人机作业环境

1 页人 机 作 业 环 境一 、 光 环 境（ 一 ） 光 的 度 量1. 光 通 量光 通 量 是 最 基 本 的 光 度 量 ， 它 可 定 义 为 单 位 时 间 内 通 过 的 光 量 ， 是 用 国 际 照 明 组 织 规 定 的标 准 人 眼 视 觉 特 性 (光 谱 光 效 率 函 数 )来 评 价 的 辐 射 通 量 ， 单 位 为 流 明 (1m)。 利 用 光 电 管 可测 量 光 通 量 。2.发 光 强 度发 光 强 度 简 称 光 强 ， 是 指 光 源 发 出 并 包 含 在 给 定 方 向 上 单 位 立 体 角 内 的 光 通 量 ， 常 用 来 描述 点 光 源 的 发 光 特 性 。 光 强 与 光 通 量 之 间 的 关 系 由 下 式 表 示 ：I=/ (117)式 中 I光 强 ， 单 位 为 坎 德 拉 ， cd；光 通 量 ， Lm；立 体 角 ， 球 向 度 ， Sr。3.亮 度指 发 光 面 在 指 定 方 向 的 发 光 强 度 与 发 光 面 在 垂 直 于 所 取 方 向 的 平 面 上 的 投 影 面 积 之 比 ， 亮度 的 单 位 为 坎 德 拉 每 平 方 米 (cd m2)， 亮 度 的 定 义 式 为 ：L=I/Scos (118)式 中 L亮 度 ， cd m。 ；S发 光 面 面 积 ， m。 ；I一 取 定 方 向 光 强 , cd； 取 定 方 向 与 发 光 面 法 线 方 向 的 夹 角 。亮 度 表 示 发 光 面 的 明 亮 程 度 。 如 果 在 取 定 方 向 上 的 发 光 强 度 越 大 ， 而 在 该 方 向 看 到 的 发 光面 积 越 小 ， 则 看 到 的 明 亮 程 度 越 高 ， 即 亮 度 越 大 。 这 里 的 发 光 面 可 以 是 直 接 辐 射 的 面 光 源 ， 也可 以 是 被 光 照 射 的 反 射 面 或 透 射 面 。 亮 度 可 用 亮 度 计 直 接 测 量 。4 照 度照 度 是 被 照 面 单 位 面 积 上 所 接 受 的 光 通 量 。 单 位 为 勒 克 司 (lx)。 照 度 的 定 义 式 为 ：E=Q/S (1-19)式 中 E一 照 度 ， lx；Q光 通 量 ， 1m；S一 受 照 物 体 表 面 面 积 ， m。 。测 定 工 作 场 所 的 照 度 ， 可 以 使 用 光 电 池 照 度 计 。 工 作 场 所 内 部 空 间 的 照 度 受 人 工 照 明 、 自2 页然 采 光 以 及 设 备 布 置 、 反 射 系 数 等 多 方 面 因 素 的 影 响 ， 因 此 应 该 考 虑 选 择 什 么 地 方 作 为 测 定 位置 。 一 般 站 立 工 作 的 场 所 取 地 面 上 方 85cm， 坐 位 工 作 时 取 40cm处 进 行 测 定 。(二 )照 明 对 作 业 的 影 响1照 明 与 疲 劳合 适 的 照 明 ， 能 提 高 近 视 力 和 远 视 力 。 时 为 在 亮 光 下 ， 瞳 孔 缩 小 ， 视 网 膜 上 成 像 更 为 清 晰 ，视 物 清 楚 。 当 照 明 不 良 时 ， 因 反 复 努 力 辨 认 。 易 使 视 觉 疲 劳 ， 工 作 不 能 持 久 。 眼 睛 ， 疲 劳 的 自觉 症 状 有 ： 眼 球 干 涩 、 怕 光 、 眼 病 、 视 力 模 糊 、 眼 充 血 、 出 眼 屎 、 流 泪 等 。 视 觉 疲 劳 还会 引 起 视 力 下 降 、 眼 球 发 胀 、 头 痛 以 及 其 他 疾 病 而 影 响 健 康 ， 并 会 引 起 工 作 失 误 和 i逝 成工 伤 。 视 觉 疲 劳 可 通 过 闪 光 融 合 频 率 和 反 应 时 间 等 方 法 来 测 定 。2 照 明 与 事 故事 故 的 数 量 与 工 作 环 境 的 照 明 条 件 有 密 切 的 关 系 。 事 故 统 计 资 料 表 明 ， 事 故 产 生 的 原 因 虽然 是 多 方 面 的 ， 但 照 度 不 足 则 是 重 要 的 影 响 因 素 。 如 美 国 研 究 者 对 某 企 业 因 照 明 不 良 引 起 事 故的 调 查 表 明 ， 该 企 业 照 明 条 件 差 而 事 故 频 繁 发 生 ， 改 善 了 照 明 条 件 后 事 故 率 减 少 了16.5 。视 觉 疲 劳 是 产 生 事 故 和 影 响 工 效 的 主 要 原 因 。 