作業(yè)環(huán)境及其對(duì)工作效率的影響

1、第8章 作業(yè)環(huán)境及其對(duì)工作效率的影響作業(yè)環(huán)境直接影響人機(jī)系統(tǒng)的效率和操作者的身心健康與安全，是人機(jī)工程學(xué)的重要研究方面。作業(yè)環(huán)境涉及到的內(nèi)容比較多，本章主要討論溫度、噪音、照明和振動(dòng)等環(huán)境條件對(duì)人的工作效率和健康的影響以及對(duì)這些環(huán)境條件的改善。8.1溫度溫度是評(píng)價(jià)作業(yè)環(huán)境氣候條件的主要指標(biāo)。溫度與氣壓、空氣電離度以及空氣污染等指標(biāo)都是構(gòu)成環(huán)境的重要方面。它們對(duì)人的健康、舒適和工作績(jī)效都有很大的影響。8.1.1熱交換過程對(duì)于變化無常的氣候條件，人類主要是通過改變自身的生活條件來適應(yīng)，如建造房屋，穿著合適的衣服，使用空調(diào)等。同時(shí)，人類自身也具有適應(yīng)氣候條件的生理調(diào)節(jié)機(jī)制。人體的這套機(jī)制是一套盡力保

2、持體內(nèi)溫度相對(duì)穩(wěn)定的復(fù)雜的熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)。熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由下丘腦控制。熱感覺神經(jīng)遍布在皮膚、肌肉和胃等全身各部位。下丘腦中含有對(duì)動(dòng)脈血壓變化敏感的神經(jīng)元，并從各種感覺神經(jīng)收集信息并調(diào)節(jié)身體產(chǎn)熱和散熱。調(diào)節(jié)的機(jī)制主要是收縮或擴(kuò)張機(jī)體深處和體表的血管、出汗和發(fā)抖。通常我們可以認(rèn)為身體是由核心和體表組成。體表是身體中皮膚表面以下的部分，而核心當(dāng)然是指身體的重要器官（心、肺、腹部器官和腦）。熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持的是內(nèi)核溫度。通常狀態(tài)下，核心和皮膚溫度差大約在4左右，但在嚴(yán)酷的氣候下，這種差別可能大至20。人體通過新陳代謝過程將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和機(jī)械能。在大多數(shù)環(huán)境中人體所產(chǎn)生的熱量比我們的內(nèi)核所需的熱量要多。

3、因此，從新陳代謝來的能量大約有70轉(zhuǎn)變成熱量散發(fā)掉了，只有大約25變成機(jī)械能。事實(shí)上在舒適的氣候條件下這些熱量也必須消散掉，否則它將不斷聚集在體內(nèi)，最終會(huì)使人因過熱而死去。而在寒冷環(huán)境下，為了維持穩(wěn)定的體溫，人體盡力限制熱量散發(fā)到環(huán)境中去。1熱交換方式 身體與環(huán)境間熱交換方式有四種：傳導(dǎo)：通過直接接觸固體，液體來傳遞熱量，其中包括空氣的熱轉(zhuǎn)移。當(dāng)大氣溫度低于人體時(shí)，人所接觸的衣服、物體都會(huì)傳導(dǎo)出一部分熱量。但是，由于人體表面和皮下組織以及衣服都是熱的非良導(dǎo)體，因此，通過傳導(dǎo)所散的熱量極少。對(duì)流：通過氣體或液體來交換熱量的一種傳熱方式。人體周圍總圍繞著一層空氣，空氣是對(duì)流的介質(zhì)，人體將熱量傳給空

4、氣，空氣流動(dòng)便將熱量帶走。以空氣為介質(zhì)的對(duì)流所散發(fā)的熱量的快慢，受風(fēng)速和人體與介質(zhì)之間溫度差的影響。輻射： 通過物體間電磁輻射而轉(zhuǎn)移熱能。人體表面能夠輻射出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線，通過空氣層周圍較冷的物體所吸收。這種由人體向物體輻射熱量的過程叫做“負(fù)輻射”，負(fù)輻射使人體散熱。散熱量和散熱速度都與人體輻射面積和人體與物體之間的溫差有關(guān)。若物體溫度高于人體溫度時(shí)，物體的熱量便反過來向人體輻射，這時(shí)人體受熱，叫做“正輻射”。人體對(duì)正輻射比較敏感，而對(duì)負(fù)輻射則感覺遲鈍。因此，人在寒冷季節(jié)會(huì)不知不覺地喪失熱量而導(dǎo)致感冒。蒸發(fā)：物體形態(tài)轉(zhuǎn)變過程中需要從人體吸收熱量，例如從汗水轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?。它可分為不感蒸發(fā)和發(fā)汗

5、兩種。不感蒸發(fā)是指體液中水分直接透出皮膚和粘膜（主要是呼吸道粘膜）表面，并在未聚成明顯水滴前就蒸發(fā)掉的一種散熱形式。不感蒸發(fā)是在蒸發(fā)表面彌漫性地持續(xù)進(jìn)行的。汗液是汗腺的分泌物。發(fā)汗是在人體表面上出現(xiàn)明顯汗滴的一種散熱形式，又叫“可感蒸發(fā)”。當(dāng)氣溫等于或超過皮膚溫度時(shí)，輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)等散熱方式已趨失效，機(jī)體要維持熱平衡，蒸發(fā)便成為唯一的散熱途徑。每克汗液在皮膚表面蒸發(fā)時(shí)，可帶走0.58千卡的熱量。2熱交換方程式身體的熱交換過程可用公式來表示如下：其中 體內(nèi)熱能含量（存儲(chǔ)）的變化量 m新陳代謝的熱量 w勞動(dòng)消耗的熱量 r輻射交換的熱量 c對(duì)流交換的熱量 e蒸發(fā)的熱量損失新陳代謝是正的，因?yàn)樵撨^程

6、產(chǎn)生熱能。蒸發(fā)總是負(fù)的，因?yàn)樵撨^程總是損失熱能。圖8-1氣溫和墻面溫度組合中蒸發(fā)、輻射和傳導(dǎo)散熱的百分比假如身體處于熱平衡狀態(tài)，將是零。在不平衡時(shí)，身體溫度會(huì)升高（0）或降低（0）。當(dāng)不平衡程度極大時(shí)，可導(dǎo)致死亡。 3影響熱交換的環(huán)境因素以下四個(gè)環(huán)境因素對(duì)熱交換過程有很大的影響：空氣溫度、濕度、空氣流動(dòng)和周圍物體的表面溫度（墻、天花板、火爐等等，有時(shí)這些溫度面稱作壁面溫度）。這些因素的相互作用是相當(dāng)復(fù)雜的。在高氣溫和高壁面溫度條件下，對(duì)流和輻射引起的熱損失會(huì)減小到最低，因此會(huì)導(dǎo)致身體熱能增加。在這種情況下，所剩的唯一散熱手段是蒸發(fā)。但如果濕度也很高，蒸發(fā)散熱也將減到最低，導(dǎo)致體溫升高。圖8-1

7、列出了對(duì)氣溫和墻面溫度的五種組合中的蒸發(fā)、輻射和傳導(dǎo)散熱的構(gòu)成百分比。它說明了這樣一個(gè)事實(shí)：在氣溫和壁面溫度較高時(shí)，傳導(dǎo)和輻射不能散發(fā)多少體熱。散熱主要靠蒸發(fā)過程，而蒸發(fā)散熱是受濕度限制的。4衣著對(duì)熱交換的影響衣著對(duì)熱交換過程具有重要影響。當(dāng)天冷時(shí)，衣服具有絕熱效果可以減少熱量的損失。天熱時(shí)，衣服阻礙散熱，這影響了熱交換過程。不利于保持身體的正常溫度。大部分材料的熱阻值是其厚度的直接線性函數(shù)。材料本身（不管是羊毛的、棉的，還是尼龍的對(duì)絕熱性能的影響很小。這是因?yàn)樵诰幙椌€和纖維之間有一定的空氣，它起著絕熱的作用。假如材料是實(shí)心的或浸濕的，就會(huì)因?yàn)槭ナ`的空氣而大大降低其絕熱性能。測(cè)量衣服絕熱性

