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1、人机工程学基础及应用人机工程学基础及应用FundamentalsFundamentalsApplicationsApplicationsofHumanEngineeringofHumanEngineering作业环境第五章第五章 作作 业业 环环 境境1 概述2 微气候 3 噪音与振动4 照明5 色彩调节9/11/20241人机工程学基础与应用作业环境1 概概 述述一、人与自然环境二、环境构成三、人与环境的交互作用四、人体舒适性9/11/20242人机工程学基础与应用作业环境一、人与自然环境一、人与自然环境大气圈生物圈水圈岩石圈地球自然环境大自然诞生了人类 我们生活的自然环境，是地球表面的一部
2、分。9/11/20243人机工程学基础与应用作业环境环境保护与治理环境保护与治理环境保护与治理环境保护与治理 生态系统的各个组成部分都是相互联系的。如果人类活动干预某一部分，因为整个生态系统可以调节，那么原有状态便不受破坏。 生态系统的组成越多样，其能量流动和物质循环的途径越复杂，调节能力就越强。 但生态系统的调节能力是有限的，如果人类大规模的干预，自动调节的能力就无济于事，生态平衡就遭到破坏。9/11/20244人机工程学基础与应用作业环境 我国是发展中国家，人口众多，可耕地相对很少，我国是发展中国家，人口众多，可耕地相对很少，城市高度发展，环境污染严重。因此：城市高度发展，环境污染严重。因
3、此： 在乡镇规划中：提出生态循环系统的综合治理。 在城市规划中：提出生态城市的概念。 在建筑设计中：提出生态建筑的设想。 在室内设计中：提出绿色 建材的综合利用，创造 健康、安全的人工环境。9/11/20245人机工程学基础与应用作业环境二、环境构成二、环境构成按大小构成中观环境宏观环境 指室内环境 指一栋建筑乃至一个区的空间大小 指小区以上乃至一个乡镇、城市、区域，甚至全国、全球的无限广阔的空间微观环境9/11/20246人机工程学基础与应用作业环境按构成性质自然环境生物环境人工环境社会环境9/11/20247人机工程学基础与应用作业环境环境构成因素空气阳光水体矿物植物动物微生物人类9/11
4、/20248人机工程学基础与应用作业环境三、人和环境的交互作用三、人和环境的交互作用人体内感官人体外感官眼皮口鼻耳家具设备建筑艺术伦理经济法规生物环境自然环境社会环境人体内环境人体外环境地球环境肤人造环境9/11/20249人机工程学基础与应用作业环境人和环境的交互作用，表现为人和环境的交互作用，表现为刺激和效应刺激和效应1、人体外感官和环境的交互作用人体外感官五觉效应即环境因素引起的物理刺激或化学刺激。2、人体内感官和环境的交互作用受到生理因素或环境信息引起的生理因素刺激后作出各种相应的生理反映。3、人的心理和环境的交互作用当大脑通过人体内、外感官接受到各种信息时，所作出的相应的心理效应。9
5、/11/202410人机工程学基础与应用作业环境四、人体舒适性四、人体舒适性1、对舒适性的理解 是一个复杂的动态概念。它因人、因时、因地而不同。讨论人和环境的交互作用时必须明确这是一个相对概念。9/11/202411人机工程学基础与应用作业环境 2 2、相对的舒适环境相对的舒适环境比如环境噪音问题： 凡是能使在该环境中80%的人感到满意，那么这个环境就是这个时期的舒适环境。0 30 40 50 60 70 80 90 110dB舒适环境能为多数人接受使人感到很烦躁,听力受损太安静使人产生寂寞甚至恐怖的感觉太吵很吵吵稍吵安静渐感吵闹9/11/202412人机工程学基础与应用作业环境 3 3、舒适
6、性的类型、舒适性的类型行为舒适性是环境行为的舒适程度：行为舒适性知觉舒适性 知觉舒适性是指环境刺激引起的知觉舒适程度：9/11/202413人机工程学基础与应用作业环境4、作业环境按舒适性分类类 别特 征第一类最舒适各项指标最佳,完全符合人的生理心理要求,，长时间工作不感疲劳,工作效率高,操作者主观感觉满意第二类舒适各项指标符合要求,人-机-环境关系基本协调，对人健康无损害,较长时间工作不感疲劳第三类不舒适某些指标与舒适指标差距大,长期工作有损健康,导致职业病第四类不能忍受如不采取技术手段将操作者与环境隔开,生命难以长久维持9/11/202414人机工程学基础与应用作业环境2 微微 气气 候候
