职业生理心理与工效学2

劳动时间(min)
B. 以劳动时心率区分
轻中
重
很重 极重
心率 75～ 100～ 125～ 150～ 175～
C. 以毎分耗氧量区分 劳动时毎分耗氧量 (l/min)＝[劳动时及恢复期耗 氧 量 (l/min) － 同 期 內 安 静 时 耗 氧 量 (l/min)]/ 劳 动时间(min)
中等强度作业（氧需<氧上限）：我国工农业生产。 大强度作业（氧需>氧上限） ：爬坡、搬运， 极大强度作业（完全在无氧条件下进行的作业，
循环、呼
吸
举例
搬 运 、 铲 流水线装配、 警 卫 、 监 编程序、语言 发明、解决
砂子
驾驶
控
翻译
问题
注：摘自 Laurig1989 年所著“工效学导论”一书，经作者同意。
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静力和动力作业
静力作业（static work）：也叫静态作业，主要 依靠肌肉等长性收缩（isometric contraction） 来维持一定体位，使机体和四肢关节保持不动所 进行的作业。其特点
氧 速度 能源
产生 ATP 劳动类型
肌肉能量供应系统的一般特性
ATP-CP 系列
乳酸系列
无氧
无氧
非常迅速
迅速
CP，贮量有限
糖原，产生的乳酸
有致疲劳性
很少
有限
任何劳动，包括短 短 期 重 及 很 重 的
暂的极重劳动
劳动
需氧系列 需氧 较慢 糖原，脂肪及蛋 白质，不产生致 疲劳性副产物 几乎不受限制 长期轻及中等 劳动
能耗量[3] (kJ/min) <10.46 10.46～ 20.92～ 31.38～ 41.84～ 52.30～
心率(beats/min)
75～ 100～ 125～ 150～ 175～
[<90 90～ 110～ 130～ 150～]
(<92 92～ 130～ 150～ 165～)
直肠温度(0C)
37.5～ 38.0～ 38.5～ 39.0～
B.乳酸性氧债:
强劳动 氧需>氧上限 特点: (1)偿还时间长，10min—1h (2)恢复期氧用于：氧化乳酸，乳酸合成糖原,
合成 ATP、CP，补充氧
3.能量代谢与劳动强度
只适用于体力劳动为主的作业
A.以毎分劳动时总能量消耗区分 劳动时能量消耗
毎分劳动总能量消耗(kJ/min)=
(未包括恢复期能量消耗量)
脑的氧代谢较其他器官高 即使是最紧张的脑力劳动，全身能消耗
量的增高也不超过基础代谢的10% 葡萄糖是脑细胞活动的最主要能源 脑组织对缺氧缺血非常敏感
B、脑力劳动时机体的调节和适应
脑力劳动常使心率减慢。 特别紧张时，可使心跳加快，血压上升，呼吸
稍加快，脑部充血而四肢和腹腔血液减少。 脑电图和心电图也由所变动，但不能用来衡量
[3]消耗 1 升氧约等于产生 20.92kJ(5kcal)能量。 [4]排汗率系 8 小时工作日的平均数。
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炼钢工人心率（武钢，2002）
心率（次/分） 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95
180
160
140
120
100
80
60
40
高温作业心率
20
低温休息心率
0 18
时间（分钟）
肌肉 1000 (20) 4500 (47) 12500 (71)
皮肤 300 (6) 1500 (15) 1900 (12)
其他
400 (4) 500 (3)
总量 5000
9500
17600
4. 排泄系统 肾脏：尿量可减少50～90%，其成分变动较 大 ， 乳 酸 含 量 可 从 每 小 时 20mg 增 至 100 ～ 1300mg。 汗腺：排汗有调节体温和排泄的双重功能。 体力劳动时汗中乳酸含量增多。
5. 体温：不超过安静时的10C。
二、脑力劳动过程的生理变化与适应
脑力劳动（mental work）： 指凡以脑力活动为主的作业。
特点: 通过感觉器官感受信息，经中枢神经系统加
工处理信息，然后通过多种形式转化和输出信息 。多是非重复性的，互不相同的，几乎没有明显 规律可循。
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信息加工系统
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A、代谢
的特点
力 ， 常 为 地活动，体力 工 信 息 ， 信息，转换为 并 在 一 定
机械作功 此时已不重 有时做出 另种信息并 时候交付
意 义 上 的 要。
反应。 交付出去。 出去。
劳动。
劳 动 任 务 肌 肉 、 肌 肌肉、肌腱、 感 官 （ 肌 感官、脑力 脑力
累 及 的 主 腱、骨骼、 感官
肉）
要器官

