人因工程学第四章_1

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第4章 人因系统中的环境因素(一)
• 识记:名词术语;微气候若干条件及相互 关系;声音的物理度量;计权声级;噪声 的危害;振动的影响 • 理解:微气候条件的感受与评价;微气候 条件的改善方法;噪声的评价方法;噪声 控制措施;振动的控制措施; • 能力:噪声强度的计算及噪声对人体影响 程度计算;
第四章
操作误差与有效温度
《高温作业分级》GB/T4200-1997标准
中华人 民共和国国家标 准高温作业分级
4、微气候对人体的影响
• 2)低温环境
低温环境下人的生理反应
接触高温 WBGT指数 /℃ 作业时间 25~ 27~ 29~ 31~ 33~ 35~ 37~ /min 26 28 30 32 34 36 38 ~120 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 121~ 240 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ 241~ 360 Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ 360~ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ
低温与湿度、气流速度的关系
低温环境对人体的影响,不仅取决于温度,还 取决于 湿度、气流速度。在低温高湿条件 下,由于 湿度的 增加,衣服的热 阻降低,使衣服起 不到御寒 作用, 会引起人体肌肉 痛、发炎,神经痛 、神经 炎,腰 痛、风湿痛等各 种疾患。 而随着气流速度增加,人体通过空气对流散热 量增加 ,而且温度越低 ,气流速度影响越 大,有效 温度降低量越大。
39~ 41~ 43~ 40 42 Ⅲ Ⅳ Ⅲ Ⅲ
人体在低于皮温的环境下,皮肤血管收缩,体表温 度降低,使其辐射和对流散热达到最小程度。 当外界温度进一步下降,肌肉会因寒冷而剧烈收 缩抖动,以增加产热量维持体温恒定的现象,称为冷 应激效应。 人体在严重的冷暴露中,皮肤血管处于极度的收 缩状态,流至体表的血流量显著下降或完全停滞。
• 下表是对防空兵某型高 炮作业者在不同环境温度 及持续 时间下装填炮弹 工作中进行精细作业的平 均操作 次数。
实验环境温度 低温持续时 间/min 15℃ ~ 16℃ 12℃ ~ 13℃ 7 ℃~ 8℃ 0 15.12 12.31 11.78 10 14.77 11.16 9.97 20 14.81 9.89 8.53 30 14.67 9.47 7.25 40 14.93 9.52 7.18 50 14.89 9.41 7.85
• 低温导 致神经兴奋性与 传导能力减弱,出现痛觉迟 钝和嗜睡状态,很多人 就是在这种不知不觉的睡眠 中被冻死的。 • 在低温 作业环境下人体 会经历低温适应初期和不能 适应低 温环境的两个阶段: • 在低温适应初期,人体 代谢率增高,心率 加快,心 脏搏出量增加; • 当人体 核心温度降低之后,心率也随之减 慢,心脏 搏出量 减少。这实际上 是人体已经不能适应低温环 境的信号。 • 人体长 期处于低温条件,还会导致循环血 量、白细 胞、血小板减少,血糖 降低,血管痉挛, 营养障碍 等症状 。
• 2)舒适湿度
• (1)40%至60% • (2)舒适相对湿度=188-7.2t
• 例如室温 t=20℃时,湿度H=188-7.2 × 20=44,即44%。
• 3)舒适气流速度
• (1)最佳流动速度0.3-0.4m/s • (2)温度与相对湿度很高时1-2m/s
2、人体对微气候环境的主观感觉
2. 舒适湿度
1、高温作业环境的改善
• 4.1 微气候 • 4.1.1 微气候若干条件及相互关系 • 4.1.2 微气候条件的感受与评价 • 4.1.3 微气候条件的改善 • 4.2 振动和噪声 • 4.2.1 声音与听觉 • 4.2.2 噪声 • 4.2.3 振动
• 1)生产工艺和技术措施 • A.合理设计生产工艺过程:热源的位置设置 • B.合理安排作业负荷:增加休息(DSCN1265.MOV,讨 论:具体有哪些措施?);慢生产节拍 • C.培养职业适应能力:逐渐适应;群体作业 • D.屏蔽热源:铺盖泡沫;屏风;热反射服 • E.增加气流速度:高温高湿时气流速度作用降低 • F.降低湿度:在通风口设置去湿器 • 讨论:1、对于空气质量差的环境,通风方式中抽风与送 风相比,哪个更合适? • 2、标准规定,夏季或冬季自然通风用的进气窗其下端 距地面分别不应高于1.2m ,不低于4m ,为什么?
