人因工程学学习指导与习题
人因工程学
学习指导与习题
2007．9
目录
第一章人因工程学概述 (1)
第二章人的因素 (6)
第三章微气候环境 (12)
第四章环境照明 (17)
第五章色彩环境 (23)
第六章噪声及振动环境 (27)
第七章空气环境 (35)
第八章体力工作负荷 (42)
第九章人的信息处理系统 (54)
第十章脑力工作负荷 (65)
第十一章人体测量 (69)
第十二章作业空间设计 (75)
第十三章人机系统 (81)
第十四章人机界面设计 (100)
第十五章劳动安全与事故预防 (107)
第一章人因工程学概述
一、要点与要求
本章的内容主要是了解学习人因工程学，以及应用人因工程学的基本理论和基本方法的一些共性知识。
1.了解人因工程学的命名、起源与发展。虽非本章的重点,但应有一个较全面的了解,有利于本学科的学习。
2.掌握人因工程学的定义。这是本章的重点之一,在众多定义中,要求能认知和表述《中国企业管理百科全书》中的人因工程学定义。
3.了解人因工程学的研究任务。了解它有助于理解人因工程学的定义，所以了解人因工程学的研究任务是必要的。
4.了解人因工程学的内容与应用领域。了解它将有助于了解学习的目的。
5.掌握人因工程学的研究方法和步骤。掌握人因工程学的主要研究方法，以及研究的步骤，是应用本学科的基础。
6.人因工程学研究应注意的问题。这是本章的又一个重点。希望能学会应注意的三个问题。
7.了解人因工程学与其它相关学科的联系。这将有助于拓展相关学科的学习。
本章主要是基本概念,考核将以单项选择题、判断改正题和名词概念解释为主,其次是少量的简答题。
二、重点与难点分析
1.人因工程学的命名。由于世界各国人因工程学的发展存在差异，以及研究的侧重点也存在差异,故导致学科名称的使用亦不相同。如，该学科在美国称为“Human Factors Engineering”（人的因素工程学）或“Human Engineering”（人类工程学），西欧国家称为“Ergonomics”（人类工效学），“Ergonomics”是希腊文，意为“工作法则”。由于该词比较全面地反映了学科本质，词意比较中立，因此，目前许多国家采用希腊文“Ergonomics”作为该学科的命名。日本采用该词的音译，称为人间工学。
2．人因工程学的定义。定义的主要目的是为了更好地了解其研究对象和研究目的。所以，尽管各国学者所下的定义各不相同,但在研究对象和研究目的两个方面却是一致的。在学习过程中能了解《中国企业管理百科全书》中的定义即可,一方面它按中国语言方式定义,便于学习；另一方面它的典型性强，即“研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。
3.人因工程学的研究任务。一般把生产系统或作业系统，都理解为广义的概念，人便是人-机-环境系统的主体，因此，工效学的主要研究任务是对人-机-环境系统进行综合分析,
用科学技术建立一个合理、可行的实用方案,使人获得安全、健康、舒适和提高工作效率的目的。
4. 工效学的研究内容。主要研究 8个方面的问题：（1）研究人的生理与心理特性；（2）研究人机系统总体设计；（3）研究人机界面设计。在人机系统中；（4）研究工作场所设计和改善；（5）研究工作环境及其改善；（6）研究作业方法及其改善；（7）研究系统的安全性和可靠性；（8）研究组织与管理的效率。
5. 人因工程学的一般研究方法。需要了解的一般方法有：调查法、观测法、实验法、心理测量法、心理测验法、图示模型法等。
6. 人因工程学的一般研究程序。一般研究程序可以归纳为 4 步：确定目标、收集资料、制定方案和综合评价。
7. 人因工程学研究应注意的问题。主要应注意三个问题：
（1）测试方法的效度与信度。研究方法的效度、信度是评价研究方法科学性的重要标准。在开展研究的同时，要注意所选研究方法的信度和效度，并对研究结果进行总结、评价和改进。效度是指研究结果能真实的反映所评价的内容。可从不同角度研究效度，应用比较广泛的是内部效度和外部效度。信度指的是研究方法和研究结果的可靠性，即多次测量的结果保持一致性的程度。
（2）统计学的差异与实际意义的差异。人因工程学设计依据，常常借助统计学获得数据。引用统计数据时必须注意两个问题：
1）两个部分（地区、国家）的同一设计内容（如汽车驾驶室），设计依据应来自两个部分有关事件（如驾驶员身高）的抽样测量统计数据，两个部分的统计数据必然存在着统计学的差异。但是，这种差异不悬殊时，表明数据不具有实际意义的差异，否则不仅增加开发或改造费用，也不利于相互交流或标准化。