2. 作业时氧消耗的动态

氧需（oxygen demand）

劳动1min所需要的氧量。
氧上限（maximum oxygen uptake）

血液在1min内能提供的最大氧量。
氧债（oxygen debt）

氧需和实际供氧之差。
氧债分二种
A.非乳酸性氧债：
轻至中等强度劳动 氧需<氧上限 特点: (1)恢复较快，2-3分钟, 比乳酸氧债快30倍 (2)恢复期氧用于合成ATP、CP，补充氧
劳动的性质和强度。
脑力劳动时血糖一般变化不大或稍增高； 对尿量没有影响，对其成分也影响不大，
仅在极度紧张的脑力劳动时，尿中磷酸盐的 含量才有所增加； 对汗液、体温无明显影响。
脑力劳动的职业卫生
劳动者 劳动工具 工作任务 工作环境 工作组织
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三、劳动负荷的评价
劳动（work）：人为了一定目的而从事 的一切活动。脑力、体力
劳动负荷评价（work load evaluation） 的目的在于把负荷维持在一个适当的水 平，以便有效地完成工作任务又不损害 健康。
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劳动和作业类型
脑力劳动 (Mental work)
体力劳动 (Physical work)
静力作业 (Static work)
动力作业 (Dynamic work)
一升氧氧化葡萄糖可产生6.5 mmol ATP，而氧化 脂肪产生5.6 mmol ATP。
脂肪能源：贮存量约90000-110000 kcal
糖原能源：贮存量约2000 kcal
乳酸系列
C6H12O6
2ATP＋ 2CHCOCOOH 丙酮酸
2CHOHCOOH 乳酸
缺点：需动用大量的葡萄糖，产生的乳酸 有致疲劳作用，故不经济，不能持久。
到40～120 L/min或更高。
肺通气量： 毎分通气量 = 毎分呼吸次数 × 潮气量(l)
正常 6～8 l/min 12～16 0.5(0.3～0.6) 重劳动 60～120 l/min 30～40(60) 2～3
3. 心血管系统

A 心率
毎分心输出量 = 心率 × 毎搏心输出量ml
安静时
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体力劳动时机体的调节与适应
1. 神经系统 当长期在同一劳动环境中从事某一作业劳动
时，通过复合条件反射逐渐形成该项作业的 动力 定型 （ dynamic stereotype ） ， 使 从 事该作业时各器官系统相互配合得更为协调 、反应更迅速、能量较节省，作业更轻松。
2. 呼吸系统
重劳动可达30～40次/分钟，极大强度劳动时可达60 次/分钟。肺通气量也可由安静时的6～8L/min增加
氧需=氧债，<2分钟）：短跑、游泳
用于评价体力劳动强度的指标和分级标准[1]
劳动强度等级[2]
很轻 轻
中等 重
ห้องสมุดไป่ตู้
很重
极重
耗氧量[3](l/min) <0.5 0.5～ 1.0～ 1.5～ 2.0～ 2.5～
[<0.5 0.5～ 1.0～ 1.5～ 2.0～]
(<0.70 0.70～ 0.96～ 1.19～ 1.36～ 1.45～)
反复性操作 (Repetitive work)
高抬举作业 (Over-head work)
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劳动分类
劳动种类 能量性劳动
信息性劳动
(产生和付出体力)
(加工和产生信息)
劳动形式 肌 力 式 劳 感 觉 运 动 式 反 应 式 劳 综合式劳动 创 造 式 劳
动
劳动
动
动
劳 动 任 务 付 出 体 手和臂精确 吸收和加 吸收和加工 产生信息
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小结
糖原 葡萄糖
乳酸 丙酮酸 脂肪酸β 氧化
乙酰辅酶A O2
三羧酸循环
CO 2 + H 2 O
ATP CP
ADP
Cr+P
劳动时即时能量系统、短期能量系統、 长期能量系統供能情况

10” 30” 60” 2’ 4’ 10’ 30’
厌氧系列 % 90 80 70 50 35 15 5
需氧系列 % 10 20 30 50 65 85 95
1.肌肉供血不足，肌肉容易疲劳；
2.能耗水平一般不高，氧需通常<1L/min。
3.作业维持时间短；
4.在作业停止数分钟后，氧消耗不下降反而先升
高再逐渐下降。
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静力作业维持的时间取决于肌肉收缩力占 最大随意收缩力的百分比，不受参与作业 的肌群及性别的影响。
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动力作业 (dynamic work)：即在保持肌张 力不变，等张性(isotonic)收缩情况下，肌 肉交替收缩和舒张，使关节活动来进行的作 业。
3 ～ 5 l / min 70
70
中等至重劳动 15 ～ 25