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1、第三章第三章 人体劳动生理特征人体劳动生理特征Human Factors Engineering1编辑课件ppt主要学习内容主要学习内容n劳动的能量供应和消耗劳动的能量供应和消耗n劳动中各种生理机能的调节劳动中各种生理机能的调节n体力劳动强度与标准体力劳动强度与标准n人体的生理节律人体的生理节律n工作疲劳工作疲劳2编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n一.人体劳动的能量供应系统（一）ATPCP系统在极短的时间内释放出能量，维持的时间非常短，不是人体活动能量供应的主要形式。CPADP ATPC（肌酸）ATP ADPP能量3编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应
2、与消耗劳动的能量供应与消耗n（二）乳酸能系统（二）乳酸能系统该系统的能量来自糖元的酵解。糖元酵解时产生的能量供应给ADP，再合成ATP。n（三）有氧氧化系统（三）有氧氧化系统有氧氧化供能系统是指糖或脂肪在氧的参与下分解为二氧化碳和水，同时产生能量，使ADP再合成ATP后向肌肉或其他细胞提供活动能量。 4编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n人体劳动能量供应方式比较人体劳动能量供应方式比较名称需氧情况供能速度能源物资产生ATP量 劳动类型ATP-CP无需非常快CP少劳动初或爆发力强的劳动乳酸能无需快糖元有限短时间内大强度劳动有氧氧化有氧较慢糖元、脂肪、蛋白质非常多
3、持续时间长但强度小劳动5编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n二二.能量代谢能量代谢n体内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。 代谢能量热能维持体温体外做功能量体内做功能量能量代谢活动代谢基础代谢安静代谢6编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n（一）基础代谢（一）基础代谢基础代谢量，是人在绝对安静状态下(平卧状态)维持生命所必须消耗的能量。基础条件:即人清醒而极安静(卧床)、空腹(食后10h以上)、室温在20左右。基础代谢率随着年龄、性别等生理条件不同而有差异。基础代谢率记为B ：单位kJ(m2h) 基础代谢量=BSTS（m2）=
4、 0.0061H（cm）+0.0128W（kg）-0.15297编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗 我国人正常的基础代谢率平均值（我国人正常的基础代谢率平均值（kJ/m2h） 年龄11-1516-1718-1920-3031-4041-5051以上男性195.5193.4166.2157.8158.7154.1149.1女性172.5181.7154.1146.4142.4142.4138.6例：身高180cm，体重85kg的22岁男子一天的基础代谢量为多少？解：体表面积=0.0061*180+0.0128*80-0.1529 =1.098+1.024-0.1
5、529=1.9691m2 一天的基础代谢量=157.8*1.9691*24=7457.4kJ 8编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n（二）安静代谢（二）安静代谢安静代谢量是指机体为了保持各部位的平衡及某种姿势所消耗的能量。安静代谢量包括基础代谢量和仅仅为维待体位平衡及某种姿势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量的20作为仅仅维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量。安静代谢率记为R，R1.2B。安静代谢量RSt=1.2BSt9编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n（三）活动代谢（三）活动代谢 人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫
