作业环境分析与评价

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Copyright 2007-2017,by Ding Guoping All rights reserved.,Chapter 12 作业环境与分析,概述,微气候环境,照明环境,噪声,振动环境(自学),12.1 微气候环境,微气候要素及其相互关系,人体的热交换与平衡,微气候环境对人的影响,改善微气候环境的措施,12.1.1 微气候要素及其相互关系,微气候是指生产、生活过程中现场所处的局部环境中的气候状况，包括以下4个最重要的参数：,空气气温,空气湿度,气流速度风速,热辐射条件状况,微气候环境直接影响人的心情、疲惫程度、安康、舒适感觉和工作效率。,一、空气温度气温,空气的冷热程度叫做气温。,人们生产或生活所处局部环境的气温除受大气温度影响外，还受现场设备、产品、加工零件和原材料等冷热源和人体散热的影响。,气温通常由干球温度计寒暑表测定，称为干球温度。,气温的标度分摄氏温标和华氏温标。我国法定承受摄氏温标，而美国则常承受华氏温标，两种温标的换算关系为,二、空气湿度,湿度:空气的干湿程度，分为确定湿度和相对湿度。,(1)确定湿度:每立方米m3空气内所含的水汽克数。,(2)相对湿度:某气温、压力条件下空气的水汽压强与相,同温度、压力条件下饱和水汽压强的百分比。,生产与生活环境场所的湿度常用相对湿度表示。相对湿度在70%以上称为高气湿，低于30%称为低气湿。,相对湿度可用通风干湿表或干湿球温度计测量。干湿球温度计中，湿球温度计指示的温度叫湿球温度，湿球温度略低于干球温度。,三、气流速度风速,气流速度：空气的流淌速度m/s。,人类作业或生活起居场所中的气流速度除风力影响外，主要是由于冷热空气对流所致。冷热温差越大，产生的气流也越大。,气流速度的大小对人体散热速度产生直接影响，因此它是评价微气候条件的主要因素之一。,四、辐射热,热辐射：物体在确定温度大于0K时的辐射能量。,热辐射是一种红外线，它不能加热气体，但能被四周物体所吸取而转变成热能，从而使物体升温，成为二次辐射源。,人体也向外界辐射热量。当四周物体外表温度超过人体外表温度时，四周物体向人体辐射热能使人体受热，称为正辐射；反之，称为负辐射。,热辐射强度：热辐射体单位时间、单位面积上所辐射出的热量J/cm2min。,直径15.7mm的铜制黑球，内插一支水银温度计制成。,其平均辐射系数为0.95。测量范围为20120，精度为1。,翻开热辐射源，黑球温度上升，关闭热辐射源，黑球温度下降，其差值为实际辐射温度。,五、微气候各要素之间的相互关系,在人类作业或起居环境中，气温、湿度、热辐射和气流速度对人体的影响是可以相互替代的。某一参数的变化对人体的影响，可以由另一参数的相互变化所补偿。,微气候指标：微气候参数以及对冷热感觉有显著影响的微气候参数的各种组合的综合指标。,空气温度和四周外表温度；,空气温度、四周外表温度和气流速度；,空气温度、四周外表温度、气流速度和相对湿度；,空气温度、气流速度和相对湿度；,空气温度和相对湿度。,12.1.2 人体的热交换与平衡,人体是一个开放的简单的巨系统，人体和外界环境存在着各种简单的关系。从工程的观点看，人体可以看作一个热机，人体的功能就是把食物的化学能转化为功和热量。人体必需同四周环境之间处于相对稳定的热平衡，人才能进展正常的生理行为活动，四周环境的温湿度对人体的皮肤温度和核心温度都有较大的影响。,人体可以看成是一个能够根本保持恒温36.5的温度自动调整器。,人体单位时间向外散发的热量，取决于人体外外表与四周环境的四种热交换方式，即辐射热交换、对流热交换、蒸发热交换和传导热交换。