2）人因工程学的结论，只表征正常情况下多数人的特征，而且结论不是绝对的。
（3）人因工程学作用的间接性与习惯性的阻碍作用。人因工程学研究的基本目的是提高劳动生产率和保障作业者的健康。但在一般情况下, 人因工程学成果的作用,不仅是间接的而且还需要相当长的时间才能显示出来。此外, 人因工程学的许多研究在于解决作业者作业时的“舒适”问题，但是，管理者往往不太愿意为了作业“舒适”而投资，作业者也往往不愿改变自己的操作习惯而接受“舒适”,因此形成习惯性的阻碍作用。为此，要求人因工程学工作者发扬革新精神，启发人们以批判的眼光，坚持不懈地用科学的分析方法，革新一切不合理的现象，创造最佳的作业方式和作业环境。
三、典型例题
（一）单项选择题
1．美国的人因工程学命名多采用（①）。
①人类因素②工效学③人机工程学④人类工效学
2. 日本和前苏联的人因工程学命名多采用（④）。
①人机工程学②人类工程学③人机学④工效学或音译各称
3.人因工程学的主要研究对象是（④）
①对人的研究②对机器的研究③对环境的研究④对人-机-物三者之间的最佳匹配研究
（二）判断改正题
l. 人因工程学的一般研究程序是：确定目标、界定性质、收集资料、制定方案和综合评价。（×）正确：“删去界定性质”
2. 人因工程学研究应注意测试方法的效度，效度是指研究结果能一致的反映所评价的内容。（×）正确：“一致”改为“真实”
（三）名词概念解释
1. 人因工程学（《中国企业管理百科全书》定义）
答：研究人和机器、环境的相互作用及其合理组合，使机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。
2. 测试方法的效度
答：测试方法的效度是指研究结果能真实的反映所评价的内容。
（四）简答题
1．人因工程学的一般研究程序分几步?
答：分为4步：确定目标、收集资料、制定方案和综合评价。
2. 为什么所采用的测试方法，必须具有效度和信度?
答 : 测试结果可以组合成:可靠有效、可靠无效、不可靠有效、不可靠无效4种。在人机系统中,人的行为受多种因素影响,很不容易测试,要准确地揭示人-机-环境系统的规律,必须使采用的测试方法具有信度(一致性)和效度（真实性）。
四、思考题与习题
（一）填空题
1. 人因工程学在美国多称为________或________。
2. 人因工程学在西欧国家多称为________。
3. 人因工程学的我国标准学科用语是________。
4. 在人-机-环境系统中，人是________。
5．测试方法的信度，即测试方法的________。
6. 测试方法的效度，近似于自然科学中的________。
7．效学的结论只表征________。
8．提高劳动生产率和保障作业者的健康，是人因工程学研究的________。
9．人因工程学是从最合理地使用劳动力的理论高度与________相联系的科学。
10.系统分析评价法认为，考察一个系统的可靠性，不仅要考虑一定环境条件下机械设备的可靠性，还应考虑作业者的________。
（二）单项选择题
1．美国的人因工程学命名多采用（）。
①人类因素②工效学③人机工程学④人类工效学
2．西欧国家的人因工程学命名多采用（）。
①人类工程学②人机学③人体工程学④工效学
3．国际工效学学会会刊的中文名称是（）。
①人类工效学②工效学③人类工程学④人机工程学
4. 人因工程学的研究对象是（）。
①人和机器设备②人、机器和环境
③人、机器和环境的相互作用关系④人与广义环境的相互作用关系
5．人因工程学的研究目的是（）。
①使作业者获得良好的作业条件
②使人和机器及环境达到合理的结合
③使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点
④使作业者如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化。
6．人因工程学的主要研究任务是（）。
①设计出可行实用的人-机-环境系统方案，使人获得安全、健康、舒适的作业环境 , 从而达到提高工效的目的
②改善作业环境
③改善人与机器的关系
④改善人机功能分配关系
7．人因工程学的研究范围之一是（）。
①探讨人机系统的标准
②探讨人机系统的负荷
③探讨人和机器的合理分工及其适应
④探讨人和环境的特点
8．下面不属于人因工程学主要研究方法的是（）。
①观测法②实验法③心理测验法④工作分析
（三）判断改正题
1．个体或小组测试法是一种借助器械进行实际测量的方法。（）
2．询问法是一种根据研究内容，对典型生产环境中的作业者进行调查，收集作业者在特定环境中的反应和表现，进行差异及其产生原因分析或隶属划分的方法。（）
