第十章 工作环境

编写者：王笃明第三篇作业、环境与工作负荷第十章

工作环境本章目录第一节照明第二节噪声第三节微气候第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响四、照明的颜色效应五、眩光第一节照明一、照明常用度量单位（一）光通量（二）光强度（三）照度（四）亮度第一节照明一、照明常用度量单位（一）光通量光通量是最基本的光度量，指光源在单位时间内发出的或被某一表面所接收到的光量，可以根据标准观测者的光谱灵敏度对辐射通量进行评定得出，单位为流明（lm）第一节照明一、照明常用度量单位（一）光通量（二）光强度光强度又称发光强度，是用来描述点光源发光特性的度量单位，是光源在单位立体角内辐射的光通量，单位是坎德拉（candela，cd）1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量I＝Φ/ΩI为光强度（cd）Φ为光通量（lm）Ω为立体角（球面度，Sr）第一节照明一、照明常用度量单位（一）光通量（二）光强度（三）照度照度又称光照度，是描述受照物体表面照明量大小的光度量，在照明系统设计中，常用照度值规定照明的标准值定义为均匀投射到物体平面单位面积上的光通量，单位为勒克斯（lx）E=Φ/SE为照度（lx）Φ为光通量（lm）S为受照物体平面面积（m2）第一节照明一、照明常用度量单位（一）光通量（二）光强度（三）照度（四）亮度亮度又称光亮度，是描述面光源发光特性的光度量单位，指给定方向单位投射面、单位立体角内发射和（或）反射的光通量L=Φ/（A×cosθ×Ω）L为亮度（cd/m2）Φ为光通量（lm）A×cosθ为立体角内光投射面积（m2）Ω为立体角（球面度，Sr）第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性（一）定义（二）人工照明光源选择三要素第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性（一）定义光源是指发光的物体光环境包括自然采光和人工照明。利用自然界的天然光源，解决作业场所的照明叫天然采光。利用人工制造的光源来解决作业场所照明的叫人工照明由高温物体辐射发光的叫做热光源，不是由热转变为光的叫做冷光源第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性（一）定义（二）人工照明光源选择三要素光源的发光强度是决定环境照明强度的基本因素，可用光通量、光强、亮度等进行度量光源的发光效率是反映光源经济效益的一个重要参数，它是由灯泡发出的光通量与其消耗的电功率之比确定，单位为流明/瓦（lm/W）光源的颜色包括光源的色表和显色性第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响（一）照明水平（二）照明分布（三）照明性质第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响（一）照明水平照明水平是指工作环境中照明的强度或一定视觉作业的背景亮度照明水平直接影响到人的视敏度和对比灵敏度等视觉功能，进而影响视觉作业绩效第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响（一）照明水平（二）照明分布光的稳定性和均匀性是衡量照明环境质量的重要方面照明分布是指整个视场中不同照明区域的照明水平的分布情况通常可以使用最低照度均匀度、平均照度均匀度和亮度比作为指标来评价视觉环境中的照明分布的优劣受照明方式的影响。照明方式包括一般照明、局部照明和混合照明第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响（一）照明水平（二）照明分布（三）照明性质照明光的性质不同对视觉作业，特别对颜色辨认作业有一定的影响照明光源的显色性也决定了照明光源性质对视觉作业尤其是颜色相关视觉作业绩效的影响第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响四、照明的颜色效应色温相同的光源，如果照度不同，人的感觉就大不一样照明的空间分布形式也影响用户对照明空间氛围的感知照明还影响着颜色的表现力，经过不同光源照射的作业空间会呈现出不同的色彩感觉在不同色光照明下，物体表面颜色会产生不同程度的变化第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响四、照明的颜色效应五、眩光（一）眩光的分类（二）眩光的影响（三）眩光的防控第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响四、照明的颜色效应五、眩光（一）眩光的分类按照产生原因的不同，可分为：直射（直接）眩光反射（间接）眩光对比眩光根据眩光对观察者视觉影响的程度不同，可分为：不舒适眩光失能眩光（碍视眩光）失明眩光第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响四、照明的颜色效应五、眩光（一）眩光的分类（二）眩光的影响不良影响有：引起视觉不适，造成视觉疲劳、视力下降，严重时可使人暂时失明是影响视觉对象的能见度，降低视觉作业的绩效第一节照明一、照明常用度量单位二、照明光源及其特性三、照明对视觉作业的影响四、照明的颜色效应五、眩光（一）眩光的分类（二）眩光的影响（三）眩光的防控光源的选择与合理布置；降低亮度对比；反射眩光：变换光源位置或工作面位置；失明性眩光：佩戴减光护目镜第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类（二）噪声参数第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类1、基于时间特性的分类2、基于强度特性的分类3、基于频率特性的分类第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类1、基于时间特性的分类按照噪声的时间特性，可将噪声分为：稳态噪声非稳态噪声其中非稳态噪声又可分为：起伏噪声间歇噪声脉冲噪声第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类1、基于时间特性