8、能的單位是克勞(clo)。在一間通風(fēng)正常、氣溫為21以及濕度為50的房子里, 使一個(gè)坐著休息的被試者保持舒適狀態(tài)的衣服絕熱能力，稱為一單位克勞。因?yàn)橛写硇缘穆泱w被試者在大約30時(shí)是感到舒適的，若低于此溫度時(shí)就需要穿上衣服。一個(gè)單位克勞大約有補(bǔ)償溫度下降9所要求的絕熱量。衣服厚度絕熱的代表值大約為1.57clo/cm。另一個(gè)影響熱交換的因素是衣料對(duì)濕氣的滲透性。正是這種滲透性使得蒸發(fā)性的熱傳遞能通過織物?？椢锏目藙谥翟酱螅臐B透度越低。滲透度指標(biāo)（im）是無量綱的。總滲透度從0.0到1.0。1.0表示濕氣可以順利穿過衣物。0.0表示濕氣不能穿過衣物。數(shù)值越小表示阻止?jié)駳鉂B透的能力越強(qiáng)。在不流

9、動(dòng)的空氣中，大部分衣服材料的im值小于0.5。經(jīng)過防護(hù)處理的以及織的很緊的織物能顯著減小im的值。在熱環(huán)境中，熱量的蒸發(fā)對(duì)維持熱平衡至關(guān)重要。阻礙熱量蒸發(fā)這一過程會(huì)導(dǎo)致熱量蓄積。例如在冷環(huán)境中，假如汗液的蒸發(fā)受阻，衣服會(huì)漸漸被汗水滲透，因此減少它的絕熱能力。8.1.2環(huán)境溫度的測(cè)量構(gòu)成熱環(huán)境測(cè)量的五種基本指標(biāo)是：空氣溫度或干球溫度（db）：避開輻射熱源，用一個(gè)玻璃溫度計(jì)測(cè)量到的溫度；空氣的相對(duì)濕度，是空氣中的水蒸氣量相對(duì)于同樣溫度下空氣所能容納的最大水蒸氣量的一個(gè)測(cè)量值。相對(duì)濕度用濕度計(jì)測(cè)量；濕球溫度，是用一只有濕燈芯的，放在傳感元件上并保持空氣流動(dòng)的溫度計(jì)而測(cè)量到的溫度。測(cè)量是用一只濕燈芯覆

10、蓋的、末端可以擺動(dòng)的溫度計(jì)來測(cè)量的。自然濕球溫度跟這相似，只是不用擺動(dòng)溫度計(jì)。溫度計(jì)必須避開輻射熱源，且不能阻礙自然風(fēng)流動(dòng)；平均輻射溫度，通常稱作球體溫度，是用放在黑色的銅球中央的溫度計(jì)測(cè)量的，黑色球體吸收輻射熱能，內(nèi)部空氣溫度指明其吸收熱能的多少；空氣速度，用風(fēng)速計(jì)測(cè)量的。為了反映溫度、濕度和空氣流動(dòng)綜合對(duì)人體舒適程度的影響，常采用以下指標(biāo)。圖8-2 有效溫度常規(guī)有效溫度（et）表示人在不同的氣溫、濕度和氣流速度的作用下產(chǎn)生的主觀冷暖感受指標(biāo)。它僅僅用溫度來度量這一主觀感受。不同的空氣溫度、濕度和氣流速度的組合可產(chǎn)生相同的冷暖感受。例如，21et表征的是以21溫度和100濕度相組合的溫度感覺

11、。同樣的溫度感覺也能由其他溫度和濕度（如27和10）組合產(chǎn)生。此指標(biāo)使用比較方便，缺點(diǎn)是在一般溫度條件下過高估計(jì)了冷和中性條件下的影響，忽視了暖和條件的影響，而在高溫情況下又低估了風(fēng)速、高濕度的不利作用。新的有效溫度（et*），常規(guī)有效溫度et只考慮了氣溫、濕度和氣流速度，而沒有考慮熱輻射，因此對(duì)于高輻射的環(huán)境不大適用。1981年，美國采暖，制冷和空氣調(diào)節(jié)工程師協(xié)會(huì)（ashrae）提出了新的有效溫度。它是由一個(gè)基于環(huán)境變量對(duì)身體生理調(diào)節(jié)影響的公式得到的。對(duì)于相應(yīng)的條件，新的et值總是在數(shù)值上大于常規(guī)的et值。 如圖8-2所示。牛津指標(biāo)（wd）或濕干指標(biāo)是濕球溫度和干球溫度的簡(jiǎn)單加權(quán)和，即 wd

12、=0.85wb+0.15db 。牛津指標(biāo)在指示具有相似的忍耐限度下的等效氣候條件方面作用突出。濕球黑球溫度（wbgt）是自然濕球溫度（nwb），球體溫度（gt）和干球球體溫度（db）的加權(quán)平均。對(duì)于室內(nèi)，夜間或陰天，公式為wbgt=0.7nwb+0.3gt。對(duì)于室外，太陽是產(chǎn)熱的主要因素，公式為wbgt=0.7nwb+0.2gt+0.1db。它的一個(gè)特征是不用直接測(cè)量氣流速度，其值已反映在自然濕球球體溫度上了。wbgt指標(biāo)較常用，因?yàn)樗_實(shí)考慮了上面所談到的變量的組合。但wbgt不可能足量地補(bǔ)償空氣流速的影響。在wbgt相同，但輻射熱、濕度和空氣流速不同時(shí)，人類的生理反應(yīng)不同。當(dāng)濕度很高，空氣

13、流速很低時(shí)，使用wbgt測(cè)量效果最差，它低估了情況的嚴(yán)重性。botsball（bb）指標(biāo)是使用一種專用溫度計(jì)，產(chǎn)生將空氣溫度、濕度、風(fēng)速和輻射的作用相結(jié)合的單一指標(biāo)。公式為bb=wbgt3o，對(duì)于中等水平的濕度和輻射來講，溫度的測(cè)量很精確。但在極端情況下，公式將偏差幾度。bb指標(biāo)是實(shí)用簡(jiǎn)單的工具，工人可以掌握使用。不過，也有一些操作上的限制。以上的混合指標(biāo)是按溫度（攝氏度）表示的，不能按傳統(tǒng)的干球溫度解釋，因?yàn)樗鼈円部紤]了其他變量，像濕度，空氣流動(dòng)等。8.1.3熱舒適與感覺熱舒適有著顯著的個(gè)體差異，一方面是新陳代謝水平不同；另一方面，所進(jìn)行的工作，所穿的服裝，甚至一年中的季節(jié)都能影響舒適感。風(fēng)

14、俗，習(xí)慣和傳統(tǒng)也可能影響舒適溫度。這可能可以解釋新加坡的舒適室溫比美國高，美國又比英國高的事實(shí)。1氣流對(duì)熱舒適的影響這里的氣流是指由一陣空氣運(yùn)動(dòng)引起的風(fēng)。它可以使人體局部受涼，所以人們不希望它出現(xiàn)。人們對(duì)頭頂（即頭，頸肩和背部）的空氣流動(dòng)最敏感。短頭發(fā)的人比長(zhǎng)頭發(fā)人對(duì)氣流的感受更遲鈍。2低濕度對(duì)熱舒適的影響低濕度能引起鼻腔、喉嚨和皮膚干燥，嘴唇干裂，對(duì)氣味也更敏感。當(dāng)相對(duì)濕度小于或等于30時(shí)，戴和不戴隱性眼鏡的人都會(huì)感到由低濕度帶來的對(duì)眼睛的刺激，并且四小時(shí)以后這種刺激更加顯著。8.1.4高溫在高溫情況下，身體吸收或產(chǎn)生的熱量比散發(fā)的熱量更多。這會(huì)導(dǎo)致身體核心溫度上升，出現(xiàn)疾病，甚至死亡。在農(nóng)

