體力工作負荷換算標準

章體力工作負荷

2021/6/271

1人體活動力量和耐力

2體力工作負荷及其測定

3能量消耗及氧耗

4勞動強度

5體力疲勞及其消除主要內容2021/6/272一、人體活動力量

人體力量在人體活動中起到重要的作用，人體用力有一定的限度，力的大小決定于人體的姿勢、著力部位以及力的作用方向。這些為人機系統(tǒng)設計提供依據。

人體力量分為手部力量、腳部力量、背部力量和頸部力量。8.1人體活動力量與耐力人體活動的最基本特征有三個：力量、耐力和能量代謝，三者聯系密切。2021/6/273

1、手部力量

（1）握力握力的大小反映手的用力大小，常用握力大小的測量來挑選操作者或對操作者的用力狀況加以評定。握力大小平均值見表1。8.1人體活動力量與耐力圖1自行車的剎車2021/6/2748.1人體活動力量與耐力閘把施閘力／N相對握力／％減速度說明60100．1g控制下坡速度350700．6g全剎車5001000．8g緊急全剎車

注：g＝9．8m／s22021/6/275（2）手的操縱力坐姿手操縱力規(guī)律：右手力量大于左手；拉力大于推力；向下的力略大于向上的力；向內的力略大于向外的力。8.1人體活動力量與耐力圖2坐姿工作時不同角度的臂力測定2021/6/276立姿手操縱力規(guī)律：手臂的最大拉力產生在肩的下方180°的方位上，手臂的最大推力則產生在肩的上方0°方向上。8.1人體活動力量與耐力圖3立姿操縱時手的拉力與推力

a、最大拉力b、最大推力2021/6/2778.1人體活動力量與耐力圖4立姿彎臂時的力量分布

2021/6/278臥姿手操縱力

下圖不同肘角伸臂的臂力測定及最大臂力值如表1。8.1人體活動力量與耐力圖5臥姿時不同肘角伸臂的臂力測定2021/6/279常見手部操縱動作及其力量極限8.1人體活動力量與耐力圖6常見手部操作動作及其力量極限推薦值（單位9.8N）2021/6/27102、腳部力量一般坐姿時，右腳最大蹬力平均可達2568N,左腳為2362N；膝部伸展角度在130～150°或160～180°之間時，腳蹬力最大。腳力控制器的操縱力最大不應超過264N。操作頻繁的作業(yè)應考慮雙腳交叉作業(yè)。8.1人體活動力量與耐力圖7蹬力較大的腳操縱器作業(yè)2021/6/27118.1人體活動力量與耐力圖8坐姿的蹬力及在各個角度時的壓力比值2021/6/2712二、人體活動的耐力

耐力是人體能夠較長時間保持特定工作水平的能力。人體力量與持續(xù)時間之間存在一種非線性的反比關系。8.1人體活動力量與耐力圖9肌肉力量與持續(xù)時間的關系2021/6/2713一、體力工作負荷定義

體力工作負荷是人體單位時間內承受的體力工作量的大小。對操作者的體力工作負荷的狀況進行準確評定，既能保證工作量，又能防止超負荷工作，是人機系統(tǒng)設計的一項重要任務。

8.2體力工作負荷及其測定2021/6/2714二、體力工作負荷的測定1、生理變化測定通過測定吸氧量、肺通氣量、心率、血壓和肌電圖等生理變化來測定體力工作負荷。2、生化變化測定通過測定人體內乳酸和糖原的變化來測定。3、主觀感受測定通過自認勞累分級量表（RPE）進行評價。8.2體力工作負荷及其測定67891011121314151617181920非常非常輕非常輕比較輕有點重重非常重非常非常重2021/6/2715一、能量代謝基礎代謝－人在基礎條件下（清醒、靜臥、空腹、室溫20°）所必須的能量代謝?；A代謝率是以單位時間、單位體表面積消耗的能量來表示B，KJ/(m2.h)?；A代謝的計算公式基礎代謝量＝基礎代謝率平均值（B）×體表面積（S）×持續(xù)時間（t）＝BSt其中：體表面積（m2

）S＝0.0061×身高（cm）＋0.0128×體重（kg）－0.15298.3能量消耗及氧耗2021/6/2716安靜代謝－作業(yè)或勞動前，僅僅為了保持身體各部分的平衡及某一姿勢條件下的能量代謝。安靜代謝率記為R，R＝1.2B。安靜代謝量=1.2BSt能量代謝量－人體作業(yè)或運動時消耗的總能量,它與勞動強度直接有關。能量代謝量＝安靜代謝量＋作業(yè)代謝量

