enviroment环境

第二讲 人因系统中的环境因素,内容提要（重点：影响措施）,微气候环境,照明环境,色彩环境,噪声及振动,空气环境,2.1 微气候环境,气候：夏天、武汉闷热、烦躁、范困（易疲劳）主要内容微气候要素及其相互关系微气候对人的影响改善措施,第一节 微气候的基本概念,空气温度(air temperature)空气湿度(humidity)：绝对湿度、相对湿度气流速度（风速）(air current velocity)热辐射有效温度（effective temperature 重点）,学习要点：1、定义2、表示方法3、测量方法,空气温度：空气冷热程度（自学内容）,什么是气温？什么是干球温度？（湿球温度）,还有：温标表示方式,热力学温度(Thermodynamic temperature，记号T，单位K)、摄氏温度(Celsius temperature，记号t，单位)、华氏温度(Fahrenheit temperature，记号tF，单位)、华氏温度(Fahrenheit temperature，记号tF，单位)、兰氏温度(Rankine temperature，记号TR，单位R)雷氏温度(Raumur temperature，记号tR，单位R)t = (5/9)t()- 32c = (9/5) t() +32,想想看,为什么同样是36，在武汉显得特别难过，而在乌鲁木齐就觉得还不错，不难受？武汉地势低，湿度大，湿度大又怎么了？湿度是什么？在一定温度下，相对湿度小，水分蒸发快高温条件下，高湿使人感到闷热；低温条件下，高湿使人感到阴冷人体对温度的感受 链结教材3.2,空气湿度：空气的干湿程度,绝对湿度(A. H)：每立方米空气中所含的水汽克数。饱和水蒸气压pv：当空气中的水蒸汽达到饱和时的气压。,空气湿度：空气的干湿程度,相对湿度(R. H)：某种温度、压力条件下空气的水蒸气压强pw与相同温度、压力条件下的空气饱和水蒸汽压强pv的百分比称为该温度、压力条件下的相对湿度，记作,70高气湿,测量仪器湿度计,干球温度VS湿球温度GB 50155-92 采暖通风与空气调节术语标准,干球温度是温度计在普通空气中所测出的温度，即我们一般天气预报里常说的气温。 湿球温度：湿球温度表所提示的温度。湿球温度是标定空气相对湿度的一种手段，周围空气的饱和差愈大，湿球温度表上发生的蒸发愈强，而其示度也就愈低。根据干、湿球温度的差值，可以确定空气的相对湿度。 代表气候的特征参数为干球温度与相对湿度，由干球温度与相对湿度即可查得湿球温度。在同一干球温度时，相对湿度越小，则湿球温度越低；相对湿度越大，则湿球温度越高！,气流速度（风速）：空气流动速度,气流速度用m/s表示。据测定，在舒适温度范围内，一般气流速度为0.15m/s时，人即可感到空气新鲜。,电子热球微风仪,手持式风向风速仪,热辐射（表面温度）：物体在热力学温度大于0K时的辐射能量,0K绝对零度正辐射：周围物体表面温度人体表面温度负辐射：周围物体表面温度人体表面温度表示方法：每平方厘米每分钟被照射的表面所受到的热量，即J/(cm2min)测量仪器：黑球温度计(globe thermometer),黑球传感器,微气候各因素之间的相互关系,微气候各因素对人体的影响是可以相互替代的微气候各因素对人体的影响是各因素之间相互作用产生的微气候指标：对人体冷热有显著影响的微气候参数或微气候参数的各种组合的综合指标空气温度和相对湿度空气温度和周围表面温度空气温度、周围表面温度和气流速度空气温度、周围表面温度、气流速度和相对湿度,是否存在这样一种物理量，可以将表征气温的干球温度，表征湿度的湿球温度和表征热辐射的黑球温度，以及风速统一起来考虑,第二节 人体的热交换与平衡,工程学生理学：人体是一个热机（食品化学能热能）人体可以看作是一个能够基本保持恒温（36.5）的温度自动调节器。热传递主要有三种方式 ：传导、对流、热辐射,人体热量传递的五种方式：3呼吸蒸发传导：conduction对流：convection热辐射：radialization蒸发：evaporation呼吸,人体热传递方式,人体热平衡方程QSQMQRQCQKWQE,M人体代谢产生的热量metabolizationM：当工作为中等负荷时人体代谢产热量为8401260KJ/hR辐射热，人体吸热为正，反之为负C对流热。