人体生理特性教学课件

第三章人体生理特性人在人机系统中作用

从广义角度来看，人机系统是一个“人——机器——环境”系统。

人与外界直接发生联系的三个子系统:感觉系统神经系统运动系统

Schoolofmanagement神经系统视觉听觉、触觉和嗅觉平衡觉

第一节

神经系统与感知

一、神经系统 人的所有活动都受神经系统的控制。不论是人的内部器官的机能、身体的动作、各种知觉或是人的思想、感情，如没有神经系统的统一调控，人就会变成由一堆盲目的细胞胡乱堆砌而成的行尸走肉。

第一节

神经系统与感觉系统一、神经系统

神经系统是人体的主导系统，全身各器官、系统均在神经系统的统一控制和调节下互相影响、互相协调，以保证人体的统一及其与外界环境的相对平衡。下面简要介绍神经系统的构成及各部分作用。

（一）神经组织

神经组织主要由神经细胞（神经元）和神经胶质构成，二者在形态结构和生理机能上是两种迥然不同的成分。

第一节

神经系统与感觉系统（一）神经组织1.神经元

神经元是一种特殊类型的细胞，在形态上与其他组织细胞很不相同，是具有突起的细胞，由细胞体和突起组成。如图所示。

第一节

神经系统与感觉系统（二）神经系统的基本结构

神经系统是由包括脑和脊髓的中枢神经以及遍布全身各处的周围神经所组成。（如图所示）中枢神经系统脑神经系统脊髓脑神经周围神经系统脊神经

神经系统组成CentralnervoussystemPeripheralnervoussystemBrainSpinalcordSomatic/voluntaryAutonomic/involuntarySympatheticPara-sympatheticSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY中枢神经系统——脑脑是中枢神经的高级部位，位于颅腔内，由大脑半球、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑六部分组成。通常把中脑、脑桥和延髓合称为脑干，有时也将间脑列入脑干脑干参与传导上、下行神经冲动，是大脑半球与脊髓之间的联络通路大脑半球位于中枢神经系统的最高部位，被一条纵裂分为左、右两个半球。半球表面被覆2~5mm厚的灰质细胞层，称为大脑皮质（层）。大脑皮质大约含有140亿神经细胞，是统一机体的最高神经中枢。正是由于大脑皮质含有极大量的神经元以及它们相互联系的广泛性和复杂性，才使得大脑皮质具有了完善的分析、综合能力，成为人类思维和语言的物质基础SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY中枢神经系统——脑大脑外侧面大脑内侧面大脑底面SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY中枢神经系统——脑大脑皮层的各个不同区域在功能上具有不同的分工，如感觉区和运动区，但皮质各区域这种功能上的分工又不是绝对的，一个区域只是执行某一种功能的核心部位，皮质的其他区域也分散有类似的功能。故中枢损伤的人依靠皮质其他功能区域的代偿，不会完全丧失该中枢所管理的功能SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagement中枢神经系统——脑图人大脑皮层的各功能区示意图

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY中枢神经系统——脊髓脊髓是中枢神经系统的最低级部位，位于脊柱的脊椎管内，其上端进入颅腔扩展成为大脑的延髓部分

脊髓的功能有二，一是传导功能，来自躯干、四肢和大部分内脏的各种刺激通过脊髓传导至脑，而脑的活动又通过脊髓传导至躯体和内脏，脊髓是脊神经与脑之间的神经传导通路二是反射功能，脊髓可以完成一些简单的躯体反射和内脏反射，如腱反射、屈肌反射和行走反射等

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY周围神经系统周围神经系统是由脑和脊髓发出，其末梢分布于身体各器官和组织的神经系统，包括脊神经、脑神经周围神经的功能有二：一是接受来自体内外的各种刺激并将其传导至中枢神经；二是传递由中枢神经发出的指令并完成运动反应

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY感觉系统也称感官系统，是人体接受外界刺激产生感觉的机构。感觉系统又分为视、听、触、动、味、嗅等系统。人类接收外界讯息的管道:二、感觉系统

（一）人的视觉技能及其特征下面主要介绍人因工程中应用较多的几种感官系统的结构与功能特点。

在认识物质世界的过程中，在日常工作和生活中，人们获得的信息有80%以上是通过视觉系统获得的，因此，了解人的视觉系统，对设计出适合人类视觉特征要求的各种产品与环境，提高人的工作效率是有帮助的。一、视觉系统