8.3能量消耗及氧耗2021/6/2717二、能量代謝率

1、相對能量代謝率RMR

“相對代謝率”來消除個體間的差異，記為RMRRMR＝作業(yè)代謝率/基礎代謝率＝（能量代謝率－安靜代謝率）/基礎代謝率用RMR衡量勞動強度比較準確。能量代謝率＝安靜代謝率＋作業(yè)代謝率＝1.2×基礎代謝率＋RMR×基礎代謝率＝基礎代謝率×（1.2＋RMR）

M=(RMR+1.2)B

2、相對能量代謝率資料如表8.3能量消耗及氧耗2021/6/2718三、氧耗（1）氧債及其補償人體作業(yè)開始時，呼吸和循環(huán)系統(tǒng)不能馬上工作，肌肉處于缺氧狀態(tài)。這種氧需與供氧之差為氧債。8.3能量消耗及氧耗圖10氧債及其補償b)氧需超過氧上限a)氧需小于氧上限2021/6/2719（2）氧耗量的測定與計算人體的能耗與氧耗成正比。可以從人體消耗的氧量上反映能量代謝。

“相對代謝率”

RMR可以通過氧耗計算：

RMR＝（作業(yè)耗氧量－安靜耗氧量）/基礎代謝耗氧量作業(yè)時耗氧量可以在作業(yè)中直接測定。通過呼出的氣體的化學成分分析?；A代謝耗氧量可以通過體重、身高計算的體表面積查表8-7得。8.3能量消耗及氧耗2021/6/2720一、勞動強度

勞動強度：作業(yè)者在生產過程中體力消耗及緊張程度。強度不同，能量消耗不同。用能量消耗（相對代謝率）或勞動強度指數作為勞動強度分級的指標。二、國外的勞動強度分級

國外常用標準以能量消耗（相對代謝率）為分級標準。以相對代謝率為分級標準，典型代表是日本能率協(xié)會的標準。

8.4勞動強度2021/6/2721日本勞動強度分級工種示例油漆工、車工木工電焊工勞動強度分級1、手指作業(yè)，精神作業(yè)2、坐位姿勢多變，立位重心不移動3、疲勞屬于精神或姿勢方面電話交換員修理儀表制圖極輕勞動RMR0～1.0作業(yè)特點輕勞動1.0～2.01、手指作業(yè)為主的上肢作業(yè)2、以一定速度長時間連續(xù)作業(yè)3、局部產生疲勞司機修理器具打字員中勞動2.0～4.01、幾乎立位，身體水平移動2、上肢作業(yè)用力3、可持續(xù)幾小時重勞動4.0～7.01、全身作業(yè)為主，全身用力2、全身疲勞,10～20min想休息冶煉工、煉鋼土建工極重勞動7.0以上1、短時間全身用強力快速作業(yè)2、呼吸困難，2～5min想休息伐木工大錘工8.4勞動強度2021/6/27228.4勞動強度以氧耗量、心率等為分級標準，典型代表是國際勞工局1983劃分的標準。勞動強度分級很輕～0.5中等0.5～1.01.0～1.51.5～2.52.0～2.5輕重很重極重2.5～耗氧量/（L/min）～10.510.5～20.920.9～31.431.4～41.941.9～52.3能量消耗（kJ/min）52.3～75～100100～125125～150150～175175～心率/（次/min）37.5～3838～38.538.5～39直腸溫度（℃）39～200～400400～600600～800排汗率（ml/h）800～2021/6/2723三、我國的勞動強度分級

1997年，我國制定按勞動強度指數劃分的《體力勞動強度分級（GB3869-1997）》,該標準以勞動時間率和工作日平均能量代謝為標準制定。

勞動強度指數計算公式I＝T×M×S×W×10I：勞動強度指數T：勞動時間率=工作日內凈作業(yè)時間/工作日總工時M：8小時工作日平均能量代謝率(KJ/min.m2)

S：性別系數，男性為1，女性為1.3

W：體力勞動方式（搬1，扛0.4，推/拉0.05）8.4勞動強度與疲勞2021/6/2724平均能量代謝率M將各工種一個工作日內的各種活動和休息加以歸類，求出各項活動與休息時的能量代謝率，分別乘以相應的累計時間，得出總的能量消耗值，在除以工作日總工時，即得出工作日平均能量代謝率。勞動強度級別勞動強度指數Ⅰ≤15ⅡⅢⅣ15～2020～25

≥25對應勞動輕勞動中勞動重勞動極重勞動8.4勞動強度與疲勞2021/6/2725四、最大能量消耗界限人體的最佳工作負荷：在正常情況下，人體工作8h不產生過度疲勞的最大工作負荷。最佳工作負荷一般以能量消耗界限20.93KJ/min、心率界限（110～115次/min）和吸氧量為最大攝氧量的百分數33％。我國的能量消耗界限，一個工作日（8h）的總能量消耗應為