人体吸热为正，反之为负E人体通过皮肤表面汗液的蒸发热 休息时，人体最大出汗量为1.8kg/h；劳动时最大出汗量为3.9kg/h蒸发每公斤汗可散热2436KJW人体对外做功所消耗的热量K-传导热，人体吸热为正，反之为负,人体与环境的热交换关系可用下面的热平衡方程表示,SMRCWES：人体的蓄热状态S0，人体处于动态平衡状态；S0，产热大于散热，导致体温升高；S35度：热 15度：冷2025度：舒适,三球温度(wet bulb globe temperature index ，WBGT),WBGT指湿球黑球温度，是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量，单位为度。用以评价人体的平均热负荷。它采用自然湿球温度(tnw)和黑球温度(tg)，露天情况下加测空气干球温度(ta)，WBGT指数按式(1)和式(2)计算； 室内外无太阳辐射（室内、阴天或晚上）： (1) 室外有太阳辐射： (2),日本产KEM环境热效应检测仪（WBGT计）,各种劳动休息时间的WBGT参考值的曲线,利用WBGT，可以不用直接测量气流速度（其实已经在湿球温度上有所反映了）我国利用WBGT指数对作业人员的热负荷进行评价的标准（GBT172441998）左图配合教材P53表36,第三节 微气候环境对人体的影响,高温对人和操作的影响低温对人和操作的影响,具体微气候环境对人体的影响,高温环境：热源散热量大于84KJ/(m3h)高温:寒冷地区，工作地气温高于32；炎热地区，工作地气温高于35强热辐射:工作地的热辐射强度1cal/(cm2min)高温高湿：工作地的气温超过30，RH80,低温环境：低于人体允许温度下限的环境，一般情况下，18以下的温度即可视为低温。冬季低温高山、两极地区低温和水下作业,第三节 微气候环境对人体的影响,高温环境：热源散热量大于84KJ/(m3h)高温:寒冷地区，工作地气温高于32；炎热地区，工作地气温高于35强热辐射:高温高湿：工作地的气温超过30，RH80,低温环境：低于人体允许温度下限的环境，一般情况下，18以下的温度即可视为低温。冬季低温高山、两极地区低温和水下作业,高温环境对人体机能的影响,高温灼伤：45体温升高热应激效应持续的高温环境会导致热循环机能失调，造成急性中暑或热衰竭。 热衰竭热疲劳引起的全身倦怠，食欲不振，体重减少，头痛、失眠、无力等症脑力劳动：29.5,体力劳动的工作效率与温度和空气速度之间的关系,低温作业环境对人体的影响,冷应激效应气温降低时，人体的不舒适感迅速上升，机能迅速下降，心率也随之减慢，心脏搏出量减少。人体长期处于低温条件，还会导致循环血量、白细胞、血小板等减少，血糖降低，血管痉挛，营养障碍等症状。 在低温高湿条件下，还易引起肌痛、肌炎神经痛、腰痛和风湿痛等疾患，以及肢体、面部外露部位的冻伤。,温度,灵活性降低率%,低温作业环境与生产效率,气温对机器的影响？,第四节 微气候条件的改善,高温作业环境的改善作业者在高温环境中的反应及耐受时间受气温、湿度、气流速度、热辐射、作业负荷、衣服的阻热值等因素的影响。高温作业环境应该从生产工艺、保健措施、生产组织措施等方面入手加以改善。低温作业环境的改善 做好采暖和保暖工作。 提高作业负荷。 个体保护。 采用热辐射取暖。,1.生产工艺和技术措施,合理设计生产工艺过程。如热源车间外部；作业人员远离热源；防止热源扩散等。 屏蔽热源。 降低温度、增加气流速度。,空气条件与工作效率,2.保健措施 3.生产组织措施,合理供给饮料和补充营养。高温作业时作业者出汗量达，应补充与出汗量相等的水分与盐分，以免引起脱水或盐代谢紊乱。 合理使用劳保用品。高温作业的工作服，应具有耐热、导热系数小、透气性好。 进行职工适应性检查。凡有心血管器质性病变的人，高血压、溃疡病、肺、肝肾等病患的人不适宜高温作业。,合理安排作业负荷。在高温作业条件下，不应该采取强制性生产节拍，而应由工人自己决定什么时候生产，什么时候休息。要通过技术措施，尽量减少高温条件下作业者的体力消耗。 合理安排休息场所。 职业适应。