第九章 作业环境分析与评价

5．光的方向性和扩散性 由于光照射到对象上的方向不同，在对象上产生的阴影、反射状 况和亮度分布也不相同，从而会使人产生满意和不满意两种情况。 (1)满意的状态 对于需要清楚表现出室内人和对象物形态的立体 视觉工作对象，当形成适宜的阴影时，则可改善其可见度。为此， 光不能从几个方向来照射，而几乎是由一个方向照射来实现，而 且当立体的明亮部分同最暗部分的亮度比为3：l时，是形成立体 感的最理想的照明条件。 (2)不满意的状态 当视觉工作对象上产生阴影时，则使对象的亮 度和亮度对比降低。在工作面上产生手或身体的阴影，或者人脸 由逆光照明所形成的阴影，都不能令人满意。如将照明器做成扩 散性的，并在布臵上加以注意，可防止产生这种现象。 6、光源色和墨色性 (1)色温 各种光源都具有固有的颜色，而光源的各种各样固有的 颜色可用色温来表示．研究表明，在不同的照明环境中，照明水 平和反映照明光性质的色温都能影响人的舒适感。在低照度下， 舒适光的色温接近火焰的低色温；在高照度下，舒适的光色是接 近正午阳光或偏蓝的高色温光色。该结论与人长期对自然光和火 焰光的适应性有关。 (2)显色性 由光源所表现的物体色的性质称为光源的显色性．
(1)最舒适区











各项指标最佳，使人在劳动过程中感到满意； (2)舒适区 在正常情况下这种环境使人能够接受，而且不会感 到刺激和疲劳； (3)不舒适区 作业环境的某种条件偏离了舒适指标的正常值， 较长时间处于此种环境下，会使人疲劳或影响工效，因此，需 采取一定的保护措施，以保证正常工作； (4)不能忍受区 若无相应的保护措施，在该环境下人将难以生 存，为了能在该环境下工作，必须采取现代化技术手段(如密 封)，使人与有害的外界环境隔离开来。 最佳方案是创造一种人体舒适而又有 利于工作的环境条件。因此，必须了 解环境条件应当保持在什么样的范围 之内，才能使人感到舒适，而工作效 率又能达到最高。图9-l是根据作业环 境分区的原则，提供了一个决定舒适 程度的环境因素示意图，以直观的方 式表示了不同舒适程度的范围。
（二）人体的热平衡 人体所受的热有两种来源：一种是机体的代谢产热； 另一种是外界环境热量作用于机体。机体通过对流、 传导、辐射、蒸发等途径与外界环境进行热交换，以保 持机体的热平衡。图9—2为人体热平衡状态图。人体的 热平衡并不是一个简单的物理过程，而是在神经系统调 节下的非常复杂的过程。所以，周围热环境各要素虽然 经常在变化，而人体的体温仍能保持稳定．只有当外界 热环境要素发生剧烈变化时，才能对机体产生不良影响。
(2)低温的全身性影响
人在温度不十分低的环境(-1-6℃)中依靠 体温调节系统，可使人体深部温度保持稳定。但是在低温环境中 暴露时间较长，深部体温便会逐渐降低，出现一系列的低温症状。 首先出现的生理反应是呼吸和心率加快，颤抖等现象；接着出现 头痛等不适反应。深部体温降至34 ℃以下时，症状即达到严重的 程度，产生健忘、呐吃和定向障碍；降至30℃时，全身剧痛，意 识模糊，降至27℃以下时，随意运动丧失，瞳孔反射、深部腱反 射和皮肤反射全部消失，人濒临死亡． (3)高温烫伤 高温使皮肤温度达41-44℃时即会感到灼痛，若高温 继续上升，则皮肤基础组织便会受到伤害。高温烫伤在生产中并 不少见，一般常见的以局部烫伤为最多，全身性烫伤见于火灾事 故等。 (4)全身性高温反应 人在高温环境中停留时间较长，体温会渐渐 升高，当局部体温高达38℃，便会产生不舒适反应。人在体力劳 动时主诉可耐受的深部体温(通常以肛温为代表)为38．5～ 38．8℃，高温极端不舒适反应的深部体温临界值为39．1～ 39．4℃。如果温度再升高，即会出现生理危象。全身性高温的主 要症状为：头晕、头痛、胸闷、心悸，视觉障碍(眼花)、恶心、 呕吐、癫病样抽搐等。温度过高还会引起虚脱、肢体强直、大小 便失禁、晕厥、烧伤、昏迷、直至死亡。应该指出的是；人体耐 低温能力比耐高温能力强．当深部体温降至27 C时，经过抢救还 可存活，而当深部体温高到42℃时，则往往引起死亡．
（三）色彩调节
1．色彩的感情效果 利用色彩的感情效果，在工作场所构成一个良好的光色
环境，称为色彩调节。 2．环境色彩的选择 选择的主要原则是： ①狭小的空间，需采用“后退”的活动心理因子(使四 壁“向后”)，用绿蓝色、低饱和度、稍低明度。 ②空旷的空间，需采用“前进”的活动心理因子，用黄 色、高明度、稍高饱和度． ③车间地面，为防止“打瞌睡”、增加活力，用红色、 稍高饱和度。但考虑到避免疲劳，以低明度安定情绪． ④车间天花板，为避免“压抑感”，采用青蓝色。如用 天顶内藏式照明光，由于明度增大，可增加青蓝色饱和 度来进行调节
3．气流 作业环境中的气流除受外界风力的影响外，主要与
作业场所中的热源有关。热源使空气加热而上升， 室外的冷空气从门窗和下部空隙进入室内，造成空 气对流。室内外温差愈大，产生的气流愈大。 4．热辐射 热辐射主要指红外线及一部分可视线而言。太阳及 作业环境中的各种熔炉、开放火焰、熔化的金属等 热源均能产生大量热辐射。红外线不能直接使空气 加热，但可使周围物体加热。当周围物体表面温度 超过人体表面温度时，周围物体表面—则向人体放 散热辐射而使人体受热，称为正辐射。相反，当周 围物体表面温度低于人体表面温度时，人体表面则 向周围物体辐射散热，称为负辐射。负辐射有利于 人体散热，在防暑降温上有一定的意义。
（四）热环境对工作的影响
1．热环境对脑力劳动的影响 2．热环境对体力劳动的影响 低温对人的工作效率的影响，最敏感的是手指的精细操 作。当手部皮肤温度降低至15．5℃以下时，手部操作 灵活性会急剧下降，人手的肌力和肌动感觉能力都会明 显变差，从而引起操作效率的下降 综上所述，过度的冷或热都会影响人的脑力及体力工作 能力。显然，对危及健康的工作热环境，应采取缩短工 作时间和相应的防护措施；对暂无条件改善的工作热环 境，只能牺牲工作效率和增加人体不舒适感；而对新设 计的办公室、工厂之类的工作场所采用热舒适环境设汁 是合理的。对于最佳热舒适温度有3℃偏离—般不影响 工作能力，从对人体最佳激励和经济性考虑，设计时可 根据不同工作性能使温度向最佳温度的某一方向有一定 偏离。
境对降低事故发生率和
保护工作人员的视力和安全有明显 的效果。图9-11(a)是出改善照明 和工作场所的粉刷而减少事故发生 率的统计资料。从中可以看出，仅 改善照明一项，现场事故就减少了 32％，全厂事故减少了16．5％； 如同时改善照明和粉刷，事故的减 少就更为显著。图9-11(b)则说明 良好照明使事故次数、出错件数、 缺勤人数明显减少。
2．天然光照度和采光系数
由于直射阳光变化大，不能用它作为稳定光源，而是把天空




