《人机工程学》第9章 作业环境.ppt

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1、第9章作业环境9.1微气候9.2噪声与振动9.3照明9.4色彩调节9.5空气污染9.1微气候9.1.1微气候条件1.气温空气的冷热程度称为气温。气温是评价作业环境气候条件的主要指标。气温有摄氏温标(℃)、华氏温标()和绝对温标(K)三种。我国一般采用摄氏温标。三种温标的换算公式如下：（9-1）(9-2)2.湿度空气的干湿程度称为湿度。湿度有绝对湿度与相对湿度两种。在一定温度下，每立方米空气中所含的水蒸气克数称为绝对湿度。某种温度、压力条件下空气的水蒸气压强f与相同温度、压力条件下的空气

2、饱和水蒸气压强F的百分比称为该温度、压力条件下的相对湿度，记作(9-3）作业环境的湿度通常采用相对湿度表示。相对湿度可根据干、湿球温度查表9-1得到。相对湿度在70%以上称为高气湿，低于30%称为低气湿。表9-1从干球温度与湿球温度查找相对湿度表3.热辐射物体在绝对温度大于0K时的辐射能量，称为热辐射。太阳及生产环境中的熔炉、开放的火焰、熔化了的金属、被加热了的材料等均能产生热辐射，它是一种红外辐射，红外辐射不能加热气体，但能使周围物体加热。4.空气流速空气流动的速度叫做气流速度或空气流速(m

3、/s)。测定室内气流速度一般用热球微风仪。9.1.2人体对微气候条件的感受与评价1.人体的热交换与平衡人体的体温控制是一个完善的温度调节系统，尽管外界环境温度千变万化，人体的体温波动却很小，这对于保证生命活动的正常进行十分重要。为了延续生命或从事劳动，人体要进行能量代谢。能量代谢伴随着产生大量的附加热，只有一小部分用于生理活动和肌肉做功。因此，人体本身也是一个热源。若人体内单位时间的能量代谢为M、向体外做功为W、向体外散发的热量为H，当M＝H＋W时，人体处于热平衡状态，此时人体皮温在36.5℃

4、左右，人感到舒适；当M＞H＋W时，人感到热；当M＜W+H时，人感到冷。当人体内单位时间的蓄热量为S时，人体的基本热平衡方程式可用下式表达：S＝M－W－H（9-4）人体单位时间向外散发的热量H，取决于辐射热交换量R(KJ/s)、对流热交换量C(KJ/s)、蒸发热交换量E(KJ/s)、传导热交换量K(KJ/s)，即H＝R＋C＋E＋K（KＪ／s）（9-5）人体单位时间的辐射热交换量R取决于热辐射常数、皮肤表面积、服装热阻值、反射率、平均环境温度和皮温等。人体单位时间对流热交换量C取决于气流速度、

5、皮肤表面积、对流散热系数、服装热阻值、平均环境温度和皮温等。人体单位时间蒸发热交换量E取决于皮肤表面积、服装热阻值、蒸发散热系数以及相对湿度等。在热环境中，增加气流速度，降低湿度，可以加快汗水蒸发，达到散热的目的。人体单位时间传导热交换量K，取决于皮肤与物体温差和接触面积的大小以及物体的导热系数。人体热平衡状态如图9-1所示。图9-1人体热平衡状态2.人体对微气候环境的主观感觉人体对微气候环境的主观感觉，即心理上感到满意与否，是进行微气候环境评价的重要指标之一。由于构成微气候环境的若干

6、条件的不同，人体对其感觉取决于它们之间的综合影响。鲍生(J.E.Bosen)提出了不舒适指数DI(DiscomfortIndex)，DI＝0.72(干球温度+湿球温度)+40.6评价人体对温度、湿度环境的感觉。通过对美国人的实验表明：当DI＜70时，绝大多人感到舒适；当DI＝75时，有一半人感到不舒适。为了综合反映人对气温、湿度、气流速度的感觉，提出了有效温度的概念。有效温度是指在某种干球温度、湿球温度和风速下，人体的温热感觉与相对湿度为100%、空气静止不动(即风速为0)的情况下，有同样感觉的

7、等效温标。图9-2为以干球温度、湿球温度、气流速度为参数绘制的有效温度图。图9-2有效温度图有的学者提出用干球温度、湿球温度、气流速度和热辐射4个因素的综合指标WBGT作为微气候的衡量指标，即加权平均温标。WBGT的计算如下：当气流速度小于1.5m/s的非人工通风条件下时，采用下式计算：WBGT＝0.7tw＋0.2tg+0.1td（9-6）当气流速度大于1.5m/s的人工通风条件下时，采用下式计算：WBGT＝0.63tw＋0.2tg＋0.17td（9-7）表9-2为美国工业卫生委员会根据劳

8、动强度和休息时间比，推荐的WBGT充许热接触阈限值。表9-2允许接触高温的阈限值(WBGT)3.舒适温度和允许温度舒适温度有两种。一种是指人的主观感觉到的舒适温度，另一种是指人体生理上的适宜温度。生理学上对舒适温度规定为，人坐着休息、穿薄衣、无强迫热对流，在通常地球引力和海平面的气压条件下，未经热习服的人所感觉到的舒适温度。按照这一规定，舒适温度应在21±3℃范围内。对于不同空气湿度，人的主观感觉状态见表9-3。有人建议可用下式确定室内空气湿度φ(%)和室温t(℃)的关系：φ