3. 系统评价法是指在人为设计的环境中，测试实验对象的行为或反应，以此作为标准，设计出可靠、高效的操作系统的一种方法。（）
4. 人因工程学的一般研究程序可归纳为以下 4 步：确定目标、界定性质、收集资料和制定方案。（）
5. 在人因工程学研究时，必须占有必要的资料。因此，收集资料主针对研究目标，广泛收集与目标直接有关的资料。（）
6. 人因工程学研究必须注意测试方法的信度，信度是指同样的测试内容在同一被试者身上重复时，其结果应具有真实性。（）
7．人因工程学研究必须注意测试方法的效度，效度是指测试结果能一致地反映所评价的内容。（）
8．人因工程学是一门独立的学科。（）
（四）名词解释题
1.人因工程；
2. 人因工程学调查法；
3.人因工程学观测法
4.人因工程学实验法
5.心理测量法
6.心理测验法
7.信度 8．效度
（五）简答题
1.各国人因工程学学者对人因工程学所做定义不尽相同，试问是否有一致的地方？
2.人因工程学的主要研究任务是什么？
3.人因工程学的研究内容主要包括哪几个方面？
4.人因工程学的主要研究方法有哪几种？
5.人因工程学的一般研究程序可以划分为几步？
6.进行人因工程学研究时 , 如何收集资料？
7.实验室实验和自然实验的特点？
8.什么是效度？什么是信度？人因工程研究方法为什么要保证效度和信度要求？
9.机具的研究步骤？
10.人因工程学与人体科学的关系。
第二章人的因素
一、要点与要求
人的因素是人—机—环境系统设计的重要考虑因素，无论是设备、工具设计，作业环境设计，还是作业量及作业方式的安排都要考虑人的生理与心理特征。生理学、心理学、医学是人因工程学科的基础学科，为了更好的学习后续课程，本章主要介绍与人因工程关系密切的有关生理学与心理方面的知识。包括人的神经系统与感觉系统、肌肉、骨骼与供能系统、呼吸系统、消化系统、循环系统，并对人的心理因素构成进行分析。
1.了解神经系统的构成和主要功能。
2.了解感觉系统的主要结构与功能特点。
3.了解人体供能系统能量系统功能特点的不同。
4.了解脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点。
5.了解人的心理因素的构成：性格、能力、动机、情绪和意志，以及它们的定义和影响因素。
6．理解动机与需要、动机与工作效率的基本理论学说。
二、重点与难点分析
1. 神经系统的构成及其各其各部分的功能
（1）神经组织。神经组织主要由神经细胞（神经元）和神经胶质构成。
1）神经元。神经元是一种特殊类型的细胞，在形态上与其他组织细胞很不相同，是具有突起的细胞，由细胞体和突起组成。神经元根据其特性，可分为传入神经元、中间神经元及传出神经元，此外，还可按神经元是引起后继单位兴奋还是抑制而分为兴奋神经元和抑制神经元。神经元具有接受刺激、传递信息和整合信息的功能。
2）神经胶质是神经元的辅助成分。主要由胶质细胞组成，它们从各个方面包绕神经细胞体及其突起，神经元之间的空间除突触接触处以外，都为胶质细胞所占领。神经胶质构成网状支架，对神经元起支持、绝缘、营养、防御等作用。
（2）神经系统的基本结构
1）中枢神经系统。中枢神经系统包括脑和脊髓。脊髓是中枢神经的初级部分。脊髓有两个功能：一是通过上行和下行神经束，把来自外周感受器的冲动传至脑，同时把脑发出的冲动传到周围神经；二是实现一些基本的躯体反射和内脏反射活动，如血管张力反射等。人的大脑两半球，形态相似，相互对称。从功能上看，一般把左半球称为优势半球。语言、抽象逻辑思维和数学计算等主要是左半球功能。右半球对空间的感知及对形象的加工能力优于左半球。但划分不是绝对的，两者也可以互相替代。
2）周围神经系统
周围神经系统指脑和脊髓以外的神经系统。它包括脊神经和脑神经。脑神经发自脑干，
共12对，其中包括躯体和内脏的感觉神经纤维，以及支配骨骼和肌肉的运动神经纤维。
人体各部位的功能可分为两类，即躯体性功能和内脏性功能。躯体性功能指躯体骨骼肌功能和感官活动功能。内脏性功能指内脏活动功能。与此两类功能相应，神经系统也可分为两类，即躯体性神经系统与植物性神经系统(与内脏性功能对应)。
2.感觉系统的主要结构与功能
感觉系统主要由视觉系统、听觉系统、平衡觉系统、味觉系统、嗅觉系统和肤觉系统构成，视觉的主要功能是对周围的事物进行观察和获得信息；听觉的主要功能是接受外界声波的信息；平衡觉的主要功能是维持机体的平衡；味觉的主要功能是感觉口腔内可溶性物质的味道；嗅觉的主要功能是对能引起嗅觉的气体物质的味道；肤觉的主要功能是对触、压、振、温和痛等感觉的感觉。