15、業(yè)，建筑業(yè)，礦業(yè)和鋼鐵工業(yè)中，因?yàn)闊岵《l(fā)生事故比例最高。熱病也能發(fā)生在溫和的氣候中。甚至在寒冷的氣候下，穿不透水的安全服干重體力活的時(shí)候也能發(fā)生。消防隊(duì)員和處理有害廢物的工人就是例子。1高溫對(duì)生理的影響高溫的一個(gè)最直接的影響是使身體核心溫度升高，每升高1，新陳代謝增加10，稱為q10效應(yīng)。增加的新陳代謝產(chǎn)生更多需要散發(fā)的熱量，如不能及時(shí)散發(fā)，身體核心溫度將繼續(xù)升高，導(dǎo)致新陳代謝和產(chǎn)熱進(jìn)一步增加。這就形成了惡性循環(huán)，嚴(yán)重者將導(dǎo)致死亡。(1)心血管反應(yīng)心血管系統(tǒng)對(duì)高溫有兩種基本反應(yīng)，一種是皮膚的血管擴(kuò)張，使供給體內(nèi)熱量的血液流向皮膚，升高皮膚溫度。在舒適的環(huán)境中，皮膚的血液流量只占心臟輸出量的5

16、，特別熱時(shí)會(huì)增加到20或更多。另一種基本反應(yīng)是心率增加，心臟輸出量能夠增加5075。增加的血液輸出流向皮膚散熱，散熱的需要使皮膚和工作肌肉爭(zhēng)奪血液，可能使輸向工作肌肉的氧氣不足，而導(dǎo)致乳酸積累，肌肉酸痛出現(xiàn)疲勞。在熱環(huán)境中從體力勞動(dòng)中恢復(fù)也要更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)檠杭纫嵊忠獛ё呷樗帷?2)出汗當(dāng)傳導(dǎo)和輻射散熱不能維持熱平衡時(shí)，身體對(duì)高溫的第二道防線是增加排汗。蒸發(fā)汗水可以散熱，但汗水滴掉而不是蒸發(fā)掉時(shí)不會(huì)起散熱作用，只是失去廢水。處于強(qiáng)高溫中的工人每天能損失67升汗水。汗腺會(huì)出現(xiàn)疲勞，長(zhǎng)期處于熱環(huán)境中即使失去的水分由等量的飲水來補(bǔ)充，出汗速率也會(huì)逐漸減小。這似乎與皮膚潮濕有關(guān)，因?yàn)榧偃绨垂潭〞r(shí)

17、間間隔用毛巾將皮膚擦干，出汗速率會(huì)增加。如果不喝水補(bǔ)充，過量的排汗會(huì)引起缺水或脫水。脫水會(huì)影響體溫調(diào)節(jié)，引起身體核心溫度升高，導(dǎo)致肌肉痙攣，減小體力勞動(dòng)的持續(xù)性。脫水的人不一定會(huì)感到口渴，因此建議工作于高溫環(huán)境中的人每1520分鐘喝水（1015）150200ml。汗水中含有鹽分。出汗會(huì)損失一定的鹽分。在工業(yè)化國家中普遍的做法是在一般工人的飲食中添加相對(duì)較多的鹽分，這樣既不需要也不鼓勵(lì)額外補(bǔ)充鹽分。鹽藥片會(huì)刺激胃，食鹽太多會(huì)提高高血壓的患病率。(3)熱病長(zhǎng)期高溫或極高的溫度會(huì)引起幾種機(jī)體功能紊亂，最嚴(yán)重的是中暑，它會(huì)導(dǎo)致死亡。熱疹，俗稱痱子，皮膚上出現(xiàn)小紅點(diǎn)，水泡狀的腫塊，是由汗腺阻塞，汗水積留

18、發(fā)炎引起的，遇熱時(shí)有刺痛的感覺；熱痙攣，工作中或工作幾小時(shí)以后出現(xiàn)肌肉痙攣（大多在手臂，大腿和腹部），與鹽分?jǐn)z取不足和大量出汗有關(guān)；熱衰竭，特征是肌肉無力，惡心，嘔吐，頭昏。主要是由脫水引起的，更可能發(fā)生在熱致水土不服和身體狀態(tài)不好的人身上；中暑，由于體溫過高，溫度調(diào)節(jié)機(jī)制失效引起的急性疾病。特征是惡心，頭痛，腦功能紊亂，突然失去知覺等。最典型的起因是汗腺疲勞和不出汗。2個(gè)體差異與高溫導(dǎo)致人們對(duì)高溫的忍耐度存在個(gè)體差異的因素有： 身體健康狀況。身體越健康，對(duì)工作熱環(huán)境的忍耐度越大。身體健康的人能完成一定水平的體力工作，產(chǎn)生的熱量及發(fā)生中暑的機(jī)會(huì)比身體虛弱的人少。這部分是因?yàn)榻】等溯斔脱鯕饨o工作

19、肌肉的能力更強(qiáng)，能把更多的血液送往皮膚去散熱，而不用減少對(duì)肌肉氧氣的供給。 老齡化。老齡化導(dǎo)致汗腺反應(yīng)更加遲鈍，體內(nèi)總水分更少。這使體溫調(diào)節(jié)的效率減小。例如，金礦工人中，40歲以上的男性比25歲以下的男性中暑的可能性高10倍。 性別。在高溫情況下，婦女一般表現(xiàn)出發(fā)熱速率增加更多。最大出汗速率更低，皮膚溫度更高，濕熱嚴(yán)重， 身體核心溫度更高。她們受脫水的影響更嚴(yán)重，女性對(duì)熱的適應(yīng)能力比男性差。主要原因是男女健康程度不同。身體健康的女性對(duì)高溫的反應(yīng)類似與同樣健康的男性，但往往女性的健康程度比男性差。 脂肪。大量的脂肪會(huì)給工作于熱環(huán)境中的人帶來困難，多余的脂肪意味著要攜帶多余的熱量，且隨著體重的增加

20、，身體體表面積不能相應(yīng)的成倍增加，導(dǎo)致更不利于散熱。脂肪也在皮膚和深層身體組織之間產(chǎn)生了一個(gè)絕熱層，妨礙熱量擴(kuò)散出人體。 酒精。飲酒易于引起中暑，它干撓中樞和周圍神經(jīng)的正常工作。在工作前或工作中攝取酒精會(huì)減小熱忍耐度，增加中暑的危險(xiǎn)。3對(duì)高溫的適應(yīng)性經(jīng)常工作于熱環(huán)境中的人表現(xiàn)出對(duì)高溫明顯的適應(yīng)性。伴隨適應(yīng)性出現(xiàn)的生理變化包括出汗效率的提高（更早出汗，出汗量更大及含鹽量更低）；產(chǎn)熱速率降低，更低的身體核心溫度。處于熱環(huán)境47天后大部分人就適應(yīng)了。在1214天末就完全適應(yīng)了。簡(jiǎn)短的日常暴露對(duì)維持適應(yīng)性是必須的。堅(jiān)持每天100分鐘的暴露就足夠維持適應(yīng)性了。暴露中不補(bǔ)充水分可能會(huì)延緩適應(yīng)性的產(chǎn)生。若身