,人体的热平衡方程为,Qs Qm W Qc Qr Qe Qk,Qs-人体的热积蓄或热债变化率J/m2 h；,W-人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功J/m2 h；,Qm-人体的新陈代谢产热率J/m2 h；,Qc-人体外外表与四周环境的对流换热率J/m2 h；,Qr-人体外外表对四周环境的传导换热率J/m2 h；,Qk-人体外外表对四周环境的辐射热传递率J/m2 h；Qe-人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率J/m2 h；“”表示人体得热，“”表示人体散热。,一、人体的根本热平衡方程式,人体的热平衡是动态的,当Qs=0时，人处于热平衡状态，此时，人体皮肤温度在36.5左右，人感到舒适；,当Qs 0时，人感到热；,当Qs 0时，人感到冷。,人体单位时间对流热交换量，取决于气流速度、皮肤外表积、对流传热系数、服装热阻值、气温及皮肤温度等。,人体单位时间传导热交换量取决于皮肤与环境包括所接触的物体、空气等的温差以及所接触物体的面积大小及其导热系数。,人体单位时间辐射热交换量，取决于热辐射强度、面积、服装热阻值、反射率、平均环境温度和皮肤温度等。,人体单位时间蒸发热交换量，取决于皮肤外表积、服装热阻值、蒸发散热系数及相对湿度等。,一、人体的根本热平衡方程式,衣内微气候理论,指衣服与皮肤之间微小空间的温度、湿度和风速的总称。影响衣内微气候的因素有很多，比方衣服的款式、厚度和面料的特性等。,微气候冷却系统,在高温高湿环境下的工作人员穿着的密闭式防护服中必备的服装系统，其主要功能是吸取人体的热负荷，维持体心温度的恒定，削减热损伤，以提高人在高热环境中的工作效率，延长工作时间。,二、人体对微气候的主观感受,人体对微气候环境的主观感觉，即心理上是否感到满足、舒适，是进展微气候环境评价的重要指标之一。,一般认为，“舒适”有两种含义，一种是指人主观感到的舒适；另一种是指人体生理上的适宜度。比较常用的是以人的主观感觉作为标准的舒适度，它往往会影响工作效率。,1.舒适温度,在实践中，所谓舒适温度是指某一温度范围而言。生理学上常用的规定是：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。依据这一标准测定的温度一般是 21 3。,影响舒适温度的因素很多，主要有：,1季节。舒适温度在夏季偏高，冬季偏低。,2劳动条件。不同劳动条件下的舒适温度也不同。,3衣服。穿厚衣服对环境舒适温度的要求较低。,4地域。人由于在不同地区的冷热环境中长期生活和工作，对环境温度习服不同。习服条件不同的人，对舒适温度的要求也不同。,5性别、年龄等。女子的舒适温度比男子高0.55；40岁以上的人比青年人约高0.55。,作业姿势,作业性质,工作举例,舒适温度/,坐姿,坐姿,站姿,站姿,站姿,脑力劳动,轻体力劳动,轻体力劳动,重体力劳动,很重体力劳动,办公室、调度台,操纵，小零件分类,车工、铣工,沉重零件安装,伐木,1824,1823,1722,1521,1420,不同劳动条件下的舒适温度指标,2.舒适湿度,舒适的湿度一般为40-60。不同的空气湿度下，人的感觉不同，特殊是在高温、高湿的空气下对人的感觉和工作效率的消极影响极大。,3.舒适的风速,在工作人数不多的房间里，空气的最正确速度为0.3 m/s；而在拥挤的房间里为0.4 m/s。室内温度和湿度很高时，空气流速最好是l2 m/s。我国采暖通风和空调设计标准TJ19-75中规定的工作场所风速如右表所示。,室内温度湿度基数,允许风速,/（m/s）,温度/,湿度/%,18,20,22,24,26,4060,4060,4060,4060,4060,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,工作场所允许风速,微气候环境对人体影响的综合评价,争论微气候环境对人体的影响，不能仅考虑其中某个因素，由于构成微气候环境的各要素之间是相互作用，相互影响的。人进入作业或生活场所时，要受温度、湿度、风速和热辐射等多种因素的综合影响。因此，应综合评价微气候环境。下面介绍三种评价微气候环境的方法：,1、不舒适指数,2、有效温度感觉温度,3、三球温度指数WBGT,12.1.3 微气候环境对人的影响,微气候对人体生理产生很大的影响，特殊是在温度、湿度及空气对流特别的气候条件下，会对人产生很大影响。