人因工程学第五章

第5章 人因系统中的环境因素(二)第5章 人因系统中的环境因素（二）• 识记：名词术语；照度、亮度等的计算公 式；色彩的基本特性； • 理解：环境照明设计方法；照明方式及光 源类型的选择；色彩的表示方法；色彩对 人体的影响；空气污染的评价计算及处理 方法； • 能力：照度的计算；照明方案设计；根据 场合进行色彩的选择光谱相对视见函数 讨论：警示牌应采用什么颜色？• 5.1 环境照明与色彩调节 • 5.1.1 环境照明 • 5.1.2 色彩调节 • 5.2 空气污染 • 5.2.1 空气中的污染物来源及危害 • 5.2.2 空气调节 • 5.3 特殊作业环境 • 5.3.1 高、低温作业 • 5.3.2 异常气压 • 5.3.3 非电离辐射与电离辐射• 眼 睛 敏 感 性• 507nm 555nm暗明• 波长1、光的度量• 1）光通量：单位时间内通过某一面积的光辐射 能，单位流明(lm)，用符号∮表示，考虑视觉特性 (幅射通量与视见函数的乘积) • 2）发光强度：单位立体角内的光通量，单位为坎 [德拉]（cd），用I表示 • 3）照度：单位表面面积上的光通量，单位为勒[克 斯]（lx），用E表示。

E=I *cosа/r2 • 4）亮度：对于非点光源，单位面积上的发光强 度，单位为坎[德拉]/米（cd/m2），用L表示1各种环境条件下的照度• 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 50-300讨论：照度的计算• 1、距离点光源2米处的照度为500lx，请问 距离4米处的照度值是多少？ • 2、总结点光源中照度与距离的关系2、环境照明对工作的影响• 1）照明与疲劳• 1，适应范围：10-3至105 lx • 2，照明条件差时，易产生视觉疲劳 • 讨论：什么情况算是照明条件差?• 2）照明与工作效率• 1、照度值过高或过低，不均匀，显色性差使工作 效率降低 • 2、照度与视力的关系（约1800-2000最好）• 3）照明与事故• 适当照明，自然光照明降低事故率照度与桌面颜色对阅读疲劳程度的 影响实验• 1、研究对象 • 大学二、三年级在校学生18名，男、女生各9 名，年龄为21~24岁，身体健康，经光学校正后 视力不低于5.0。

• 2、刺激变量的选择 • 照度和桌面颜色。

选择照度分别为：150、200、 300、400 lx • 选择有、无木材纹理的桌面各占50%；选择深色 和浅色材质桌面各占50%；所选择桌面的颜色的 明度高、中、低分布较为均匀； • 颜色：白、灰、蓝、浅黄、橙红、棕色。

• 3、应变量的确定 • ①作业数量质量法：本实验的阅读作业内容是让 被试者在50 min内进行阅读勾销实验，勾销阅读 材料为随机生成的英文字母，通过阅读量和勾销 的准确度来判断阅读作业者的疲劳程度。

• ②主观感觉法：为反映被试者疲劳的变化过程， 本实验还记录了50 min阅读作业过程中每隔10 min被试者的主观疲劳情况。

2结果用户需求照明设计模型照明设计 安装方式 导线类型 灯具类型 布线方式 照明方式 电气设计 照明用途 计算面积 特别需求 计算高度 特殊环境 地面材料 墙壁材料 天花材料 照度 色温 眩光指数 有功负荷 显色指数 总负荷 电流强度• 工作量最高点是照度300lx时的蓝色桌面； • 准确率最高点为400lx时的蓝色和浅黄色桌 面； • 在照度300lx时浅黄色木材纹理的桌面条件 下作业时，疲劳程度较轻。

光源类型 光源个数照明设计过程实例照度计算法• 利用系数法计算平均照度 平均照度(Eav) = 光源总光通量(N*Ф)*利 用系数*维护系数 / 区域面积(m2) (适用于 室内或体育场的照明计算) • 逐点计算法（point method） • 亦称作point-by-point method；于某点 的总照度等于多个光源照度之和。