人 眼 在 亮 度 对 比 过 大 或 物 体 及 其 周 围 背 景 发出 刺 目 和 耀 眼 光 线 时 ， 即 在 眩 光 状 况 下 ， 会 因 瞳 孔 缩 小 而 降 低 视 网 膜 上 的 照 度 ， 并 在 大 脑 皮 层细 胞 间 产 生 相 互 作 用 ， 使 视 觉 模 糊 。 眩 光 在 眼 球 介 质 内 散 射 ， 也 会 减 弱 物 体 与 背 景 间 的 对 比 ，造 成 不 舒 适 的 视 觉 条 件 ， 进 而 导 致 视 觉 疲 劳 。二 、 色 彩 环 境(一 )颜 色 的 特 性颜 色 的 特 性 颜 色 具 有 色 调 、 明 度 、 彩 度 三 个 基 本 特 性 。1. 色 调 。 色 调 是 指 颜 色 所 具 有 的 搜 此 相 互 区 别 的 特 性 ， 即 色 彩 的 相 貌 ， 是 物 体 颜 色 在 质 方面 的 特 征 。 人 眼 能 分 辨 出 大 约 160种 色 调 。2 明 度 。 明 度 指 颜 色 的 明 暗 程 度 ， 藉 此 区 别 颜 色 的 明 暗 与 深 浅 ， 是 物 体 颜 色 在 量 方 面 的 特征 。 这 种 感 觉 由 于 光 线 强 度 不 同 而 引 起 视 觉 对 反 射 光 的 反 应 程 度 也 不 同 。 白 色 明 度 大 ， 纯 白 色反 射 100 的 光 ； 黑 色 明 度 小 ， 纯 黑 色 反 射 0 的 光 。 各 种 染 料 ， 加 入 白 色 ， 可 提 高 明 度 ； 加入 黑 色 可 降 低 明 度 。3 彩 度 。 彩 度 也 叫 饱 和 度 、 纯 洁 鹰 ， 是 指 颜 色 的 鲜 明 程 度 。 波 长 越 单 一 ， 颜 色 也 就 越 纯 和 、越 鲜 艳 。 光 的 颜 色 完 全 饱 和 很 少 见 到 ， 只 有 纯 光 谱 的 各 种 颜 色 彩 度 最 大 。黑 、 白 、 灰 是 由 许 多 不 同 波 长 的 光 混 合 而 成 ， 彩 度 最 小 。 当 某 一 色 调 浓 度 已 达 饱 和 状 态 ，却 无 白 色 、 灰 色 或 黑 色 混 入 ， 则 呈 纯 色 (正 色 )； 若 混 入 白 色 ， 则 呈 未 饱 和 色 ； 若 混 入 黑 色 、灰 色 ， 则 呈 过 饱 和 色 。 颜 色 的 三 个 特 性 中 ， 只 要 其 一 发 生 变 化 ， 颜 色 即 起 变 化 。3 页倘 若 两 个 颜 色 的 三 个 特 性 相 同 ， 在 视 觉 上 将 会 产 生 同 样 的 色 彩 感 觉 。(二 )色 彩 对 人 的 影 响色 彩 可 以 引 起 人 的 情 绪 性 反 应 ， 也 影 响 人 的 行 为 。 产 生 这 种 反 应 的 原 因 ， 一 是 人 的 先 天 因素 ； 二 是 人 体 过 去 经 验 的 潜 意 识 作 用 。1 色 彩 对 生 理 的 影 响色 彩 的 生 理 作 用 主 要 表 现 在 对 视 觉 疲 劳 的 影 响 。 由 于 人 眼 对 明 度 和 彩 度 的 分 辨 力 差 ， 在 选择 色 彩 对 比 时 ， 常 以 色 调 对 比 为 主 。 对 引 起 眼 睛 疲 劳 而 言 ， 蓝 、 紫 色 最 甚 ， 红 、 橙 色 次 之 ， 黄绿 、 绿 、 绿 蓝 等 色 调 不 易 引 起 视 觉 疲 劳 且 认 读 速 度 快 、 准 确 度 高 。 色 彩 对 人 体 其 他 机 能 和 生 理过 程 也 有 影 响 。 例 如 ， 红 色 色 调 会 使 人 的 各 种 器 官 机 能 兴 奋 和 不 稳 定 ， 有 促 使 血 压 升 高 及 脉 搏加 快 的 作 用 ； 而 蓝 色 色 调 则 会 抑 制 各 种 器 官 的 兴 奋 使 机 能 稳 定 ， 起 降 低 血 压 及 减 缓 脉 搏 的 作 用 。2 色 彩 对 心 理 的 影 响人 类 在 漫 长 的 生 活 实 践 中 获 得 和 形 成 了 大 量 有 关 色 彩 的 感 受 和 联 想 ， 并 赋 予 不 同 的 情 感 和象 征 。 它 们 虽 因 人 的 年 龄 、 性 别 、 经 历 、 民 族 和 习 惯 等 有 所 差 异 ， 但 共 同 的 社 会 条 件 和 生 活 环境 也 必 然 使 其 具 有 一 般 的 共 性 。 在 色 视 觉 传 达 设 计 中 ， 应 根 据 一 般 人 对 色 彩 感 知 的 感 情 效 果 去选 择 和 运 用 色 彩 。 色 彩 感 情 主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 。