人機(jī)工程學(xué)講義7

..5.1作業(yè)空間概述人與作業(yè)器具共同完成任務(wù)是在一定的作業(yè)空間進(jìn)行的。人、機(jī)所占的空間稱(chēng)為作業(yè)空間。按作業(yè)空間包含的范圍,可把它分為近身作業(yè)空間、個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所和總體作業(yè)空間。1.近身作業(yè)空間近身作業(yè)空間指作業(yè)者在某一位置時(shí),考慮身體的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)尺寸,在坐姿或站姿狀態(tài)下,其所能完成作業(yè)的空間范圍。近身作業(yè)空間包括3種不同的空間范圍：<1>在規(guī)定位置上進(jìn)行作業(yè)時(shí),必須觸及的空間,即作業(yè)范圍；<2>人體作業(yè)或進(jìn)行其他活動(dòng)時(shí)<如進(jìn)出工作崗位,在工作崗位進(jìn)行短暫的放松與休息等>人體自由活動(dòng)所需的范圍,即作業(yè)活動(dòng)空間；<3>為了保證人體安全,避免人體與危險(xiǎn)源<如機(jī)械傳動(dòng)部位等>直接接觸所需要的安全防護(hù)空間距離。2.個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所指操作者周?chē)c作業(yè)有關(guān)的、包含設(shè)備因素在內(nèi)的作業(yè)區(qū)域,如汽車(chē)駕駛室。在作業(yè)場(chǎng)所的設(shè)計(jì)中,除了要保證近身作業(yè)空間外,還要考慮到信息顯示器、操縱控制器的安排設(shè)置,以使操縱者能夠適宜地獲取信息、進(jìn)行操作。3.總體作業(yè)空間不同的個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所的布置構(gòu)成總體作業(yè)空間?？傮w作業(yè)空間反映的是多個(gè)作業(yè)者或使用者之間作業(yè)的相互關(guān)系,如一條生產(chǎn)線、一間辦公室等。作業(yè)空間設(shè)計(jì),從大的范圍來(lái)講,就是組織生產(chǎn)、生活現(xiàn)場(chǎng),把所需要的機(jī)器、設(shè)備和工具,按照生產(chǎn)任務(wù)、工藝流程的特點(diǎn)和人的操作要求進(jìn)行合理的空間布局。給人、物等確定最佳的流通路線和占有區(qū)域,提高系統(tǒng)總體可靠性和經(jīng)濟(jì)性。從小的范圍來(lái)講,就是合理設(shè)計(jì)工作崗位,以保證作業(yè)者安全、舒適、高效工作。5.2近身作業(yè)空間設(shè)計(jì)5.2.1近身作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素1.作業(yè)特點(diǎn)人們所從事的工作內(nèi)容和性質(zhì)往往有很大差別。性質(zhì)和內(nèi)容不同的工作,對(duì)作業(yè)空間的要求也會(huì)有所不同：體力作業(yè)比腦力作業(yè)的作業(yè)空間大,動(dòng)態(tài)作業(yè)比靜態(tài)作業(yè)的作業(yè)室間大,高溫作業(yè)比常溫作業(yè)的作業(yè)空間大。例如,車(chē)床操作工作所要求的作業(yè)室間應(yīng)比汽車(chē)、飛機(jī)駕駛員的作業(yè)空間大得多?？傊?作業(yè)空間的大小尺寸與構(gòu)成特點(diǎn),都必須首先服從工作需要,要與工作性質(zhì)和工作內(nèi)容相適應(yīng)。2.人體尺度作業(yè)空間設(shè)計(jì)必須參照人體尺度數(shù)據(jù),特別是在一些空間受限制的作業(yè)環(huán)境中。作業(yè)空間設(shè)計(jì)中,有時(shí)要以使用者總體的第5百分位數(shù)的人體尺度為依據(jù),如樓梯踏級(jí)寬度；有時(shí)要以使用者總體的第50百分位數(shù)或平均人體尺度為依據(jù),例如工作面高低；有時(shí)要以使用者的第95百分位數(shù)的人體尺度為依據(jù),如座位寬度、門(mén)框大小等。有的作業(yè)空間則必須參照功能人體尺度來(lái)設(shè)計(jì)。有些特殊作業(yè)空間嗎,還需根據(jù)特定人體尺寸來(lái)設(shè)計(jì)。需要注意的是,人體尺度一般是在不著衣或只穿單衣的條件下測(cè)量的,而人們?cè)诠ぷ髦型┥瞎ぷ鞣头雷o(hù)服,設(shè)計(jì)時(shí)須予以考慮。3.作業(yè)姿勢(shì)人們?cè)诠ぷ髦?通常采用的姿勢(shì)有3種,即坐姿、立姿和坐立交替結(jié)合姿勢(shì)。某些特殊情況下,例如車(chē)輛檢修、設(shè)備維修等,有時(shí)采取臥姿、跪姿或俯姿進(jìn)行工作。顯然,采用不同的姿勢(shì)需要占用的空間不同。因而在設(shè)計(jì)作業(yè)空間時(shí),必須對(duì)操作者的作業(yè)姿勢(shì)有所考慮。4.個(gè)體因素設(shè)計(jì)作業(yè)空間還應(yīng)考慮使用者性別、年齡、人種、體型因素的差異。如男性身體尺度一般大于女性,專(zhuān)供女性使用的作業(yè)空間可比男性專(zhuān)用或男女通用的作業(yè)空間設(shè)計(jì)得小一點(diǎn)；不同年齡階段使用的作業(yè)空間應(yīng)有不同要求；黃種人軀干對(duì)四肢長(zhǎng)度的比值大于白種人,但在身體骨架大小、體重、肢體力量等方面不如白種人,因此為不同人種使用的作業(yè)空間設(shè)計(jì),上下左右空間應(yīng)按美國(guó)人體尺寸設(shè)計(jì),而對(duì)坐高的設(shè)計(jì)應(yīng)以中國(guó)人體尺寸為依據(jù)。5.維修活動(dòng)在許多人機(jī)系統(tǒng)中,需要定期檢修或更換機(jī)器部件。設(shè)計(jì)操作工位的作業(yè)本間時(shí),必須考慮到維修活動(dòng)對(duì)作業(yè)空間的需要,維修活動(dòng)空間是根據(jù)維修中的位置來(lái)考慮的。需維修的部件可能在機(jī)器的內(nèi)部,也可能在機(jī)器的外部或后側(cè)部。工位設(shè)計(jì)和機(jī)器布置時(shí)應(yīng)為維修機(jī)器的各種部件留出維修活動(dòng)所必需的活動(dòng)空間。5.2.2坐姿作業(yè)空間坐姿作業(yè)是人體常用的操作姿態(tài),具有持續(xù)長(zhǎng)工作時(shí)間不易疲勞、身體穩(wěn)定性好、操作精度高、手腳可以并用作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。因此坐姿適合以下作業(yè)：精細(xì)作業(yè),如書(shū)寫(xiě)、計(jì)算機(jī)操作、小部件的裝配；施力較小的作業(yè)<提重物時(shí)不大于4.5kg>；所需的工具、材料等在坐姿狀態(tài)下易于拿到的作業(yè)。缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間的坐姿,尤其是不正確的坐姿會(huì)對(duì)腰部產(chǎn)生不利影響。1.上肢作業(yè)空間坐姿作業(yè)通常在作業(yè)面以上進(jìn)行,作業(yè)空間的范圍主要由上肢伸展的范圍決定,這一范圍又由上肢伸展的方向和所要完成任務(wù)的性質(zhì)決定。隨作業(yè)面高度、手偏離身體中線的距離及手舉高度的不同,其舒適的作業(yè)范圍也在發(fā)生變化。如手處于身體中線處,直臂抓握式作業(yè)的區(qū)域由肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸高度及該轉(zhuǎn)軸到手心距離決定：直臂接觸式作業(yè)的區(qū)域則由肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸高度及該轉(zhuǎn)軸到指尖距離決定<圖5.1、圖5.2>。此外還要受到其他約束條件和著裝的影響。圖5.1男女坐姿垂直面作業(yè)區(qū)域<mm>來(lái)源：曹琦,人機(jī)工程設(shè)計(jì),XX西南交通大學(xué)出版社,1988,根據(jù)圖7.11重新繪制圖5.2男子上肢水平面作業(yè)區(qū)域<mm>來(lái)源：周美玉,工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用人類(lèi)工效學(xué)。北京中國(guó)輕工業(yè)出版社,2001,根據(jù)圖5-5重新繪制坐姿作業(yè)面的高度設(shè)計(jì),應(yīng)遵循以下基本原則：作業(yè)面的高度應(yīng)能使人的上臂自然下垂,處于舒適放松的狀態(tài),下臂一般應(yīng)接近水平狀態(tài)或略下斜,因此作業(yè)面的高度應(yīng)該設(shè)計(jì)為在工作時(shí)肘部所必的高度；作業(yè)面的高度使其下部的高度應(yīng)該提供足夠的大腿空間,應(yīng)高于兩腿交叉時(shí)的膝高,使膝部可上下活動(dòng)；如果可能,應(yīng)該把作業(yè)面設(shè)計(jì)為可調(diào)的,以滿(mǎn)足尺度不同的作業(yè)者<表5.1>。2.下肢作業(yè)空間與手操作相比,腳的操作力大,但精確度差,且活動(dòng)范圍較小。一般腳操作限于踏板類(lèi)裝置。正常的腳作業(yè)空間位于身體前側(cè),座高以下的區(qū)域,其舒適的作業(yè)空間取決于身體尺寸與動(dòng)作的性質(zhì)<圖5.3>。圖5.3腳作業(yè)區(qū)域5.2.3立姿作業(yè)空間相對(duì)于坐姿而言,立姿作業(yè)具有以下優(yōu)點(diǎn)：可活動(dòng)空間增大,適合來(lái)回走動(dòng)和經(jīng)常變換體位的作業(yè),如紡織擋車(chē)工、普通車(chē)床的操作等；上肢力量增大,人體能輸出較大的操縱力；不需要容膝空間,相對(duì)坐姿所需的作業(yè)空間更小。因此立姿作業(yè)適合于頻繁的、短期的、中體力或重體力的作業(yè)。但其缺點(diǎn)是相對(duì)于坐姿容易疲勞。