高温作业环境对工作效率、事故的影响
• 高温环境影响效率,人在27~32℃下工作 ,其肌肉用 力的工 作效率下降,并且促使用力工作的 疲劳加速。 当温度 高达32℃以上时,需要较大注意力 的工作及精 密工作 的效率也开始受 影响。 • 脑力劳动对温度的反应 更敏感,当有效温度达到 29.5℃ 时,脑力劳动的 效率就开始降低, 许多学者的 实验都 表明,有效温度 越高,持续作业的时间越短。 • 事故发 生率与温度有关 ,据研究,意外事故率最低的 温度为20℃左右;温度 高于28℃或降到10℃以下时, 意外事故增加30%。
讨论该日办公室及野外天气的舒适度
• 不适指数DI=0.72(td+tw)+40.6 • 今天白天多云间阴,中午最高温度34℃,早晚最 低温度29℃,西南风2级。 • 注:风速2级相当于3m/s左右;另外该城市的裸 地、草地及灌丛一天湿度变化规律分别如下图 左、中、右所示。 • • • • •
4、微气候对人体的影响
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2、人体对微气候环境的主观感觉
• 1)舒适温度与允许温度
• (1)舒适温度:18至24摄时度(21±3) • (2)允许温度:13至29摄时度
2、人体对微气候环境的主观感觉
不同劳动条件下的舒适温度指标
作业姿势 坐姿 坐姿 站姿 站姿 站姿 作业性质 脑力劳动 轻体力劳动 轻体力劳动 重体力劳动 很重体力劳动 工作举例 办公室、调度台 操纵,肖零件分类 车工、铣工 沉重零件安装 伐木 舒适温度 /℃ 18~24 18~23 17~22 15~21 14~20
• 4、热辐射
• (1)黑球温度计:涂黑薄壁铜球中心有温度计 • (2)湿球黑球温度(WBGT) :综合考虑空气温 度、风速、空气湿度和辐射热四个因素 • 讨论:它适 合测量频繁 变化的温度 吗?
1.人体的热交换与平衡
• 4.1 微气候 • 4.1.1 微气候若干条件及相互关系 • 4.1.2 微气候条件的感受与评价 • 4.1.3 微气候条件的改善 • 4.2 振动和噪声 • 4.2.1 声音与听觉 • 4.2.2 噪声 • 4.2.3 振动 • 人体和环境的热交换 • 身体能量变化S=M±C±R-E
人因系统中的环境因素(一)
微气候若干条件及相互关系
• 4.1 微气候 • 4.1.1 微气候若干条件及相互关系 • 4.1.2 微气候条件的感受与评价 • 4.1.3 微气候条件的改善 • 4.2 振动和噪声 • 4.2.1 声音与听觉 • 4.2.2 噪声 • 4.2.3 振动 • 1、气温
• (1)摄时温标;华氏温标;热力学温标;干球温 度;湿球温度
测定气流速度的仪器
测定室内气流速度一般 用热球微风仪( 测量范围: 0.05-1m/s)。 现在 各种便携式电子(热球)微 风仪、 手持式风向风速仪和智能热风式风 速仪都已 经诞生 ,大大方便了测 试工作。
电子(热球)微风仪
手持式风向风速仪
便携式风速仪
免电力涡轮式自然散热通风器
微气候若干条件及相互关系
舒适的湿度一般为40%-60%。不 同的空气湿度下,人的感觉不同,特 别是在高温、高湿的空气下对人的感 觉和工作效率的消极影响极大。
工作 场所允许 风速
3、微气候的综合评价指标
1)有效温度:图为穿正常 衣服进行 轻劳动时的有效 温度图。例如测得空调大楼 某实验室的干球温度为 30℃,湿球温度为25℃,风 速为0.5m/s;求在该环境 中从事轻劳动的有效温度, 在图上,分别找出干球温度 30℃和湿球温度25℃,通过 连接这两点间虚线与风速为 0.5m/s曲线的交点,即可 求出有效温度26.6℃。
便携式温湿度计
功能以视觉、听觉、电子邮件形式发 出报警信号。
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微气候若干条件及相互关系
• 3、气流速度
• 影响因素:外界风力(风向玫瑰图);风向与建筑 迎风面的角度;作业场所中的热源位置;门、窗、 走道等建筑内部设计 • 讨论:在有热源的工厂车间中,为加强通风,什么 位置的抽风装置(或窗)最有效?