1、视觉刺激视觉的适宜刺激是可见光，它是辐射的电磁波，其波长为380～780nm。如图所示，人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的很小部分。2、视觉系统

人的视觉系统是由眼、视神经和视觉中枢等组成。视觉是由眼、视神经和视觉中枢的共同活动完成的。二、视觉机能在设计中，视角是确定设计对象尺寸大小的依据。图眼睛结构示意图SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY1.视觉特征——视力视力为眼睛分辨物体细部的最大能力，即分辨两点间的最小距离

通常由视力表测定，视力表有12行大小不等，方向各异的“E”字，愈往下愈小。当被测者站在5m远处观看第10行的“E”字，若能分辨清楚，表明视力为1（现行对数视力表为5分）。正常人眼在视距25cm时，能分辨的最小距离为0.075mm2.视觉特征——视野与视力范围视野是指当头部和眼球固定不动时，所能看到的空间范围。通常用角度表示。人在水平面内的视野范围是：双眼的最大视区在左右60°以内的区域，在这个区域里还包括字、字母和颜色的辨别范围：辨别字的视线角度为10°~20°；而辨别字母的视线角度为5°~30°。在各自的视线范围以外，字和字母逐渐消失。对于特定颜色的辨别，视线角度为30°~60°。人最敏锐的视力是在标准视线每侧1°的范围内在垂直面内人的视野是：以视线水平时为0°基准，人的最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。颜色的辨别区域为视平线以上30°，视平线以下40°。实际上人的自然视线是低于标准视线的。在一般状态下，立姿时自然视线低于水平线10°，坐姿时低于水平线15°；立姿松弛状态下的自然视线偏离标准线30°；坐姿松弛状态下的自然视线偏离标准线38°；垂直面内人的最佳视区在低于标准视线30°的区域里

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY2.视觉特征——视野与视力范围图4-4垂直视野和水平视野（a）垂直面内的视野；（b）水平面内的视野

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY2.色觉视野：不同的颜色对人眼的刺激不同，所以视野也不同。白色的视野最大，黄、蓝、红、绿色的视野依次渐小。180白。120黄。100蓝。60绿红。色觉视野130。白95。黄80。蓝45。红40。绿水平方向的色觉视野垂直方向的色觉视野SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY视觉2.视觉特征——视野与视力范围人的正常视力范围比视野要小些，因为视力范围是要求能迅速，清晰的看清目标的细节，所以只能是视野的一部分。头部和眼球转动时，都可增加视力范围。头部不动，只动眼球时，视力范围可达120°，头部和眼球都动时，视力范围可达220°视力范围与目标距离有关。目标在560mm处最为适宜，小于380mm时会发生目眩，大于760mm时，细节看不清。此外，观察时头部转动角度，左右均不宜超过45°，上下也不宜超过30°。当视线转移时，约97%的视觉是不真实的，所以要避免再转移视线时进行观察SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY视觉3.视觉特征——视距视距是人在作业中正常的观察距离

不同的工种对视距的要求也不同，一般来说，工作精度越高，所需视距就越小在正常作业中，通常采用38~76cm的视距范围只有很好地了解人的视觉机能，我们才可能根据人的视觉特点，合理布置作业空间，减少视觉疲劳，提高作业效率

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY视觉3.视觉特征——视距作业类型示例视距离固定视野直径作业姿势最精细的作业安装最小部件（表、电子元件等）12~2520~40坐姿精细作业安装收音机、电视机等25~3540~60坐姿或站姿中等粗活印刷、机床操作等<50<80坐姿或站姿粗活包装、粗磨等50~15030~250站姿远视黑板、开汽车>150>250坐姿或站姿表作业精度与视距的关系（单位：cm）

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY4、明适应与暗适应

1．明暗视觉

白天正常照度下，人眼中的锥状细胞起作用，使人有色彩感觉，称为明视觉过程。当光线暗到一定程度时（晚上），人眼中的杆状细胞起作用，这时人眼不能分辨颜色，只有明暗条纹，称为暗视觉过程。2.色彩视觉