(1)色 彩 的 冷 暖 感 。 色 彩 本 身 没 有 冷 暖 的 性 质 ， 但 由 于 人 们 从 自 然 现 象 中 得 到 的 启 迪 和 联 想 ，便 对 色 彩 产 生 了 “冷 ”与 “暖 ”的 感 觉 。 如 对 红 、 橙 、 黄 系 列 的 颜 色 感 觉 温 暖 ， 称 它 们 为 暖色 ； 对 蓝 、 绿 、 紫 系 列 的 颜 色 感 觉 寒 冷 ， 称 它 们 为 冷 色 。(2)色 彩 的 轻 重 感 。 色 彩 的 轻 重 感 主 要 取 决 于 颜 色 的 明 度 ， 明 度 高 的 色 (浅 色 )显得 轻 ， 而 明 度 低 的 色 (深 色 )则 感 觉 重 。 色 视 觉 传 达 设 计 中 可 利 用 色 彩 的 轻 重 感 来 达 到 视 觉平 衡 与 稳 定 的 需 要 ， 也 可 用 来 表 现 性 格 的 需 要 ， 如 轻 飘 、 庄 重 等 。(3)色 彩 的 尺 度 感 。 色 彩 在 人 的 色 视 过 程 中 ， 由 于 生 理 上 的 原 因 ， 明 度 高 的 色 和 瞪 色 有 扩 散作 用 ， 使 物 像 轮 廓 给 人 以 胀 大 的 感 觉 ； 而 明 度 低 盼 色 和 冷 色 有 内 聚 作 用 ， 使 物 像 轮 廓 给 人 以 缩小 的 感 觉 。 这 种 色 彩 轮 廓 胀 缩 的 感 觉 是 通 过 色 彩 的 对 比 作 用 显 示 出 来 的 。(4)色 彩 的 距 离 感 。 不 同 颜 色 在 不 同 背 景 对 比 作 用 下 ， 可 使 人 对 色 彩 的 感 觉 产 生 距 离 上 的 变化 ， 造 成 人 对 物 体 有 进 、 退 、 凸 、 凹 、 远 、 近 的 不 同 感 受 。 一 般 情 况 下 高 明 度 和 暖 色 系 的 颜 色具 有 前 进 、 凸 出 、 接 近 的 感 觉 ， 而 低 明 度 和 冷 色 系 颜 色 有 后 退 、 凹 陷 、 远 离 的 感 觉 。 但 这 种 关系 并 不 绝 对 ， 视 其 背 景 的 变 化 而 变 化 。 一 般 主 体 色 与 背 景 色 明 度 对 比 大 时 有 进 的 感 觉 ， 反 之 则有 退 的 感 觉 ； 主 体 色 与 背 景 色 色 相 相 近 时 有 退 的 感 觉 ， 反 之 则 有 进 的 感 觉 。(5)色 彩 的 软 硬 感 。 物 体 的 质 地 是 通 过 表 面 的 色 彩 和 表 面 的 组 织 构 造 来 表 现 的 ， 因 此 ， 色 彩与 物 体 质 地 表 现 的 软 硬 密 切 相 关 ， 有 的 色 给 人 以 柔 软 感 ， 有 的 色 给 人 以 坚 固 感 。 色 彩 的 软 硬 感取 决 于 色 彩 的 明 度 和 纯 度 ， 明 色 感 软 ， 暗 色 感 硬 ； 中 等 纯 度 的 色 感 较 高 纯 度 或 低 纯 度 色 感 硬 ；4 页黑 与 白 是 坚 固 色 ， 灰 色 是 乘 软 色 。 。(6)色 彩 的 情 绪 感 。 色 彩 不 仅 会 使 人 产 生 冷 暖 、 轻 重 、 距 离 、 尺 度 等 物 理 感 受 ， 而 且 能 引 起人 的 情 绪 的 变 化 。 不 同 的 颜 色 对 人 体 产 生 的 影 响 不 同 ， 悦 目 的 色 彩 对 神 经 系 统 会 产 生 良 好 的 刺激 ， 使 人 保 持 朝 气 蓬 勃 的 精 神 状 态 反 之 ， 杂 乱 而 刺 目 的 色 彩 会 损 伤 人 的 健 康 和 正 常 的 心 理情 绪 。 因 此 ， 在 色 视 觉 传 达 设 计 中 ， 要 合 理 地 应 用 色 彩 的 情 绪 感 ， 营 造 适 应 人 的 情 绪 要 求 的 色彩 气 氛 。三 、 微 气 候 环 境(一 )构 成 微 气 候 的 要 素 及 相 互 联 系1 空 气 温 度空 气 温 度 是 评 价 热 环 境 的 主 要 指 标 ， 它 分 为 舒 适 温 度 和 允 许 温 度 。舒 适 温 度 是 指 人 的 主 观 感 觉 舒 适 的 温 度 或 指 人 体 生 理 上 的 适 宜 温 度 。 常 用 的 是 以 人 主 观 感觉 到 舒 适 的 温 度 作 为 舒 适 温 度 。 生 理 学 上 对 舒 适 温 度 规 定 为 ， 人 坐 着 休 息 、 穿 薄 衣 、 无 强 迫 热对 流 ， 在 通 常 地 球 引 力 和 海 平 面 的 气 压 条 件 下 ， 未 经 热 习 服 (也 称 为 热 适 应 ， 指 人 长 期 在 高温 下 生 活 和 T作 ， 相 应 习 惯 热 环 境 )的 人 所 感 到 的 舒 适 温 度 。 