立姿作業(yè)一般允許作業(yè)者自由地移動(dòng)身體,但其作業(yè)空間仍受到一定的限制,如應(yīng)避免伸臂過(guò)長(zhǎng)的抓握、蹲身或屈曲、身體扭轉(zhuǎn)及頭部處于不自然的位置等<圖5.4立姿作業(yè)區(qū)域>。立姿作業(yè)空間同樣受到上肢伸展方向、任務(wù)性質(zhì)和著裝等因素的影響。此外,還要考慮操作者的性別、年齡、種族、殘疾等因素。實(shí)際中常根據(jù)操作者人群第5百分位的值來(lái)設(shè)計(jì),使產(chǎn)品可滿(mǎn)足95%的人。立姿作業(yè)面高度的設(shè)計(jì)要素與坐姿相似,基本原則與坐姿作業(yè)面高度設(shè)計(jì)相同<圖5.5>圖5.5立姿作業(yè)面高度<a>精密作業(yè)<b>一般作業(yè)<c>重荷作業(yè)圖中,零位線為肘高,我國(guó)男性肘高均值為1020mm,女性為960mm.5.2.4坐立姿交替作業(yè)空間坐立姿交替作業(yè)常用于同時(shí)要求坐和立兩種作業(yè)方式的場(chǎng)合,如既要求坐姿的穩(wěn)定體位以提高操作的精確度,又要求體位易于改變的作業(yè)場(chǎng)合。坐立交替的作業(yè)姿勢(shì)可以避免由于長(zhǎng)時(shí)間站姿操作而引起的疲勞,又可以在較大的區(qū)域內(nèi)活動(dòng)以完成作業(yè),同時(shí)穩(wěn)定的坐姿可以幫助作業(yè)本完成一些較精細(xì)的作業(yè)。但坐立姿交替作業(yè)姿勢(shì)只適合一些特殊的場(chǎng)合,如需要重復(fù)前伸超過(guò)41cm或高于15cm的操作等。坐立姿交替作業(yè)空間需要綜合坐姿和立姿的特點(diǎn),因此設(shè)計(jì)時(shí)在水平面上可參照坐姿的作業(yè)空間尺寸,在垂直面上可參照站姿的作業(yè)空間尺寸。同時(shí)為了兼顧坐姿與立姿的舒適,坐立姿交替作業(yè)的作業(yè)面相對(duì)較高,坐面也需相應(yīng)提高。一般水平臺(tái)面的高度為914～965mm,相應(yīng)的座高為508～762mm,此外距離坐面下約457mm的位置應(yīng)設(shè)計(jì)腳踏,以避免坐姿時(shí)雙腳懸垂。5.2.5其他姿勢(shì)作業(yè)空間除了坐姿、立姿和坐立姿交替3種姿勢(shì)外,作業(yè)者有時(shí)還需采用跪姿、俯臥姿、爬姿等一些特殊姿勢(shì)進(jìn)行作業(yè)。跪姿、俯臥姿、爬姿,包括坐姿、立姿、坐立姿交替的人體尺度數(shù)據(jù),可通過(guò)GB/T13547一一1992《工作空間人體尺寸》查詢(xún)和計(jì)算。有時(shí)作業(yè)者還必須在限定的空間中作業(yè),如管道內(nèi)維修等。為了保證作業(yè)者的正常作業(yè),應(yīng)根據(jù)作業(yè)特點(diǎn)和人體尺寸確定受限作業(yè)空間的最低尺寸要求,一般根據(jù)第95百分位或更高百分位數(shù)的人體測(cè)量數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì),還應(yīng)考慮不同季節(jié)、不同要求的著裝對(duì)操作的影響<圖5.6,圖中代號(hào)所示尺寸見(jiàn)表5.2>。具體可參照GB/T18717.12002《用于機(jī)械安全的人類(lèi)工效學(xué)設(shè)計(jì)第1部分：全身進(jìn)入機(jī)械的開(kāi)口尺寸確定原則》,GB/T18717.2-2002《用于機(jī)械安全的人類(lèi)工效學(xué)設(shè)計(jì)第2部分：人體局部進(jìn)人機(jī)械的開(kāi)口尺寸確定原則》和GB/T18717.3-2002《用于機(jī)械安全的人類(lèi)工效學(xué)設(shè)計(jì)第3部分：人體測(cè)量數(shù)據(jù)》。此外,作業(yè)空間還包括作業(yè)者需要經(jīng)過(guò)的通道,其設(shè)計(jì)原則與受限作業(yè)空間的設(shè)計(jì)相同〔圖5.7,圖中代號(hào)所示尺寸見(jiàn)表5.3。此外,作業(yè)空間的設(shè)計(jì)還可以參考GB/T14776-1993《人類(lèi)工效學(xué)工作崗位尺寸設(shè)計(jì)原則及其數(shù)值》。5.3作業(yè)場(chǎng)所布置原則作業(yè)場(chǎng)所的布置是在限定的作業(yè)空間內(nèi),設(shè)定合適的作業(yè)面后,顯示器與控制器<或其他作業(yè)設(shè)備、元件>的定位與安排。對(duì)于一個(gè)作業(yè)場(chǎng)所而言,由于設(shè)施眾多,不可能每一設(shè)施都處于其本身最理想的位置,這時(shí)必須依據(jù)一定的原則來(lái)安排。從人機(jī)系統(tǒng)整體來(lái)看,最重要的是保證方便、準(zhǔn)確操作。1.重要性原則根據(jù)人、機(jī)之間所交換信息的重要程度設(shè)計(jì)產(chǎn)品,將最重要的設(shè)施布置在離操作者最近或最方便的位置,保證操作者對(duì)重要信息和操作的準(zhǔn)確和效率。2.使用頻率原則根據(jù)人、機(jī)之間信息交換頻率布置機(jī)器。將信息交換頻率高的設(shè)施布置在操作者近處,便于操作者觀察和操作。3.功能原則根據(jù)產(chǎn)品的功能進(jìn)行布置,把具有相同或同類(lèi)功能的設(shè)施布置在一定區(qū)域內(nèi),以便于操作者學(xué)習(xí)、記憶和管理。4.使用順序原則根據(jù)人操作產(chǎn)品或觀察顯示器的順序規(guī)律布置設(shè)施,可使操作者作業(yè)方便、高效。例如,開(kāi)關(guān)電源、啟動(dòng)機(jī)床、看變速標(biāo)牌、變換轉(zhuǎn)速等。在進(jìn)行系統(tǒng)中各種設(shè)施布置時(shí),需要綜合考慮以上原則。通常,重要性和頻率原則主要用于作業(yè)場(chǎng)所內(nèi)設(shè)施的區(qū)域定位階段,而使用順序和功能原則側(cè)重于某一區(qū)域內(nèi)各設(shè)施的布置。有研究表明,按使用順序原則布置設(shè)施,執(zhí)行時(shí)間最短。5.4總體作業(yè)空間設(shè)計(jì)的依據(jù)總體作業(yè)空間設(shè)計(jì)隨設(shè)計(jì)對(duì)象的性質(zhì)不同有所差別。對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)講,總體作業(yè)空間設(shè)計(jì)與企業(yè)的生產(chǎn)方式直接相關(guān)。如流水生產(chǎn)企業(yè)中,車(chē)間內(nèi)設(shè)備按產(chǎn)品加工順序逐次排列；成批生產(chǎn)企業(yè)中,<如機(jī)械行業(yè)>同種設(shè)備和同種工人布置在一起?？傊?作業(yè)空間設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合操作任務(wù)要求,以人為主體進(jìn)行設(shè)計(jì)。也就是首先考慮人的需要,為操作者提供舒適的作業(yè)條件,再將相關(guān)的設(shè)施進(jìn)行合理的排列布置。6章作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)人的各種作業(yè)都是在一定環(huán)境下進(jìn)行的,作業(yè)環(huán)境包括照明、溫度、濕度、噪聲、振動(dòng)、空氣,乃至重力、加速度、輻射等眾多因素。這些因素的差異可能導(dǎo)致作業(yè)者感到舒適或不舒適、甚至難以忍受,關(guān)系到作業(yè)者的安全和健康,進(jìn)而影響到作業(yè)的質(zhì)量和效率。因此在進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)時(shí),除了協(xié)調(diào)人與產(chǎn)品之間的關(guān)系外,還要營(yíng)造一個(gè)使人舒適而又有利于作業(yè)的環(huán)境,使人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)。本章主要討論溫?zé)?、噪聲、照明和振?dòng)環(huán)境對(duì)作業(yè)者和作業(yè)的影響,以及如何對(duì)這些環(huán)境條件進(jìn)行改善。6.1熱環(huán)境及其設(shè)計(jì)6.1.1熱環(huán)境與人體熱平衡作業(yè)區(qū)的熱環(huán)境是決定人的作業(yè)效能和健康的重要影響因素。人所處的熱環(huán)境條件主要包括空氣的溫度、濕度、風(fēng)速和熱輻射這4種物理因素。另一方面,為了使人對(duì)該熱環(huán)境感到舒適,必須考慮人所具有的特性,在上述4種物理因素外,還要加入人體代謝量和著衣量,一般將這6種因素稱(chēng)為熱環(huán)境六因素。熱環(huán)境的各因素是互相影響和補(bǔ)償?shù)?某一因素變化對(duì)人體造成的影響,?？捎闪硪灰蛩氐南鄳?yīng)變化來(lái)補(bǔ)償。例如,溫度、濕度的增高所帶來(lái)的影響在一定范圍內(nèi)可由風(fēng)速的增大來(lái)抵消。另一方面,因人體本身所具有的熱調(diào)節(jié)功能及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力,人們對(duì)熱環(huán)境的認(rèn)可范圍不是一個(gè)孤立的狀態(tài)點(diǎn)而是一個(gè)范圍,對(duì)舒適性的討論將給出統(tǒng)計(jì)學(xué)上的人感到舒適的熱環(huán)境范圍。盡管人所處的環(huán)境是千變?nèi)f化的,可是人的體溫卻波動(dòng)很小,始終維持在36.5℃左右。人要保持這一體溫,體內(nèi)的產(chǎn)熱量應(yīng)與對(duì)環(huán)境的散熱量及吸熱量相平衡。否則會(huì)導(dǎo)致體溫上升或下降,使人感到不舒服,甚至生病。人體的熱平衡方程式為：S=M-W-H式中S——人體單位時(shí)間儲(chǔ)熱量；M——人體單位時(shí)間能量代謝量；W——人體單位時(shí)間所做的功；H一人體單位時(shí)間向體外散發(fā)的熱量。H值取決于人體的4種散熱方式,即輻射熱交換、對(duì)流熱交換、蒸發(fā)熱交換和傳導(dǎo)熱交換。