第四章_安全人机系统中的作业环境

第四章安全人机系统中的作业环境化学工业出版社第四章安全人机系统中的作业环境学习目标：具有确定不同作业环境区域指标的能力具有综合评价微气候环境条件的能力具有进行作业场所环境照明设计的能力具有对作业环境进行色彩调节的能力具有分析环境噪声危害，并制定相应治理措施的能力第四章安全人机系统中的作业环境§1微气候§2环境照明§3色彩调节§4环境噪声图4-1决定舒适程度的环境因素范围区域名称指标特点对人体及工作的影响说明最舒适区各项指标最佳,理想的环境模式长时间工作不会感到疲劳，工作效率高，作业者主观感觉很好少数实验室、计量室、精密设备操作室舒适区各项指标符合要求在正常情况下环境对人身健康无损害，而且不会感到刺激和疲劳一般仪器仪表加工和装配车间、实验室等不舒适区某项指标超出舒适指标长时间工作会损害作业者的健康，或导致职业病对这种环境需要采取一定的防护措施，以保证正常工作不能忍受区多项指标严重超标在这种环境中工作，如无保护措施将操作者与有害的环境隔离开，人将难以生存水下作业、放射环境等表4-1作业环境区域第一节微气候一、微气候因素温度：空气的冷热程度湿度：也叫气湿，指空气中所含的水份气流速度(风速)：指空气的流动速度热辐射：是物体在绝对温度大于0K时的辐射能量，主要指红外线及一部分可视线第一节微气候二、微气候环境对人体及工作的影响高温对人体的影响高温对工作的影响低温对人体的影响人体在低温作业环境中，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低温对工作的影响第一节微气候一般将热源散热量大于84kJ/(m2·h)的环境叫高温作业环境〔实例〕美国金属制品厂、棉纺厂、卷烟厂等工厂；缺少通风设备的工厂；装有通风设备的同类工厂高温作业环境的类型高温、强热辐射作业高温、高湿作业夏季露天作业第一节微气候当环境温度超出有效温度27℃时，需要用运动神经操作，警戒性和决断技能的工作效率会明显降低，而非熟练操作工的工作效能比熟练工损失更大图4-2体力劳动的工作效率与温度、气流的关系图4-3脑力劳动工作效率与温度的关系当手部皮肤温度降至15.5℃以下时，手的柔性和操作灵活性会急剧下降，因此，不利于工作效率和安全生产低温作业环境中第一节微气候三、微气候环境的主观感觉及评价人体的热平衡舒适的微气候环境条件微气候环境的评价依据微气候环境的综合评价指标工业企业微气候环境的评价标准图4-5人体热平衡状态图第一节微气候1.舒适的温度生理学常规定：正常地球引力和海平面气压条件下，人坐着休息、穿着薄衣服、无强迫热对流、未经热习服的人所感到的舒适温度按照此规定，舒适温度一般指21±3℃影响因素：客观条件、主观因素作业姿势作业性质工作举例舒适温度（℃）坐姿脑力劳动轻体力劳动办公室、调度台操纵，小零件分类18～2418～23站姿轻体力劳动重体力劳动很重体力劳动车工、铣工沉重零件安装伐木17～2215～2l14～20表4-2不同劳动条件下的舒适温度指标（室内湿度为50％）第一节微气候2.舒适的湿度一般来说，最适宜的相对湿度是40％～60％当室内气温t在12.2～26℃之间时，最合适的湿度φ(％)与t(℃)的关系为：t2.7188第一节微气候3.舒适的风速普通办公室最佳空气流速是0.3m/s教室、阅览厅、影剧院为0.4m/s春秋季为0.3～0.4m/s夏季为0.4～0.5m/s冬季为0.2～0.4m/s当室内温度和湿度很高时，空气流速最好是1～2m/s第一节微气候微气候环境对人体影响的主观感觉是评价微气候环境的主要依据之一几乎所有的微气候环境评价标准都是在研究人的主观感觉的基础上制定的评价因素空气温度25.1-27.027.1-29.O29.1-31.031.1-32.032.1-33.0空气相对湿度（％）85-9284-9076-8074-7974-76风速（m/s）O.05-0.10.05-0.20.1-0.20.2-0.30.2-0