按 照 这 一 规 定 ， 舒 适 温 度 应 在(213) 范 围 内 。允 许 温 度 通 常 是 指 基 本 上 不 影 响 人 的 工 作 效 率 、 身 心 健 康 和 安 全 的 温 度 范 围 。 其 温 度 范 围一 般 是 舒 适 温 度 (35) 。 对 人 的 工 作 效 率 有 影 响 的 低 温 ， 通 常 是 在 10 以 下 。低 温 对 人 体 最 普 遍 的 伤 害 是 冻 伤 。 除 此 之 外 ， 人 体 还 会 出 现 一 系 列 的 低 温 症 状 。 首 先 出 现的 是 心 跳 加 快 、 颤 抖 等 现 象 ， 接 着 出 现 头 痛 等 不 适 反 应 。 当 人 体 的 深 部 温 度 降 到 27 以 下时 ， 人 即 濒 临 死 亡 。 在 低 温 下 工 作 所 消 耗 的 体 力 ， 通 常 比 在 常 温 环 境 下 要 高 。 工 作 效 率 在 人 体不 能 保 持 体 温 时 才 起 变 化 。 低 温 对 人 的 工 作 效 率 的 影 响 最 敏 感 的 是 手 指 的 精 细 操 作 。2空 气 湿 度空 气 的 干 湿 程 度 即 空 气 湿 度 。 湿 度 有 绝 对 湿 度 和 相 对 湿 度 两 种 。 作 业 环 境 的 温 度 通 常 采 用相 对 湿 度 来 表 示 。 相 对 湿 度 在 80 以 上 称 为 高 气 湿 ， 低 于 30 称 为 低 气 湿 。 空 气 相 对 湿 度对 人 体 的 热 平 衡 和 温 热 感 有 重 大 作 用 ， 特 别 是 在 高 温 或 低 温 的 条 件 下 ， 高 气 湿 对 人 体 的 作 用 就更 明 显 。 高 温 高 湿 时 ， 人 体 散 热 更 加 困 难 ； 低 温 高 湿 下 人 会 感 到 更 加 阴 冷 。 一 般 情 况 下 ， 相 对湿 度 在 30 一 70 时 感 到 舒 适 。3气 流 速 度气 流 主 要 是 在 温 度 差 形 成 的 热 压 力 作 用 下 产 生 的 。 气 流 速 度 通 常 以 米 每 秒 表 示 。 据 测 定 ，在 室 外 的 舒 适 温 度 范 围 内 ， 一 般 气 流 速 度 为 0.15 m s时 ， 人 即 可 感 到 空 气 新 鲜 。 在 室 内 。即 使 温 度 适 宜 ， 由 于 空 气 流 动 速 度 小 ， 也 会 有 沉 闷 感 。4热 辐 射5 页热 辐 射 包 括 太 阳 辐 射 和 人 体 与 其 周 围 环 境 之 间 的 辐 射 。 任 何 两 种 不 同 温 度 的 物 体 之 间 都 有热 辐 射 存 在 ， 它 不 受 空 气 影 响 ， 直 至 两 物 体 的 温 度 相 平 衡 为 止 。 当 物 体 温 度 高 于 人 体 皮 肤 温 度时 ， 热 量 从 物 体 向 人 体 辐 射 而 使 人 体 受 热 ， 称 为 正 辐 射 ； 相 反 。 热 量 从 人 体 向 物 体 辐 射 时 ， 称为 负 辐 射 。 人 体 对 负 辐 射 不 很 敏 感 ， 往 往 一 时 感 觉 不 到 ， 会 因 负 辐 射 散 失 大 量 热 量 而 受 凉 。 但负 辐 射 有 利 于 人 体 散 热 ， 在 防 暑 降 温 上 有 一 定 意 义 。温 度 、 湿 度 、 风 速 和 热 辐 射 对 人 体 的 影 响 有 时 可 以 相 互 替 代 ， 某 一 条 件 的 变 化 对 人 体 的 影响 ， 可 由 另 一 条 件 的 变 化 所 补 偿 。 例 如 ， 人 体 受 热 辐 射 所 获 得 的 热 量 可 以 被 低 气 温 抵 消 ， 当 气温 增 高 时 ， 若 气 流 速 度 加 大 ， 会 使 人 体 散 热 增 加 ， 从 而 使 人 并 不 感 到 酷 热 难 耐 。低 温 、 高 湿 使 人 体 散 热 增 加 ， 导 致 冻 伤 ； 高 温 、 高 湿 使 人 体 丧 失 蒸 发 散 热 机 能 ， 导 致 热 疲劳 乃 至 中 暑 。 微 气 候 对 人 的 影 响 是 由 其 构 成 因 素 共 同 作 用 而 产 生 的 ， 所 以 ， 实 践 中 必 须 综 合 评价 微 气 候 的 这 些 种 类 的 条 件 。