當(dāng)M>W+H時(shí),人感到熱；當(dāng)M<W+H時(shí),人感到冷；當(dāng)M=W+H時(shí),人處于熱平衡狀態(tài),此時(shí),人體皮膚溫度在36.5℃左右,人感到舒適。6.1.2熱環(huán)境對(duì)作業(yè)者及其作業(yè)的影響1.高溫環(huán)境對(duì)人及其作業(yè)的影響一般具有下列條件之一,即可認(rèn)為是高溫作業(yè)環(huán)境：在有熱源的生產(chǎn)場(chǎng)所中,熱源的散熱率大于20kcal<m3·h>；工作地的氣溫,在寒冷地區(qū)超過(guò)32℃,在炎熱地區(qū)超過(guò)35℃；工作地的熱輻射強(qiáng)度大于lcal<cm2·min>；工作地的氣溫超過(guò)30℃,相對(duì)濕度超過(guò)80%。作業(yè)者在高溫環(huán)境條件下操作,新陳代謝速度加快,此時(shí),人的產(chǎn)熱量增加,雖然體溫調(diào)節(jié)加強(qiáng)了散熱過(guò)程,但仍落后于產(chǎn)熱過(guò)程,體內(nèi)積蓄過(guò)量的熱,導(dǎo)致體溫升高,呼吸和心率加快。若長(zhǎng)時(shí)間處于這種狀況,將出現(xiàn)失鹽、失水、頭暈、惡心、極度疲乏等癥狀；極為嚴(yán)重時(shí),甚至昏厥乃至死亡。在高溫環(huán)境條件下,操作者知覺(jué)的速度和準(zhǔn)確度以及反應(yīng)能力均會(huì)不同程度地下降。注意力不集中,煩躁不安、易于激動(dòng),對(duì)工作的滿(mǎn)意感大為降低。此外,人在高溫下為了實(shí)現(xiàn)體溫調(diào)節(jié),必須增加心血輸出,因而使心臟負(fù)擔(dān)加重,脈搏加速。據(jù)抽樣結(jié)果,長(zhǎng)期接觸高溫的工人<如冶煉、軋鋼>,其血壓比一般溫度作業(yè)的工人高。人在高溫下,體內(nèi)血液重新分配,引起消化道相對(duì)貧血。由于出汗排出大量鹽分及大量飲水,致使胃液酸度下降。在熱環(huán)境中,消化液分泌量減少,消化吸收能力受到不同程度的抑制,因而引起食欲不振、消化不良的胃腸疾患增加。高溫環(huán)境對(duì)作業(yè)效率也有很大影響,大致在溫度達(dá)27～32℃范圍時(shí),主要使肌肉用力的工作效率下降；當(dāng)溫度高達(dá)32℃以上時(shí),需要注意力集中的工作以及精密工作的效率也開(kāi)始下降。有研究資料表明,夏季裝有通風(fēng)設(shè)備的工廠,生產(chǎn)量較之春秋季降低3%；而缺少通風(fēng)設(shè)備的同類(lèi)工廠,產(chǎn)量則降低13%。在高溫環(huán)境中作業(yè),不僅生產(chǎn)效率下降,而且還會(huì)誘發(fā)事故。2.低溫環(huán)境對(duì)人及其作業(yè)的影響低溫環(huán)境條件通常是指低于允許溫度下限的氣溫條件。在低溫條件下,皮膚毛細(xì)血管收縮,體表溫度降低,使人體散熱量減少。在嚴(yán)重的冷暴露中,皮膚血管處于持續(xù)的極度的收縮狀態(tài),流至體表的血流量顯著下降或完全停滯。當(dāng)局部溫度降至組織冰點(diǎn)<-5℃>以下時(shí),組織就發(fā)生凍結(jié),造成局部?jī)鰝?。人可以通過(guò)增強(qiáng)肌肉收縮<表現(xiàn)為肌肉緊張、顫抖>,使人體產(chǎn)熱量增加。當(dāng)產(chǎn)熱量小于散熱量時(shí),人體熱平衡遭到破壞,機(jī)體體溫下降,此時(shí),神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能處于抑制狀態(tài)。體溫下降至30℃以下,可導(dǎo)致死亡。低溫對(duì)作業(yè)的影響,最常見(jiàn)的是肢體麻木,特別是影響手的精細(xì)運(yùn)動(dòng)靈巧度和雙手的協(xié)調(diào)動(dòng)作。隨著溫度的降低,操作的靈活性下降；在相同溫度條件下,暴露時(shí)間延長(zhǎng),手的靈活性越差。手的觸覺(jué)敏感性的臨界皮膚溫度是10℃左右,操作靈巧度的臨界皮膚溫度是12～16℃。長(zhǎng)時(shí)間暴露于10℃以下,手的操作效率就會(huì)明顯降低。研究表明,當(dāng)環(huán)境溫度<干球溫度>為7℃時(shí),手工作業(yè)的效率僅為最舒適溫度時(shí)的80%。研究還表明,手指溫度緩慢冷卻比快速冷卻對(duì)手指動(dòng)作的不良影響更為嚴(yán)重。6.1.3舒適的熱環(huán)境1.舒適溫度和允許溫度1>舒適溫度生理學(xué)上對(duì)舒適溫度規(guī)定為：人坐著休息、穿薄衣、無(wú)強(qiáng)迫熱對(duì)流,在通常地球引力和海平面的氣壓條件下,未經(jīng)熱習(xí)服<人長(zhǎng)期在高溫下生活和下作,相應(yīng)習(xí)慣熱環(huán)境>的人所感覺(jué)到的舒適溫度。按照這一規(guī)定,舒適溫度應(yīng)在<21±3>℃范圍內(nèi)。影響舒適溫度的因素很多,主要包括如下幾點(diǎn)：<1>季節(jié)不同,舒適溫度不同,夏季偏高,冬季偏低。85%以上的人感到舒適的夏季有效溫度<有效溫度反映了氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速三因素對(duì)人的熱感覺(jué)的影響>為20.5～22.8℃,冬季為18.3～21.1℃,大體相當(dāng)于相對(duì)濕度50%時(shí),夏季溫度為<24土3>℃,冬季為<22土2>℃。<2>勞動(dòng)強(qiáng)度不同,要求的舒適溫度也不同。相對(duì)濕度為50%時(shí),某些勞動(dòng)的舒適溫度指標(biāo)如下：坐著從事輕體力勞動(dòng)<簡(jiǎn)單操縱或小零件分類(lèi)等>時(shí)為16～24℃；站著從事輕體力勞動(dòng)<如車(chē)工、銑丁等>時(shí)為16～23℃；站著從事重體力勞動(dòng)<如沉重零件安裝等>時(shí)為14～21℃；從事極重體力勞動(dòng)<如伐木>時(shí)為14～18℃。<3>衣著厚度不同,要求的舒適溫度也不同。穿厚衣服對(duì)環(huán)境舒適溫度要求較低。<4>不同地區(qū)的人由于在冷或熱環(huán)境中長(zhǎng)期生活,對(duì)冷或熱環(huán)境已習(xí)慣和適應(yīng)。因此,習(xí)服不同、對(duì)舒適溫度的要求也不同。熱帶人稍偏高,寒帶人稍偏低。<5>不同性別、年齡的人對(duì)舒適溫度的要求不同。女性的舒適溫度比男性高0.55℃,40歲以上的人比青年人高約0.55℃,老年人要求更高。2>允許溫度允許溫度通常是指基本上不影響人的工作效率、身心健康和安全的溫度范圍。允許溫度范圍一般是舒適溫度土<3～5>℃。對(duì)于受低溫環(huán)境條件影響最明顯的手部精細(xì)操作勞動(dòng),環(huán)境溫度采用舒適溫度為宜。2.舒適的濕度舒適的濕度一般力40%~60%。濕度在70%以上為高氣濕,在30%以下為低氣溫。在不同的空氣濕度下,人的感覺(jué)不同,溫度越高,高濕度的空氣對(duì)人的感覺(jué)和工作效率的消極影響越大。根據(jù)相關(guān)研究,室內(nèi)空氣濕度φ<%>和室溫t<℃>的關(guān)系可參考下式：Φ=188-7.2t<12.2<t<26>例如,室溫是20℃時(shí),濕度最好是44%。對(duì)于不同的空氣濕度,人的主觀感覺(jué)狀態(tài)見(jiàn)表6.1.3.舒適的風(fēng)速在工作人數(shù)不多的房間里,空氣的最佳速度為0.3m/s,而在擁擠的房間里為0.4m/s。室內(nèi)溫度和濕度很高時(shí),空氣流速最好是1～2m/s。我國(guó)采暖通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的工作場(chǎng)所風(fēng)速如表6.2所示。6.1.4改善熱環(huán)境的措施1.生產(chǎn)技術(shù)措施<1>合理布置熱源和疏散熱源。應(yīng)盡可能地將熱源布置在作業(yè)場(chǎng)所主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)側(cè)及天窗下面。高溫半成品和成品應(yīng)及時(shí)運(yùn)出室外。<2>隔熱。設(shè)置水幕<鐵紗水幕、鐵皮水幕>、水箱<流動(dòng)水箱、水爐門(mén)、串水板>、水涼亭、遮熱板等。<3>自然通風(fēng)。主要設(shè)施有普通天窗、擋風(fēng)天窗、井式天窗和開(kāi)敞式廠房等。<4>降低濕度。在高溫或低溫環(huán)境中,在通風(fēng)口設(shè)置去濕器。<5>機(jī)械通風(fēng)。主要采用風(fēng)扇、噴霧風(fēng)扇、空氣淋浴和崗位送風(fēng)等。<6>設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。改善熱環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)措施見(jiàn)圖6.1.圖6.1改善熱環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)措施<a>濕簾<b>天窗<c>通風(fēng)器2.保健措施<1>供給飲料和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)?？晒?.2%～0.3%的鹽開(kāi)水或鹽茶、鹽汽水。飲料的溫度以8～12℃為宜。飲用方式以少量多次為好。由于在高溫下勞動(dòng),能耗增加,所以膳食總熱量應(yīng)達(dá)到3100～3300kcal。此外還應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充蛋白質(zhì)和維生素等。<2>合理使用勞保用品。高溫環(huán)境條件下勞動(dòng)應(yīng)合理地使用個(gè)人防護(hù)用品,以防止高溫和輻射對(duì)人體的危害。特殊高溫作業(yè)須佩戴隔熱面罩和穿熱反射服或冰服、風(fēng)冷衣。在低溫作業(yè)車(chē)間作業(yè)或冬季在室外作業(yè),應(yīng)穿御寒服。御寒服應(yīng)用熱阻值大、吸汗和透氣性強(qiáng)的衣料制成,且衣服尺寸不宜過(guò)緊。