7、 一、微气候条件二、微气候条件对人体的影响三、改善微气候条件的措施9/11/202415人机工程学基础与应用作业环境一、微气候条件一、微气候条件 微气候又称生产环境气候条件，是指生产环境局部的气温、湿度、气流速度以及工作现场中的设备、产品、零件和原料的热辐射条件。9/11/202416人机工程学基础与应用作业环境1、温度评价环境气候条件的主要指标。摄氏温度，华氏温度F、绝对温度K。2、湿度 绝对湿度一定温度下，每立方米空气中所含水蒸气克数。 相对湿度一定温度、压力下，空气的水蒸气压强f与同温度、压力条件下空气饱和水蒸气压强F的百分比。即：3、热辐射物体在绝对温度大于0K时的辐射能量4、空气流速
8、m/s。9/11/202417人机工程学基础与应用作业环境 人体对微气候条件的感受取决于温度、湿度、热辐射、空气流速的综合影响推荐的气流速度,如： （ 最佳； 不适当） 0.01 0.03 0.2 0.3 0.4 0.5 1.0 1.5 m/s夏季夏季夏季夏季冬季冬季冬季冬季9/11/202418人机工程学基础与应用作业环境二、微气候条件对人体的影响二、微气候条件对人体的影响1、高温作业对人体的影响 高温作业环境： 热源散热量84kJ/(m3.h)的环境 类型：高温、强热辐射作业 高温、高湿作业 夏季露天作业9/11/202419人机工程学基础与应用作业环境高温对作业效率的影响 T=27-32
9、时，肌肉用力的工作效率下降 T32时，需集中注意力及精密工作的效率下降高温对事故率的影响（Vernon对兵工厂的调查） 烦躁，体表血液循环加快，大脑中枢缺血，注意力下降.9/11/202420人机工程学基础与应用作业环境2、低温作业环境对人体的影响 痛觉、迟钝和嗜睡、动作灵敏性减低。长期低温条件，血液循环减少、血管痉挛、风湿病、冻伤等。9/11/202421人机工程学基础与应用作业环境三、改善微气候条件的措施三、改善微气候条件的措施 合理的生产工艺过程 屏蔽热源 除湿 增加气流速度 采暖保温 个体保护 合理补充水分营养 合理使用劳保用品 作业适应性检查 合理的作业负荷 休息场所 职业适应9/1
10、1/202422人机工程学基础与应用作业环境生产实际中的生产实际中的生产实际中的生产实际中的“ “3E”3E”对策（或原则）对策（或原则）对策（或原则）对策（或原则）教育Education工程技术Engineering强制Enforcement减弱原则消除原则隔离屏蔽工时原则加强原则连锁原则个体防护原则薄弱原则回C69/11/202423人机工程学基础与应用作业环境3 噪音与振动噪音与振动一、噪音的危害二、噪音的控制三、振动的危害及控制9/11/202424人机工程学基础与应用作业环境一、噪音的危害一、噪音的危害 听觉疲劳，噪音性耳聋、爆发性耳聋 头痛、头晕、失眠、恶心、乏力、注意力不 集中、
11、记忆力减退等 烦躁、焦急、恼怒等不愉快情绪 掩蔽效应 精神集中程度、动作准确性、工作速度下降 对听力的影响对生理的影响对心理的影响对语言通讯的影响对作业能力和效率的影响9/11/202425人机工程学基础与应用作业环境二、噪音的控制二、噪音的控制 减少设备振动和噪音：使用低噪音设备，改革生产工艺，提高设备精度等。 合理设计布局，利用屏障，利用声源指向性控制噪音，局部消音、隔声、吸声等。 个体防护用具，如耳塞、耳罩，轮班作业。 利用听觉掩蔽效应。创造良好音乐环境掩蔽 噪音。控制噪音源控制噪音传播个体防护音乐调节9/11/202426人机工程学基础与应用作业环境三、振动的危害及控制三、振动的危害及
12、控制器 官共振频率，Hz器 官共振频率，Hz胸腔内脏48，1012手3040脊柱30神经系统250眼1550鼻、喉等10001500头部230，5001000上下颌68，100200人体不同部位的共振频率9/11/202427人机工程学基础与应用作业环境1、振动的危害长期使用振动工具操作引起振动病；全身振动对人的影响：腹痛、胸痛、背痛、尿急、呼吸困难等；对操作的影响：视觉作业效率下降、动作精确性降低；9/11/202428人机工程学基础与应用作业环境2、振动的控制隔离振源采用减振坐椅、弹性垫等以缓冲减振采用新工艺代替风动工具，减振措施增加设备阻尼采用弹簧类、橡胶类、软木类等减振器降低设备共振频