平均照度的计算• 办公室长18.2米，宽10.8米，顶棚高2.8米，桌面 高0.85米，采用DiNiT 2X55W 防眩日光灯具数量 33套，每套光通量3000Lm，利用系数0.7，维护 系数0.8，求办公室内平均照度是多少？ • 利用系数的大小，主要有以下几个因素： *灯具的配光曲线; *灯具的光输出比例; *室内的反射率，如天花板、墙壁、工作桌面等;3、环境照明设计• 1）选择适当的照明方式：尽量采用自然光 • A 一般照明 B 局部照明 • C 综合照明 D 特殊照明3• 试根据表5-7（P157）计算所需要的照度并选择照明 方式： • 有各个年龄段的工人在一间反射率只有35%的车间进 行玩具装配操作。

装配精度为0.7mm。

• • • • • • 减一 <40 >70% 不重要 不需要 很短 0 加一 40-55 >55 30-70% <30% 重要 极其重要 需要 特别需要 一般 长时间• 2）光源选择• 显色指数：白炽灯97，日光色荧光灯75-94； • 色温：3300-5000为中间，低于为暖，高于为 冷； • 照度较低则色温应较低；反之亦然 • 讨论：每天日光的色温如何变化？ • 如果室内光线强，装修应采用什么颜色？光线暗 呢？（表5-4，P156）年龄 反射率 速度和精度 安全注意 持续时间• 3）光的稳定性和均匀性• A 照度均匀：极值与平均照度之差不超过平均值的1/3• B 亮度分布：目标、工作面、环境亮度比5：2：13、环境照明设计• 4）避免眩光：• • • • • 直射眩光，反射眩光，对比眩光 A 限制光源亮度：用透明或半透明材料遮挡 B 合理布置光源：安装高度 C 使光线转为散射 D 使反射光不处于视线内；或通过选择材质和涂 色来降低反射系数 • (思考:为什么天花板的反射率应在80%以上,而墙 的反射率应在50%-70%) • E 适当提高环境亮度，以减少亮度对比苏伊士运河的保卫天然采光优点：天然光线，不仅因为它的照度和光 谱性质，对人的视觉和健康有利，而 且由于它和室外自然景色联系在一 起，它还可以提供人们所关心的气候 状态，提供三维形体的空间定时、定 向和其他动态变化的信息。

4讨论1、天然采光主要考虑那些因素?有什么不足？ 怎么解决？• 5.1 环境照明与色彩调节 • 5.1.1 环境照明 • 5.1.2 色彩调节 • 5.2 空气污染 • 5.2.1 空气中的污染物来源及危害 • 5.2.2 空气调节 • 5.3 特殊作业环境 • 5.3.1 高、低温作业 • 5.3.2 异常气压 • 5.3.3 非电离辐射与电离辐射1、色彩的基本概念• 1）色彩的基本特性 • A 色调：物体辐射或反射的主导波长的色彩视觉。

也 称色相； • B 饱和度：主导波长的狭窄程度，越窄色调越纯正。

也称纯度 、艳度、彩度、鲜度 • C 明度 ：色调的亮度特性。

任何一种色相如调入白 色，都会提高明度。

2）色彩的混合• A 色光混合：任何色彩都可以由红、绿、蓝混合 得到2）色彩的混合• B 色光混合规律：补色律，中间色律，替代律， 明度相加律讨论：我们看到的 黄光是不是都是绿 光和红光混合成 的，其实并不存在 黄光色相？橙混色定律——亨贺尔滋提出的两色光混合情况表白5n不同强度色光相加得到不同混合色光C 颜料混合• （P163）遵循相减混合色法则，颜料三基色是 黄、品红、青，分别是色光三基色的补色 • 讨论：纯色加黑、纯色加白后色调、饱和度、明 度如何变化？三原色说• 任何颜色都能由三种波长的纯光混合而产生。

人 具有三种不同形态的锥体细胞,它们分别对红、 绿、蓝三种原色最敏感。

以不同比例混合这三种 原色,可以产生各种不同颜色。

• 生理学家用显微镜观察已发现了三种锥体细胞。

但三原色说对于有些视觉现象还不能做出很好的 解释。

例如视觉后像：试注视左中心的黑色圆点 一分钟,然后转移到右图中心的黑点处拮抗理论(简称四色说)• 人眼对光反应的视觉基本单元是成对组织的,有红 和绿、黄和蓝四种原色,加上黑与白共成三对。