6、作能量代谢量。能量代谢量包括基础代谢量，维持体位所增加的代谢量和作业时所增加的代谢量（活动代谢）三部分。能量代谢率记为M。活动代谢量是计算作业者一天的能量消耗，作为需要补给热量的依据和评价作业负荷的重要指标。 活动代谢量活动代谢量= =总能量代谢量总能量代谢量- -安静代谢量安静代谢量10编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n（四）相对能量代谢率（四）相对能量代谢率(relative metabolic rate)n为了消除劳动者个体之间的差异因素，常用RMR的大小来衡量劳动强度的大小。11编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n例
7、：某男工身高1.7m，体重70kg，基础代谢率平均值约为1587kJ(m2h)，连续作业2个小时，当RMR4时，试问能量消耗为多少？作业时增加的代谢量为多少?n解：人体表面积(m2)：n 0.006l 身高(cm)+0.0128体重(kg)0.1529n 0.0061170十0.012870-0.1529n l.8161(m2)n能量消耗量(RMR+1.2) 基础代谢率平均值体表面积作业时间n (4十1.2)x158.7x1.8161x 22997.44(kJ)n作业时增加的代谢量RMR基础代谢量nRMR*基础代谢率平均值人体表面积作业时间n4158.71.816l22305.72(kJ)12
8、编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗食物重量热量（大卡）白饭1碗 (135g)200粥1碗135g)70米粉1碗 (135g)132通心粉1碗 (135g)132面1碗 (135g)280方便面1 包 (100g)470麦皮1碗 (135g)90冰激凌200g250常见食物热量表常见食物热量表13编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n三三.能量代谢的测定能量代谢的测定直接法是通过热量计测定在绝热室内流过人体周围的冷却水升温情况，换算成代谢率。间接法是通过测定人体消耗的氧量，再乘以氧热价求出能量代谢率。 14编辑课件ppt第一节第一
9、节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n（一）间接法能量代谢测定计算原理（一）间接法能量代谢测定计算原理通过食物的热价或者氧的热价很好求出某单一食物氧化产生的热能。但是对于混合食物，就要用到呼吸商respiratory quotient （食物氧化时产生CO2和消耗O2的容积之比）来求具体食物产生的热能。食物名称食物的热价(KJ/g) 氧化每克食物氧的热价(KJ/L)呼吸商O2消耗/LCo2产生量/L糖类17.10.810.8121.131蛋白质17.10.950.7817.970.82脂肪38.91.981.419.580.71设被氧化的某混合食物（非蛋白）中脂肪比重为x，则糖类食物含
10、量为1-x，其呼吸商为0.9，求该混合食物的构成。0.71*x+1*（1-x）=0.9 X=34% 脂肪比重为34% ，糖类比重为66%15编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n（二）能量消耗计算步骤（二）能量消耗计算步骤 1、计算出呼出气中CO2，O2及N2的百分比； 2、算出呼入气体的体积； 3、计算O2消耗量和CO2产生量； 4、计算呼吸商（ CO2/ O2 ），根据呼吸商查出非蛋白质氧的热价。16编辑课件ppt第一节第一节 劳动的能量供应与消耗劳动的能量供应与消耗n吸入气体量V吸：n氧消耗量Vo2：nCo2产生量Vco2：n呼吸商RQ：n查表：该呼吸商氧
11、热价：20.56kj/L，n 总能耗：20.56*358=7360.48kjn例：某工人在例：某工人在8小时的工作时间内，共收集到呼出小时的工作时间内，共收集到呼出气体气体3200L，该，该3200L呼出气体中，呼出气体中，CO2的占的占10，O2占占10，N2占占80。求该工作时间内总能耗。求该工作时间内总能耗。17编辑课件ppt第二节第二节劳动中各种生理机能的调节劳动中各种生理机能的调节43210最大摄氧量稳定状态劳动开始劳动结束 恢复结束安静时作业时作业后需氧量小于最大摄氧量需氧量大于最大摄氧量43210最大摄氧量劳动开始 劳动结束恢复结束作业后安静时作业时一一.氧债与氧需氧债与氧需（一