如穿御寒服影響操作時(shí),可采用熱輻射的方法御寒<圖6.2>。<3>進(jìn)行適應(yīng)性檢査。人的熱適應(yīng)能力是有差別的,因此就業(yè)前應(yīng)進(jìn)行職業(yè)適應(yīng)性檢查。凡有心血管器質(zhì)性病變的人均不適宜于高溫作業(yè)。3.在生產(chǎn)組織方面采取的措施<1>合理安排作業(yè)負(fù)荷。在高溫環(huán)境下,為使機(jī)體維持熱平衡,應(yīng)盡可能縮短連續(xù)作業(yè)時(shí)間,如實(shí)行小換班、增加休息次數(shù)、延長(zhǎng)午休時(shí)間等。<2>布置好工間休息場(chǎng)所。工間休息場(chǎng)所一般應(yīng)遠(yuǎn)離熱源,并須備有足夠的椅子、茶水、風(fēng)扇及半身淋浴等設(shè)施。休息室中的氣流速度不宜過(guò)高、溫度不宜過(guò)低,以免破壞皮膚的汗腺機(jī)能。休息室中的溫度在20～30°C時(shí),最有利于高溫作業(yè)環(huán)境下身體積熱后的休息。<3>職業(yè)適應(yīng)。對(duì)于離開(kāi)高溫作業(yè)環(huán)境較長(zhǎng)時(shí)間而又重新從事高溫作業(yè)者,應(yīng)給予更長(zhǎng)的工間休息時(shí)間,使其逐步適應(yīng)高溫環(huán)境。高溫作業(yè)應(yīng)采用集體作業(yè),以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱昏迷。應(yīng)訓(xùn)練高溫作業(yè)者,使其能辨別熱衰竭和熱昏迷,以便及時(shí)搶救。此外,在進(jìn)行特定作業(yè)場(chǎng)所的熱環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí),還可參考GBZ1-2002《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、GB50019-2003《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》等文件。6.2噪聲環(huán)境及其設(shè)計(jì)6.2.1噪聲環(huán)境噪聲通常是指一切對(duì)人們生活和工作有妨礙的聲音,或者說(shuō)凡是使人煩惱的、討厭的、不愉快的、不需要的聲音都叫噪聲。噪聲不但由聲音的物理性質(zhì)決定,而且與人們的心理狀態(tài)有關(guān)。例如,同樣的音樂(lè)在人休息時(shí)播放可以使人放松,但在人聚精會(huì)神思考時(shí)播放會(huì)使人注意力分散,成為噪聲。根據(jù)噪聲特點(diǎn)的不同,噪聲可分為：<1>工業(yè)噪聲：工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的噪聲,按其產(chǎn)生方式的不同又可分為空氣動(dòng)力性噪聲<由于氣體壓力發(fā)生突變產(chǎn)生振動(dòng)發(fā)出的聲音,如汽笛發(fā)出的聲音>、機(jī)械性噪聲<由于機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)、撞擊、摩擦等產(chǎn)生的聲音,如車(chē)床發(fā)出的聲音>、電磁性噪聲<由于電磁交變力相互作用而產(chǎn)生的聲音,如變壓器發(fā)出的聲音>；<2>交通噪聲：交通產(chǎn)生的噪聲；<3>社會(huì)噪聲：社會(huì)活動(dòng)和家庭生活引起的噪聲。根據(jù)噪聲隨時(shí)間變化的特性,噪聲可分為：<1>穩(wěn)定噪聲：聲音強(qiáng)弱隨時(shí)間變化不顯著,其波動(dòng)小于5dB；<2>周期性噪聲：聲音強(qiáng)弱呈周期變化；<3>無(wú)規(guī)律噪聲：聲音強(qiáng)弱隨時(shí)間無(wú)規(guī)律變化；<4>脈沖噪聲：突然爆發(fā)又很快消失,其持續(xù)時(shí)間小于1S,間隔時(shí)間大于ls,聲級(jí)變化大于40dB的噪聲。根據(jù)人們對(duì)噪聲的主觀評(píng)價(jià),噪聲可分為：<1>過(guò)響聲：很響的使人煩躁不安的聲音,如織布機(jī)的聲音；<2>妨礙聲：聲音不大,但妨礙人們的交談、學(xué)習(xí)；<3>刺激聲：刺耳的聲音,如汽車(chē)剎車(chē)聲；<4>無(wú)形聲：日常人們習(xí)慣了的低強(qiáng)度噪聲。6.2.2噪聲環(huán)境對(duì)作業(yè)者及其作業(yè)的影響噪聲對(duì)作業(yè)者的影響1>噪聲對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響<1>聽(tīng)覺(jué)疲勞在噪聲作用下,人的聽(tīng)覺(jué)敏感性降低,聽(tīng)覺(jué)變得遲鈍,表現(xiàn)為聽(tīng)閾提高,當(dāng)離開(kāi)噪聲環(huán)境幾分鐘后又可恢復(fù),這種現(xiàn)象稱(chēng)為聽(tīng)覺(jué)適應(yīng)。聽(tīng)覺(jué)適應(yīng)有一定的限度,在強(qiáng)噪聲長(zhǎng)期作用下,聽(tīng)力減弱,聽(tīng)覺(jué)敏感進(jìn)一步降低,聽(tīng)閾提高15dB以上,離開(kāi)噪聲后需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù),這種現(xiàn)象稱(chēng)為聽(tīng)覺(jué)疲勞,屬于病理前狀態(tài)。<2>噪聲性耳聾噪聲對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)的損害是一個(gè)積累過(guò)程,每次強(qiáng)噪聲只引起短時(shí)間的聽(tīng)力損失,但若經(jīng)常發(fā)生短時(shí)間的聽(tīng)力損失,就會(huì)導(dǎo)致永久性的聽(tīng)覺(jué)喪失,稱(chēng)為噪聲性耳聾。長(zhǎng)期在噪聲環(huán)境下工作產(chǎn)生的聽(tīng)覺(jué)疲勞不能及時(shí)恢復(fù),出現(xiàn)永久性聽(tīng)閾位移并超過(guò)一定限度時(shí),將導(dǎo)致噪聲性耳聾。<3>爆發(fā)性耳聾聽(tīng)覺(jué)器官遭受巨大聲壓而伴有強(qiáng)烈的沖擊波作用時(shí),鼓膜內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓差,會(huì)導(dǎo)致鼓膜破裂、雙耳完全失聽(tīng)。研究表明,含高頻成分多的噪聲比含低頻成分多的噪聲對(duì)聽(tīng)覺(jué)的損害要大；而沖擊噪聲比連續(xù)噪聲的危害要大,如一次劇烈的爆炸聲,可能立即造成聽(tīng)力喪失。個(gè)體對(duì)噪聲的敏感程度也存在差異。聽(tīng)力喪失過(guò)程與頻率有關(guān),在一般情況下,人先喪失對(duì)4000Hz以上聲音成分的聽(tīng)力,然后才逐漸喪失對(duì)低頻聲音的聽(tīng)力。受到損害的人一般要等出現(xiàn)對(duì)低頻聲音的聽(tīng)力喪失時(shí),才會(huì)察覺(jué)到聽(tīng)覺(jué)困難。2>噪聲的生理作用受噪聲的影響,消化系統(tǒng)會(huì)抑制胃運(yùn)動(dòng)和減少唾液分泌量,循環(huán)系統(tǒng)會(huì)使血壓升高、心率加快、皮下血管收縮,呼吸系統(tǒng)會(huì)加快呼吸和減少呼吸量,物質(zhì)代謝系統(tǒng)會(huì)增加血糖等。上述生理反應(yīng)的積極意義是使人體做好準(zhǔn)備,以對(duì)聽(tīng)覺(jué)的報(bào)警作出有效反應(yīng)。但噪聲強(qiáng)度達(dá)到70dB以上時(shí),會(huì)使人注意力分散、思維能力降低、動(dòng)作的敏捷性減退、作業(yè)效率降低。噪聲強(qiáng)度超過(guò)90dB及長(zhǎng)時(shí)間受其影響下,將會(huì)使機(jī)體遭受更嚴(yán)重的損傷。3噪聲對(duì)心理的影響噪聲對(duì)人的情緒的影響很大,其主要表現(xiàn)是煩惱、焦急、討厭、生氣等各種不愉快的情緒。噪聲越強(qiáng),引起不愉快情緒的可能性就越大。但不同地區(qū)的環(huán)境噪聲使居民引起煩惱的反應(yīng)是不同的。如在住宅區(qū),60dB的噪聲級(jí)即可引起不滿(mǎn)；但在工廠區(qū),可容忍的噪聲級(jí)可能要高一些。此外,高調(diào)噪聲比響度相等的低調(diào)噪聲更為惱人；間斷、脈沖和連續(xù)的混合噪聲會(huì)使人產(chǎn)生較大的煩惱情緒；脈沖噪聲比連續(xù)噪聲的影響更大,且響度越大影響越大。2.噪聲對(duì)信息傳遞的影響噪聲對(duì)聽(tīng)覺(jué)信號(hào)具有掩蔽作用。由于掩蔽效應(yīng),往往使人不易察覺(jué)或不易分辨一些聽(tīng)覺(jué)信號(hào)。噪聲對(duì)語(yǔ)言的掩蔽不僅使聽(tīng)閾提高,也對(duì)語(yǔ)言的清晰度有影響。因此,噪聲對(duì)作業(yè)效率勢(shì)必帶來(lái)消極影響,而且容易造成事故。噪聲對(duì)人的語(yǔ)言交流影響尤其明顯,500～2000Hz的噪聲對(duì)語(yǔ)言的干擾最大。人與人在2m左右距離對(duì)面談話時(shí),只要背景噪聲比說(shuō)話聲音小10dB即能正常進(jìn)行。如噪聲過(guò)強(qiáng),聲音信號(hào)只能傳遞非常有限的信息,語(yǔ)言往往要有其他信息<如手勢(shì)>作為補(bǔ)充以改善交流效果。3.噪聲對(duì)工效的影響噪聲對(duì)體力作業(yè)的影響最小,但對(duì)人的思維活動(dòng)和需要集中精力的活動(dòng)干擾極大。在嘈雜的環(huán)境里,人們會(huì)心情煩躁、工作容易疲勞、反應(yīng)遲鈍、注意力不容易集中等,這些都直接影響工作效率、質(zhì)量和安全,尤其是對(duì)一些非重復(fù)性的勞動(dòng)影響更為明顯。研究發(fā)現(xiàn),加工車(chē)間的噪聲降低25dB,廢品率可下降50%；裝配車(chē)間的噪聲降低20dB,生產(chǎn)率可提高30%；打字室的噪聲降低25dB,打字錯(cuò)誤率可下降30%。