3．人体活动能源
（1）人体活动的直接来源
人的肌肉．神经元和其他细胞活动的能源直接来自细胞中的贮能元——三磷酸腺苷(ATP)。
（2）人体活动的供能系统
人体补充ATP的过程称为产能或供能。人体有三个供能系统，即磷酸原(ATP-CP)系统、乳酸能系统和有氧化系统。
4.能量消耗的测定方法
人体能量消耗测定方法有直接法、间接法和相关估算法等。
（1）直接法。直接法是利用各种热量计，测定在绝热室内流过人体周围的冷却水生温情况，直接测量人体在一定时间内散发的热量。
（2）间接法。间接法是通过测定人体耗氧量（L/min），再乘以氧热价（KJ/L）来计算能量消耗的方法。某物质的氧热价是指该物质氧化时，每消耗1L的氧所产生的热量。间接法一般利用特定的测量装置测定一定时间内人体消耗的氧气量和生成的二氧化碳量，而后根据呼吸熵（机体在同一时间内产生的二氧化碳与消耗的氧量的比值）查表求相应的氧热价，最后，推算出该段时间内活动所消耗的热量。间接法又可分为闭合式和开放式两类。
5.人的心理因素。人的心理因素分为以下五个方面：
（1）性格。性格是指一个人在生活过程中所形成的对现实比较稳定的态度和与之相适应的习惯行为方式。性格是一个人个性中最重要、最显著的心理特征。它是一个人区别于他人的主要差异标志。性格可分为先天性格和后天性格。
（2）能力。能力是指那些直接影响活动效率，使活动顺利完成的个性心理特征。能力可进行以下分类。
1）一般能力和特殊能力。
2）模仿能力和创造能力。
3）认知能力、操作能力和社交能力。
能力的影响因素主要包括：素质、知识、教育、环境、实践活动和主观努力程度。
（3）动机。
1）含义与功能。动机是由目标或对象引导、激发和维持个体活动的一种内在心理过程或内部动力。从动机和行为的关系分析，动机具有激发、调节、维持和停止行为的功能。
2）动机与需要。需要是有机体内部的一种不平衡状态，它表现为有机体对内部环境或外部环境条件的一种稳定的需求，并成为机体活动的源泉。人的某种需要得到满足后，不平衡会暂时得到解除，当出现新的不平衡时，新的需要又会产生。关于需要结构，马斯洛(A．H．Maslow)提出了比较著名的需要层次理论。他把人的需要从低级到高级分为生理需要、安全需要、归属和爱的需要、尊重需要和自我实现需要等五个需要层次。人的动机是在需要的基础上产生的。当某种需要没有得到满足时，就会推动人们去寻找满足需要的对象，从而产生活动动机。当需要推动人们去活动引向一个目标时，需要就成为人的动机。需要作为人的积极性的重要源泉，是激发人们进行各种活动的内部动力。
3）动机与工作效率。动机与工作效率的关系主要表现为动机强度与工作效率的关系上。人们普遍认为，动机强度对行为影响越大，效率越高，反之，动机强度越低，效率越低。但心理学研究表明，中等强度的动机有利于任务的完成，工作效率最高，一旦动机超过这个水平，对行为反而产生一定的阻碍作用。例如，动机太强，急于求成，会产生紧张焦虑心理，使效率下降，错误率提高。
随着行为科学的发展，所创立的激励动机的学说很多。经常被引用的主要有：
1）赫兹伯格(F.Herzberg)的双因素理论。其中保健因素相当于需要阶段论”的前三个阶段的需要，激励因素相当于后两个阶段的需要。保健因素只能防止不满意，而起不到激励效率的作用。
2）利克特(R.Likert)的集体参与理论。认为员工受到信赖，得到鼓励，参与管理和决策才能激励效率。
3）弗鲁姆(V.H.Vroom)的期望理论。认为人的行为是对目标追求的结果，这个过程不是简单的情绪表现，而是理性的决策。人的需要是多种多样的，既包括经济动机，也包括非经济动机。
以上三种理论从不同的角度解释了动机与工作效率的关系，有兴趣的读者可以查阅相关书籍，对这些理论进行更详细的了解。
（4）情绪。情绪是人对客观事物的态度体验及相应的行为反应，它是以个体的愿望和需要为中介的一种心理活动。情绪对人们的工作效率、工作质量有重要的影响，关系到人的能力的发挥及身心健康。
人的典型情绪状态可分为心境、激情和应激三种。
1）心境。是一种持久的、微弱的影响人的整个精神活动的情绪状态。
2）激情。激情是一种强烈的、短暂的，然而是暴发式的情绪状态。
3）应激。是指人对某种意外的环境刺激所做出的适应性反应。
（5）意志。意志是人自觉地确定目的，并支配和调节行为，克服困难以实现目的的心理过程。
三、典型例题
（一）单项选择题
1.人体活动的直接能源是（①）。
①三磷酸腺苷（ATP）②磷酸原(ATP-CP)系统
③乳酸能系统④有氧氧化系统
2.不属于能量消耗测定方法的是（③）。
①直接法②间接法③观察法④相关估算法
