人机工程学第9章 人与环境的界面设计

第9章人与环境的界面设计第8章链接第10章链接9.1人体对环境的适应程度1.分区最舒适区、舒适区、不舒适区、不能忍受区，见图9-12.创造良好作业环境的途径1）对现有的作业环境进行评价，针对存在问题采取改善措施。2）在设计阶段就充分运用一切技术资料，对作业环境予以充分论证和考虑，提出妥善解决不良环境因素的方法。9.2人与热环境9.2.1影响热环境的要素1.气温：传导、对流、辐射（第二热源）2.气湿：相对湿度在80%以上称为高气湿，在30%以下为低气湿。3.气流：温差愈大，产生的气流愈大。4.热辐射：正辐射（使人体受热），负辐射（使人体散热）。9.2.2人体的热平衡人体所受热源：1）机体代谢产热；2）外界作用的环境热量，见图9-2机体热平衡方程：M±C±R-E-W=SS=0S0S0外界环境热量人体处于动态热平衡状态产热多于散热，人体体温升高散热多于产热，人体体温下降人体蓄热状态9.2.3热环境对人体的影响1.热舒适环境人在心理状态上感到满意的环境。影响热舒适环境的主要因素如下：1）环境因素气温、气湿、气流速度、辐射热最适合的湿度Ø%与气温t℃之间的关系Ø(%)=188-7.2t(℃)t26℃2）人的因素新陈代谢、服装，见图9-32.过冷、过热环境对人体的影响1）低温冻伤2）低温的全身性影响3）高温烫伤4）全身性高温反映9.2.4热环境对工作的影响1.热环境对脑力劳动的影响表现在效率和相对差错次数两方面，见图9-4。2.热环境对体力劳动的影响表现在操作效率和事故发生率两方面。工作时的温度最好在15.5℃~27℃，见图9-59.2.5热环境的主观评价标准1.主观评价依据：热环境对人体影响的主观感觉包括6个方面的因素：空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮肤温度，参阅表9-1，表9-22.耐受标准，见图9-63.安全标准，见图9-74.工作效率不受影响的湿度范围，见图9-85.工业生产热环境标准，参阅表9-3，表9-49.3人与光环境9.3.1良好光环境的作用，见图9-9天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。1.光源对生产率的影响通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的视觉环境（照明心理因素）来提高劳动生产率。2.光环境对安全的影响良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，见图9-10。9.3.2对光环境的要求1.设计的基本原则1)合理的照度平均水平2)光线的方向和扩散要合理3)不让光线直接照射眼睛4)光源光色要合理5)让照明和色相协调6)不能忽视经济条件的制约，见图9-112.天然光照度和采光系数C，参见表9-5，表9-6C=En/Ew×100%En－室内某一点的照度;Ew－与En同一时刻的室外照度3.照明的照度与照度分布，见图9-12，参阅表9-7它表明被照面上光的强弱，以被照场所光通的面积密度来表示E=dØi/dA4.亮度分布，参阅表9-8，表9-95.光的方向性和扩散性6.光源色和显色性，参阅表9-10，表9-111）色温，当热辐射光源的光谱与加热到温度为Tc的黑体发出的光谱分布相似时，将该温度Tc称为该光源的色温，见图9-13。2）显色性，参阅表9-12，表9-139.3.3色彩环境1.色彩的感情效果，参阅表9-14，见图9-142.环境色彩的选择，参阅表9-159.3.4光环境的综合评价1.评价方法，参阅表9-162.评分系统3.项目评分及光环境指数m1SnS(n)n0S(n)mP(m)mV(n,m)nmmm（）项目评分计算式（其结果四舍五入取整数）（）=P(m)V(n,m)/V(n,m)式中，为第个评价项目的评分，100；对个状态求和；为第个状态的分值，依状态编号1、2、3、4为序，分别为0、10.50、100；为第个评价项目的第个状态所得票数。nnn2SS(n)W(n)/W(n)S0S100nS(n)nW(n)n1101.0（）总的光环境计算式（其结果四舍五入取整数）＝式中，为光环境指数，；为个项目求和，为第个评价项目的评分；为第个评价项目的权值，项目编号，权值均取4.评价结果与质量等级，参阅表9-179.4人与声环境9.4.1噪声对人的影响1.