21、體健康，則會(huì)更早出現(xiàn)適應(yīng)性。維生素c可能也會(huì)提高熱適應(yīng)性。建議新工人第一天在高溫環(huán)境下工作20的時(shí)間，以后每天工作時(shí)間增加20，第五天就能整班工作了。適應(yīng)性效果會(huì)隨熱暴露持續(xù)幾周，但僅僅幾天不暴露，熱忍耐度就會(huì)減小。對(duì)已適應(yīng)的高溫環(huán)境，但有一段時(shí)間不工作的人建議的工作量是第一天40，第二天60，第三天80，第四天100。人們對(duì)熱適應(yīng)的能力有很大的差異，因此即使有一個(gè)嚴(yán)格控制的熱適應(yīng)計(jì)劃，工作于高溫環(huán)境中的工人必須在達(dá)到生理極限水平的適應(yīng)過程中進(jìn)行生理監(jiān)測(cè)。 8.1.5高溫的各項(xiàng)指標(biāo)1熱壓指標(biāo)hsi它是現(xiàn)有的綜合性最好的指標(biāo)之一，但由于太復(fù)雜而未普遍使用。新陳代謝產(chǎn)生的體熱通過傳導(dǎo)、輻射和向環(huán)境

22、的蒸發(fā)來散發(fā)，這種能力用hsi度量。它指出了散熱的相對(duì)容易或困難程度。它也考慮了像溫度，濕度和空氣運(yùn)動(dòng)之類的環(huán)境因素，附加考慮了新陳代謝速率和服裝的影響。2熱指標(biāo)它是對(duì)熱和濕度影響人體自身冷卻能力的量度。熱指標(biāo)量度表示在圖83中，每條線代表了對(duì)人有相同的總體影響的空氣溫度和相對(duì)濕度的組合。在高風(fēng)險(xiǎn)組中的4類影響列在下面：表81 高溫的影響類別熱指標(biāo)總體影響1極熱55持續(xù)的熱暴露極可能引起熱中暑2很熱4155長(zhǎng)期的熱暴露和/或體力勞動(dòng)可能引起中暑、熱痙攣或熱衰竭3熱3241長(zhǎng)期熱暴露和/或體力勞動(dòng)可能引起中暑，熱痙攣和熱衰竭4很溫和2732長(zhǎng)期暴露和/或體力勞動(dòng)可能引起疲勞美國國家氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)使

23、用熱指標(biāo)的目的是使人們意識(shí)到熱濕組合是危險(xiǎn)的，能引起中暑或痙攣。8.1.6高溫對(duì)績(jī)效的影響1對(duì)體力工作的影響高溫引起體力勞動(dòng)所用肌肉和散熱皮膚間爭(zhēng)奪血液，因此在熱環(huán)境中比在一個(gè)適宜環(huán)境中進(jìn)行重體力勞動(dòng)會(huì)更早地出現(xiàn)筋疲力盡。坐著休息的男性能忍受100牛津熱指標(biāo)3小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，而在其承擔(dān)負(fù)荷為280千卡/小時(shí)工作時(shí)，忍耐時(shí)間減至30分鐘。在有效溫度升至大約28et時(shí)，并不影響人的生產(chǎn)效率；有效溫度繼續(xù)升高，生產(chǎn)效率才開始下降。在大約30et時(shí)，生產(chǎn)效率降至90%；隨著有效溫度的繼續(xù)升高，生產(chǎn)效率下降速率加快，在34et時(shí)，生產(chǎn)效率降至50。2對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)績(jī)效的影響(1).高溫對(duì)績(jī)效的影響與工作類型

24、有關(guān)。認(rèn)識(shí)和觀察任務(wù)可分成簡(jiǎn)單和復(fù)雜兩類。 簡(jiǎn)單任務(wù)包括視覺和聽覺的反應(yīng)，解決算術(shù)問題，譯碼和短期記憶等。簡(jiǎn)單任務(wù)的績(jī)效降低通常不是由熱環(huán)境引起的，除非在環(huán)境條件接近生理熱容忍極限時(shí)才會(huì)影響簡(jiǎn)單任務(wù)的績(jī)效。實(shí)際上，在熱環(huán)境中，短時(shí)地進(jìn)行這些簡(jiǎn)單任務(wù)能提高績(jī)效。 復(fù)雜的任務(wù)包括追蹤，時(shí)刻警惕的任務(wù)和復(fù)雜的雙重任務(wù)等。在3033wbgt時(shí)，開始出現(xiàn)績(jī)效降低。一般認(rèn)為暴露時(shí)間的長(zhǎng)短與績(jī)效的降低沒有顯著的關(guān)系。在同樣的wbgt溫度下，暴露30分鐘及幾個(gè)小時(shí)都有可能發(fā)生績(jī)效降低的情況。(2).高溫引起的績(jī)效降低的原因有：警覺的變化、意志和體溫的影響。 警覺的變化：高溫開始時(shí)提高警覺程度，經(jīng)過一段時(shí)間后將

25、降低警覺程度。這可解釋高溫對(duì)簡(jiǎn)單任務(wù)績(jī)效最初有促進(jìn)作用。高溫最初把警覺總水平提高到更接近于最佳警覺狀態(tài)。 意志的影響：某些與高溫有關(guān)的績(jī)效降低是由于個(gè)人努力水平降低，也就是向不可控的高溫“屈服”。 體溫的影響：績(jī)效的降低可能與腦部溫度和身體內(nèi)部溫度升高有關(guān)，大腦會(huì)對(duì)外界熱量的大幅度的變化立即產(chǎn)生反應(yīng)。 3對(duì)安全行為的影響我們觀察工人的不安全行為與環(huán)境溫度的關(guān)系為“u”字型，在1723wbgt之間，工人不安全行為比例最小，當(dāng)氣候條件在這段適宜的范圍之外時(shí)，不安全行為事件增加。因此，值得為人們提供舒適的工作環(huán)境。4減小高溫影響的建議減小高溫影響最好采用系統(tǒng)化和綜合性的方法。使用空調(diào)，電風(fēng)扇或除濕器

26、來改變大氣狀況。當(dāng)空氣溫度低于皮膚溫度時(shí)，提高空氣流速可增加傳導(dǎo)性的散熱；提高工作區(qū)的空氣速度，減小相對(duì)濕度和濕氣可增加蒸發(fā)性的散熱；輻射性熱源要用適當(dāng)?shù)恼系K物來遮掩以保護(hù)工人。改變?nèi)蝿?wù)方式以減小高溫的影響。減小完成任務(wù)所需的能耗水平能大大減小高溫影響；經(jīng)常在涼快的環(huán)境中休息以及限制在熱環(huán)境中的時(shí)間；在工作區(qū)附近提供足夠的涼水，并鼓勵(lì)所有工人多喝水。讓工人們進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓ぷ鳌?duì)其進(jìn)行衛(wèi)生知識(shí)培訓(xùn)和急救實(shí)踐訓(xùn)練。系統(tǒng)化的適應(yīng)和健身計(jì)劃對(duì)提高高溫忍耐度是重要的；同時(shí)應(yīng)當(dāng)通過健康檢查來找出不耐熱的人，并為其選擇合適的工作。通過各種保護(hù)設(shè)備減小工作環(huán)境中的高溫影響。包括水冷或空氣冷卻的背心或帽子、冰袋背