3.马斯洛的需要层析理论中最高级的的需求是（③）。
①生理需要②安全需要③自我实现的需要④归属的需要
（二）判断改正题
1.从功能上看，语言、抽象逻辑思维和数学计算等主要是右脑，左脑对空间的感知及对形象的加工能力优于左半球。（×）正确：“右脑”和“左脑”位置对换
2. 能力是一个人个性中最重要、最显著的心理特征，是一个人区别于他人的主要差异标志。
（×）正确：“能力”改为“性格”
（三）名词解释
1．能力的定义。
答：能力是指那些直接影响活动效率，使活动顺利完成的个性心理特征。
2．产能的定义。
答：人体补充A TP的过程成为产能。
（四）问答题
1.马斯洛的需要层次理论主要包括哪几个需要层次？
答：主要包括：生理需要、安全需要、归属和爱的需要、尊重需要和自我实现需要五个需要层次。
2.人的心理因素主要包括哪几个方面？
答：主要包括：性格、能力、动机、情绪和意志。
3.简述一下需求与动机之间的的关系
答：人的动机是在需要的基础上产生的。当某种需要没有得到满足时，就会推动人们去寻找满足需要的对象，从而产生活动动机。当需要推动人们去活动引向一个目标时，需要就成为人的动机。需要作为人的积极性的重要源泉，是激发人们进行各种活动的内部动力。四、思考题与习题
（一）填空题
1.神经组织主要由___________和___________组成。
2.人体各部位的功能可分为两类，即___________功能和___________功能。
3.人因工程学中应用较多的六种感官系统是：_____、_____、______、_____、_______。
4.人体能源的直接来源直接来源于细胞中的贮能元___________。
5. 人体补充ATP的过程称为___________。
6. 人体能量测定的方法有___________、___________、___________。
7.人体活动的供能系统有___________、___________、___________。
8. 人体测量方法的间接法分为___________、___________。
9. 人耳听觉可以接受频率为___________Hz之间的机械振动波。
10. 影响能力的主要因素有________、______、________、______、______、___________。
11．人的典型情绪可以分为___________、___________、___________。
12. 马斯洛的需要层析理论主要包括以下层次的需要：______、____、______、_____。
13．行为学上的动机激励学说主要有___________、___________、___________。（二）单项选择题
1．人体活动的直接能源是（）。
①三磷酸腺苷（ATP）②磷酸原(ATP-CP)系统
③乳酸能系统④有氧氧化系统
2．属于一个人个性中最重要、最显著的心理特征是（）。
①能力②性格③情绪④意志
3．不属于能量消耗测定方法的是（）。
①直接法②间接法③观察法④相关估算法
4．不属于激励动机的学说的理论是（）。
①赫兹伯格(F.Herzberg)的双因素理论②利克特(R.Likert)的集体参与理论
③弗鲁姆(V.H.Vroom)的期望理论④马斯洛的需要层析理论
5．马斯洛的需要层析理论中最高级的的需求是（）。
①生理需要②安全需要③自我实现的需要④归属的需要
6．弗鲁姆(V.H.Vroom)的期望理论认为人的需要包括（）。
①经济需要②非经济需要③自我实现的需要④经济需要和非经济需要（三）判断改正题
1．人眼可以感受的光线的波长为：380～680mm之间。（）
2．人体能量消耗测定方法的间接测定法中，闭合式测定法比开放式测定法更简单实用。
3．飞机和潜艇的驾驶员的作业性质属于神经松弛型。（）
4．人的心境属于一种短暂的、微弱的情绪状态。（）
5．赫兹伯格(F.Herzberg)的双因素理论认为，保健因素能防止不满意，同时也可以起到激励效率的作用。（）
5．人体肺活量随活动负荷的增加而减小。（）
6．人体活动能量最大的和最主要的供应源是乳酸能系统。（）
7．有氧氧化系统的有点是能量大、持续时间长，并且供能速度快。（）
（四）名词概念解释题
1. 能量代谢；
2. 产能；3．能力；4 动机
（五）简答题
1.神经系统的构成与主要功能？
2.简述中枢神经系统的协调功能？
3. 感觉系统的主要分类和功能？
4. 脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点？
5. 人的心理因素(精神状态)可分为几个方面?
5.什么是能力？影响作业者能力的因素是什么?