(二 )人 体 对 微 气 候 环 境 的 感 受 与 评 价1人 体 的 热 交 换 与 平 衡尽 管 人 所 处 的 环 境 是 千 变 万 化 的 ， 可 是 人 的 体 温 却 波 动 很 小 ， 为 了 维 持 生 命 ， 人 体 要 经 常围 绕 36.5 的 体 温 目 标 值 进 行 自 动 调 节 。 人 体 通 过 新 陈 代 谢 不 断 地 从 摄 取 的 食 物 中 制 造 能 量 ，这 些 能 量 除 用 于 生 理 活 动 和 肌 肉 做 功 外 ， 其 余 均 转 换 为 热 能 。 人 要 保 持 体 温 ， 体 内 的 产 热 量 应与 对 环 境 的 散 热 量 及 吸 热 量 相 平 衡 。 如 果 不 能 实 现 这 种 平 衡 ， 则 要 随 着 散 热 量 小 于 或 大 于 产 热量 的 变 化 ， 体 温 出 现 上 升 或 下 降 ， 使 人 感 到 不 舒 适 甚 至 生 病 。 人 体 的 热 平 衡 方 程 式 为 ：S=M一 W一 H (120)式 中 S人 体 单 位 时 间 储 热 量 ；M一 人 体 单 位 时 间 能 量 代 谢 量 ；W一 人 体 单 位 时 间 所 做 的 功 ；H一 人 体 单 位 时 间 向 体 外 散 发 的 热 量 。 ，当 MW+H时 ， 人 感 到 热 ； 当 MW+H时 ， 人 感 到 冷 ； 当 M=W+H时 ， 人 处 于 热 平 衡 状 态 ，此 时 ， 人 体 皮 肤 温 度 在 36.5 左 右 ， 人 感 到 舒 适 。 人 体 单 位 时 间 向 外 散 发 的 热 量 H， 取 决于 人 体 的 四 种 散 热 方 式 ， 即 辐 射 热 交 换 、 对 流 热 交 换 、 蒸 发 热 交 换 和 传 导 热 交 换 。(1)人 体 单 位 时 间 辐 射 热 交 换 案 ， 取 决 于 热 辐 射 强 度 、 面 积 、 服 装 热 阻 值 、 反 射 率 、 平 均 环境 温 度 和 皮 肤 温 度 等 。(2)人 体 单 位 时 间 对 流 热 交 换 量 ， 取 决 于 气 流 速 度 、 皮 肤 表 面 积 、 对 流 传 热 系 数 、 服 装 热 阻值 、 气 温 及 皮 肤 温 度 等 。(3)人 体 单 位 时 间 蒸 发 热 交 换 量 ， 取 决 于 皮 肤 表 面 积 、 服 装 热 阻 值 、 蒸 发 散 热 系 数 及 相 对 湿度 等 。 蒸 发 散 热 主 要 是 指 从 皮 肤 表 面 出 汗 和 由 肺 部 排 出 水 分 的 蒸 发 作 用 带 走 热 量 。6 页在 热 环 境 中 ， 增 加 气 流 速 度 ， 降 低 湿 度 ， 可 加 快 汗 水 蒸 发 ， 达 到 散 热 目 的 。(4)人 体 单 位 时 间 传 导 热 交 换 量 取 决 于 皮 肤 与 物 体 温 差 和 接 触 面 积 的 大 小 及 传 导 系 数 。 不 知不 觉 的 散 热 可 能 对 人 体 产 生 有 害 影 响 。 因 此 需 要 用 适 当 的 材 料 构 成 人 与 物 接 触 点 (桌 面 、椅 面 、 控 制 器 、 地 板 等 )。2人 体 对 微 气 候 环 境 的 主 观 感 觉衡 量 微 气 候 环 境 的 舒 适 程 度 是 相 当 困 难 的 ， 不 同 的 人 有 不 同 的 估 价 。 一 般 认 为 ， “舒适 ”有 两 种 含 义 ， 一 种 是 指 主 观 感 到 的 舒 适 ； 另 一 种 是 指 人 体 生 理 上 的 适 宜 度 。 比 较 常 用 的 是以 人 的 主 观 感 觉 作 为 标 准 的 舒 适 度 。 人 的 工 作 效 率 与 所 处 环 境 舒 适 度 感 受 通 常 为 正 相 关 。(1)舒 适 的 温 度 。 人 主 观 感 到 舒 适 的 温 度 与 许 多 因 素 有 关 ， 从 客 观 环 境 来 看 ， 湿 度 越 大 ， 风速 越 小 ， 则 舒 适 温 度 偏 低 ； 反 之 则 偏 高 。 从 主 观 条 件 看 ， 体 质 、 年 龄 、 性 别 、 服 装 、 劳 动 强 度 、热 习 服 等 均 对 舒 适 温 度 有 重 要 影 响 。(2)舒 适 的 湿 度 。 舒 适 的 湿 度 一 般 为 40 一 60 。 湿 度 在 70 以 上 为 高 气 湿 ， 在30 以 F为 低 气 湿 。 在 不 同 的 空 气 湿 度 下 ， 人 的 感 觉 不 同 ， 温 度 越 高 。 高 湿 度 的 空 气 对 人的 感 觉 和 工 作 效 率 的 消 极 影 响 越 大 。 