色彩视觉是明视觉过程，它产生于锥状细胞的红、绿和蓝敏细胞，大脑根据三种光敏细胞的光通量的比例决定人眼的色彩视觉。

3.视觉的适应性

当外界光线亮度发生变化时，人眼的感受性也随之发生变化，这种感受性随刺激发生顺应性变化叫做视觉适应性。暗适应：人从明亮环境突然变化到黑暗环境时，视觉逐步适应于黑暗环境的过程。暗适应一般经历4～6min可基本适应，完全适应大约需经过30～50min。暗适应过程中，瞳孔直径2mm→8mm，光通量增加16倍。锥状细胞转换为杆状细胞起作用。如猫的眼睛。明适应:当人从暗环境进入明环境时，人眼出现暂时看不清视物的现象，称为明适应。明适应中人眼出现暂时看不清是人眼的感受性下降引起的，大约30s可基本适应，经过60s可达到完全适应。明适应比暗适应能力强的多。应用：

由于视觉的明暗适应性，因此要求工作地照度要均匀，避免阴影，否则，眼睛需要频繁调节，增加眼睛的疲劳感。

例如：夜晚驾车。车间局部照明和一般照明不能相差太悬殊。5.视觉惰性与闪烁感觉

视觉惰性是指当一定强度的光突然作用于人眼的视网膜时，不能在瞬间形成稳定的主观亮度感觉，而存在一个短暂的过渡过程。主观亮度感觉由小到大，再由大变小，趋于稳定，因此某一瞬间亮度感觉比实际正常值的亮度感觉大得多。视觉闪烁感觉是指低频断续光刺激，使人眼产生一明一暗的光感觉，达到更加醒目的目的。例如：指示灯就是利用了视觉惰性，光感既不能瞬间形成，又不能瞬间消失，要达到醒目的作用。警灯为什么一明一暗闪烁？实际问题：SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY6.视觉特征——对比度人眼要能辨别某一背景前的物体，必须使背景与零件有一定的对比度

对比度可以分为亮度对比和颜色对比亮度对比

人眼能分辨的对象与背景的最小亮度差与背景的最小亮度之比叫做临界对比C对比感度与照度高低、对象物大小和观察距离等因素有关。照明很差，亮度对比不明显，可能引起虚假的视觉现象，对于判断重要信息产生不良影响SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY颜色辨别SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY颜色辨别SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY颜色对比工作对象和背景的颜色对比，对于分辨清晰度的效果十分重要。据实验证明，下列颜色对比较好：

蓝——白；黑——黄；绿——白；黑——白；绿——红；红——黄；红——白；橙——黑；黑——绛；橙——白。6.视觉特征——对比度SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY6、视错觉

视错觉是指观察注意对象所得到的印象与实际注意对象之间出现差异的现象。视错觉由人的生理心理特征决定。研究错觉，可以消除错觉在设计中的不利影响，有时也可以利用错觉为设计服务。长短视错觉长度错觉：判断物体长度时，若两端增添了附加物，可导致长短不同的错觉。方位视错觉1方位错觉：若一物体被它物隔开分成两段，或由于附加物的干扰而歪曲了本身形象。方位视错觉2左側中央的圓形比右邊大嗎空间定位错觉

由于视觉和平衡觉的信号不协调而产生的不正确的空间知觉例如，在高位作业时，人习惯于用地面的姿势状态来辨别空间位置，容易产生空间定位错觉；海上作业，由于远方天水一色，也容易产生空间定位错觉，把大海当蓝天，把蓝天当大海

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY形状竞争

对物像与背景有时由于轮廓的特殊位置，在心理上产生一种特殊反应，出现“双重知觉”

SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY运动错觉——似动

似动，顾名思义就是“似乎在动”，其实并未真动。确切地说是指在一定的时间和空间条件下，实际上不动的静止之物很快地相继剌激视网膜上邻近部位所产生的物体在运动的知觉，是一种错觉性的运动知觉SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYSchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY颜色错觉

颜色-重量错觉：同样重的物体涂的颜色不同，人们会有不同的轻重感。例如，涂黑色的物体似乎比涂天蓝的重颜色-空间错觉：同样大的空间，如果四周涂上浅色比涂上深色显得更大颜色-温度错觉：同样温度的车间，若四壁涂上冷色系，使操作者感到凉爽；若四壁涂以暖色系，会使操作者感到温暖颜色-声音错觉：在多噪音的环境中，如果四周涂上绿色或紫罗蓝色，可使操作者感到比实际环境安静些SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY7.视觉运动规律