7.什么是产能？人体补充ATP的过程有哪几种方式？
8.何谓动机? 简述动机与需要、动机与工作效率的关系？
9．简述人的心境产生的原因以及对人的影响？
10.简述行为科学中主要的“激励动机学说”？
11.什么是情绪？人的典型情绪状态可分为哪几种？
第三章微气候环境
一、要点与要求
本章内容主要是介绍作业场所的物理环境条件及评价，学习的目的是学会运用微气候评价的基本理论和基本方法，进行有针对性的评价，指出问题，提出改善方案，为作业者创造一个能充分发挥作业能力的条件。
1. 理解微气候要素及其相互关系。在了解傲气候、气温、湿度、气流速度和热辐射概念的基础上，理解它们对人体的影响和相互关系及其补偿，即必须综合评价的原因。
2. 理解人体对微气候条件的感受与评价。本章与第二章共性是：评价时需要了解有关人体生理知识，这也是难点。首先应了解构成微气候的条件及其测量；其次应理解人体的基本热平衡方式；第三是理解评价指标及其含义。
3．了解微气候对人的影响。包括高温作业环境和低温作业环境对人的影响。
4．理解改善微气候条件的措施。要理解改善微气候条件的基本措施和作用原理。
二、重点与难点分析
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，包括下列4个最重要的参数：空气气温、空气湿度、气流速度（风速）以及热辐射条件状况。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。例如，人体受热辐射获得的热量可被低气温所抵消；当气温增高时，若相应增大气流速度，会使人感到不是很热。低温、高湿使人体散热量增加，导致冻伤；高温、高湿使人体丧失热蒸发机能，导致热疲劳。因此，微气候对人体的影响是由其构成因素共同作用产生的，所以必须综合地评价微气候的条件。
2.人对微气候条件的感受与评价。人体对微气候条件的感受，既包括了以人体的生理基础反映的客观物理量，又包括了以人的心理与基础反映的主观感觉量，而且主观感觉量也是进行微气候条件评价的指标之一。为此，首先应了解构成微气层的条件，而这些条件可以通过测运手段，取得相关的物理量。这一部分内容主要由实验帮助完善，希望认真完成实验。其次，在理解人体的基本热平衡关系的基础上，能概述不舒适指数、有效温度、综合指标明WBGT的概念和基本评价方法，采取适当措施，为作业者创造良好的作业环境。
（1）不舒适指数DI=0.72(干球温度 + 湿球温度)+40.60。该指标主要用于评价人体对温度和湿度环境的感觉。通过对美国人的实验表明：DI<70 时，绝大多数人感到舒适，DI =75 时，有一半人感到不舒适。
（2）有效温度。它是指人体在微气候环境条件下，具有同等主诉温热感觉的最低气流速度和气湿的等效温标。
有效温度综合地反映了人对温度、气流速度和湿度的生理效应，它可以比较确切地反映温度环境对人体的实际生理效应的大小，所以，这类指标统称为“生理热指标”或感觉温度。
（3）综合指标WBGT。这是一种加权平均温标，也是生理热指标之一，它分非人工通风条件和有人工通风条件下，两种权数计算式，即：
气流速度小于1.5m/s 时的非人工通风条件
WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1BT
气流速度大于1.5m/s 时的人工通风条件
WBGT=0.63WB+0.2GT+0.17BT
为保证几乎所有的作业者反复接触温热微气候条件，不仅不出现有害反应，而且还能予以适应，只要作业者摄取适量的水和盐分，就能够在规定的作业条件下，穿着工作服进行有效作业，又不致使深部温度〈核心温度〉超过38℃。但是,实际上不可能测量深部温度，所以需要测量与深部温度和对温热感的其它生理反应密切相关的环境因素，间接监控作业者的热负荷。其中综合指标WBGT便成为评价微气候条件的最简单、最适当的方法。其衡量标准是允许接触高温的阈值，又称为“热接触容许阈值”（见教材表3-6）。
可见，难点是利用主观感觉评价指标对微气候条件选行分析与评价。
3. 高温作业环境和低温作业环境对人体的生理影响
（1）高温作业环境对人体的生理影响。
1）消化系统具有抑制作用；
2）对中枢神经系统具有抑制作用；
3）导致水分和盐分大量丧失；
4）高温及噪声联合作用损伤人的听力。
同时，高温作业环境对工作效率和事故也由明显的影响。高温作业环境条件下不仅引起人体不适，影响身体健康，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。另外，事故发生率与温度有关，据研究，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％。
（2）低温作业环境对人体的生理影响。低温环境条件下，首先影响人体四肢的灵活性，最常见的是肢体麻木。特别是影响手的精细运动灵巧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密切关系。手的触觉敏感性的临界皮温是10℃左右，操作灵巧度的临界皮肤温度是12～16℃之间，长时间暴露于10℃以下，手的操作效率会明显降低。
4. 改善微气候环境的措施
（1）高温作业环境下的改善
1）生产工艺技术措施：①合理设计生产流程；②屏蔽热源；③降低温度；④增加气流速度。
2）保健措施和：①合理供给饮料和补充营养；②合理使用劳保用品；③进行职工适应性检查。
3）生产组织措施：①减小作业速度或增加休息次数；②合理安排休息场所；③职业适应。
（2）高温作业环境下的改善：①做好保暖工作；②提高作业负荷；③个体保护；④采用热辐射取暖。
三、典型例题
1．为什么必须综合评价微气候条件？
答：气温、相对湿度、气流速度和热辐射等4个条件，对人体的影响可以互相替代，某
一条件的变化，可以由另一条件的相应变化所补偿。例如，人体受热辐射所获得的热量，可以被低气温抵消。当气温升高时，增大气流速度会使人体散热量增加。可以证明，当室内气流速度在 0.6m/s 以下时，气流速度每增加 0.1m/s, 相当于气温下降 0.3 ℃。
实际上人对微气候的感觉是主观感觉，即心理上感到满意与否。而人体对微气候的主观感觉，除了与上述环境条件有关外还与服装、作业负荷等因素有关。因此，必须综合评价微气候能若干条件。
2. 如何运用人体热平衡方程式评价人体对微气候的主观感觉 ?