27、心或隔熱服等。減小高溫影響，背心比帽子有效，冰袋背心效果最好。穿一件冰袋背心通常在工作中就能漸漸適應(yīng)熱環(huán)境。這些設(shè)備不僅確實(shí)減小了熱衰竭，而且不妨礙熱適應(yīng)過程。8.1.7低溫低溫對(duì)健康危害的嚴(yán)重性比高溫小。雖然低溫也會(huì)使人死亡，但很少發(fā)生，而死于中暑的卻較為普遍。與寒冷環(huán)境有關(guān)的工作者的主要職業(yè)性傷害是凍瘡，通常發(fā)生在用冷凍產(chǎn)品或接觸冷的金屬或液體時(shí)。1低溫的生理影響主要有兩種生理影響：血管收縮和寒顫。當(dāng)體內(nèi)溫度降至28以下時(shí)，會(huì)危及生命。(1).血管收縮。身體遇冷首先會(huì)收縮皮膚和四肢的血管。流向這些部分的血流會(huì)大大減少，使得溫暖的血液能避開冰冷的皮膚，減少散失到環(huán)境中的熱量；并且，皮膚的絕熱

28、能力提高至6倍。這樣，手指和腳趾的溫度將迅速降至周圍空氣的溫度，引起局部冷傷害。血管收縮也能使更多的血液流向內(nèi)部器官，這也就是為何在冷環(huán)境中排尿多的原因。血管收縮也會(huì)影響血液流動(dòng)的通暢性，限制了血液的含氧量，最終肌肉疲勞，使血管膨脹，未經(jīng)循環(huán)缺氧的血液流入組織，使皮膚發(fā)青。(2).寒顫。假如身體核心溫度不能由血管收縮維持，身體將通過寒顫來提高新陳代謝熱產(chǎn)量。它能使新陳代謝的水平提高至休息狀態(tài)下熱平衡的24倍。這足能抵銷散失到環(huán)境中的熱，使凈熱存儲(chǔ)為零。身體條件越好，寒顫產(chǎn)熱效率越高，保持寒顫而不衰竭的時(shí)間越長(zhǎng)。2嚴(yán)酷的低溫最常見的冷傷害是凍瘡。凍瘡是身體組織受凍，在組織細(xì)胞中形成冰晶。手腳最容

29、易受凍，能引起凍瘡。即使內(nèi)核溫度保持在正常水平，但與低溫金屬或液體接觸也能引起皮膚受凍。更深層的組織受凍時(shí)會(huì)出現(xiàn)真正的危險(xiǎn).，組織細(xì)胞會(huì)被冰晶弄破裂，血液細(xì)胞會(huì)在血管中凝集，導(dǎo)致壞疽。低溫可引起體溫過低，通常表現(xiàn)為體溫低于35。最初階段表現(xiàn)為不辨方向，冷淡，幻覺或興奮。當(dāng)體溫進(jìn)一步降低時(shí)，人可能昏迷，甚至死亡。在極端的低溫下，身體的新陳代謝速率變慢，身體需要更少的氧氣。如掉到冰凍的湖中的人（特別的是孩子）即使在水中10分鐘后奇跡般地生存下來，往往很少或沒有大腦損傷。冰凍的水降低了身體溫度，減少了大腦對(duì)氧氣的需求。正常體溫下，缺氧3分鐘必然損傷大腦。3對(duì)低溫的適應(yīng)人重復(fù)地暴露于冷環(huán)境中，即使沒有

30、明顯寒顫時(shí)，新陳代謝速率也會(huì)提高。習(xí)慣于把手伸到冷水中的切魚片工人，他們流向手的血流增加以使手保持暖和。生理性的適應(yīng)，相對(duì)于技能、經(jīng)驗(yàn)和健康狀況的重要性來說，其實(shí)際價(jià)值是很小的。4低溫的指標(biāo):風(fēng)冷指數(shù)wciwci是度量空氣溫度和風(fēng)速對(duì)人不適感的聯(lián)合影響的一個(gè)指標(biāo)，表明冷環(huán)境中的相對(duì)嚴(yán)酷性，特別是風(fēng)速低于80km/h時(shí)。實(shí)際上常用的是等效風(fēng)冷指標(biāo)。等效風(fēng)冷指標(biāo)指與給定的空氣溫度和風(fēng)速時(shí)等效的風(fēng)冷溫度。即在和風(fēng)狀態(tài)下，某個(gè)空氣溫度與給定的空氣溫度和風(fēng)速的聯(lián)合作用產(chǎn)生相同的主觀不適感。如氣溫1，風(fēng)速64km/h,與氣溫22，和風(fēng)狀態(tài)有相同的不適感。表82不同氣溫和風(fēng)速下的等效風(fēng)冷指標(biāo)風(fēng)速氣溫（）（k

31、m/h）-1-7-12-18-23-29和風(fēng)-1-7-12-18-23-298-3-9-14-21-26-3116-9-16-23-28-36-4332-15-23-31-39-47-5548-19-28-36-45-54-6164-22-30-38-47-56-655低溫的主觀感受舒適或不適的感覺部分與皮膚溫度有關(guān)。表83表明各種感覺時(shí)的平均皮膚溫度和手部皮膚溫度。表83 與皮膚溫度有關(guān)的主觀感覺。感覺平均皮膚溫度手皮膚溫度舒服感到不舒服的冷令人寒顫的冷極冷痛苦的冷33.33130292015 58.1.8低溫對(duì)績(jī)效的影響影響績(jī)效的因素有任務(wù)或功能的特定類型，空氣溫度、濕度、空氣流動(dòng)和輻射的

32、相互作用，暴露時(shí)間長(zhǎng)短，身體是暖和還是寒冷，冷卻速度，不同身體部位的暴露，適應(yīng)性和個(gè)體差異。1體力勞動(dòng)低溫對(duì)體力工作有破壞性影響。身體核心溫度或肌肉溫度的降低減小身體作功能力，導(dǎo)致肌肉力量和忍耐度降低。身體核心溫度每降低1，最大作業(yè)量（持續(xù)小于3分鐘）下降46%。對(duì)于持續(xù)38分鐘的作業(yè)任務(wù)，下降水平為8%。原因有兩個(gè)：其一，身體核心溫度下降減小了肌肉中新陳代謝的速率；其二，寒冷減小了神經(jīng)中樞在外圍運(yùn)動(dòng)神經(jīng)中的傳導(dǎo)速率。2觸覺靈敏度觸覺靈敏度是皮膚溫度的l型函數(shù)，每個(gè)人有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的臨界溫度，在該溫度下，績(jī)效顯著降低。靈敏度下降使得使用物體的任務(wù)變得困難。例如，組裝和修理任務(wù)就受寒冷的不利影響

33、。3手工任務(wù)績(jī)效皮膚溫度下，慢冷卻比快冷卻導(dǎo)致更大的績(jī)效降低，更深層組織溫度對(duì)績(jī)效降低影響更大。不損害績(jī)效的下限為以平均手部皮膚溫度計(jì)為1318，按周圍溫度計(jì)約從24降至13時(shí)績(jī)效有一個(gè)適度的下降，在131.7時(shí)，績(jī)效急劇下降。在冷環(huán)境中進(jìn)行手工工作績(jī)效提高的水平比在溫和氣候中進(jìn)行時(shí)要高。起初學(xué)習(xí)一項(xiàng)任務(wù)時(shí)，在冷環(huán)境中可能比在溫和氣候中較不利些，一旦掌握了技巧，在冷環(huán)境中進(jìn)行可能比在溫和環(huán)境中進(jìn)行更有利。4跟蹤任務(wù)的績(jī)效周圍溫度為413時(shí)跟蹤任務(wù)受到寒冷的顯著影響。此時(shí)工作者激情顯著消失，漠不關(guān)心的情緒增濃，這使得績(jī)效降低。5反應(yīng)時(shí)間寒冷對(duì)基本反應(yīng)時(shí)間影響不大，但確實(shí)存在不利影響。6腦力活動(dòng)低