5860.4～6697.6kJ，最多不能超過8372kJ。德國學者E.A米勒：一般人可以連續(xù)勞動480分鐘，中間不休息的最大能量消耗界限是16.8KJ/min，稱為耐力水平，如果作業(yè)時的能量消耗超出此界限，就要用肌體的能量儲備。作業(yè)后也必須通過休息來補充能量儲備。8.4勞動強度2021/6/2726一、體力疲勞

1、定義

操作者在進行體力作業(yè)過程中，出現勞動機能衰退，作業(yè)能力下降，并伴有疲倦感等自覺癥狀的現象。

2、特點

疲勞不僅是生理反應，而且還包括大量的心理因素、環(huán)境因素等；心理上的某種不適應或不滿會提前加速疲勞的出現。

3、分類

局部疲勞和全身疲勞。8.5體力疲勞及其消除2021/6/2727二、疲勞的產生1、工作過程的四個階段工作適應期最佳工作期疲勞期疲勞過度積累期8.5體力疲勞及其消除2021/6/27282、疲勞產生的原因8.5體力疲勞及其消除圖11疲勞積累容器模型2021/6/2729三、疲勞產生的機理物質積累理論肌肉疲勞主要是肌肉中的ATP、CP含量下降，糖元分解成乳酸，并大量積累在肌肉和血液中，使人的體力衰竭。中樞變化理論作業(yè)過程中，除了ATP、CP濃度和肌糖元含量下降，伴隨血糖的降低，抑制了大腦活動水平，引起大腦興奮性降低。8.5體力疲勞及其消除2021/6/2730四、疲勞測定方法測量疲勞的目的是研究疲勞與勞動產值之間的關系，測定人體對不同緊張水平的反應，以滿足發(fā)展生產和改善勞動條件的需要。1、生化法（檢查作業(yè)者的體內乳酸、蛋白質、血糖的成分）2、工作業(yè)績測定（觀察產品的質量和數量）8.5體力疲勞及其消除2021/6/27318.5體力疲勞及其消除3、生理心理測試法（1）反應時測驗反應時測驗是一種時間測量值，指刺激與反應之間的時間距離，由簡單反應時測量（單一刺激），復雜反應時。

圖12反映時測定儀2021/6/2732（2）心率值測定法（作業(yè)時的平均心率；作業(yè)時的最高心率；作業(yè)結束到心率恢復為安靜時止的恢復時間。）（3）勾銷符號數目測定法（4）膝腱反射機能測定法（5）閃光融合值測定法4、疲勞癥狀調查法該法通過對作業(yè)者本人的主觀感受即自覺癥狀的調查統(tǒng)計，來判斷作業(yè)疲勞程度，見表8-15。8.5體力疲勞及其消除2021/6/2733五、疲勞的一般規(guī)律疲勞可以通過休息恢復疲勞有累積效應疲勞程度與生理周期有關（生理周期機能下降時，人容易疲勞）人對疲勞有一定的適應能力8.5體力疲勞及其消除2021/6/2734六、降低疲勞的途徑1、改善工作條件（1）合理設計工作環(huán)境照明、色彩、噪聲、振動、微氣候的改善。（2）改進設備和工具，提高自動化程度（3）改進工作方法采取合適的工作姿勢采用經濟作業(yè)速度選擇最佳的作業(yè)方法（搬運方法和操作的合理化）8.5體力疲勞及其消除2021/6/27352、合理確定休息時間和休息方式8.5體力疲勞及其消除圖13不同休息制度對工效的影響2021/6/2736（1）休息時間的確定

德國學者E.A米勒：一般人可以連續(xù)勞動480分鐘，中間不休息的最大能量消耗界限是16.75KJ/min，如果作業(yè)時的能量消耗超出此界限，就要用肌體的能量儲備。作業(yè)后也必須通過休息來補充能量儲備。米勒的標準能量儲備為：100.47KJ，如果要避免疲勞積累，則工作加上休息時間的平均能量消耗不能超出16.8KJ/min.8.5體力疲勞及其消除2021/6/2737

按照米勒的標準能量儲備100.47KJ來計算勞動時間：

T＝T勞＋T休休息率：Tr＝T休/T勞實際勞動率：Tw=T勞/T一個周期內，實際勞動時間為100.47kJ能量儲備耗盡的時間，所以：T勞＝100.47/(M-16.75)M為作業(yè)時實際的能耗量。8.5體力疲勞及其消除由總的能量消耗滿足平均能量消耗不超過16.75kJ/min，T勞M=(T勞＋T休)×16.8T休=(M/16.75-1)T勞Tr＝T休/T勞=M/16.8-1Tw=T勞/T=1/(1+T休)2021/6/2738例題能量消耗為25.1KJ/min的作業(yè)，試求實際