答：人体的基本热平衡方程式是 S=M-W-H。人体单位时间内的代谢量 M,除了有一小部分用于生理活动和通过肌肉对外做功 W 外，将伴随产生大量的附加热 H 向体外散发。当 M = W+H 时，人体处于热平衡，此时人体皮温约为36.5℃，人感到舒适，当人体对外做功时，且 M>W+H,人感到热，若 M 3.改善高温作业下的措施是什么？ 答：高温作业环境的改善应从生产工艺和技术、保健措施、生产组织措施等方面加以改善。主要的措施包括： 1）生产工艺技术措施：①合理设计生产流程；②屏蔽热源；③降低温度；④增加气流速度。2）保健措施和：①合理供给饮料和补充营养；②合理使用劳保用品；③进行职工适应性检查。3）生产组织措施：①减小作业速度或增加休息次数；②合理安排休息场所；③职业适应。 四、思考题 （一）填空题: 1. 空气的__________叫做气温。 2. 空气的__________叫做湿度。 3. 我国法定温标采用__________。 4. 生产环境的湿度常用__________表示。 5．高气湿是指__________。 6.低气温是指__________。 7.周围物体表面温度超过人体表面温度形成的热辐射称为__________。 8. 周围物体表面温度低于人体表面温度形成的热辐射称为__________。 9.人体的基本热平衡方程式是__________。 10.人体单位时间向体外散热的平衡方程式是__________。 11.人体对微气候环境的主观感觉，除了与气温、气湿、气流速以及热辐射有关以外，还与__________等因素相关。 12. 高温作业环境，是指热源散热量大于__________的环境。 13. 高温作业环境的改善措施主要哪四个方面考虑：_____、_______、____、______。 14. 低温作业环境的改善措施包括：________、________、________、_________。（二）单项选择题 1.人对空气干湿程度的感受与以下因素相关（）。 ①空气中水汽的含量②空气中水汽的绝对数量 ③每m3空气内所含的水汽克数④空气中水汽距饱和状态的程度 2.人体单位时间内的热辐射量仅取决于下列因素（）。 ①热辐射常数和反射率②皮肤表面积和服装热阻值 ③平均环境温度和皮温④上述全部因素 3.人体单位时间内的对流传热量仅取决于下列因素（）。 ①空气流动速度和皮肤表面积②对流传热系数和皮温 ③气温和服装热阻值④上述全部因素 4.人体单位时间内的蒸发散热量仅决定于下列因素（）。 ①皮肤表面积和蒸发散热系数②服装的热阻值 ③环境的相对湿度④上述全部因素 5.人体单位时间内的传导散热量，仅取决于下列因素（）。 ①皮肤与接触物体的温差②皮肤与物体的接触面积 ③物体的传导热系数④上述全部因素 6.人体对傲气候环境的主观感觉，仅取决于下列因素（）。 ①环境气候条件②服装的热阻值 ③作业负荷的大小④上述全部因素 7.WBGT指标用下列因素来评价微气候条件（）。 ①干球温度②湿球温度 ③气流速度④干球、湿球和黑球的加权平均温标 8. 高温作业环境条件下，人体的耐受度与人体“核心”温度有关，“核心”温度取决于（）。 ①在一定环境温度范围内的劳动强度②作业负荷 ③热疲劳④人体热平衡机能 9. 高温作业环境条件下，人体的耐受度与人体“核心”温度有关，“核心”温度取决于（）。 ①一定作业负荷条件下的环境温度②环境温度 ③作业负荷④热疲劳 10. 人体长期处于低温条件下，会产生以下生理反应（）。 ①神经兴奋性提高②人体机能增强 ③代谢率提高④神经传导能力减弱 （三）判断改正题 1.由于人们对空气干湿程度的感受与空气中水汽的绝对数量直接相关，所以采用湿度来判断空气的干湿程度。（） 2.当周围物体表面温度超过人体表面温度时，人体接受辐射能量，故称为负辐射。（） 3.气流速度对人体散热的影响呈线性关系，所以，当气流速度增加时，将会显著增加人体的散热量。（） 4.因为不能测量人体深部体温，所以可以通过考察作业负荷和环境有效温度来控制人体的“核心”温度。（） 5.综合温标WBGT能评价环境微气候条件，但有效温度是最简单和最适当的方法。（） 6.人体具有一定的冷适应能力，比热适应能力强。（） 7.人体对微气候环境的主观感觉，是人的心理上感到满意与否的评价。（） （四）名词概念解释题 1. 微气候； 2. 相对湿度； 3. 热辐射； 4. 热辐射强度； 5. 有效温度； 6. 热应激效应 7．不舒适指数 （五）简答题 1. 为什么必须综合评价微气候条件 ? 2. 简述人体基本热平衡方程式，并说明如何运用人体热平衡方程评价人体对微气候的 主观感觉 ? 