噪声对工作的影响，见图9-15当噪声达到70dB时，会对工作产生各方面的影响，所以对于需要高度集中精力的工作场所均以50dB的稳定噪声级作为其上限。2.噪声对听觉的影响，见图9-16会产生暂时性听力下降；听力疲劳；持久性听力损失；暴震性耳聋。3.噪声对机体的其他影响，见图9-17噪声达90dB分贝以上，对神经系统、心血管系统等有明显的影响。噪声品级分类及其影响：第一级：L=30dB（A）~65dB(B)，心理影响第二级：L=65~90dB(B)，较前者加重植物神经方面的影响。第三级：L=90~120dB(B)，较前者造成听觉机构不可恢复性的损失。第四级：L120dB（B)，较前者造成内耳永久性的损伤；若L140dB（B)，可能形成严重的脑损伤。9.4.2影响噪声对机体作用的因素1.噪声强度（越强）；2.接触时间（越长）；3.噪声的频谱（高频，窄频带）；4.噪声类型和接触方式（脉冲噪声和持续接触）；5.个体差异；6.其他有害因素的共同存在。9.4.3音乐调节1.生产性音乐的要求纯体力劳动及无须集中注意力的工作，以节奏清晰，速度较快而轻松的音乐为好；单调发闷的工作，以娱乐味的音乐为好；需要集中注意力的工作（脑力劳动），以速度稍慢、节奏不明显，旋律舒缓的音乐为好。2.生产性音乐的效果研究认为，音乐对工作效率的影响作用有正、反两方面，有时不起作用。所以音乐调节是因时、因地、因工种、因人而异的，要慎重选用。9.4.4噪声评价标准国外听力保护噪声标准，参阅表9-18；工业噪声卫生标准，参阅表9-19；环境噪声标准，参阅表9-20。9.5人与振动环境9.5.1人体的振动特性，见图9-18外部刺激使人体产生内部响应。对人体产生三种作用力：惯性力（质量）；粘性阻尼力（阻尼）；弹性力（刚度）。人是一个多自由度的振动系统，其中：第一共振峰：4~8Hz，对胸腔影响最大；第二共振缝：10~12Hz，对腹腔影响最大；第三共振缝：20~25Hz，频率再增高，在人体内传递逐步衰减，对生理效应的影响相应减少。显然，对人体影响最大的是低频区。9.5.2影响振动对机体的作用因素，见图9-191.振动频率1）倍频程f1下；f2上；f0中；b带宽f2=2f1、f02=f1f2、b=f2-f1=f1、f02=2f12=f22/2f0=31.5,63,125,250,500,1k,2k,4k,8k,16k2）1/3倍频程f2=21/3f1、f02=f1f2=21/3f12=f22/21/3、b=f2-f1=(21/6-2-1/6)f0f0=25,31.5,39.7,50,63,80,100,125,1602.作用方向分为垂直（上下），横向（左右），纵向（前后）3.振动强度以加速度度量振动强度最为广泛4.作用方式5.振动波形6.暴露时间9.5.3振动对人体的影响，见图9-209.5.4振动对工作能力的影响，见图9-219.5.5振动的评价，1.全身承受振动的评价标准，见图9-22（1）健康与安全的界限（EL）（2）疲劳－降低工作效率界限（FDP）（3）舒适降低界限（RCB）2.局部振动评价标准，见图9-23，图9-24，参阅表9-22EL2FDP6dbFDPRCBdb3.15三种界限的简单关系为＝（两者相差）（两者相差10）9.6人与毒物环境9.6.1有毒气体和蒸汽，参阅表9-219.6.2工业粉尘和烟雾9.6.3有毒环境的卫生标准表9-21中数据均以单种毒物，稳定发生量及8小时为前提，否则，应进行换算：1122881212......C[]8ChMiiiCTCTCTMCCCTTT＝式中－当量浓度、、不同作业时间内的浓度、、不同作业时间（）i=1,2......－对应的作业环节数〔〕－毒物的最高允许浓度12121212n......1............1nnnCCCMMMCCCMMM当工作地点存在两种以上毒物时，可按下式评价：式中：，各种毒物的实侧浓度，各种毒物最高允许浓度计算结果，表示作业环境符合卫生标准第9章结束回总目录第10章附录本章所附插图图9-1返回图9-2返回图9-3返回图9-4返回图9-5返回图9-6返回图9-7返回图9-8返回图9-9返回图9-10返回图9-11返回图9-12返回图9-13返回图9-14返回图9-15返回图9-16返回图9-17返回图9-18返回图9-19返回图9-20返回图9-21返回图9-22返回图9-23返回图9-24返回