本节将就人体在冷热环境中人体的各种生理和病理反响及其对作业的影响做一介绍。,一、高温作业环境对人的影响,二、低温环境条件对人的影响,三、衣着的温度效应,一、高温作业环境对人的影响,一高温作业环境的定义及其分类,一般将热源散热量大于84kJ/m2h的环境叫高温作业环境。,高温作业环境有三种根本类型：,一是高温、强热辐射作业，其特点为气温高，热辐射强度大，相对湿度较低；,二是高温、高湿作业，其特点为气温高、湿度大，假设通风不良就会形成湿热环境；,三是夏季露天作业，如农民劳动、建筑等露天作业。,二高温作业环境条件下人体的生理特征,热应激效应,在高温作业环境条件下，人体通过呼吸、出汗及体表血管的扩张向外散热，当人体产热量大于散热量时，产生热积存，呼吸和心跳加快，皮肤外表血管的血流量剧烈增加，有时可达正常值7倍之多，以实现体温调整，这种现象称为热应激效应。,热衰竭,热衰竭是由热疲惫引起的全身倦怠，食欲不振，体重削减，头痛、失眠、无力等病症。,高温作业环境条件下，示人体耐受度与人体“核心”温度有关。“核心”温度低于38，一般不会引起热疲惫。,通常用直肠温度表示人体的“核心”温度。,据争论，直肠温度=人脑温度=肝脏温度=右心房温度+0.6=口腔温度+0.4。,三高温作业环境对工作效率、事故的影响,高温环境影响效率，人在2732下工作，其肌肉用力的工作效率下降，并且促使用力工作的疲惫加速。当温度高达32以上时，需要较大留意力的工作及周密工作的效率也开头受影响。高温作业环境条件下不仅引起人体不适，影响身体安康，而且还使生产效率降低。随着温度提高和气流速度降低，作业效率明显降低。,脑力劳动对温度的反响更敏感，当有效温度到达29.5时，脑力劳动的效率就开头降低，很多学者的试验都说明，有效温度越高，持续作业的时间越短。,另外，事故发生率与温度有关，据争论，意外事故率最低的温度为20左右；温度高于28或降到10以下时，意外事故增加30。,二、低温环境条件对人的影响,一低温环境下人的生理反响,人体在低于皮温的环境下，皮肤血管收缩，体表温度降低，使其辐射和对流散热到达最小程度。,当外界温度进一步下降，肌肉会因严寒而猛烈收缩抖动，以增加产热量维持体温恒定的现象，称为冷应激效应。,人体在严峻的冷暴露中，皮肤血管处于极度的收缩状态，流至体表的血流量显著下降或完全停滞，当局部温度降至组织冰点-5以下时，组织就发生冻结，造成局部冻伤。,二、低温环境条件对人的影响,人体对低温的适应力量远低于热适应力量。,低温导致神经兴奋性与传导力量减弱，消失痛觉迟钝和嗜睡状态，很多人就是在这种不知不觉的睡眠中被冻死。,在低温作业环境下人体会经受低温适应初期和不能适应低温环境的两个阶段：,在低温适应初期，人体代谢率增高，心率加快，心脏搏出量增加；,当人体核心温度降低之后，心率也随之减慢，心脏搏出量削减。这实际上是人体已经不能适应低温环境的信号。人体长期处于低温条件，还会导致循环血量、白细胞、血小板削减，血糖降低，血管痉挛，养分障碍等病症。,二 低温环境对人体的影响,低温环境对人体的影响，不仅取决于温度，还取决于湿度、气流速度，在低温高湿条件下，由于湿度的增加，衣服的热阻降低，使衣服起不到御寒作用，会引起人体肌肉痛、发炎，神经痛、神经炎，腰痛、风湿痛等各种疾患。而随着气流速度增加，人体通过空气对流散热量增加，而且温度越低，气流速度影响越大，有效温度降低量越大。,低温环境条件下，首先影响人体四肢的敏捷性，最常见的是肢体麻木。特殊是影响手的精细运动灵活度和双手的协调动作。手的操作效率和手部皮肤温度及手温有亲密关系。手的触觉敏感性的临界皮温是10左右，操作灵活度的临界皮肤温度是1216之间，长时间暴露于10以下，手的操作效率会明显降低。,三、衣着的温度效应,保温力：服装具有的保温值或总热阻。,服装材料的构造、服装款式、环境温度、风速等的变化都会引起上述一系列热阻的变化，从而影响服装的保温力。,保温成效：服装在特定条件下的保温力，或条件转变后保温力提高或抵挡降低的力量(