13、率缩短暴露于振动环境的时间9/11/202429人机工程学基础与应用作业环境4 照明照明一、环境照明对作业的影响二、环境照明设计9/11/202430人机工程学基础与应用作业环境一、环境照明对作业的影响一、环境照明对作业的影响 照明条件差导致眼疲劳甚至全身性疲劳。眼球干涩、怕光眼痛、视力模糊、眼球充血、流泪. 改善照明条件不仅减少视疲劳，而且可提高工作效率. 适当的照度可增加眼睛辩色能力、增强物体 轮廓立体感，使失误率降低；扩大视野，防止错误和工伤事故。照明与疲劳照明与事故照明与工作效率9/11/202431人机工程学基础与应用作业环境光的量度光的量度光的量度光的量度: :光通量:单位时间内,
14、光源发射并被人的眼睛接收的光辐射能之和，单位:流明（Lm）光强(发光强度):单位立体角内的光通量.(坎德拉,cd)照度:照射在物体单位面积上的光通量.(勒克司,lx)亮度:非点光源的光强与其面积的比值. (熙提,Sb,cd/cm2)光源9/11/202432人机工程学基础与应用作业环境 8 10 12 2 4 6 月月 份份151413121110 9 8每每天天利利用用人人工工照照明明时时数数6050403020100100 80 60 40 20 04 6 8 10 12 14 16 18 相相对对视视觉觉疲疲劳劳%生生产产率率增增长长%照照 度，度，102 lx生产率、视觉疲劳与照度的关
15、系生产率、视觉疲劳与照度的关系事故数与室内照明的关系事故数与室内照明的关系生产率生产率视觉疲劳视觉疲劳每月事故数每月事故数人工照明时数人工照明时数9/11/202433人机工程学基础与应用作业环境二、环境照明设计二、环境照明设计设计的基本原则： 合理的照度、亮度 光线方向和扩散要合理 避免眩光 光色合理 照明和色彩协调 经济条件9/11/202434人机工程学基础与应用作业环境 混合照明人工照明自然照明一般照明特殊照明局部照明综合照明1、照明方式自然采光系数9/11/202435人机工程学基础与应用作业环境采光系数是室内某一点的照度与同一时间的室外照度之比。即 采光系数c = En/EW100
16、%9/11/202436人机工程学基础与应用作业环境自然光源、人工光源直射光源、反射光源、透射光源2、光源选择9/11/202437人机工程学基础与应用作业环境眩光视野内出现的亮度过高或对比度过大，且感到刺眼并降低观察能力的光线(有直射、反射、对比眩光)。主要破坏视觉暗适应，产生视觉后像，造成视疲劳，工作效率下降。防止控制眩光的措施 限制光源亮度 合理分布光源 光源改为散射 改变光源或工作位置 减少亮度对比3、避免眩光9/11/202438人机工程学基础与应用作业环境 照度不均匀,当眼睛从一表面转移到另一表面时,由于明暗适应,眼睛感觉不适,且视力下降。经常交替适应，导致视疲劳.4、照度均匀度5
17、、亮度分布条 件办公室、学校工厂观察对象与工作面间观察对象与周围环境间光源与背景间一般视野内各表面间3110120140151201401801室内亮度比最大允许值9/11/202439人机工程学基础与应用作业环境 5 色彩调节色彩调节一、色彩的基本概念二、色彩的功能三、作业环境的色彩调节与应用9/11/202440人机工程学基础与应用作业环境一、色彩的基本概念一、色彩的基本概念1、色彩的形成 色彩是光刺激眼睛所产生的视感觉。 色彩分为： 彩色系列： 无彩色系列：黑、白、灰9/11/202441人机工程学基础与应用作业环境感色的条件： 光、物、眼光源光光选择反射选择吸收透射光反射光眼9/11/
18、202442人机工程学基础与应用作业环境2 2、色彩三要素色彩三要素色彩三要素色彩三要素色相（色调）：色彩的相貌。如红、黄、兰等。明度：色彩的明暗程度（也称亮度）。纯度（彩度、饱和度）：某色彩含该色量的饱和程度。低 纯 低低 明度 高暗明无彩色系列9/11/202443人机工程学基础与应用作业环境3 3、色彩的混合色彩的混合色彩的混合色彩的混合色光混合颜料混合光的三原色：红、绿、蓝颜料三原色：品红、黄、青9/11/202444人机工程学基础与应用作业环境二、色彩的功能二、色彩的功能二、色彩的功能二、色彩的功能 不同的色彩，能对人产生不同的心理和生理作用，并且因人的年龄、性别、经历、民族和环境等