但在單調(diào)作業(yè)時(shí),噪聲可提高人的覺(jué)醒程度,從而提高作業(yè)效能。由于噪聲能遮蓋其他聲音刺激,阻止分散注意力,因而在一定條件下也可有利于腦力作業(yè)。值得注意的是,聲音過(guò)小也會(huì)成為問(wèn)題。在一個(gè)寂靜無(wú)聲的房間里工作,心理上會(huì)產(chǎn)生一種恐懼的感覺(jué),使人痛苦,這也必然會(huì)影響工作。6.2.3噪聲標(biāo)準(zhǔn)為了保證作業(yè)者的安全、健康和作業(yè)的質(zhì)量、效率,國(guó)內(nèi)外都頒布了相應(yīng)的噪聲排放標(biāo)準(zhǔn),如我國(guó)頒布的GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)、GB22337-2008《社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)各種作業(yè)環(huán)境中的最高噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)作出了規(guī)定。在上述標(biāo)準(zhǔn)中,按區(qū)域的功能特點(diǎn)和環(huán)境質(zhì)量要求,將聲環(huán)境功能區(qū)分為以下5種類(lèi)型：0類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)：指康復(fù)療養(yǎng)區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域。1類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)：指以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設(shè)計(jì)、行政辦公為主要功能,需要保持安靜的區(qū)域。2類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)：指以商業(yè)金融、集市貿(mào)易為主要功能,或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜,需要維護(hù)住宅安靜的區(qū)域。3類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)：指以工業(yè)生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)物流為主要功能,需要防止工業(yè)噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域。4類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)：指交通干線兩側(cè)一定距離之內(nèi),需要防止交通噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域,包括4a類(lèi)和4b類(lèi)兩種類(lèi)型：4a類(lèi)為高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通〔地面段、內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域；4b類(lèi)為鐵路干線兩側(cè)區(qū)域。以上各類(lèi)聲環(huán)境區(qū)的環(huán)境噪聲限值見(jiàn)表6.36.2.4改善噪聲環(huán)境的措施形成噪聲干擾的三要素是聲源、傳播途徑和接受者,噪聲的控制也可以從這三方面入手來(lái)加以解決。首先是降低噪聲源的噪聲級(jí)；如果技術(shù)上不可能或經(jīng)濟(jì)上不合算時(shí),則應(yīng)考慮阻止噪聲的傳播；若仍達(dá)不到要求時(shí),應(yīng)采取接受者個(gè)人防護(hù)措施。1.控制噪聲源在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),減少機(jī)器設(shè)備本身的振動(dòng)和噪聲,如選擇低噪聲的設(shè)備、改革生產(chǎn)加工工藝、提高機(jī)械設(shè)備的精度等,使發(fā)聲物體的發(fā)聲強(qiáng)度降至最小,是從根本上解決噪聲污染的措施。如工廠中的噪聲主要是機(jī)械噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲。機(jī)械噪聲一般來(lái)自設(shè)備的連接處和運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)的撞擊。降低機(jī)械噪聲的措施是：改變不合理的運(yùn)動(dòng)形式；減少運(yùn)動(dòng)件的相互撞擊；減少機(jī)械摩擦,提高零部件制造精度和裝配精度,加強(qiáng)潤(rùn)滑,加強(qiáng)設(shè)備的維修；通過(guò)隔振、阻尼降低振動(dòng)等。空氣動(dòng)力性噪聲一般發(fā)生在下述場(chǎng)合：被壓縮的氣體由孔中排出時(shí),汽缸內(nèi)爆炸過(guò)程中,管道中氣流運(yùn)行時(shí)的壓力波動(dòng),物體在空氣中運(yùn)動(dòng)速度很高時(shí),燃燒器內(nèi)霧狀燃料或液體燃料燒燃時(shí)。降低空氣動(dòng)力性噪聲的主要措施是降低氣流速度,減少壓力脈沖,減少渦流等。改進(jìn)生產(chǎn)工藝和操作方法也是解決聲源噪聲的一個(gè)非常重要的方面。如用無(wú)聲焊接代替高噪聲的鉚接,用無(wú)聲鍛壓代替高噪聲鍛打等,均可從根本上解決聲源噪聲問(wèn)題。如果工作場(chǎng)所噪聲干擾不可避免,就需要研究制造保證可聽(tīng)度的聲音信號(hào),這不僅可以靠增強(qiáng)聲音,而且可以選擇適當(dāng)頻域的信號(hào)。也就是說(shuō),最好選用與噪聲頻率差距較遠(yuǎn)的聲音作為聽(tīng)覺(jué)信號(hào)。2.控制噪聲的傳播目前要使一切機(jī)械設(shè)備都達(dá)到低噪聲,在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是不易做到的。因此,阻止噪聲傳播或使其傳播的能量隨距離衰減,是控制噪聲的有效方法<圖6.3>。圖6.3控制噪聲傳播的措施<a>公路隔聲屏障<b>汽車(chē)消聲器<c>礦棉吸聲板<1>總體設(shè)計(jì)布局要合理。如將高噪聲車(chē)間、場(chǎng)所與低噪聲車(chē)間、生活區(qū)分開(kāi)設(shè)置對(duì)特別強(qiáng)烈的噪聲源,設(shè)在廠區(qū)比較邊遠(yuǎn)偏僻地區(qū),使噪聲級(jí)最大限度地隨距離自然衰減。<2>利用天然地形,如山岡土坡、樹(shù)叢草坪和已有建筑屏障等,阻斷或屏蔽一部分噪聲向接受者傳播；在噪聲嚴(yán)重的工廠、施工現(xiàn)場(chǎng)和交通道路的兩旁設(shè)置足夠高的圍墻或屏障,以減弱聲音的傳播；綠化亦可阻止噪聲的傳播。<3>利用聲源的指向性控制噪聲。對(duì)高強(qiáng)度噪聲源,如受壓容器的排氣和放空,可使其出口朝向上空或野外。<4>在聲源周?chē)捎孟?、隔聲、吸聲、隔振、阻尼等局部措施。消聲是利用裝置在氣流通道上的消聲器來(lái)降低空氣動(dòng)力性噪聲,以解決各種風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等進(jìn)排氣噪聲的干擾。隔聲是用圍護(hù)構(gòu)件<如機(jī)罩、間壁>隔絕聲源噪聲的傳播。吸聲是將吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)裝置在室內(nèi),吸收室內(nèi)混響,或做管道內(nèi)襯以吸收氣流噪聲。隔振是在機(jī)器下面墊以減震的彈性材料<如橡膠、彈簧等>,使振動(dòng)不易通過(guò)地面?zhèn)飨蚱渌胤健Ｗ枘崾抢媚承┠z狀材料,刷到機(jī)器的表面上,增加材料的內(nèi)摩擦,消耗機(jī)器板面振動(dòng)的能量,使振動(dòng)減小。綜合利用以上措施,即可有效地降低噪聲。3.個(gè)人防護(hù)使用個(gè)人防護(hù)用具,是減少噪聲對(duì)接受者產(chǎn)生不良影響的有效方法。防護(hù)用具常用的有橡膠或塑料制的耳塞、耳罩、防噪聲帽以及塞入耳孔內(nèi)的防聲棉〔加上蠟或凡士林等〔圖6.46.3振動(dòng)環(huán)境及其設(shè)計(jì)6.3.1振動(dòng)環(huán)境與人體的振動(dòng)特性振動(dòng)是一個(gè)質(zhì)量或物體相對(duì)于基準(zhǔn)位置作來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)物體離開(kāi)基準(zhǔn)位置的最大距離叫振幅,可用變位<m>、速度<m/s>和加速度<m/s2>來(lái)表示。單位時(shí)間內(nèi)所完成的振動(dòng)次數(shù)稱(chēng)為頻率,單位是赫茲<Hz>。振動(dòng)廣泛存在于生產(chǎn)和生活中,也是影響人的健康和作業(yè)效率的環(huán)境因素之一。人體所受振動(dòng)可分為局部振動(dòng)和全身振動(dòng)。局部振動(dòng)如手執(zhí)握振動(dòng)著的工具<電鋸、鉆機(jī)、鉚釘槍、磨具等>進(jìn)行操作時(shí)的振動(dòng),全身振動(dòng)如人乘坐在行駛中的汽車(chē)、火車(chē)上時(shí)所承受的振動(dòng)。人體是一個(gè)彈性系統(tǒng),有其自己固有的振動(dòng)頻率。生物力學(xué)研究表明,在正常重力環(huán)境中,人體對(duì)于垂直方向的振動(dòng)能量的傳遞率以4～8Hz時(shí)為最大,稱(chēng)為人體的第一共振峰；10～12Hz的振動(dòng)次之,為第二共振峰；20～25Hz的振動(dòng)能量在人體的傳遞又稍次于第二共振峰,稱(chēng)為人體的第三共振峰。此后,隨著振動(dòng)頻率的增高,振動(dòng)能量在人體的傳遞率逐漸降低。