12、）氧债的发生（一）氧债的发生劳动每分钟需氧量水平劳动每分钟需氧量水平18编辑课件ppt第二节第二节 劳动中各种生理机能的调节劳动中各种生理机能的调节n（二）氧需的调节（二）氧需的调节氧需超过最大摄氧量即构成氧债，摄氧量也是允许的最大能力消耗界限值，它随年龄、性别、所处地海拔高度、锻炼等情况地不同而不同。布鲁斯：年龄与摄氧量函数 VO2max56.592-0.398A A年龄根据最大摄氧量还可以求出人在从事允许的最大负荷时的能量代谢、心率、心输出量等。能量代谢与最大摄氧量函数 Emax（W）354.3* VO2max（L/min）20岁，70kg：3404.2cm3：3.4L20岁，70kg：
13、1204.6kc/m2.h19编辑课件ppt第二节第二节 劳动中各种生理机能的调节劳动中各种生理机能的调节n二二.心率与心输出量心率与心输出量n心率：是单位时间内心脏搏动的次数。它通常可作为衡量人们劳动强度的一项重要指标。n心搏频率储备：为最大心率与安静心率之差称，它可用来表示体力劳动时心率可能增加的潜在能力。 简单的可以用下面公式估算： 最大心率220年龄n心输出量：是指每分钟由左心室射出的血量，它也可以作为衡量人们劳动强度的一项指标。20编辑课件ppt第二节第二节 劳动中各种生理机能的调节劳动中各种生理机能的调节n（三）血压及血液分配（三）血压及血液分配n血压是血管内血液对于单位面积血管壁
14、的侧压力，通常多指血液在血液循环中的动脉血压，一般以毫米汞柱为单位。n心室收缩时动脉血压的最高值100120mmHgn心室舒张时动脉血压的最低值6080mmHgn血液的重新分配：人处于安静状态时，血液流向肾、肝和其它内脏器官较多，体力作业开始后，血液大部分流向骨骼肌。21编辑课件ppt第三节第三节 体力劳动强度与标准体力劳动强度与标准n劳动强度是以作业过程中人体的能耗量、氧耗量、心率、直肠温度、排汗和相对代谢率作为指标分级。n但是以能量消耗和相对代谢率作为指标制定的劳动强度分级，只使用于体力劳动。nGB3869-83 劳动强度指数计算公式: I-I-劳动强度指数劳动强度指数; T-劳动时间率劳
15、动时间率; M-8h工作日能量代工作日能量代谢率谢率I I=3T+7M=3T+7M22编辑课件ppt第三节第三节 体力劳动强度与标准体力劳动强度与标准劳动强度级别 劳动强度指数大概能耗值强度级15850kcal轻劳动201328kcal中等强度251746kcal重强度252700kcal很重强度体力劳动强度分级（绝对指标体力劳动强度分级（绝对指标 ） 23编辑课件ppt第三节第三节 体力劳动强度与标准体力劳动强度与标准n例：某工人在8小时的工作时间内，共收集到呼出气体3200L，该3200L呼出气体中，CO2的占10，O2占10，N2占80。在工作中实际工作时间为7.2小时，该工人体表面积为
16、1.6m2试分析该工人工作在中国标准下所属的劳动等级 。n总能耗： 20.56*358=7360.48kj =1752.5KCALnT=7.2/8=90%nM=1752.5/（1.6*480）=2.3nI=3*90%+7*2.2=18.8n劳动等级： 级，中等强度24编辑课件ppt第三节第三节 体力劳动强度与标准体力劳动强度与标准体力劳动强度分级（相对指标体力劳动强度分级（相对指标 ） 强度级别RMR作业特点工种举例极轻劳动0-11.手指作业，精神作业，2.坐姿时多变，立姿时重心不动3.疲劳属于精神疲劳或者姿势方面的疲劳电话交换员，电报员，修理仪表，制图轻劳动1-21.手指作业为主及上肢作业，2.以一定的速度长时间工作，3.局部产生疲劳司机，在桌上修理器具，打字员中劳动2-41.立姿，身体水平移动为主，速慢2.上肢用力作业，3.可持续几小时油漆工，车工，电焊工，木工重劳动4-71.身体作业为主，全身用力2.全身疲劳，10-20min想休息炼钢、炼铁工，土建工极重劳动7以上1.短时间全身用全力，快速作业呼吸困难，2-5分钟想休息伐木工大锤工25编辑课件ppt第三节第三节 体力劳动强度与标