光及其反射光作为天然采光的光源。又因天空光也有相当大 的变化，室内天然光照度也随之变化，所以像人工照明那样 来决定照度标准是困难的。 3．照明的照度与照度分布 照度是照明设计的数量指标。照明的照度按以下系列分级： 2500、1500、1000、750、500、300、200、150、100、75、 50、30、20、10、5、3、2、1、0．5、0．2 lx。 我国的照度标准是以最低照度值作为设计的标准值。标准规 定生产车间工作面上的最低照度值，不得低于规定的数值。 4．亮度分布 为了形成良好的明视和舒适的照明环境，需要有适当的亮度 分布。亮度分布可通过规定室内各表面的适宜的反射系数范 围，以组成适当的照度分布来实现。
（三）热环境对人体的影响
1．热舒适环境 热舒适环境的定义是：人在心理状态上感到满意的热环境。所谓
心理上感到满意就是既不感到冷，又不感到热。影响热舒适环境 有六个主要因素，其中四个与环境有关，即空气的干球温度、空 气中的水蒸汽分压力、空气流速以及室内物体和壁面辐射温度； 另外有两个因素与人有关，即人的新陈代谢和服装。此外，还与 一些次要因素有关，例如大气压力、人的肥胖程度、人的汗腺功 能等 2．过冷、过热环境对人体影响 人体具有较强的恒温控制系统，可适应较大范围的热环境条件。 但是，人处于远远偏离热舒适范围、并可能导致人体恒温控制系 统失调的热环境中，将对人体造成伤害。 (1)低温冻伤 低温对人体的伤害作用最普遍的是冻伤。冻伤的产 生与人在低温环境中暴露时间有关，温度越低，形成冻伤所需的 时间越短．例如，温度为5-8℃时，人体出现冻伤一般需要几天 时间；而在-73℃时，暴露时间只需12s即可造成冻伤．人体易于 发生冻伤的部位是手、足、鼻尖或耳廓等部位。
（二）对光环境的要求
1．设计的基本原则 ①合理的照度平均水平，同一环境中，亮度和照度不应过高或过低， 也不要过 于一致而产生单调感： ②光线的方向和扩散要合理，避免产生干扰阴影，但可保留必要阴影， 使物体有立体感； ③不让光线直接照射眼晴，避免产 生眩光，而应让光源光线照射物体 或物体的附近，只让反射光线进入 眼睛，以防止晃眼； ④光源光色要合理，光源光谱要有 再现各种颜色的特性； ⑤让照明和色相协调，使气氛令人 满意，这称为照明环境设计美的思考； ⑥创造理想的照明环境不能忽视经 济条件的制约，因而必须考虑成本 。依据设计基本原则，实现良好照 明的特性因素如图9-12所示。
第九章 作业环境的分析与评价
一、概述 在人—机—环境系统中，对系统产生影响的一般环 境主要有：热环境、照明、噪声、振动、粉尘以及有毒 物质等。随着人类生产活动领域的扩大，影响系统的还 有失重、超重、异常气压、加速度、电离辐射以及非电 离辐射等特殊环境因素。如果在系统设计的各个阶段， 尽可能排除各种环境因素对人体的不良影响，使人具有 “舒适”的作业环境，不仅有利于保护劳动者的健康与 安全，还有利于最大限度地提高系统的综合效能。因此， 作业环境对系统的影响就成为人机工程学研究中的一个 重要方面。 根据作业环境对人体的影响和人体对环境的适应程度， 可把人的作业环境分为四个区域，即：
二、热环境
（一）影响热环境的要素 影响热环境条件的主要因素有：空气温度、空气湿度、空气流