34、溫對(duì)腦力勞動(dòng)的影響的證據(jù)不明確，一些人發(fā)現(xiàn)沒有什么影響，另一些人發(fā)現(xiàn)有影響。寒冷干擾某些類型的腦力活動(dòng)的績(jī)效，影響狀況將依賴與任務(wù)類型，寒冷的嚴(yán)酷程度，被試者技術(shù)水平，以及被試者先前在冷環(huán)境中工作的經(jīng)驗(yàn)。8.1.9低溫的保護(hù)措施1使用手套主要用手的工作或其它活動(dòng)可以戴手套。要求用靈巧的手指時(shí)，可以使用半截手套，這樣可露出手指的末端和中節(jié)，保護(hù)手的其它部分。必要時(shí)可對(duì)手指暴露的部分提供一些附帶性的保護(hù)。2使用輔助加熱器輔助加熱的方法對(duì)保持任務(wù)績(jī)效很有用。在某些情形中（建筑或伐木等工作）不適宜使用輔助加熱器。3取暖設(shè)施 暴露于寒冷中往往會(huì)有一個(gè)或幾個(gè)相關(guān)的指標(biāo)（像皮膚溫度，手皮膚溫度，身體核心溫度

35、，空氣溫度，工作績(jī)效等超過合理的忍耐水平。當(dāng)超過這些忍耐水平時(shí)，人應(yīng)到取暖的地方（像暖和的房間暖和一段時(shí)間再進(jìn)行工作。4討論為了有效的和安全的設(shè)計(jì)工作，就要理解空氣溫度，濕度和空氣流動(dòng)對(duì)人類健康和工作績(jī)效的影響，以及各種保護(hù)措施的效率。8.2照明當(dāng)人們?cè)谑覂?nèi)或夜間活動(dòng)時(shí)，通常必須要有一定形式的人工照明。人工照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確實(shí)對(duì)那些使用該環(huán)境的人的績(jī)效和舒適感以及人們對(duì)環(huán)境的有效反應(yīng)有影響。照明工程既是一種藝術(shù)又是一種科學(xué)?？茖W(xué)性的方面包括對(duì)各種照明參數(shù)的測(cè)量和高能效的照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。藝術(shù)性體現(xiàn)在給含光源來創(chuàng)作， 像飯店、櫥窗里的特殊照明，或完成一個(gè)特殊的色彩設(shè)計(jì)。8.2.1光光是能使視網(wǎng)膜產(chǎn)生

36、興奮和產(chǎn)生視覺的輻射能源。 整個(gè)電磁波波長(zhǎng)從10-15米到104米，范圍包括宇宙射線，伽瑪射線，x射線，紫外線，可視光譜，紅外射線，雷達(dá)波，調(diào)頻波，電視波和電臺(tái)廣播波及電力波。1.顏色光波波長(zhǎng)不同，光顏色也不同。如波長(zhǎng)為400納米左右為紫光，450納米為綠光等等。周圍亮度約為3cd/m2時(shí)，眼睛才能看到顏色。眼睛對(duì)各種波長(zhǎng)的光線敏感程度不同。眼睛由兩類基本的細(xì)胞桿狀和錐狀細(xì)胞構(gòu)成，每一類都有它自己的敏感功能。在高亮度下，桿狀和錐狀細(xì)胞都發(fā)揮作用（亮視覺），此時(shí)眼睛對(duì)綠光是最敏感的。照明度下降時(shí)，錐狀細(xì)胞停止發(fā)揮作用，桿狀細(xì)胞承擔(dān)了全部視覺工作（微光視覺），此時(shí)眼睛對(duì)波長(zhǎng)為500納米左右的光是敏

37、感的。從亮視覺到微光視覺的敏感性的變化稱為普爾欽效應(yīng)。應(yīng)用該效應(yīng)的一個(gè)實(shí)例是把耙子做成藍(lán)綠色以提高夜間的可視性。光線有兩個(gè)來源：白熾體（“熱”光源，像太陽，照明器或火焰）和發(fā)光體（“冷”光源，即在周圍能看到的發(fā)射光線的物體）。白光包含大部分波長(zhǎng)，且各種波長(zhǎng)近似等量。但在特定范圍的光譜內(nèi)，較其他范圍有更大的能量的光，則呈現(xiàn)黃、紅、藍(lán)等色。光源的色溫是描述其顯示色彩的。當(dāng)熱輻射光源（如白熾燈、鹵鎢燈等）的光譜與加熱到溫度為tc的黑體發(fā)出的光譜分布相似時(shí)，則將溫度tc稱為光源的色溫，其單位是絕對(duì)溫度（k）。中午陽光的色溫度為5500k。較低的溫度顯得更紅些，較高的溫度顯得更藍(lán)些。色溫所區(qū)別的僅是光源

38、的色彩，而不是實(shí)際的光譜成分。不同的光譜成分可以有相同的色彩。但用它們照射某表面時(shí)可以產(chǎn)生不同的顏色。因此，色溫并不完全可靠地指出物體在光源照射下所呈現(xiàn)的顏色。熱物體發(fā)出的光照到一物體上時(shí)，某些特定組合的波長(zhǎng)被該物體吸收，反射光是光源的光譜特性和物體的光譜吸收特性相互作用的結(jié)果。有色物體在白光下觀察，所呈現(xiàn)的是它的自然色。當(dāng)不同光源分別照射同一種顏色的物體上時(shí)，該物體將呈現(xiàn)不同的顏色（表現(xiàn)色），這種現(xiàn)象稱為光源的顯色性。顯色性通常以顯色指數(shù)表示，并把顯色性最好的日光作為標(biāo)準(zhǔn)，其顯色指數(shù)定為100，其他光源的顯色指數(shù)均小于100，如表84所示。由表可知，物體的顏色將隨照明條件的不同而變化，物體的

39、本色只有在天然光照明的條件下才會(huì)不失真地顯示出來。顯色指數(shù)愈小，顯色性愈差。表84 人工光源的顯色指數(shù)光源顯色指數(shù)光源顯色指數(shù)白熾燈97金屬鹵化物燈53-72日光色熒光燈75-94高壓汞燈22-51氙燈95-97高壓鈉燈21白色熒光燈55-85物體所反射出的光有三個(gè)特性：主波長(zhǎng)、亮度和飽和度。主波長(zhǎng)產(chǎn)生顏色的感覺。亮度與反射光相關(guān)系，引起明亮的感覺。飽和度是某一窄范圍波長(zhǎng)內(nèi)的主要波長(zhǎng)，或與同亮度的灰色顏色不同的程度，也稱純度。2.光的測(cè)量基本的光學(xué)量是光通量，它是指光能從光源發(fā)射出來的速率。光通量()的法定計(jì)量單位是流明（lm）。1lm（555nm)=0.0015w，即在人眼最敏感的波段內(nèi)，1

40、lm的光通量相當(dāng)于0.0015w的功率。光源的發(fā)光強(qiáng)度是用光源發(fā)出的每單位立體角()的流明量測(cè)算的。光強(qiáng)度(i)的單位是坎德拉（cd）。一個(gè)cd的光源發(fā)射12.57lm。i=/。其中i指發(fā)光強(qiáng)度（cd），指光通量（lm），指立體角（sr）。光源置于一球面內(nèi)部，照到球面內(nèi)表面任一點(diǎn)的光量稱為照明度。如每平方米光通量為1流明（lm/m2）則稱照明度(e)為一勒克司（lx）。e=/s。從點(diǎn)光源射到一表面的光量遵循平方反比定律：eicos/r2。其中i是光源的發(fā)光強(qiáng)度（坎德拉），r是光源至受照表面的距離（米，為光線在受照射面上的入射角（度）。光線射到一表面，一些被吸收了，另一些被反射了。反射出來的光使