2、基于强度特性的分类按照噪声强度特性，可将噪声分为：低强度噪声中强度噪声高强度噪声第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类1、基于时间特性2、基于强度特性

3、基于频率特性的分类按照噪声的频率高低不同，可将噪声分为：高频噪声

中频噪声

低频噪声按照噪声频率的宽窄可将噪声分为：宽带噪声窄带噪声第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类（二）噪声参数1、噪声的客观参数2、噪声的主观参数第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类（二）噪声参数1、噪声的客观参数噪声的客观物理参数主要有：声压、声压级声强、声强级声功率、声功率级频谱第二节噪声一、噪声概述（一）噪声分类（二）噪声参数1、噪声的客观参数2、噪声的主观参数噪声的主观参数主要：响度与响度级声级与等效声级噪度与感觉噪声级NC曲线语言干扰级第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应（二）噪声的心理效应（三）噪声对工作绩效的影响第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应1、噪声的特异性听觉效应2、噪声的非特异性生理效应第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应1、噪声的特异性听觉效应按照听阈偏移的时间特性或强度分为：暂时性听阈偏移：在噪声停止后听觉敏感性可以完全恢复的听阈偏移永久性听阈偏移：噪声引起的不能完全恢复的听阈偏移暴震性耳聋：突然暴露于极强的噪声环境中，鼓膜内外会产生较大的压力差，导致鼓膜破裂，使双耳完全失去听力第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应1、噪声的特异性听觉效应

2、噪声的非特异性生理效应噪声还对听觉系统之外的其他生理系统神经系统如消化系统、内分泌系统、心血管系统等产生一定危害第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应（二）噪声的心理效应1、噪声引发的烦恼情绪反应2、噪声对社会心理行为的影响3、噪声对注意和记忆的影响第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应（二）噪声的心理效应1、噪声引发的烦恼情绪反应噪声引发的烦恼情绪反应是噪声心理效应的最主要体现，其主要表现为焦躁、厌烦、心神不安等各种不愉快情绪第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应（二）噪声的心理效应1、烦恼情绪反应

2、噪声对社会心理行为的影响噪声对社会心理行为的影响可以在人际交往、助人行为及攻击行为等方面体现出来第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应（二）噪声的心理效应1、烦恼情绪反应2、影响社会心理行为

3、噪声对注意和记忆的影响噪声，尤其是不可预见的、突发性的、高强度的噪声，会分散人的注意力，长时的高强度噪声还会使人的注意范围变窄不可控的强噪声会降低记忆信息保持量、影响记忆信息的提取，使人更多地注意令人烦躁的事物，回忆与消极情绪相关的事件，造成记忆的扭曲第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响（一）噪声的生理效应（二）噪声的心理效应（三）噪声对工作绩效的影响噪声对工作绩效的影响是以噪声的生理及心理效应为中介的噪声对工作绩效的影响因噪声自身物理特性、操作者个体特性、任务性质及难度等因素而异第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制（一）噪声标准（二）噪声控制第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制（一）噪声标准噪声标准是噪声控制和环境保护的基本依据，决定着要将噪声控制到何种程度噪声标准的制定是以不同时间不同地点人对不同噪声的心理生理反应及噪声危害为依据的第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制（一）噪声标准（二）噪声控制1、控制噪声源2、控制噪声传播3、接收者个人防护4、主动消噪技术第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制（一）噪声标准（二）噪声控制1、控制噪声源降低声源发声强度改变声源的频率特性及其方向性避免声源与其相邻传递媒介的耦合第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制（一）噪声标准（二）噪声控制1、控制噪声源

2、控制噪声传播在噪声传播的途径上，可以通过安装各类遮声板、隔声板和吸声板以增大噪声在传播过程中的衰减第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制（一）噪声标准（二）噪声控制1、控制噪声源2、控制噪声传播3、接收者个人防护在上述措施达不到要求或成本过高时，则可以从接收者方面采取个人防护措施第二节噪声一、噪声概述二、噪声的影响三、噪声的控制（一）噪声标准（二）噪声控制1、控制噪声源2、控制噪声传播3、接收者个人防护

4、主动消噪技术在对噪声进行频谱分析的基础上，利用主动产生的与噪声频谱相同而位相相反的另一个新的噪声与原噪声进行抵消，从而达到消噪目的第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量四、热舒适性指标五、冷热环境的影响及其应对第三节微气候一、人体温度及其调节（一）人体温度（二）人体温度调节第三节微气候一、人体温度及其调节（一）人体温度1、体内核心温度2、体表皮肤温度第三节微气候一、人体温度及其调节（一）人体温度1、体内核心温度体内核心温度是指人体颅腔、胸腔和腹腔内部等人体深部的温度，可反映人体热调节机能的正常与否第三节微气候一、人体温度及其调节（一）人体温度1、体内核心温度

