜 0.02-0.2 阴天室内 5-50 阴天室外 50-500 晴天室内 100-1000 晴天室外 2000-100000 夜晚室内照明 50-500 读书所需照明 50,测定工作场所的照度, 可以使用光电照度计。 工作场所内部空间的照度受人工照明, 自然采光以及设备布置, 反射系数等多方面的影响, 因此应考虑选择什么地方作为测量位置。 一般站立工作时取地面上方85厘米, 坐着工作时取40厘米高度处进行测量。,2.亮度,亮度是物体表面单位面积向视线方
16、向发出光或反射光强度。 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, 因此亮度也与物体的折射率有关系. 亮度的测量单位为坎德拉/每平方米(cd/m2)。,各种物体表面的亮度,物体 亮度(cd /m2) 荧光灯(65W) 1000 窗户的表面 1000-4000 桌面的白纸 70-80 桌面 40-60 荧光屏的亮边 70 荧光屏的暗边 4 屏幕背景 5-15,亮度的测量,亮度的测量采用亮度计, 其测量不受测量距离的影响。 在考虑照明强度时, 我们不仅应考虑照度, 也应考虑亮度, 因为在同样的照度条件下, 亮度也影响我们的视力。 例如,