41、我們“看到”物體的形狀和顏色。離開一表面的每單位面積的光量稱為亮度（l）。離開表面的光線可能是表面反射出來的，或由該表面放射出來的。亮度用光流量（流明）或發(fā)光度（燭光）來測(cè)量。亮度的公制單位是熙提(sb)，國際單位是坎德拉每平方米（cd/m2）。1sb=1cd/cm2=104cd/m2。用照明度為300lx的光源照射的一張放在桌上的紙將有大約7080cd/m2的照明度。表面反射的光量與照到該表面的光量的比稱作反射系數(shù)。對(duì)于一個(gè)完全漫射的表面，反射系數(shù) 亮度/照明度。當(dāng)所考慮的表面不是完全漫反射式表面時(shí)，反射系數(shù)由照明因子代替。照明因子是指站在相同的觀察角度，以相同的照明水平照射兩個(gè)表面（被測(cè)表

42、面和完全漫反射式表面），被測(cè)表面的照度與完全漫反射式表面的照度的比值。8.2.2燈和照明器照明器是一個(gè)由一盞或多盞燈及散光部分、固定和保護(hù)部分、連接電源部分所構(gòu)成的完整發(fā)光單元，它即可以是常見的圓球狀，也可以是精心制作的枝狀吊燈。1.燈有兩種類型的燈：白熾燈，由電加熱燈絲而產(chǎn)生光；和弧光燈，由電流通過氣體而產(chǎn)生光。弧光燈有三類：高強(qiáng)度弧光燈，包括汞燈、高壓汞燈、低壓汞燈和熒光燈。在熒光燈中，由電流通過氣體產(chǎn)生的輻射是不可見的，而這輻射能激活涂在燈泡內(nèi)表面的磷，從而產(chǎn)生可見輻射光。不同的磷能產(chǎn)生不同顏色的照明光。2.燈的顏色不同類型燈的光譜（俗稱顏色）有顯著不同，它會(huì)影響照明效果和照明環(huán)境中人們

43、的主觀感受。表85物體受照明色影響所顯示的顏色照明的顏色物體的顏色紅黃綠天藍(lán)白淡紅淡黃淡綠淡藍(lán)黑紅黑橙黑綠黑藍(lán)黑紅燦紅亮紅黃紅深藍(lán)紅天藍(lán)紅藍(lán)淡紅藍(lán)綠藍(lán)亮藍(lán)藍(lán)深紅紫淡紅紫深綠紫燦藍(lán)黃紅橙燦淡橙淡綠黃淡棕棕棕紅棕橙深橄欖棕藍(lán)棕3.節(jié)能節(jié)能已成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要指標(biāo)，尤其在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)中更為重要。發(fā)光效率，即光源的效率是按每單位功率消耗而產(chǎn)生的光的總量來計(jì)算的。圖84畫出了各種光源的一些典型的發(fā)光效率值。相對(duì)于白熾燈，熒光管節(jié)約44能量，壽命長(zhǎng)20倍，多發(fā)30的光。功率不同的白熾燈能發(fā)出同樣流明的光。熒光長(zhǎng)壽的100瓦燈泡可能只發(fā)出1470lm，而標(biāo)準(zhǔn)的100瓦燈泡能發(fā)出1740lm。4.照明器

44、當(dāng)選擇使用一個(gè)特定類型的照明器時(shí)，要求考慮到光線分布模式、閃爍、任務(wù)照明度、陰暗處理和能效等因素。包括透視、反射器、遮擋物和反射面等在內(nèi)的各種設(shè)備可以和熒光照明器協(xié)調(diào)以控制光的分布。5.可見性的概念可見是指某物如何完好地為人所見。影響可見性的一個(gè)關(guān)鍵性因素是對(duì)比度。可見性可以用幾種方式來定義。例如，“看見大象”可能指“可發(fā)現(xiàn)它在舞臺(tái)上”或可能指“可看清它是頭印度象”。這些不同的定義顯然與目標(biāo)的可見度水平有關(guān)系。8.2.3照明對(duì)績(jī)效的影響照明系統(tǒng)應(yīng)使細(xì)節(jié)更易于看到、顏色更易于分辨而不產(chǎn)生不適或分心的感覺。完成任務(wù)通常需要視覺、認(rèn)識(shí)和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)共同配合。視覺對(duì)任務(wù)完成程度的貢獻(xiàn)越大，照明系統(tǒng)的影響也

45、越大。1.視覺績(jī)效模型已有許多定量描述視覺績(jī)效與照明參數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。如視覺績(jī)效閾值模型，描述剛剛能看到或認(rèn)出所關(guān)心物體的狀態(tài)與照明參數(shù)的關(guān)系，研究的是觀察或認(rèn)出目標(biāo)的可能性。視覺績(jī)效超閾值模型，此時(shí)的照明足以看到或認(rèn)出目標(biāo)，它所研究的是辨認(rèn)時(shí)間問題。例如，一張表是用很強(qiáng)對(duì)比度墨水印制的，而另一張表的對(duì)比度是變化的。模型把對(duì)比度和對(duì)光線的適應(yīng)性與讀參考表所花費(fèi)的時(shí)間聯(lián)系在一起研究。需要指出：目前尚沒有能處理復(fù)雜的視覺任務(wù)的視覺績(jī)效模型。沒有一個(gè)視覺效果模型能夠完全預(yù)測(cè)工作效果，除非工作中非視覺效果的影響趨于零，因此這方面還有許多工作要做。2.一般性結(jié)論目前研究的一般性結(jié)論是：在一定范圍內(nèi)照明

46、水平的提高雖可以提高工作效率，但隨著照明水平的提高，工作效率的改善將越來越小，直至出現(xiàn)負(fù)效率（效率減低）。出現(xiàn)效率降低的點(diǎn)隨任務(wù)不同而不同。一般地說，工作任務(wù)越困難，即物體越小，對(duì)比度越低，則出現(xiàn)效率降低點(diǎn)的照明水平越高。通過改變?nèi)蝿?wù)特征（即放大它的尺寸或提高對(duì)比度比通過提高照明水平在視覺效果上更能取得滿意效果。一般很難僅僅通過提高照明水平來使視覺困難的任務(wù)（小尺寸、低對(duì)比度）的工作效果達(dá)到與視覺容易任務(wù)的工作效果同樣的水平。操作者的年齡對(duì)工作效果有很大的影響，照度對(duì)老人更重要。在3468cd/m2以上的背景亮度時(shí)，與照度相比，其他因素特別是年齡和印刷質(zhì)量是工作效果更重要的決定因素。照度提高到

47、500lx以上后，若再增加照度對(duì)完成工作僅有一點(diǎn)點(diǎn)附加的改善。雖然隨照度增加，工作效果的改善有所減弱，但由于附加照明水平使得任務(wù)的難度不斷下降。對(duì)于兩個(gè)任務(wù)的情形，把任務(wù)的亮度從40提高到80cd/m2，對(duì)首要視覺任務(wù)的完成沒有什么影響，但確實(shí)減少了第二聽覺任務(wù)的錯(cuò)誤。這將表明更高水平的亮度可以減小對(duì)工人的信息處理系統(tǒng)的要求，并因此提高了智力工作效率。然而提供高水平的照明量有時(shí)是不明智的，除了浪費(fèi)能量外，太強(qiáng)的照明可能產(chǎn)生副作用。如耀眼，對(duì)周圍光線的反應(yīng)時(shí)間隨中心任務(wù)亮度的增加而增加。假如照明范圍外的視覺是重要的，那么太強(qiáng)的亮度實(shí)際上可能會(huì)降低工作效率。另外，高亮度容易使人興奮，如在一所大學(xué)的

48、過道里分別布置出“高”和“低”水平的照明度，則所測(cè)得的由在教室外等待的學(xué)生所產(chǎn)生的噪聲，在高亮度條件下，平均噪聲水平是61.1dbc；而在低亮度條件下噪聲僅為50.3dbc。3.照明亮度的確定美國照明工程學(xué)會(huì)（ies）提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的確定最低照明水平的方法，這種方法對(duì)于復(fù)雜的問題的確是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的辦法。但ies建議的照明水平比歐洲的要高。例如：表86 建議照明水平工種德國 din ies 精確的裝配工作1000lx 3000lx非常精確的機(jī)床工作1000 lx 7500lx一般的辦公工作 500 lx 750lxies方法的第一步是區(qū)分所要進(jìn)行活動(dòng)的類型，并對(duì)每類活動(dòng)都能提供推薦的照度供參考