2、体表皮肤温度体表皮肤温度分布不均，因所处人体部位而异。通常离躯干越远，温度越低平均皮肤温度：Ts=∑ni=1（Ki×Ti）Ts为加权平均皮肤温度Ki为人体各体表测试部位的权重Ti为体表各测试部位所测得的温度值体表温度对环境温度具有较强的适应性人体平均温度是指体内温度与体表温度的加权平均值第三节微气候一、人体温度及其调节（一）人体温度（二）人体温度调节1、生理性调节2、行为性调节第三节微气候一、人体温度及其调节（一）人体温度（二）人体温度调节1、生理性调节当体内产热量或环境温度发生改变时，下丘脑对全身温度感受器上传的温度感觉信息进行分析整合后，调控心血管、汗腺和肌肉等相关效应器官作出相应的生理性调节生理性调节主要有：血管收缩与扩张肌肉收缩产热汗腺出汗蒸发散热第三节微气候一、人体温度及其调节（一）人体温度（二）人体温度调节1、生理性调节

2、行为性调节当单纯生理性调节难以维持体温恒定时，人们往往采用各种行为性调节来进行体温调节如改变身体姿势、活动状态，也可采用通风、加减服装或各种室内温控系统以及通风服、液冷服等个体调温装置第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换（一）辐射换热（二）对流换热（三）传导换热（四）蒸发换热第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换（一）辐射换热辐射换热是指人环境间以热射线的形式进行热量传递，辐射换热效率取决于体温与环境温度的差值、人体有效辐射面积、皮肤与服装的反射系数和吸收系数人体有效辐射面积取决于人体姿势及着装程度第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换（一）辐射换热（二）对流换热通过流体介质（空气或水）在人环境间交换热量的一种方式效率主要取决于人环境之间的温度差以及流体介质的对流传热特性在空气介质中，还受到风速的影响，风速越大，对流换热效率越高第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换（一）辐射换热（二）对流换热（三）传导换热传导换热是指人体与环境中的物体直接接触以传导方式进行热交换，其换热效率取决于人体与接触物体间的温度差及其热传导特性一般情况下，人体直接接触的是衣服，由于衣服是热的不良导体，所以人环境间以传导的方式进行的热交换量不大第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换（一）辐射换热（二）对流换热（三）传导换热（四）蒸发换热蒸发换热是人环境间进行热交换的一种特殊方式，人体通过蒸发向环境散发热量人体蒸发换热又可分为：皮肤有感蒸发和无感蒸发两类效率取决于皮肤表面和环境中大气的水汽压差以及水的蒸发吸热特性第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度（二）辐射温度（三）空气湿度（四）空气流动（五）人体代谢率（六）着装隔热性（七）其他因素第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度1、干球温度2、湿球温度3、黑球温度第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度1、干球温度干球温度是在温度计感温元件（如水银球）不加任何包裹的情况下进行测量所得的温度干球温度即为环境中的空气温度，是普通室内环境中常用的冷温指标，适用于相对湿度介于40%-60%之间的寒冷条件下的舒适度评价，但不适用于湿热环境第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度1、干球温度

2、湿球温度是用湿球温度计测得的温度湿球温度计同时使用两个完全相同的温度计，一个是干球温度计，另一个用湿棉纱或吸水套包住感温元件根据干球温度和湿球温度的差值，即可计算出所测环境空气的相对湿度第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度1、干球温度2、湿球温度

3、黑球温度温度计的感温元件放入一个直径为15厘米外涂黑色的空心铜球的中心所测得的温度可以反映铜球周围区域干球温度、风速和热辐射的综合效应第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度（二）辐射温度除了空气温度之外，室外还存在太阳辐射，室内工作空间四壁、工作空间中的热源都会具有不同的温度，与人体间存在辐射换热，这种热辐射的空间分布是不均匀的因此，通常采用平均辐射温度来指代辐射温度，平均辐射温度是一个假想的黑色包围体表面的温度第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度（二）辐射温度（三）空气湿度湿度是指空气中水蒸气的含量，可分为：绝对湿度相对湿度绝对湿度是以单位体积空气中水蒸气的质量或分压值表示的湿度，单位是g/m3或千帕（kPa）。相对湿度则为空气中水蒸气含量与同一温度条件下饱和水蒸气含量的百分比值第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度（二）辐射温度（三）空气湿度（四）空气流动环境中空气流动的速度即风速，可以通过影响人体蒸发换热和对流换热而影响人环境热交换，从而影响人体热感觉与环境热舒适性。空气流动对热舒适性的影响还与温度有关第三节微气候一、人体温度及其调节二、人环境热交换三、热舒适性的影响因素及其度量（一）空气温度（二）辐射温度（三）空气湿度（四）空气流动（五）人体代谢率人体代谢率通过影响人体产热量而影响