人机系统设计时，要善于合理地利用人的视觉运动规律，以提高作业效率，减轻操作者的视觉疲劳，避免误操作。

人眼的水平运动比垂直运动快。视线习惯：从左到右、从上到下看、顺时针方向看。眼睛沿上下方向运动比按水平方向运动容易疲劳。对水平方向的尺寸和比例的估计比垂直方向的尺寸和比例的估计要准确的多。对直线轮廓比曲线轮廓更易接受。

（二）听觉

听觉系统主要包括耳、传导神经与大脑皮层听区等三个部分。听觉器官可分为外耳、中耳、内耳三部分，如图2-5所示（P27）。

听觉是仅次于视觉的重要感知途径，听觉有独特的感知方式，可以弥补视觉通道的不足。

听觉具有如下的特性：1．接收信息无方向性听觉器官可以接收来自三维空间任何方向的声信号。

应用：倒车蜂鸣器、警笛（声音信号）。2.强度辨别阈限受过良好训练的被试者，在良好的声环境条件下，听觉器官能够觉察到0.5dB的强度变化。在人机系统设计运用强度变化传递信息时，必须考虑没有接受过训练的作业者。

例如：机器异常声音判断；故障诊断。3.距离知觉

在自由声场中，距点声源的距离，每增减一倍，声压级随之约减增6dB，所以声觉器官可以通过声强的变化判断声源的距离。

实际中主要依据主观经验。如判断火车距离。4．掩蔽效应

掩蔽效应指由于干扰声的存在，致使声信号清晰度阈限升高的现象。例如：当两个声音同时出现时，听觉这择强度大的一个。当两声音的响度相同、而频率不同时，听觉容易选择低频声（低频声作用突出）。20分贝的声音，人的主观感觉约相当于三米远处柔和的低语声的声响，其压力为我们能听到的最柔和声音的10倍。平常，人们的讲话声音约为60分贝的水平，这就比参照压力大1000倍。

人耳能对高达125—130分贝的声压作出反应，如从身旁经过的火车，响雷或机枪射击时所发出的声压，但130分贝的声压也会使耳产生痛感，若长时间保持这样高的声压水平，人耳的听力机制就会受到损伤，这也就是纺织女工，爆破工等工种听力敏度下降的一个原因。环境噪音问题—30-80dB能为多数人接受，到了120dB就使人感到很烦躁，30dB以下，太安静了也会使人产生寂寞甚至恐怖的感觉，所以30-80dB的声环境就是环境噪音的舒适环境。

第一节

神经系统与感觉系统(三)平衡觉

人对自身姿势和空间位置变化的感觉称为平衡觉。影响平衡觉并导致失去平衡的原因有：酒精、年龄、恐惧、突然的运动、热压、异常姿势等。了解上述现象，可使管理人员更好地进行作业安排，减少安全事故。(四)味觉

(五)嗅觉

鼻腔上端的嗅黏膜是嗅觉感受器，其上分布着嗅觉细胞。嗅觉细胞受到刺激时，产生神经冲动，上传到嗅觉中枢而引起嗅觉。人的嗅觉灵敏度用嗅觉阈表示，即能引起嗅觉的气体物质的最小浓度。(六)触觉（皮肤感觉）

皮肤感觉系统的外周感受器存在于皮肤表层。这些感受器受刺激时引起的神经冲动，经过传入神经达到大脑皮层的相应区域，而产生各种肤觉，包括触、压、振、温和痛等感觉。

人体的运动系统是由肌肉、骨和关节（骨连接）三部分组成。骨和骨连接构成人体的杠杆系统——骨架。肌肉附着在骨架上，并受神经系统的支配，中枢位于大脑皮层的躯体运动中枢，能牵引着骨绕关节转动，人体便产生各种各样的运动。

第二节运动系统与供能系统一、肌肉组织及其工作特征

肌肉是人体四种组织中数量最多的组织。人做任何动作，都要依靠肌肉的收缩与舒展。肌肉收缩有向心收缩、离心收缩、等长收缩等形式。前两种收缩是实现人体各种运动所必需的，它们是动力性的，总称为动力性收缩。等长收缩则是静力性收缩。二、骨骼系统

人体内有206块骨。其中有177块直接参与人体运动。按结构形态和功能，人体骨骼系统可分成颅骨、躯干骨、四肢骨三大部分。其中躯干骨又包括椎骨、肋骨、胸骨，各椎骨借骨连接构成为脊柱。下图是人体骨骼系统结构图