外界振動(dòng)對(duì)人體的生理效應(yīng)是隨上述振動(dòng)頻率的變化而相應(yīng)減弱的。人體不同的器官,也各有其不同的共振頻率<表6.6人體各部位的共振頻率Hz>。當(dāng)外界振動(dòng)頻率接近器官的共振頻率時(shí),即產(chǎn)生共振,振幅迅速增大,此時(shí)外界振動(dòng)所引起的器官的生理反應(yīng)也最大。人體系統(tǒng)也具有一定的阻尼。例如,人站在垂直振動(dòng)的汽車(chē)上,振動(dòng)由腳傳入人體,由于人體組織的阻尼作用,振動(dòng)傳至上身已有明顯減弱。外界振動(dòng)傳入人體時(shí)所引起的增大或減弱效應(yīng)還與人體姿勢(shì)有關(guān)。試驗(yàn)表明,在外界振動(dòng)頻率相同的條件下,坐姿出現(xiàn)增大效應(yīng),而立姿則出現(xiàn)減弱效應(yīng),特別是在振動(dòng)頻率為3.5～4.5Hz范圍內(nèi)時(shí),這種表現(xiàn)尤為明顯。由此可見(jiàn),人體具有一定的減振作用。6.3.2振動(dòng)環(huán)境對(duì)作業(yè)者及其作業(yè)的影響1.振動(dòng)對(duì)作業(yè)者的影響人體沒(méi)有專(zhuān)一的振動(dòng)感受器,可通過(guò)皮膚感受器、機(jī)械感受器和前庭感受器感知寬頻帶的機(jī)械動(dòng)。全身振動(dòng)的生理效應(yīng),隨著振動(dòng)頻率、強(qiáng)度和作用方向的不同而異。0.1～1Hz頻段的振動(dòng),可使人不適和痛苦,是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)病的原因之一,主要癥狀有臉色蒼白、惡心、嘔吐、頭昏眼花和暫時(shí)喪失了工作能力,其中最敏感頻率范圍約在0.1～0.3Hz,振動(dòng)強(qiáng)度達(dá)lm/s2時(shí)可引起10%的嘔吐發(fā)生率。1～2Hz的低強(qiáng)度振動(dòng)會(huì)對(duì)人產(chǎn)生催眠作用。1～10Hz<5m/s2>以上的頭一腳向振動(dòng)可引起明顯的過(guò)度換氣,動(dòng)脈血中二氧化碳分壓降低,對(duì)人的工效影響很大。低頻大位移的短時(shí)間振動(dòng)可導(dǎo)致呼吸困難。人體在8Hz<10～20m/s2>振動(dòng)下的短時(shí)間暴露,由于胸腹臟器的共振和牽張可致上腹部或臍周?chē)膹?qiáng)烈不適或疼痛；大于20m/s2則引起病理?yè)p傷。30Hz以下的低頻振動(dòng),使坐姿和立姿的人難以維持穩(wěn)定的姿態(tài)。在強(qiáng)烈的低頻振動(dòng)作用下,可引起心動(dòng)過(guò)緩或期外收縮,人體頭一腳向的強(qiáng)烈振動(dòng)可致脊柱的壓縮性骨折。高頻較強(qiáng)的或不穩(wěn)定的振動(dòng)則提高腦醒覺(jué)水平。高于1000Hz則引起連續(xù)的刺癢、麻木或刺痛感；2000Hz左右的振動(dòng)在極低強(qiáng)度下有柔潤(rùn)感,再增加強(qiáng)度則引起灼熱感。此外,振動(dòng)對(duì)心血管、呼吸、消化、神經(jīng)及感覺(jué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)均有影響。振動(dòng)可引起心率改變、血壓增高、外周血管收縮等多重效應(yīng),50Hz以上的振動(dòng)可導(dǎo)致末梢血管痙攣。頻率小于4Hz、振幅為2.5mm左右的全身性垂直振動(dòng),可使潮氣量<靜息狀態(tài)下每次吸入或呼出的氣量>增加而呼吸頻率變化不大,通氣量增加；頻率大于4Hz則伴有耗氧量增大和呼吸商增高；劇烈振動(dòng)可使肺組織撕傷。振動(dòng)可使胃的蠕動(dòng)增強(qiáng)、張力提高,強(qiáng)烈的振動(dòng)可造成胃腸道損傷。振動(dòng)使大腦皮層功能下降,主要表現(xiàn)為疲乏、失眠,有時(shí)也影響條件反射和非條件反射生理反應(yīng),劇烈振動(dòng)還可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)形態(tài)改變。振動(dòng)與高強(qiáng)度噪聲結(jié)合可引起兩側(cè)聽(tīng)神經(jīng)炎,促進(jìn)職業(yè)性耳聾的發(fā)生。振動(dòng)引起的聽(tīng)力損害以20～250Hz的低頻聲為主,但在早期仍以高頻聲聽(tīng)力損傷嚴(yán)重,繼而低頻聲聽(tīng)力下降。長(zhǎng)期中等強(qiáng)度振動(dòng)可引起頭、頸、背、下肢的肌肉緊張、疲勞、活動(dòng)能力下降。長(zhǎng)期劇烈振動(dòng)可導(dǎo)致肌肉萎縮、肌張力降低,有時(shí)有局部肌肉痙攣、坐骨神經(jīng)痛以及臀部或會(huì)陰部痛。大幅度振動(dòng)可導(dǎo)致姿勢(shì)不穩(wěn)而引起抓握性防御反射。手和腳的局部振動(dòng)可引起外周血管收縮,甚至全身血流的重新分配。資料表明,長(zhǎng)期使用手動(dòng)振動(dòng)工具可引起掌骨及腕、肘關(guān)節(jié)脫鈣、碎裂和手部肌肉萎縮等振動(dòng)病。振動(dòng)病的產(chǎn)生主要受振動(dòng)頻率的影響,而振動(dòng)加速度則促使振動(dòng)病加速形成。振動(dòng)病損害最嚴(yán)重的部位是手指的血管和神經(jīng),使末梢循環(huán)和運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)障礙,表現(xiàn)為一指或多指指端麻木、僵硬、疼痛、對(duì)寒冷敏感；遇冷時(shí)手指因缺血而發(fā)白,故稱(chēng)白指病。此外,振動(dòng)病也表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能發(fā)生障礙,骨關(guān)節(jié)變形等。振動(dòng)引起的主觀不良效應(yīng)主要是不舒適和煩惱,甚至疼痛,進(jìn)而損害工作效能。人體受振時(shí)的主觀感覺(jué),隨著不同的振動(dòng)參數(shù)而異。坐姿的人,對(duì)1～2Hz的輕度振動(dòng)感覺(jué)輕松和舒適；對(duì)4～8Hz的中度振動(dòng),感覺(jué)十分不適；對(duì)0.2～0.3Hz的振動(dòng)則非常厭惡。2.振動(dòng)對(duì)作業(yè)的影響振動(dòng)通過(guò)知覺(jué)<視覺(jué)、觸覺(jué)和本體感覺(jué)>作用、情緒效應(yīng)或影響操縱動(dòng)作而影響人的工作效能。它對(duì)工效的影響是多方面的。由于人體或目標(biāo)的振動(dòng),使視覺(jué)模糊,造成儀表判讀和精細(xì)的視分辨發(fā)生困難；由于手腳和人機(jī)界面的振動(dòng),使動(dòng)作不協(xié)調(diào),操縱誤差增加；由于全身顛簸,使語(yǔ)言明顯失真或中斷；由于強(qiáng)烈振動(dòng)使中樞機(jī)能水平降低、注意力分散、容易疲勞,從而加劇振動(dòng)的心理?yè)p害。振動(dòng)對(duì)工效的影響程度取決于振動(dòng)環(huán)境條件、個(gè)體響應(yīng)和對(duì)個(gè)體的工作負(fù)荷和要求。短時(shí)間低頻振動(dòng)對(duì)于視覺(jué)和操縱工效的作用有較強(qiáng)的頻率響應(yīng)。在1-10Hz頻段,對(duì)工效的損害閾強(qiáng)度大致是lm/s2。人眼跟蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的能力在1～2Hz開(kāi)始破壞,4Hz時(shí)喪失。垂直振動(dòng)對(duì)視銳度的影響在20～40Hz和60～90Hz最明顯,視覺(jué)工效的變化不僅與振動(dòng)參數(shù)有關(guān)、而且與頭部運(yùn)動(dòng)、觀察距離、目標(biāo)特征以及照明條件等相關(guān)。振動(dòng)引起操縱界面的運(yùn)動(dòng)可使手控工效降低,而身體對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)常在5Hz左右導(dǎo)致最大振動(dòng)。研究表明,振動(dòng)引起的手腳非隨意動(dòng)作干擾著人的主動(dòng)控制動(dòng)作：4～5Hz左右的垂直振動(dòng),操縱誤差最大；1～2Hz的側(cè)向振動(dòng)、跟蹤能力最差。身體的低頻振動(dòng)還可影響無(wú)支撐的手臂動(dòng)作能力、如畫(huà)圖等工作任務(wù)。人體受振動(dòng)時(shí),由于胸腹器官運(yùn)動(dòng)對(duì)呼吸氣流的調(diào)制,使嗓音帶有振動(dòng)頻率的顫抖。隨著振動(dòng)強(qiáng)度的增加,可使語(yǔ)言失真,導(dǎo)致通話困難。低于20Hz,尤其是4～10Hz全身振動(dòng)大于3m/s2時(shí),語(yǔ)言品質(zhì)下降,難以維持一定的清晰度和可懂性。6.3.3振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)人體全身振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)和界限可參閱國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織IS0頒布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631.1-1997《人體全身振動(dòng)暴露的評(píng)價(jià)》和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13442-1992《人體全身振動(dòng)暴露的舒適性降低界限和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則》。《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》是以振動(dòng)強(qiáng)度〔用加速度的有效值表示,為0.1~20m/s2、振動(dòng)頻率〔為1/3倍頻程中心頻率1~80Hz、振動(dòng)方向〔為X、Y、Z3個(gè)方向和人體接受振動(dòng)的時(shí)間〔1min~24h4個(gè)因素的不同組合而制定的。