19、因素的不同而有差异。9/11/202445人机工程学基础与应用作业环境色色 彩彩色彩的共感觉色彩的联想与象征温度感距离感重量感硬度感味觉、嗅觉 生理功能性感受，带集体遗传，不因人而异生理功能 心理功能性感受,与联想有关心理功能联 想象 征嗜好与禁忌9/11/202446人机工程学基础与应用作业环境色彩的共感觉（生理功能）色彩的共感觉（生理功能）色彩的共感觉（生理功能）色彩的共感觉（生理功能） 色彩的温度感红、橙、黄色暖；白、青、兰、绿色冷 色彩的距离感暖、亮、白色近；冷、暗、黑色色远 色彩的重量感明度高轻，明度低重 色彩的硬度感几乎与重量共感觉同时形成 色彩的味觉、嗅觉红色，诱发鲜美味觉；绿色
20、，酸；黄色，诱人香甜；咖啡色，浓郁香或巧克力 9/11/202447人机工程学基础与应用作业环境色彩的联想与象征（心理功能）色彩的联想与象征（心理功能）色彩的联想与象征（心理功能）色彩的联想与象征（心理功能）生命、活力、热情奔放、欢乐、喜庆、爱心丰收、秋季；古代中国、古罗马-王权；佛教-高尚；伊斯兰教-死亡大自然、和平、生命、生长、安静、清新、无污染冷静、智慧、沉思、后退、远逝、深奥，西方-绝望高贵、庄重、奢华，古希腊-国王纯洁、明亮、干净、朴素；西方-纯真；中国-丧服阴森、忧伤、死亡、不吉利红红黄黄绿绿兰兰紫紫白白黑黑9/11/202448人机工程学基础与应用作业环境部分国家或地区人群的色彩
21、好恶调查调查对象最嗜好色最厌恶色欧洲男子青欧洲女子红美国儿童青黄、橙中国高中生白青莲部分国家或地区的色彩禁忌国家或地区禁忌色备 注埃及蓝象征恶魔法国墨绿联想到纳粹军服而厌恶瑞典蓝、黄组合国家色，不能滥用巴拉圭红、深蓝、绿三大政党的象征，不宜滥用色彩的嗜好与禁忌色彩的嗜好与禁忌色彩的嗜好与禁忌色彩的嗜好与禁忌9/11/202449人机工程学基础与应用作业环境三、作业环境的色彩调节与应用三、作业环境的色彩调节与应用 选择适当的色彩，利用色彩的效果构成良好的色彩环境，称为色彩调节。工作房间的色彩调节机械设备和工作面的色彩调节安全标志和技术标志的色彩应用避免使用萎靡、呆滞、沉闷、避免使用萎靡、呆滞、沉
22、闷、阴暗色阴暗色 避免过分刺激的色彩避免过分刺激的色彩 避免过分对比或暧昧色彩避免过分对比或暧昧色彩 避免镜面反射、金属般高避免镜面反射、金属般高光色彩或过于坚硬、冷峻色光色彩或过于坚硬、冷峻色 工作面明度不宜过大，反工作面明度不宜过大，反射率、对比不要过高射率、对比不要过高 色彩与设备功能适应色彩与设备功能适应 配色与环境色彩协调配色与环境色彩协调 危险与示警部位配色醒目危险与示警部位配色醒目 操纵装置配色要重点突出操纵装置配色要重点突出 显示装置与背景有一定对显示装置与背景有一定对比度比度9/11/202450人机工程学基础与应用作业环境视觉残留现象的利用和避免：视觉残留现象的利用和避免：
23、当外界物体的视觉刺激作用停止以后，在眼睛视网膜上的影像感觉并不会立刻消失，这种视觉现象叫做视觉残留,其影象称视觉后像或视觉残像。视觉后像是由于视神经兴奋所留下的痕迹作用。正后像当视觉神经兴奋尚未达到高峰，由于视觉惯性作用残留的后像；负后像由于视觉神经兴奋过度而产生疲劳并诱导出的相反的结果。无论是正后像还是负后像均是发生在眼睛视觉过 程中的感觉，都不是客观存在的真实景像。 9/11/202451人机工程学基础与应用作业环境颜色含 义用 途红色禁止停止禁止标志停止信号；机器、车辆的紧急停止手柄或按钮；禁止人们触动的部位 兰色指令必须遵守的规定指令标志黄色警告注意警告标志警戒标志 绿色通行提示安全状态提示标志安全通道；通行标志；消防和其它安全防护设备的位置 安全色安全色（GB2893-1982）规定）规定9/11/202452人机工程学基础与应用作业环境 某些管道色彩的标志： 水 青 空气 深红 氧 蓝 煤气 黄 电气 浅橙 真空 灰9/11/202453人机工程学基础与应用作业环境本章结束，谢谢观看！9/11/202454人机工程学基础与应用