据 舒 伯 特 和 希 尔 经 过 大 量 的 研 究 证 明 ， 室 内 空 气 湿 度 ( )与室 内 气 温 t ( )的 关 系 为 ：=1887.2t(12.2t26) (121)例 如 室 温 t =20 时 ， 湿 度 最 好 是 =1887.220=44， 即 44 。(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一 2m s。 我 国 采 暖 通 风 和空 气 调 节 设 计 规 范 (GB 50019一 2003)中 规 定 的 工 作 场 所 风 速 如 表 l9所 示 。3 微 气 候 环 境 的 综 合 评 价研 究 微 气 候 环 境 对 人 体 的 影 响 ， 不 能 仅 考 虑 其 中 某 个 因 素 ， 因 为 人 进 入 作 业 场 所 时 ， 要 受温 度 、 湿 度 、 风 速 和 热 辐 射 等 多 种 因 素 的 综 合 影 响 。 因 此 ， 要 综 合 评 价 徽 气 候 环 境 。目 前 ， 评 价 微 气 候 环 境 有 四 种 方 法 或 指 标 。(1)有 效 温 度 (感 觉 温 度 )。 它 是 美 国 采 暖 通 风 工 程 师 协 会 研 究 提 出 的 ， 是 根 据 人 的 主 诉 温 度感 受 所 制 定 的 经 验 性 温 度 指 标 。 已 知 干 球 温 度 、 湿 球 温 度 和 气 流 速 度 ， 就 可 求 出 有 效 温 度 。 图46为 穿 正 常 衣 服 进 行 轻 劳 动 时 的 有 效 温 度 图 。 如 求 干 球 温 度 为 30 、 湿 球 温 度 为 25 、风 速 为 0.5 m s的 环 境 从 事 轻 劳 动 的 有 效 温 度 ， 可 在 图 l一 10上 分 别 找 出 干 球 温 度 30C和湿 球 温 度 25 ， 通 过 连 接 两 点 间 虚 线 与 风 速 为 0 5 m s曲 线 交 点 ， 即 可 求 出 有 效 温 度26.6 。 图 中 央 部 分 表 示 使 人 感 到 舒 适 的 温 度 带 ， 冬 季 偏 下 ， 夏 季 偏 上 。 如 其 有 效 温 度 在 舒 适带 内 ， 则 为 良 好 状 态 ， 反 之 则 为 不 良 ， 应 对 该 处 诸 因 素 进 行 综 合 改 进 。 有 效 温 度 高 时 人 的 判 断7 页力 减 退 ， 当 有 效 温 度 超 过 32 时 ， 作 业 者 读 取 误 差 增 加 ， 到 35 左 右 时 ， 误 差 会 增 加 4倍以 上 。主 诉 温 度 感 受 所 制 定 的 经 验 性 温 度 指 标 。 已 知 干 球 温 度 、 湿 球 温 度 和 气 流 速 度 ， 就 可 求 出有 效 温 度 。 图 46为 穿 正 常 衣 服 进 行 轻 劳 动 时 的 有 效 温 度 图 。 如 求 干 球 温 度 为 30 、 湿 球温 度 为 25 、 风 速 为 0.5 m s的 环 境 从 事 轻 劳 动 的 有 效 温 度 ， 可 在 图 l一 10上 分 别 找 出 干 球温 度 30 和 湿 球 温 度 25 ， 通 过 连 接 两 点 间 虚 线 与 风 速 为 0. 5 m s曲 线 交 点 ， 即 可 求 出 有效 温 度 26 6 。 图 中 央 部 分 表 示 使 人 感 到 舒 适 的 温 度 带 ， 冬 季 偏 下 ， 夏 季 偏 上 。 如 其 有 效 温度 在 舒 适 带 内 ， 则 为 良 好 状 态 ， 反 之 则 为 不 良 ， 应 对 该 处 诸 因 素 进 行 综 合 改 进 。 有 效 温 度 高 时人 的 判 断 力 减 退 ， 当 有 效 温 度 超 过 32 时 ， 作 业 者 读 取 误 差 增 加 ， 到 35 左 右 时 ， 误 差 会增 加 4倍 以 上 。(2)不 适 指 数 。 不 适 指 数 是 由 纽 约 气 象 局 1959年 发 表 的 一 项 评 价 气 候 舒 适 程 度 的 指 标 ， 它综 合 了 气 温 和 湿 度 两 个 因 索 。 不 适 指 数 可 由 式 122求 出 ：DI=( td+tw)0.72+40.6 (122)式 中 DI不 适 指 数 ；td干 球 温 度 ， ；tw湿 球 温 度 ， 。(3)三 球 温 度 指 数 (WBGT)。 它 是 指 用 干 球 、 温 球 和 黑 球 三 种 温 度 综 合 评 价 允 许 接 触 高 温 的阈 值 指 标 。 