該標(biāo)準(zhǔn)將人體承受的全身振動(dòng)分為以下3種不同的界限：<1>疲勞一效率降低界限疲勞一效率降低弊限主要應(yīng)用于對(duì)拖拉機(jī)、建筑機(jī)械、重型車(chē)輛等振動(dòng)效應(yīng)的評(píng)價(jià),超過(guò)該界限,將引起人的疲勞,導(dǎo)致工作效率下降<圖6.5>。<2>健康界限健康界限相當(dāng)于振動(dòng)的危害閾或極限,超過(guò)該界限,將損害人的健康和安全。它是疲勞效率降低界限的2倍,即它比相應(yīng)的疲勞一效率降低界限的振動(dòng)級(jí)高6dB。<3>舒適性降低界限舒適性降低界限主要應(yīng)用于對(duì)交通工具的舒適性評(píng)價(jià)。超過(guò)該界限,將使人產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)。疲勞一效率降低界限為舒適性降低界限的3.15倍,即它比相應(yīng)的疲勞一效率降低界限的振動(dòng)級(jí)低10dB。人體手部振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)可參閱ISO5349《機(jī)械振動(dòng)——人體接觸手傳振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)指南》。6.3.4改善振動(dòng)環(huán)境的措施振動(dòng)的頻率、振幅和加速度是振動(dòng)作用于人體的主要因素。另外,氣溫<尤其是寒冷>、接振時(shí)間、體位和姿勢(shì)、個(gè)體差異、被加工部件的硬度、沖擊力及緊張因素等均可影響振動(dòng)對(duì)人體的作用?？刹扇∠铝写胧┫驕p小振動(dòng),阻止振動(dòng)的傳播,將振動(dòng)對(duì)人的不良影響和損害降至最小：<1>從生產(chǎn)工藝上控制或消除振動(dòng)源是振動(dòng)控制的最根本措施。〔小字圖6.5中,實(shí)線為垂直振動(dòng)<Z向>疲勞一效率降低界限,虛線為水平振動(dòng)<X.Y向>疲勞一效率降低界限。<2>改進(jìn)振動(dòng)設(shè)備與工具,降低振動(dòng)強(qiáng)度。采用鋼絲彈簧類(lèi)、橡膠類(lèi)、軟木、氈板、空氣彈簧和油壓減振器等多種形式的減振器；或減少手持振動(dòng)工具的重量,以減輕肌肉負(fù)荷和靜力緊張等〔圖6.6圖6.6常見(jiàn)的減振措施<a>減振膠<b>橡膠減振墊<c>阻尼彈簧減振器<d>鋼板彈簧減振器<e>油壓減振器示意圖<f>空氣減振器示意圖<3>增加設(shè)備的阻尼,如采用吸振材料、安裝阻尼器或阻尼環(huán)、附加彈性阻尼材料等,以減輕設(shè)備的振動(dòng)。在地板及設(shè)備地基中采取隔振措施<橡膠減振墊層、軟木減振墊層、玻璃纖維氈減振墊層、復(fù)合式隔振裝置>。對(duì)于可能引起機(jī)械振動(dòng)的陳舊設(shè)備,應(yīng)定期檢查維修或改造。<4>降低設(shè)備減振系統(tǒng)的共振頻率。可通過(guò)減小系統(tǒng)剛性系數(shù)或增加質(zhì)量來(lái)降低共振頻率。例如,對(duì)于風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、泵、空壓機(jī)等,常用增加質(zhì)量的方法來(lái)降低共振頻率。<5>隔離振源。<6>設(shè)計(jì)減震座椅、彈性墊,以緩沖振動(dòng)對(duì)人的影響。<7>采取自動(dòng)化、半自動(dòng)化控制裝置,減少接振。<8>縮短工人暴露于振動(dòng)環(huán)境的時(shí)間。建立合理勞動(dòng)制度,堅(jiān)持工間休息及定期輪換的工作制度,以利于各器官系統(tǒng)功能的恢復(fù)；控制車(chē)間及作業(yè)地點(diǎn)溫度,保持在16℃以上；合理發(fā)放個(gè)人防護(hù)用品,如防振保暖手套等,加強(qiáng)手部的保暖。<9>堅(jiān)持就業(yè)前體檢,凡患有就業(yè)禁忌癥者,不能從事該作業(yè)。加強(qiáng)技術(shù)訓(xùn)練,減少作業(yè)中的靜力作業(yè)成分。定期對(duì)工作人員進(jìn)行體檢,盡早發(fā)現(xiàn)受振動(dòng)損傷的作業(yè)人員,采取適當(dāng)預(yù)防措施及時(shí)治療振動(dòng)病患者。6.4光環(huán)境及其設(shè)計(jì)6.4.1光環(huán)境光度學(xué)與光相關(guān)的常用量有4個(gè)：光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度。1.光通量在單位時(shí)間里通過(guò)某一面積的光能,稱(chēng)為通過(guò)這一面積的輻射能通量。國(guó)際單位制中規(guī)定,光通量的表示符號(hào)是φ,單位為流明<lm>。光通量是人為量,因?yàn)檫@種定義完全是根據(jù)人眼對(duì)光的響應(yīng)而來(lái)的。與輻射功率不同,光通量體現(xiàn)的是人眼感受到的功率,也即人眼對(duì)各種波長(zhǎng)的光的反應(yīng)。例如,一只典型的100W白熾燈發(fā)出的光大約15001m；一只30W的日光燈也可以發(fā)出相同的光通量。在人眼看來(lái),這兩只燈泡的"亮度"是一樣的。眼睛對(duì)各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的輻射能通量相等,在視覺(jué)上并不能產(chǎn)生相同的明亮程度,此感覺(jué)決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對(duì)于人眼最敏感的波長(zhǎng)為555nm的黃綠光,1W的功率全部轉(zhuǎn)換的光為683lm,這是最大的光轉(zhuǎn)換效率,也是定標(biāo)值對(duì)于波長(zhǎng)為650nm的紅色,1W的光僅相當(dāng)于731m,這是因?yàn)槿搜蹖?duì)紅光不敏感的原因；對(duì)于白色光,因?yàn)楹芏嗖煌墓庾V結(jié)構(gòu)的光都是白色的,例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大。常見(jiàn)光源的大致效率：白熾燈為15lm/w,日光燈為50lm/w,太陽(yáng)為94lm/w,白色l.ED為20lm/w。2.發(fā)光強(qiáng)度光源在給定方向的單位立體角<1球面度>中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的發(fā)光強(qiáng)度<光強(qiáng)>,國(guó)際單位是坎德拉<cd>,其他單位有燭光、國(guó)際燭光<從數(shù)量上看,60cd等于58.8國(guó)際燭光,亥夫納燈的1燭光等于0.885國(guó)際燭光或0.919cd>、mcd<1000mcd=lcd>。為表明光強(qiáng)和光通量的關(guān)系,發(fā)光強(qiáng)度為lcd的點(diǎn)光源在單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量為1lm。發(fā)光強(qiáng)度是針對(duì)點(diǎn)光源或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場(chǎng)合而言的。這個(gè)量表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會(huì)聚能力。發(fā)光強(qiáng)度越大,光源看起來(lái)就越亮,同時(shí)在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮。與通常測(cè)量輻射強(qiáng)度或測(cè)量能量強(qiáng)度的單位相比較,發(fā)光強(qiáng)度的定義也考慮了人的視覺(jué)因素和光學(xué)特點(diǎn),是在人的視覺(jué)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。常見(jiàn)光源發(fā)光強(qiáng)度：太陽(yáng)為2.8×1027cd,高亮手電為10000cd,5mm超高亮LED燈為15cd。3.照度照度是表明物體被照明程度的物理量。照射在物體單位表面面積上的光通量稱(chēng)為照度。照度的表示符號(hào)是E,單位為勒克斯<lx>。照度可用照度計(jì)直接測(cè)量。被光均勻照射的物體,在lm2面積上得到的光通量是11m時(shí),它的照度是1lx。照度與照明光源、被照表面及光源在空間的位置有關(guān),大小與光源的光強(qiáng)和光線的人射角的余弦成正比,而與光源至被照物體表面的距離的平方成反比。有時(shí)為了充分利用光源,常在光源上附加一個(gè)反射裝置,使得某些方向能夠得到比較多的光通量,以增加這一方向被照面上的照度。例如攝像、攝影照明燈、手電筒和汽車(chē)前燈等都裝有反光鏡。常見(jiàn)光源的大致照度：晴天的陽(yáng)光直射下為1100001x、晴天時(shí)背陰處為100001x,晴天時(shí)室內(nèi)角落為201x,月夜為0.21x,在40W白熾燈正下方lm處約為301x,在40W熒光燈正下方1.3m處約為901x。一般辦公室要求的照度為100～2001x、閱讀書(shū)刊時(shí)所需的照度為50～60lx；一般學(xué)習(xí)的照度應(yīng)不少于751x。4.亮度亮度是表示發(fā)光面明亮程度的物理量。亮度指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強(qiáng)度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比。亮度以l表示,國(guó)際單位是cd/m2<該單位舊稱(chēng)尼特<nt,1nt=1cd/m2>,公制單位是熙提<sb,1sb=1cd/cm2>。