49、 。表87 為每類活動(dòng)列出了3個(gè)照明范圍（低，中，高。具體選擇哪一個(gè)值，則須用表88所列出的特征（工人，年金，速度或精度，各種背景及照射度的權(quán)值（1，0，1，通過權(quán)值代數(shù)和（總權(quán)值因子twf）來確定。由于a-c類不涉及視覺任務(wù)，因此不必用速度或精度來修正，且可用房間墻壁和地板的反差來替代背景反差來計(jì)算twf值，并用此值在表89來選擇各類任務(wù)中照明為低、中或高。表810中列出了ies建議的安全性（最?。┱彰魉健０踩哉彰魉绞侵冈诰o急事故中必須或至少達(dá)到的照明量以確保人們找到逃出建筑的通道。隨著照明水平的下降，逃離現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間將隨之增加。當(dāng)不低于1lx時(shí)，照明水平的下降僅使逃離現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間略為增加，因

50、此建議應(yīng)急照明應(yīng)維持在1lx以上，在2lx以上更好。老年人多的地方，建議最少為4lx。表87 室內(nèi)照明設(shè)計(jì)的照明水平建議值類目 照度范圍lx 活動(dòng)類型a 203050* 黑暗環(huán)境中的公共場(chǎng)所b 50-75-100* 短途臨時(shí)拜訪時(shí)的簡(jiǎn)單定位c 100-150-200* 偶爾有視覺任務(wù)的工作場(chǎng)所d 200300500 完成高對(duì)比度或大尺寸的視覺任務(wù)；如讀印刷材料，打印原作，用墨水寫的手稿和質(zhì)量好的復(fù)印件; 粗糙的工作臺(tái)和機(jī)械加 工; 例行檢查;粗裝配。e 500-750-1000+ 完成中等對(duì)比度或小尺寸的任務(wù)：例如讀中等大小的鉛筆手寫字, 印刷或很不好的材料;普通長(zhǎng)形工作臺(tái)和機(jī)器工作; 有難度

51、的檢查;中間裝配。 f 1000-1500-2000+ 完成低對(duì)比度或很小尺寸的任務(wù):例如,閱讀用硬鉛筆寫在質(zhì)量 低劣的紙上的手寫字和做得不好的材料;高難度的檢查工作。g 2000-3000-5000# 限時(shí)完成在低對(duì)比度和非常小的尺寸下的識(shí)別任務(wù):例如，完成裝配；很困難的視覺檢查;精細(xì)工作臺(tái)和機(jī)械加工。 h 5000-7500-10000# 完成長(zhǎng)期和苛刻的視覺任務(wù):例,最困難的檢查;特別精密的工作 臺(tái)和機(jī)器工作; 特別精密的裝配。 i 10000-15000-20000# 完成特別低對(duì)比度和小尺寸下的很特別的視覺任務(wù): 例,外科手術(shù)過程。 * 整個(gè)房間的總照明 +任務(wù)照明度 # 采用總體照

52、明和局部(補(bǔ)充)照明得到的任務(wù)照明度對(duì)于某些任務(wù)，高水平的照明度會(huì)超過視覺梯度、或過分顯現(xiàn)物體細(xì)微結(jié)構(gòu)而影響所需視覺信息。在一些場(chǎng)合下，低水平的照明度(在同類型中)會(huì)比高水平好。因此所建議的照明度，應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整。表88 各類任務(wù)照明水平選擇的影響因素及的權(quán)值任務(wù)和工作特性 權(quán)重101年齡速度或精度任務(wù)背景的反差小于40不重要大于704055重要3070大于55臨界小于30表89 按照明水平影響因素的總權(quán)值（twf）選擇照明水平的規(guī)則.照明量的取值 表87中的任務(wù)分類a-cd-i低值中值高值1或201或22或31，0或12或3表810安全性照度（lx.）活動(dòng)水平危險(xiǎn)水平低危險(xiǎn)度高危險(xiǎn)度低高

53、5.41122548.2.4光的分布光的分布對(duì)視覺舒適和任務(wù)績(jī)效也有影響。假若工作環(huán)境中不同區(qū)域間照明度差別很大，操作者把視線從一地移到另一地時(shí)，眼睛必須調(diào)整以適應(yīng)這些不同亮度。這種瞬間的調(diào)整適應(yīng)會(huì)短暫地減弱可見性直至眼睛完全適應(yīng)了新的照明水平。此外，亮度上的過大差別會(huì)產(chǎn)生耀眼，引起不適。1.亮度比亮度比是視野里任兩塊區(qū)域的亮度比值。ies建議辦公室環(huán)境的最大亮度比例為：鄰近環(huán)境為 3：1； 遠(yuǎn)處是暗環(huán)境時(shí)為10：1 ；遠(yuǎn)處是亮環(huán)境時(shí)為 1：10。圖85 辦公室內(nèi)房間和用具表面的反射率但有實(shí)驗(yàn)表明（brass）：實(shí)際上現(xiàn)實(shí)的發(fā)光環(huán)境中的總體亮度比或瞬間調(diào)整問題并不明顯。實(shí)驗(yàn)中要求被試者把數(shù)字輸

54、入電腦，在輸入過程中逐步改變亮度比（寫在紙上的源文件與電腦屏幕的亮度比），直至亮度比到100：1。實(shí)驗(yàn)表明完成任務(wù)的時(shí)間并無非常顯著的增加，即使亮度比增到100：1，完成任務(wù)的時(shí)間增加也是很少的。2.反射 光線分布不僅是光量和發(fā)光體位置的函數(shù)，而且受墻壁、天花板和房間的其他表面反射的影響。為使各種表面上的光量最大，普遍希望使用較淺色的墻、天花板及其他表面。不過，視野內(nèi)的強(qiáng)反射面會(huì)引起耀眼的感覺。房?jī)?nèi)反射性的表面一般都遠(yuǎn)離地板而靠近天花板。如圖85 辦公室內(nèi)房間和用具表面的反射率。8.2.5眩光 眩光是由在視野內(nèi)存在大于眼睛所能適應(yīng)的亮度而產(chǎn)生的，由此可引起煩惱、不適或視覺功能和可見性的喪失。直

55、接眩光是由強(qiáng)烈光線直接照射產(chǎn)生的。直射眩光效應(yīng)與光源位置有關(guān)；反射眩光是由視野內(nèi)的表面所反射光線引起的。反射眩光有可能是鏡面反射、散射、漫反射或者是復(fù)合式的（前面三種的復(fù)合。眩光的不利影響有三種類型：不舒服眩光產(chǎn)生不適感，但并不必然會(huì)干擾視覺績(jī)效或可見度；失能眩光減弱了視覺績(jī)效和可見度，并經(jīng)常伴有不適感；最后一種是致盲眩光，它是如此強(qiáng)烈的眩光，以致移走一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后還看不到什么東西。1.不舒服眩光 它是由視野中高度集中或不均勻分布的亮度所引起的煩惱或疼痛的感覺。眩光引起不適的過程與暴露于明亮光源的瞳孔收縮有關(guān)。舒適與不舒適之間的界限（bcd）用作公制單位來度量由不適光源產(chǎn)生的不適程度或由不同人對(duì)強(qiáng)光的敏感度。bcd是指剛能使人感到不適的強(qiáng)光源的亮度值。bcd越高，光源越不耀眼或人對(duì)強(qiáng)光的敏感度越小。背景