必须有高温作业适应过程,2.2 照明环境,光的基本物理量及光源分类照明与人工作绩效工作场所照明,光的物理性质及度量视觉特性照明对作业的影响工作场所照明照明标准照明环境的设计、改善和评价,2.2.1a光的基本物理量,光通量（Luminous flux）发光强度（Luminous intensity） 照度（Illuminance）亮度（Luminance）光视效能（Luminous efficacy） 发光效率（luminous efficiency）,光通量（, luminous flux ）：基本光学量，是指光能从光源发射出来的速率，即单位时间内通过的光量。光通量的法定计量单位是“流明”（lm, lumen, lumina (pl.)），利用光电管测量。 lumlm = 683V()eW,辐射通量,光源所发出的能量，是以电磁波的形式存在，此种能量称为辐射能(radiant energy)，单位为焦耳(J,Joule)，而光源每秒所发出的辐射能，则称为辐射通量(radiant flux)，单位为焦耳/秒，一般称为瓦特(W)。,发光效率,发光体发出之辐射通量包含各种频率之电磁波，除可见光外，也包含人眼看不见之无线电波、微波、红外线、紫外线等。左上图代表眼睛对各种色光的相对灵敏度，其中以对波长555nm的黄绿光最为敏感。左下图则代表每1瓦特的各种色光所能产生之光通量，科学上将眼睛对各种色光的相对灵敏度以发光效率表示，上图即为发光效率曲线。,发光强度（I, luminous intensity ），简称光强，用光源发出的每单位立体角（ ，弧度, radar）的流明度量，常用来描述点光源的发光特性。发光的强度单位是坎德拉（cd，Candela ） I= / 由于球的立体角为4，则 (流明)=4I,照（明）度（E, illuminance）, 是被照面单位面积上所接受的光通量。单位是勒克司（lux=lm/m2） E = /S,2.2.1a光的基本物理量,辐射通量（瓦特）,光通量F(流明),发光强度I(烛光),照度E(勒克斯),发光效率,光的基本物理量：,亮度（L，luminance）,是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上的平面上的投影面积之比。表示发光面的明亮程度，亮度的国际单位是cd/m2 , Nit 视度（教材P67：视觉感觉的清楚程度） I= /S 亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。,：/question/4561754.html,2.2.1b 光源的分类,按照光源的自然属性分类：自然光源人工光源为比较评价人工光源的质量，引入“色温”的概念色温：色温就是专门用来量度光线的颜色成分的。 用以计算光线颜色成分的方法，用凯氏温标K (Kelvin)表示。人造光源分类：A、B、C、D、E,按被照物体接受光线的来源不同，光源分为直射：光源光线直射在物体上，使被照物体向光面明亮，背光面阴暗，照度分布不均，对比度大照度分布不均，对比度大反射：有漫射现象透射光源，漫射现象严重。漫射光线亮度低而且柔和，可以减轻阴影和眩光。,色温,若绝对黑体在某一特定温度下，其辐射的光与某一光源的光具有相同特征，则绝对黑体的这一特定温度为该光源的色温。在加热铁块的过程中，黑色的铁在炉温中逐渐变成红色，这便是黑体理论的最好例子。当黑体受到的热力使它能够放出光谱中的全部可见光波时，它就由红转变橙黄色、黄色最后变成白色，通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理，用K来表示受热钨丝所放射出光线的色温。根据这一原理，任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。,注绝对黑体，又称为全辐射体，指既不反射又不透射完全吸收入射光的物体。,2.2.2 照明对作业的影响,对人的影响照明与疲劳照明与工作效率照明与事故照明与情绪,存在的问题举例照明度不足，灯光太暗,照明与视觉疲劳,照明度与眼睛疲劳的关系,照明度对视力的影响,照明与工作效率,人眼睛能够适应10.3-105lux的照度范围。 