亮度在物理學(xué)上是一個(gè)較復(fù)雜的概念,它是指被照物體單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度。就是說(shuō),光源照在物體上的強(qiáng)弱用照度表示,物體反射光到眼里的強(qiáng)弱用亮度表示。同燈同距照在白紙和黑紙上,照度相同,亮度不同。常見(jiàn)光源的大致亮度：太陽(yáng)表面為2×109cd/m2,陽(yáng)光下的白紙為3×104cd/m2,滿(mǎn)月表面為2500cd/m2；滿(mǎn)月下的白紙為0.07cd/m2,白熾燈燈絲為10×l06cd/m2,日光燈為<5～10>×103cd/m2,黑白電視機(jī)熒光屏為120cd/m2,彩色電視機(jī)熒光屏為80cd/m2。人眼能習(xí)慣的亮度為3000cd/m2,人眼能比較好地分辨出顏色的亮度為1cd/m2。6.4.2光環(huán)境對(duì)作業(yè)者及其作業(yè)的影響1.光環(huán)境對(duì)作業(yè)者的影響合適的照明,能提高人的近視力和遠(yuǎn)視力。因?yàn)樵诹凉庀?瞳孔縮小,視網(wǎng)膜上成像更為清晰,視物清楚；而當(dāng)照明不良時(shí),因反復(fù)努力辨認(rèn),易使視覺(jué)疲勞,工作不能持久。眼睛疲勞可導(dǎo)致眼球干澀、怕光、眼痛、視力模糊、眼充血、出眼屎、流淚等癥狀。視覺(jué)疲勞還會(huì)引起視力下降、眼球發(fā)脹、頭痛以及其他疾病而影響健康。照明還會(huì)影響人的情緒,影響人的一般興奮性和積極性,從而也影響工作效率。一般認(rèn)為,明亮的房間是令人愉快的。在做無(wú)需很大視覺(jué)努力的工作時(shí),改善照明也可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。炫目的光線使人感到不愉快。許多人還喜歡光從左側(cè)投射。2.光環(huán)境對(duì)作業(yè)的影響改善照明,對(duì)提高工作效率有很大影響。適當(dāng)?shù)恼彰骺梢蕴岣吖ぷ鞯乃俣群途_度,從而增加產(chǎn)量,提高質(zhì)量,減少差錯(cuò)。舒適的光線條件,不僅對(duì)手工勞動(dòng),而且對(duì)要求緊張的記憶、邏輯思維的腦力勞動(dòng),都有助于提高工作效率。某些依賴(lài)于視覺(jué)的工作,對(duì)照明提出的要求則更為嚴(yán)格。研究表明,隨著照明增加到臨界水平,工作效率便迅速得到提高；在臨界水平上,工作效率平穩(wěn)；超過(guò)這個(gè)水平,增加照明度對(duì)工作效率影響很小,或根本無(wú)所改善；當(dāng)照度值提高到使人產(chǎn)生眩光時(shí),反而會(huì)降低工作效率。2000lx是較理想的照度,當(dāng)照度提高到5000lx時(shí),因過(guò)分明亮?xí)?dǎo)致滿(mǎn)意程度下降。由于眼睛的調(diào)節(jié)能力隨年齡的增加而下降,因此,年齡增加將導(dǎo)致眼睛調(diào)節(jié)時(shí)間延長(zhǎng)。如果所從事的是視覺(jué)特別緊張的工作,則高齡人的工作效率比青年人更加依賴(lài)于照明。以某些目視作業(yè)為例,如果以20歲的適宜照度為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)40歲的人應(yīng)提高1.5倍,50歲的人提高2.5倍,60歲的人提高7倍。事故的數(shù)量也與工作環(huán)境的照明條件有關(guān)。在適當(dāng)?shù)恼斩认?可以增強(qiáng)眼睛的辨色能力,從而減少識(shí)別物體色彩的錯(cuò)誤率；可以增強(qiáng)物體的輪廓立體視覺(jué),有利于辨認(rèn)物體的高低、深淺、前后、遠(yuǎn)近及相對(duì)位置,使工作失誤率降低,還可以擴(kuò)大視野,防止錯(cuò)誤和J傷事故的發(fā)生。研究表明,做精細(xì)的工作時(shí),眩光在20min之內(nèi)就會(huì)使差錯(cuò)明顯增加,工效顯著降低。6.4.3光環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)已頒布的光環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)包括GB/T13379-1992《視覺(jué)工效學(xué)原則室內(nèi)工作系統(tǒng)照明》、GB/T50033-2001《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50034-2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、CECS45-1992《地下建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、CJJ45-1991《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、JTJ026.1-1999《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》、《博物館照明設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB7793-1987《中小學(xué)校教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等,可作為設(shè)計(jì)時(shí)的依據(jù)。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn),各種不同區(qū)域作業(yè)和活動(dòng)的照度范圍值應(yīng)符合表6.7的規(guī)定。一般采用表中每一照度范圍的中間值。當(dāng)采用高強(qiáng)氣體放電燈作為一般照明時(shí),在經(jīng)常有人工作的場(chǎng)所,其照度值不宜低于50lx。具體場(chǎng)所的光環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)可參考表6.8～表6.18.6.4.4光環(huán)境設(shè)計(jì)1.照明方式工業(yè)企業(yè)的建筑物照明通常采用3種形式,即自然采光、人工照明和二者同時(shí)并用的混合照明<圖6.7>。人工照明按燈光照射范圍和效果,又分為一般照明、局部照明、綜合照明和特殊照明<圖6.8>。照明方式影響照明質(zhì)量,且關(guān)系到投資及費(fèi)用支出。選用何種照明方式與工作性質(zhì)及工作點(diǎn)分布疏密有關(guān)。圖6.7自然采光的建筑法國(guó)巴黎奧賽美術(shù)館<b>中國(guó)國(guó)家游泳中心圖6.8人工照明方式<a>一般照明<b>局部照明<c>綜合照明<d>特殊照明<1>一般照明一般照明,也叫全面照明。它是指不考慮特殊的局部需要,為照亮整個(gè)被照面積而設(shè)置的照明。它適用于對(duì)光線投射方向沒(méi)有特殊要求、工作點(diǎn)較密集、或者作業(yè)時(shí)工作地點(diǎn)不固定的場(chǎng)所。采用這種照明方式,使作業(yè)者的視野亮度一樣,視力條件好,工作時(shí)感到愉快。它的一次投資費(fèi)用較少,但是耗電較多。<2>局部照明局部照明是指為增加某一指定地點(diǎn)的照度而設(shè)置的照明。由于它靠近工作面,可少耗電即獲得較高的照度。但要注意直接眩光和使周?chē)儼档挠绊憽Ｊ褂幂p便移動(dòng)式的照明器具,可以隨時(shí)將其調(diào)整到最有效果的位置。一般對(duì)工作面照度要求不超過(guò)30～40lx時(shí),可不必采用局部照明。<3>綜合照明綜合照明是指工作面上照度由一般照明和局部照明共同構(gòu)成的照明。一般照明與局部照明對(duì)比過(guò)強(qiáng)使人感到不舒適,對(duì)作業(yè)效率有影響,其比例1:5為好。較小的工作場(chǎng)所,一般照明的比例可適當(dāng)提高。綜合照明是一種最經(jīng)濟(jì)的照明方式,常用于要求照度高,或有一定的投光方向,或固定工作點(diǎn)分布較稀疏的場(chǎng)所。<4>特殊照明特殊照明是指應(yīng)用于特殊用途,有特殊效果的各種照明。例如方向照明、透過(guò)照明、不可見(jiàn)光照明、對(duì)微細(xì)對(duì)象檢查照明、運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢查照明、色彩檢查照明、彩色照明等。2.光源選擇作為光源,自然光最理想。因?yàn)樽匀还饷髁寥岷?人眼感到舒適,人們習(xí)慣于太陽(yáng)光譜,而且光譜中的紫外線對(duì)人體生理機(jī)能有良好影響。因此在設(shè)計(jì)照明時(shí),應(yīng)始終考慮最大限度地利用自然采光。但是自然照明受不同時(shí)間、不同季節(jié)和不同條件的影響,因此在作業(yè)環(huán)境內(nèi)常常要用人工光源作補(bǔ)充照明。采用人工照明可使工作場(chǎng)所保持穩(wěn)定光量。人工照明應(yīng)選擇接近自然光的人工光源。在人工照明中熒光燈優(yōu)于白熾燈,因其光譜近似太陽(yáng)光,發(fā)熱量小,發(fā)光效率高,光線柔和,可使視野的照度均勻,且較為經(jīng)濟(jì)。按光源與被照物的關(guān)系,光源可分為直射光源、反射光源及透射光源3種<圖6.9>。直射光源的光線直射在加工物件上,故物件向光部分明亮,背光部分黑暗,照度分布不均。反射光源的光線經(jīng)反射物漫射到工作場(chǎng)所或加工物件表面。透射光源的光線經(jīng)散光的透明材料使光線轉(zhuǎn)為漫射,漫射光線可減輕陰影和眩光,使照度分布均勻。圖6.9光源形式<a>直射光源<b>反射光源<c>透射光源設(shè)計(jì)中還要考慮光源的光色,包括色表和顯色性。色表是光源所呈現(xiàn)的顏色,如熒光燈呈日光色；高壓鈉燈呈全白色。當(dāng)不同光源分別照射到同一種顏色的物體上時(shí),該物體將呈現(xiàn)不同的顏色,這種現(xiàn)象稱(chēng)為光源的顯色性。顯色性通常以顯色指數(shù)<Ra>表示,并把顯色性最好的日光作為標(biāo)準(zhǔn),其顯色指數(shù)定為100,其他光源的顯色指數(shù)均小于l00〔表6.19>。顏色將隨照明條件的不同而變化,