当 气 流 速 度 小 于 l.5 m s的 非 人 工 通 风 条 件 时 ， 采 用 式 123计 算 ：WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DBT (1一 23)当 气 流 速 度 大 于 1.5 m s的 人 工 通 风 条 件 时 ， 采 用 式 124计 算 ：WBGT=0.63WB+0.2GT+0. l7 DBT (124)式 中 WB湿 球 温 度 ， ；GT黑 球 温 度 ， ；DBTL干 球 温 度 ， 。(4)卡 他 度 。 卡 他 温 度 计 是 一 种 测 定 气 温 、 湿 度 和 风 速 三 者 综 合 作 用 的 仪 器 。 卡 他 度 一 般 用来 评 价 劳 动 条 件 舒 适 程 度 。 卡 他 度 H可 通 过 测 定 卡 他 温 度 计 的 液 柱 由 38 降 到 35 时 所 经过 的 时 间 (T)而 求 得 。H=F/T (125)式 中 H卡 他 度 ；F卡 他 计 常 数 ；T由 38 降 至 35 所 经 过 的 时 间 (s)。卡 他 度 分 为 千 卡 他 度 和 湿 卡 他 度 两 种 。 千 卡 他 度 包 括 对 流 和 辐 射 的 散 热 效 应 。 湿 卡 他 度 则8 页包 括 对 流 、 辐 射 和 蒸 发 三 者 综 合 的 散 热 效 果 。 一 般 H值 越 大 ， 散 热 条 件 越 好 。(三 )微 气 候 环 境 对 人 体 的 影 响1 高 温 作 业 环 境 对 人 体 的 影 响一 般 将 热 源 散 热 量 大 于 84kJ (m2h)的 环 境 叫 高 温 作 业 环 境 。 高 温 作 业 环 境 有 三 种 类 型 ：高 温 、 强 热 辐 射 作 业 ， 特 点 为 气 温 高 ， 热 辐 射 强 度 大 ， 相 对 湿 度 较 低 ； 高 温 、 高 湿 作 业 ， 特 点为 气 温 高 、 湿 度 大 ， 如 果 通 风 不 良 就 会 形 成 湿 热 环 境 ； 夏 季 露 天 作 业 。 如 农 民 田 间 劳 动 、 建 筑施 工 等 露 天 作 业 。 高 温 作 业 环 境 对 人 的 影 响 包 括 以 下 几 个 方 面 。(1)高 温 环 境 使 人 心 率 和 呼 吸 加 快 。 人 在 高 温 环 境 下 为 了 实 现 体 温 调 节 ， 必 须 增 加 血 输 出 量 ，使 心 脏 负 担 加 重 ， 脉 搏 加 速 ， 因 此 心 率 可 以 做 为 衡 量 热 负 荷 的 简 便 指 标 。 另 据 研 究 ， 长 期 接 触高 温 的 工 人 ， 其 血 压 比 一 般 高 温 作 业 及 非 高 温 作 业 的 工 人 高 。(2)湿 热 环 境 对 中 枢 神 经 系 统 具 有 抑 制 作 用 。 湿 热 环 境 下 大 脑 皮 层 兴 奋 性 降 低 ， 条 件 反 射 潜伏 期 延 长 ， 注 意 力 不 易 集 中 。 严 重 时 会 出 现 头 晕 、 头 痛 、 恶 心 、 疲 劳 乃 至 虚 脱 等 症 状 。(3)高 温 环 境 下 ， 人 的 水 分 和 盐 分 大 量 丧 失 。 在 高 温 下 进 行 重 体 力 劳 动 时 ， 平 均 每 小 时 出 汗量 为 0.752.0L， 一 个 工 作 日 可 达 5一 l0 L 。 高 温 工 作 影 响 效 率 ， 人 在 2732 下 工 作 ，其 肌 部 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 。 另 外 ， 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 。2 低 温 环 境 对 人 体 的 影 响人 体 在 低 温 下 ， 皮 肤 血 管 收 缩 ， 体 表 温 度 降 低 ， 使 辐 射 和 对 流 散 热 达 到 最 小 程 度 。 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 ， 当 局 部温 度 降 至 组 织 冰 点 (一 5 )以 下 时 ， 组 织 就 发 生 冻 结 ， 造 成 局 部 冻 伤 。此 外 ， 最 常 见 的 是 肢 体 麻 木 ， 特 别 是 会 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 温 及 手 部 皮 肤 温 度 密 切 相 关 。 