照度自10lux增加到1000lux时，视力可提高70%改善照明条件不仅可以减少视觉疲劳，而且可以提高工作效率,照明与人工作绩效II,在适当的照度下： 可以增加眼睛的变辩色能力，从而减少识别物体色彩的错误率； 可以增强物体的轮廓立体视觉，有利于辨认物体的高低、深浅 、前后、远近及相对位置，使工作失误率降低； 可以扩大视野防止错误或工伤事故的发生。,照明度不足，灯光太暗,照明度不够对人体工作的影响,优质的日光是满足照明需要的主要元素(Collins, 1975)太暗的环境令人感觉情绪低落，产生不满(Shepherd et al., 1992)头顶位置太光会产生眩光，令眼睛不适及疲倦(Ngai& Boyce, 1999)自我调控照明，能符合每项工作或活动的照明需要(Newsham& Veitch, 2000)在日间光度充足激发积极性；在夜间则能提升警觉性及工作能力(Dauratet al, 1993),2.2.3 工作场所的照明,照明方式 光源的选择：合理布置照明：避免眩光 （重点）照度均匀度；亮度均匀分布,照明方式,环境照明设计，在任何时候都应遵循工效学原则。自然光是任何光源都不可比拟的，在设计时应最大限度地使用自然光，增加照度的稳定性和分布的均匀性、协调性等。照明一般采用三种方式：自然照明，人工照明，混合照明。照明配光方式（表44）,一般照明（全面照明）,局部照明,光源的选择,自然光荧光灯白织(“火只”)灯选择人工光源时，使其光谱尽可能接近自然光。也要注意光源设置的分散性。 照明不宜选择有色光源，因为有色光源会使视力效能降低。一般显色性指数（COLOR RENDERING INDEX ），表示物体在待测光源下“变色”和“失真”的程度GB5702-1985光源显色性评价方法,合理布置照明避免眩光,当视野内出现的亮度过高或对比度过大，感到刺眼并降低观察能力，这种刺眼的光线眩光。眩光有三类：直射眩光，反射眩光和对比眩光。 直射眩光：由光源直接照射而引起的。直射眩光效应与眩光源的位置有关对比眩光：是物体与背景明暗相差太大造成的， 反射眩光：是强光经过表面粗造度较高的物体表面反射到人眼造成的， 眩光与工作绩效避免措施,直射眩光,反射眩光,对比眩光,对比眩光,光源位置与眩光效应,00,150,300,450,600,无眩光区,微弱眩光区,中等眩光区,强烈眩光区,极强眩光区,较强眩光区,光源的相对位置对视觉效率的影响I,目的物,对目的物照度为100lx,分散注意力 400 42%,厌烦 200 53%,紧张 100 69%,疲倦 50 84%,眩光源 对眼睛的照度为50lx,50lx的69%,光源的相对位置对视觉效率的影响II,眩光对人体的危害及防止和控制的措施,眩光视觉效应的危害，主要是破坏视觉的暗适应，产生视觉后像，使工作区的视觉效率降低，产生视觉不舒适感和分散注意力，造成视觉疲劳。研究表明：做精细工作时，眩光在20分钟内会使差错明显，工效显著降低。,限制光源亮度。当光源的亮度大于16*104cd/m2时，无论亮度对比如何，都会产生眩光。 合理分布光源 光线转为散射 改变光源或工作面的位置。 要学会均布光源。减少亮度对比,照明分布均匀 光度不一,如果工作台面的亮度很不均匀，当作业者眼睛从一个表面转移到另一个表面时，会发生明适应或暗适应规程：眼睛感到不适；视觉能力降低；视觉疲劳；工作效率降低。 均匀或比较均匀的标志是：被照场内最大、最小照度与平均照度之差分别等于平均照度的1/3。工作空间的亮度过于均匀也不好。会产生单调感或漫不经心，因此，要求视野内由适当的亮度分布，既能造成工作处于中心感的效果，有利于正确判别，又使工作环境协调，富有层次和愉快的气氛。,2.4 噪声及振动环境,声音及其度量噪声及其对人的影响（自学）噪声测量及评价标准（自学）噪声控制振动环境（自学）特殊工作环境（自学）,教材P104109 （超出教学大纲，有兴趣自己看）,声音特性之认识,声波：频率f、波长、声速c =cf日常生活中我们可以体会到声音总是有三个表征量，即音量的大小、音调的高低与音色的不同。(初中物理)能量：声压、声压级,声波,声音相关的物理描述（文字版）,音调：声音的高低，是由发声体振动的频率决定的。发声体振动快慢不同，人耳感觉到声音的高低就不同，即音调不同。振动越快、频率越大，音调越高；振动越慢，频率越小，音调越低。响度：声音的