.4热辐射温度25.6-27.827.8-29.729.7-32.O32.5-32.733.4-33.5人体温度36.0-36.436.0-36.536.2-36.436.3-36.636.4-36.8皮肤温度29.7-29.929.7-32.133.1-33.933.8-34.634.5-35.0主观感觉可穿外衣，有微风时清凉，吃饭不出汗，夜间睡眠舒适可穿衬衣，夜间睡眠仍感舒适稍感到热，夜间不易入睡，蒸发散热增加有微风时仍出微汗，夜间难睡，主要靠蒸发散热皮肤出汗，家具表面发热，感觉闷热工作情况工作愉快，无微风工作仍适宜有微风时工作舒适，无微风时感到微热，但不出汗有微风时工作尚可，无微风时出微汗有风时勉强工作，但较干燥，较热，口喝工作困难，虽有风，工作仍感困难主观评价凉爽，愉快舒适稍热，尚可较热，勉强过热，难受表4-3微气候环境对人体舒适感影响的主观评价第一节微气候(1)不舒适指数DI不舒适指数DI是评价人体对温度、湿度环境的感觉(2)有效温度ET有效温度ET是根据受试者在实验条件下对温度、湿度和气流速度的主诉感受来划分等级，成为统一的具有同等温度感觉的等效温度图4-6有效温度图第一节微气候(3)三球温度WBGT三球温度WBGT是以干、湿、黑球温度计分别测得的温度按一定的比例进行加权平均得出的温度指标，是一种用于评价在暑热环境下热强度的综合指标(4)卡他度H卡他度H一般用于评价劳动条件舒适程度，表示了温度、湿度和风速三者对人体散热的综合作用，数值越大，说明散热越好表4-4较舒适的卡他度值劳动状况轻作业中等作业重作业干卡他度＞6＞8＞10湿卡他度＞18＞25＞30表4-5工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准车间和作业的特征冬季夏季温度(℃)相对湿度(％)温度(℃)相对湿度(％)主要放散对流热的车间散热量不大轻作业中等作业重作业14－2012－1710－15不规定不超过室外温度3℃不规定散热量大轻作业中等作业重作业16－2513－2210－20不规定不超过室外温度5℃不规定需要人工调节温度和湿度轻作业中等作业重作业20－2322－2524－27≤80－75≤70－65≤60－55313233≤7070－60≤60－50放散大量湿气的车间散热量不大轻作业中等作业重作业16～2013～1710～15≤80不超过室外温度3℃不规定散热量大轻作业中等作业重作业18－2317－216－19≤80不超过室外温度5℃不规定放散大量辐射热和对流热的车间〔辐射强度大于2.5×105J/(h·m2)〕8－15不规定不超过室外温度5℃不规定第一节微气候四、改善微气候环境的措施高温作业环境的改善低温作业环境的改善图4-7良好照明环境的作用第二节环境照明一、光的物理度量1.光通量定义：在单位时间内通过某一面积上的光能被称为这一面积的光通量符号：Φ单位：流明(Lumen，缩写lm)第二节环境照明2.照度定义：光通量与被照射表面面积之比称符号：E，表示照明的程度单位：克勒斯(lx)3.亮度定义：光源的单位面积上的发光强度符号：L，用于表示发光面的明亮程度单位：亚熙提(asb)第二节环境照明二、环境照明对人体及工作的影响产生暗适应和明适应产生眩光现象产生疲劳影响工作效率影响安全生产第二节环境照明由光亮处进入黑暗处时会产生暗适应。一般要经过4～6min才能基本适应，在暗处停留30min左右，眼睛才能达到完全适应的程度由黑暗环境进入明亮环境则发生明适应刚开始时人眼不能辨别物体，要经过几十秒的时间才能看清第二节环境照明眩光的定义：当视野内出现亮度过高或对比度过大时，产生的刺眼、耀眼的强烈光线称为眩光眩光产生原因直接眩光反射眩光对比眩光图4-8光源位置的眩光效应图4-9光源位置的眩光效应第二节环境照明视疲劳人的眼睛能够适应从10-3～105lx的照度范围,合适的照明能提高近视力和远视力如果照明不良，作业者需长时间反复辨认对象物，使明视觉持续