• 每一对的两个要素作用相反,具有拮抗作用,表现是 当其中一个停止作用后,另一个就激活。

所以先看 红色,后像就是绿色。

• 讨论： • 为什么蓝光和黄光混合得到白光？ • 为什么色盲常是成对出现(即红-绿色盲或蓝-黄色 盲) ？光谱波长与色调波长/nm 620-780 590-620 560-590 530-560 500-530 470-500 430-470 380-430 色调 红 橙 黄 黄绿 绿 青 蓝 紫• • • •讨论： 1、为什么早上太阳是红色的，天是蓝的； 2、为什么选择红、绿、蓝作为三基色； 3、品红的主导波长是多少？63）色彩表示法:孟塞尔表色系统• 中央轴代表无 彩色黑白系列 中性色的明度 等级，黑色在 底部，白色在 顶部，称为孟 塞尔明度值。

它将理想白色 定为10，将理 想黑色定为 0。

孟塞尔明 度值由0-10， 共分为11个在 视觉上等距离 的等级。

类似色<30度同种色<15度邻近 色 <60对比 色 <120 分离补色 (补色旁)• • • • • • • • • • • • •5种原色： 红（R）、 黄（Y）、 绿（G）、 蓝（B）、 紫（P） 和5种间色： 黄红（YR）、 绿黄（GY）、 蓝绿（BG）、 紫蓝（PB）、 红紫（RP）。

在上述10种主 要色的基础上 再细分为40种 颜色，全图册 包括40种色相 样品孟 塞 尔 色 环 的 精 确 表 示补色=180度10色调与明度、饱和度的关系• 颜色立体 5Y和5PB 两种色相 的垂直剖 面。

当明 度值为9 时，黄色 的彩度最 大，该色 用表示为 • 5Y9/14864207明度值为5的水平剖面• 红色 的明 度为4 时可 以达 到最 大纯 度为 14• 在明度值 为5的条 件下： • 红色的彩 度最大； • 黄色、蓝 色、青绿 色的彩度 最小。

52、色彩对人的影响• • • • •色相的心理效应色相 心 理 效 应红 橙 黄 绿 青 紫 白 灰 黑 激情、热烈、喜悦、吉庆、革命、愤怒、焦灼 活泼、欢喜、爽朗、温和、浪曼、成熟、丰收 愉快、健康、明朗、轻快、希望、明快、光明 安静、新鲜、安全、和平、年轻 沉静、冷静、冷漠、孤独、空旷 庄严、不安、神秘、严肃、高贵 纯洁、朴素、纯粹、清爽、冷酷 平凡、中性、沉着、抑郁 黑暗、肃穆、阴森、忧郁、严峻、不安、压迫1）色彩对生理的影响 1，刺激：红色，饱和度高的色 2，抑制：蓝色 3，易疲劳：蓝色，紫色，红色，橙色 4，醒目：黄绿色及黄色（且不易疲劳），橙色各种色彩属性的心理效应属性 取值明调解释含白成分心理效应明快、纯洁、空虚、贫乏、 清爽、典雅 浑厚、饱满、充实、稳定色彩的 温度感明度 中间调 平均明度暗调含黑成分忧郁、肃穆、安全、低沉、 夜晚、神秘彩度 高艳度 低艳度鲜艳、清澈、明亮、隐约 沉闷、朴实、黑暗、抽象8色彩的 距离感色彩的 尺度感讨论: 1、如何加强空间与层 次感？ 2、为什么树木近时显 绿，远点显蓝，再远显 蓝紫，而且灰？ 3、为什么冷色显远， 暖色显近?色彩的 重量感色彩的 软硬感讨论: 如果工人抱怨搬 运的东西太重,除 了减少货物重量 外,还能怎么做? 如何加强动感的 印象？色彩的 兴奋与 平静感色彩的 活泼与 忧郁感兴奋与平静感 色相与纯度有 关活泼与忧郁感与 色相与明度有关9色彩的 华丽与 朴素感色彩的 味觉华丽与朴素感与纯 度、明度及其差别 搭配有关色彩的 味觉色彩的 音感色彩的 音感色彩的 季节感春季色10夏天色彩的 季节感秋天色彩的 季节感基于色相 的配色关 系适当地搭配 好补色可以 突出显示颜 色，并给人 变化感、轻 快觉； 适当地搭配 好类似色 相，可以获 得整齐宁静 的效果。