手 的 触 觉 敏 感 性 临 界 皮 温 是 10 左 右 操 作 灵 巧 度 的 临 界 皮 肤 温 度 在 12 16 之 间 ， 长 时 间 暴 露 于 10 以 下 ， 手 的 操 作 效 率会 显 著 降 低 。第 十 一 节 人 机 系 统一 、 人 机 信 息 及 能 量 交 换 系 统 模 型人 机 系 统 的 任 何 活 动 实 质 上 是 信 息 及 能 量 的 传 递 和 交 换 。 人 机 之 间 在 进 行 信 息 及 能 量 的 传递 和 交 换 中 ， 首 先 是 人 的 感 觉 器 官 (眼 、 耳 等 )从 显 示 装 置 上 感 受 到 机 器 及 环 境 作 用 于 人 的 信息 ， 经 大 脑 中 枢 神 经 的 综 合 、 分 析 、 判 断 做 出 决 策 ， 然 后 命 令 运 动 器 官 (手 或 脚 )向 机 器 的控 制 器 发 出 控 制 信 息 ， 即 操 纵 机 器 相 应 的 执 行 机 构 (手 柄 或 按 钮 等 )完 成 各 种 相 应 的 运 动 机9 页能 (移 动 或 转 动 )， 且 将 控 制 的 效 果 反 映 在 显 示 器 上 ， 构 成 一 个 信 息 及 能 量 传 递 的 闭 环 系 统 。 到此 ， 人 机 系 统 完 成 了 一 次 功 能 循 环 ， 如 图 111所 示 。图 1-11 人 机 系 统 模 型在 这 个 循 环 过 程 中 ， 人 机 系 统 完 成 了 人 所 希 望 的 功 能 ， 达 到 人 的 预 期 目 的 。二 、 人 机 功 能 分 配(一 )人 在 人 机 系 统 中 的 主 要 功 能人 在 人 机 系 统 中 主 要 有 3种 功 能 ：(1)传 感 功 能 。 通 过 人 体 感 觉 器 官 的 看 、 听 、 摸 等 感 知 外 界 环 境 的 刺 激 信 息 ， 如 物 体 、 事 件 、机 器 、 显 示 器 、 环 境 或 工 作 过 程 等 ， 将 这 些 刺 激 信 息 作 为 输 入 传 递 给 人 的 中 枢 神 经 。(2)信 息 处 理 功 能 。 大 脑 对 感 知 的 信 息 进 行 检 索 、 加 工 、 判 断 、 评 价 ， 然 后 做 出 决 策 。(3)操 纵 功 能 。 将 信 息 处 理 的 结 果 作 为 指 令 ， 指 挥 人 的 行 动 ， 即 人 对 外 界 的 刺 激 作 出 反 应 ， 如操 纵 控 制 器 、 使 用 工 具 、 处 理 材 料 等 ， 最 后 达 到 人 的 预 期 目 的 ， 如 机 器 被 开 动 运 转 、 零 件 被 加 工成 形 、 机 器 的 故 障 已 被 排 除 、 缺 陷 零 件 已 被 修 复 或 者 更 换 等 。(二 )人 机 特 性 的 比 较人 体 本 身 就 是 一 部 复 杂 的 、 特 殊 的 机 器 。 人 与 机 器 的 特 性 包 括 许 多 内 容 ， 但 就 从 人 机 系 统 中信 息 及 能 量 的 接 受 、 传 递 、 转 换 过 程 来 讲 ， 我 们 可 以 归 纳 为 以 下 4个 方 面 来 比 较 ， 即 信 息 感 受 、信 息 处 理 和 决 策 、 操 作 反 应 、 工 作 能 力 等 ， 详 见 表 110。由 表 110可 见 ， 人 优 于 机 器 的 能 力 主 要 有 ： 信 号 检 测 、 图 像 识 别 、 灵 活 性 、 随 机 应 变 、 归纳 、 推 理 、 判 断 、 创 造 性 等 ； 机 器 优 于 人 的 能 力 主 要 有 反 应 、 操 作 速 度 快 ， 精 确 性 高 ， 输 出功 率 大 ， 耐 久 力 强 ， 重 复 性 好 ， 短 期 记 忆 ， 能 同 时 完 成 多 种 操 作 、 演 绎 推 理 以 及 能 在 恶 劣 环 境下 工 作 等 。表 110 人 与 机 器 的 特 性 比 较10 页能力种类人 的 特 性 机 器 的 特 性信息感受 感 觉 范 围 有 限 能 感 觉 微 小 刺 激 ， 敏 感 性 高 ， 绝 对 域 低 对 刺 激 反 应 时 间 较 长 ， 最 小 值 为 200ms 能 在 高 噪 声 环 境 下 检 出 需 要 的 信 号 抗 干 扰 性 低 ， 有 主 观 倾 向 性 识 别 图 形 的 能 力 强 能 阅 读 和 接 受 口 头 指 令 ， 灵 活 性 很 强 接 受 信 息 只 能 单 通 道 能 在 人 不 能 感 觉 的 领 域 里 工 作 ， 在 感 觉 范 围外 (红 外 线 、 超 声 波 、 电 磁 波 等 )工 作 没 有 像 人