下降，引起眼睛疲劳，严重时会导致作业者的全身性疲劳视觉疲劳是产生事故和影响工效的主要原因结论：适当的照明可以提高工作速度和精确度，从而提高工作效率，达到减少差错、增加产量、提高产品质量的效果图4-10生产率、视疲劳与照度的关系工作效率：表4-6改善照明所产生的效果的实测工种照度(1x)改善效果改善前改善后项目效果(％)合成纤维精纺室160230产量增加0.08机械厂机械加工40180产值增加工作损失费减少4.27.9机械装配30170产值增加工作损失费减少12.21.3自动售货机的零件制造150～300250～500提高生产率有关差错减少工伤事故减少9.55.066.6机械用仪表厂100300产量提高出勤率提高15.030.0电度表组装、修理、检查工厂平均430新工厂平均720生产件数增加不合格率减少出勤率提高8.23.02.8安全生产：图4-12事故发生率与照明的关系事故的数量还与工作场所的照明环境条件有关系安全生产：图4-11不同月份事故次数与照明关系在冬季利用天然采光的作业环境事故率是最高的第二节环境照明三、作业场所的环境照明照明方式照明光源光源色第二节环境照明照明方式一般照明局部照明综合照明特殊照明特殊照明器具的配置和观察操作内容序号配置例说明观察操作1防止由反射产生耀眼的安装位置1.白纸上墨水及铅笔的痕迹2.金属刻度盘上的刻度3.汽车车身上的打腊痕迹4.仪器类的刻度板5.铸件上的砂或铸件的孔洞序号配置例说明观察操作２使反射光进入视角内的安装位置1.无光泽的金属板上的冲标记或损伤2.金属刻度盘上的刻度3.铸件表面的划线4.铸件上的砂或铸件的孔洞5.选煤(相对无光泽的矸石而使煤炭发光)特殊照明器具的配置和观察操作内容序号配置例说明观察操作3对操作面来说，使光的入射角变小的安装位置突出表面凹凸的方法1.原坏瓷砖表面的损伤2.乳白色玻璃球(鉴定均一性)3.铸件上的砂子及铸件的孔洞特殊照明器具的配置和观察操作内容序号配置例说明观察操作4用大面积的光源将形象反射到视野的安装位置1.形变压痕，不平的表面2.损伤，冲标记，划线3.电镀后的精加工检查4.乳白玻璃球(表面的不规则检查)5.铸件表面的划线特殊照明器具的配置和观察操作内容序号配置例说明观察操作5用漫射光源透过照明的方法1.瓶或玻璃器皿(空的或透明液体的器具容易见到异物或裂痕)2.灯罩(看到材料中的缺陷)3.毛玻璃，乳白玻璃，塑料(可清楚见到材料中的细部)特殊照明器具的配置和观察操作内容表4-8照明配光方式第二节环境照明荧光高压汞灯白炽灯荧光灯高压钠灯长弧氙灯照明光源第二节环境照明四、作业场所的环境照明设计设计的基本原则照明方式及光源的选择照度亮度避免眩光现象光源色第二节环境照明-设计的基本原则任何时候都应遵循工效学原则亮度和照度光源光线方向光源光色成本第二节环境照明①对于识别颜色要求较高的场所，最好采用日光色荧光灯或白炽灯和卤钨灯②对于频闪效应影响视觉效果的、照明开关频繁的、需要防止电磁干扰的等场所，可以采用白炽灯或卤钨灯③对于振动较大的场所，宜采用荧光高压汞灯或高压钠灯第二节环境照明④对于需要大面积照明的场所，可采用(有高挂条件的)长弧氙灯或金属卤化物灯⑤在同一场所内，如果一种光源的光色不能满足作业要求时，可采用两种或两种以上的光源混光来解决第二节环境照明在采用人工照明时，要求被照空间的照度均匀或比较均匀照度均匀的标志是：场内最大、最小照度分别与平均照度之差小于等于平均照度的1/3第二节环境照明如果工作台面上的亮度很不均匀，当作业者的眼睛从一个表面转移到另一个表面时，将发生明适应或暗适应过程这不仅使眼睛感到不舒服，而且视觉能力还要降低如果经常交替适应，必然导致视觉疲劳，使工作效率降低识别对象的最小尺寸（mm）视觉工作分类亮度对比最低照度／lx等级混合照明一般照明d≤0.15Ⅰ甲乙小大150010000.15＜d≤0.3Ⅱ甲乙小大7505002001500.3＜d≤0.6Ⅲ甲乙小大5003001501000.6＜d≤