3、微气候的综合评价指标
• 2)新有效温 度 • 相对湿度为 50%的假想封 闭环境中相同 作用的温度。 • 该指标只适用 于着装轻薄, 活动量小,风 速低的环境。
• • • •
3、微气候的综合评价指标
• 3)三球温度指数
(1)气流速度小于1.5m/s WBGT=0.7tw+0.2tg+0.1td (2)气流速度大于1.5m/s WBGT=0.63tw+0.2tg+0.17td
• 4)卡他度
• 由卡他温度表测定,记录从38℃下降到35℃时所需要的时间t • H=F/T,散热条件越好,H值就越大 • F——卡他计常数,mJ/cm2; t——卡他 计液面从38℃降到35℃所需要的时间,秒(s); H——卡他度,mJ/cm2·s。
• 5)不舒适数
• DI=0.72(td+tw)+40.6
智能湿度测量技术的发展
便携式温湿 度计1
单片微机的广泛应用和半导体存 储器件技术的发展促进了智能湿度测 量技术的发展。便携式温湿度计、智 能湿度测量仪和单片微机测湿系统, 都无须人工干预,实时性强,可以处
便携式温湿度ห้องสมุดไป่ตู้计2
理较多的数据;有的还可配多种探头 以适应不同测量要求,实现在线数据 记录、图形记录等;同时,配备报警
3. 舒适的风速
在工作人数不多的房间里,空气 的最佳速度为0.3 m/s;而在拥挤的房 间里为0.4 m/s。室内温度和湿度很高 时,空气流速最好是l~2 m/s。我国采 暖通风和空调设计规范(TJ19-75)中 规定的工作场所风速如表3-2所示。
室内温度湿度基 允许风速 数 /(m/s) 温度/℃ 湿度/% 18 20 22 24 26 40~60 40~60 40~60 40~60 40~60 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5
1)高温环境 (1)核心温度与作业负荷的关系 TR=37.0+0.0019M (2)产量与气温及湿球温度的关系: 温度越高,产量越小,事故率越高
一、高温作业环境对人的影响
定义 : 一般将热源散热量 大于 84kJ/(m2·h)的环境 叫 高温作业环境。 类型 : (1)高温、强热辐射作业,其特点 为气温高, 热辐射 强度大,相对湿度较低; (2)高温、高湿 作业,其特点为气温高、湿度 大,如 果通风不良就会 形成湿热环境; (3)夏季露天作业,如农民劳动、 建筑等露天 作业。
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有效温度对人感觉及工作误差的影响
有 效温度高时,人的 判断力 减退。 如 图所示,当有效 温 度超过32℃时,作业者差 错数增 加,到35℃以上 时,差错数会增加4倍以 上。
体力劳动工效与温度和风速的关系
•若温度过高,体温升高 ,人体汗液大量分泌,致使 矿工全身倦怠,严重时 会导致严重脱水而 中暑晕厥。 •同时人体中枢神经系统受到抑制,注意力 分散,动 作的准确性与协调性降 低,四肢无力,事故的发生机 率增大。
计算:低烧38度时华 氏温度是多少?
• (2)干湿球温度测定 • (3)讨论: 为什么 湿球温度总是比干球 温度低,只有在极端 情况下才持平?
微气候若干条件及相互关系
• 2、湿度
• (1)绝对湿度;相对 湿度;高气湿;低气湿 • (2)相对湿度表的查 找方法 • (3)讨论:怎样根据 湿球温度和干球温度计 算相对湿度?
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允许接触高温的阈值 (WBGT,℃)
劳动强度 劳动/休息(%) 持续劳动 75%劳动,25%休息 50%劳动,50%休息 25%劳动,75%休息 轻 30 30.6 31.4 32.4 中 26.7 28.0 29.4 31.1 重 25.0 25.9 27.9 30.0 • 假设一个新手在WBGT为26摄时度的热负 荷下用货盘装运东西时,消耗400kcal/h的 能量。在这种情况下,该员工可以坚持工 作45分钟,然后休息。至少需要15分钟休 息时间,除非工作强度降低,休息时间才 能相应地缩短。
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低温环境对人体的影响
• 低温环境条件下,首先 影响人体四肢的灵活性,最 常见的 是肢体麻木。特别是影响手的精细运动灵巧 度和双 手的协调动作。 • 手的操作效率和手部皮肤温度及手温有密 切关系。 手的触 觉敏感性的临界皮温是 10℃左右,操作 灵巧 度的临 界皮肤温度是 12~ 16℃之间 ,长时间暴露于 10℃以下, 手的操作效率会 明显降低。
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