人体骨骼系统简单图SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY脊柱的构成骨骼——脊柱脊柱位于背部中央，构成人体的中轴脊柱除支持身体、保护骨髓，增加弹性，吸收震荡以外，还要进行运动。相邻两椎骨之间的运动有限，但整个脊柱的活动范围很大。人的大部分活动都要有脊椎运动的支持，所以背部损伤的机会就会很多，在工具设计的时候，应保证在脊柱的活动范围内，避免扭曲和超范围活动

人体四肢骨之间普遍由关节连结。关节的功用主要在于它可使人的肢体有可能作屈伸、环绕和旋转等运动。在关节中有四类神经末梢，主要功能是向中枢提供关节位置变化的信息、关节活动速度的信息、关节实际位置的信息及感受痛觉的信息。

三、关节

第二节运动系统与供能系统四、人体活动能源

各种人体活动都需要能量。能量的供给通过体内能源物质(糖、糖元、脂肪、蛋白质)的氧化或酵解来实现。通常将能源物质转化为热或机械功的过程称为能量代谢。

（一）能量的产生

人的肌肉．神经元和其他细胞活动的能源直接来自细胞中的贮能元——三磷酸腺苷(ATP)。肌肉活动时，肌细胞中的ATP与水结合，在ATP酶的催化下迅速分解成二磷酸腺苷(ADP)和无机磷(Pi)，并释放29.3kJ的能量。ATP+H2O→ADP+Pi+29.3kJ/mol（二）人体活动的供能系统人体补充ATP的过程称为产能或供能。人体有三个供能系统，即磷酸原(ATP-CP)系统、乳酸能系统和有氧化系统。

（1）磷酸原(ATP-CP)系统。Cr+ATPCP+ADP磷酸肌酸激酶（CPK）四、人体活动能源产能的三种途径：上述反应的方向受磷酸肌酸激酶（CPK）的pH值控制，当CPK的pH值为6.9～7.0时，反应为正方向；pH值为8.8～9.0时，反应为逆方向。1．磷酸原供能系统（ATP－CP供能系统）：

特点：ATP－CP系列提供能量的速度极快，不需氧参与，但由于磷酸肌酸（CP）在人体内的贮量有限，产生ATP的数量很少,产生的能量只能供肌肉进行大强度作业时维持6~8秒钟，因此在要求能量释放速度很快的情况下，肌细胞中的ATP由这种方式产生的。例如：训练有素的短跑运动员的跑百米、举重运动员举杠铃的的爆发力就是通过这种方式提供能量的。2．乳酸供能系统（糖酵解（Glycolysis）供能系统）

当人体进行剧烈活动达到10秒以上时，糖酵解供能系统被激活。乳酸能系统供能也是无氧供能。乳酸是一种致疲劳性物质，这种供能的过程不可能持续较长时间。糖酵解葡萄糖（糖原）ATP十乳酸糖酵解供能系统在30～60秒时糖酵解速度最大，糖酵解供能系统所产生的能量可供肌肉收缩1~3分左右的时间。特点：乳酸逐渐扩散到血液后，一部分排出体外，一部分在肝、肾脏内又合成糖原。在食物营养充足、合理的条件下，经过休息，可以较快的合成为糖原。例如，800米以下的全力跑、短距离冲刺都是通过这种方式供能。

（二）人体活动的供能系统

（3）有氧氧化系统。有氧氧化供能系统是指糖或脂肪在氧的参与下分解为二氧化碳和水，同时产生能量，使ADP再合成ATP后向肌肉或其他细胞提供活动能量。

（人体活动能量最大的和最主要的产能源）

葡萄糖（脂肪）+氧ATP氧化磷酸化

提供能量速度中，持续时间长，需氧参与，产生ATP的数量几乎不受限制，适于中等强度作业的供能。特点：3.三种产能过程的特性比较项目ATP—CP系列乳酸系列需氧系列能量产生方式无氧代谢无氧代谢有氧代谢能源物质CP糖元糖元、脂肪、蛋白质供能速度很快快缓慢供能数量很少少大量对人体疲劳影响容易疲劳容易疲劳不易疲劳适用场合短暂剧烈活动短时（1-2min）强度大的活动长时间的耐力活动一、能量代谢的概念(Energymetabolism

)：人体内的能量产生、转移和消耗，称为能量代谢。能量代谢按机体所处的状态分为三种：维持生命所必须的基础代谢量、安静时维持某自然姿势时的安静代谢量和作业时的能量代谢量。基础代谢量维持体位所增加的代谢量作业时所增加的代谢量安静代谢量能量代谢量

第三节能量代谢基础代谢率（BasalMetabolicRate

）

在室温20oC条件下，被试者处于清醒、空腹（食后10小时以上）、安静卧床时,在单位时间、单位体表面积上所消耗的能量，称为基础代谢率（kJ/(m2·h)），符号记为B。我国正常人的基础代谢率的平均值（kJ／m2·h）

年龄（岁）11~1516~1718~1920~3031~4041~5050以上男性195.4193.3166.1158.6157.7154.0149.0女性172.4181.6154.0146.8146.4142.2138.51、基础代谢量

基础代谢量，是人在绝对安静下(平卧状态)维持生命所必须消耗的能量。

正常人的基础代谢率比较稳定，一般不超过正常平均值的15%。

我国人体表面积的公式为：

体表面积(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529(8-1)

基础代谢量=基础代谢率平均值(B)×人体表面积(S)×持续时间(t)=BSt(8-2)

安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量的20％作为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量，因此，安静代谢量应为基础代谢量的120％。安静代谢率记为R，R＝1.2B。安静代谢量=RSt＝1.2BSt(8-3)式中，R为安静代谢率（kJ/(m2·h)；S为人体表面积（㎡）；t为持续时间（h）。2、安静代谢量安静代谢量是指机体为了保持各部位的平衡及某种姿势所消耗的能量。3、能量代谢量

能量代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的代谢量和作业时增加的代谢量三部分。也可以表示为安静代谢量与作业时增加的代谢量之和。能量代谢率记为M。

能量代谢量=MSt(8-4)式中，M为量代谢率（kJ/hm2）；为人体表面积（m2）；为测定时间（h）。人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能量代谢量。

能量代谢率的大小与劳动强度直接相关，它是计算作业者一天的能量消耗和需要补给能量的依据，也是评价劳动强度合理性的重要指标。4、相对代谢率RMR

为了消除作业者之间的差异因素，常用相对代谢率这一相对指标衡量劳动强度。相对代谢率记为RMR。见例例：某男子身高1.7m，体重70Kg，基础代谢率的平均值约为158.7kJ／h·m2，连续作业2h。当RMR＝4时，试问能量消耗量是多少kJ？作业时增加的代谢量为多少kJ？人体表面积（）=0.0061

×身高（cm）+0.0128×体重（kg）-0.1529=0.0061×170+0.0128×70-0.1529=1.8161能量消耗量=（RMR＋1.2）×基础代谢率平均值×体表面积×作业时间=（4+1.2）158.7×1.8161×2=2997.44（kJ）作业时增加的代谢量=RMR×基础代谢量=RMR×基础代谢率平均值×体表面积×作业时间＝4×158.7×1.8161×2=2305.72（kJ）故该男子连续作业2h的能量消耗量是2997.44kJ，作业时增加的代谢量是2305.72kJ。解：二、劳动强度劳动强度是以作业过程中人体的能耗量、氧耗量、心率、直肠温度、排汗率或相对代谢率等作为指标分级的

由于最紧张的脑力劳动的能量消耗一般不超过基础代谢的10%，而体力劳动的能量消耗可高达基础代谢的10~25倍，因此，以能量消耗或相对代谢率作为指标制订的劳动强度分级，只适用于以体力劳动为主的作业

1.国外的劳动强度分级

国外常用的克里斯坦森（Christensen）标准是以能耗量和氧耗量作为分级标准来划分不同劳动强度的如下表所示。该标准所依据的为欧美人的平均值，即体重70kg、体表面积1.84m2。所分等级为轻、中等、强、极强、过强共五级

表4-3按能耗和氧耗分级的劳动强度指标

劳动强度级轻中等强极强过强能耗下限（kcal/min）2.5（10.5）5.0（20.9）7.5（31.4）10.0（41.9）12.5（52.3）氧耗量下限（L/min）0.51.01.52.02.5对于中国，该标准显得过高。因此，有人建议将该标准按中国人体表面积减去5%~20%，作为标准

除此之外，国际劳工局、日本劳动科学研究所也各有标准，其中，由于中国人体素质与日本比较接近，故有较大