3.高温作业环境对人体有什么影响？如何改善？ 4.低温作业环境对人体有什么影响？如何改善？ 5．如何改善不良作业环境 ? 6. 人对微气候条件的主观感受有哪些，如何评价？ 第四章 环境照明 一、要点与要求 本章的主要内容是照度与视觉疲劳、作业效率和事故的关系，以及改善环境照明的措施。重点是：相对视敏函数、照度和眩光的概念，以及照度值与视觉疲劳、作业效率和事故的关系。 1.了解光的物理特性和视觉的生理物理过程。能了解光是一种电磁辐射波的理论、可见光的波长范围、单色光和复合光的概念，以及色彩视觉的生理物理过程。 2.理解光照的主要基本物理量。能理解相对视敏函数的概念，并能从两个方面予以定义，说明其含义。虽然光通量、发光强度、亮度、照度等，均是物理学中的知识，但应能表述其概念、单位。 3.了解照度值与视觉疲劳、作业效率和事故的关系。能了解视力、中心视力，周边视力的概念及其相互关系，以及它们与明视觉、暗视觉、运动物体视觉的关系。能概述适当的照度值与视力的关系；视觉疲劳产生原因、症状、检测判断方法；照度值的变化与作业效率的关系；照度值的变化与工伤事故的关系。 4.理解环境照明选择时应注意的问题。能理解一般照明、局部照明和综合照明方式的概念，及其区别和特点、使用条件，能表述眩光和眩光效应的概念，以及防止眩光的措施，能表述照度均匀度的概念及其评价标准；能概述亮度分布对作业者的生理心理影响。 5.了解照明环境得的设计、改善和评价。能了解工作场所的照明设计、照明标准，了解照明环境的综合评价方法。 二、重点与难点分析 1.光的物理特性和视觉的生理物理过程。此部分内容虽非重点，但却是学习本章的基础知识，也是考核对象。 光的波动特性认为，光是一种电磁辐射波，其中波长在380nm-780nm 内为可见光，可见光色散能产生7种单色光，包括两种以上的单色光波长的光，称为复合光。 单色光给人眼的剌激呈现单一色彩：复合光给人眼的剌激呈现混合色彩；波长380-780nm 波谱的可见光，给人眼以白光的综合感觉。 发光物体是其辐射光谱成分的差异，而引起不同的色彩视觉，不发光物体的色彩视觉，一方面取决于光源的光谱成分，另一方面取决于被照物体吸收和反射的光谱成分，同时又取决于视觉功能。所以，色彩视觉是生理物理过程。 2.光的基本物理量。它是本章的重点之一。 （1）相对视敏函数。能从两个方面予以定义，其一是指在光的辐射功率相同条件下，任意波长λ光的视敏度)(λK 与黄绿光的视敏度)555(K 之比，即 其二是指主观感觉亮度相同条件下，黄绿光的辐射功率)555(r P 与任意波长光的辐射功率之比，即 ) 555() ()(K K V λ=λ （2）光通量是指人眼光感觉对光辐射功率的度量的物理量。 对于单色光： )()()(λλ=λΦV P w 对于复合光： （3）发光强度是指光源在单位立体角内发生的光通量，单位为坎德拉(cd) 。 （4）亮度是指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向平面上的投影之比，单位为坎德拉/米2 (cd/m 2 ) （5）照度是指光通量与被照射表面面积之比，单位为勒克司（lx ） 被照表面的照度E 与光源的光强I 和夹角余弦的乘积成正比，而与光源至被照表面的距离r 的平方成反比（照度的平方反比定律）。 3. 照度值与视觉疲劳、作业效率和事故的关系。这是本章的另一个重点。 （1）视力是指人眼能够识别二维扩展细小物体形状的能力。它分为中心视力和周边视力。 中心视力是视网膜中心（央）窝的视力。中心视力是明视觉视力，所以中心视力好亦明视觉好。 周边视力是指视网膜中心窝周围形成的视力，它是暗视觉视力，所以周边视力好暗视觉就好，周边视力还对运动物体形成敏锐的视觉。 在明视觉条件下，感觉到的主观亮度与剌激物体亮度的对数成正比，故物体的亮度愈大，视力愈好，因此，适当提高照度值能显著地提高视力。 （2）视觉疲劳是指作业者长时间反复辨认对象物，因生理和物理方面的原因，导致视觉功能下降，并产生一系列生理自觉症状的现象。 生理自觉症状主要有：眼球干涩、怕光、眼痛、眼球充血、产生眼屎和流泪等。 视觉疲劳是不仅受视野因素影响，还受照度值影响而引起的眼肌疲劳。视觉疲劳可以通过闪光融合值、反应时间或眨眼次数等方法间接测定。 （3）提高照度值可以提高识别速度和立体视觉，从而提高作业效率和准确度，达到增加产量、减少差错、提高产品质量的效果。但是，照度值超过临界水平不仅不能提高作业效率，而且还会使视觉功能下降。 （4）适当的照度值不仅可以增强眼睛的辨色能力，从而减少识别物体色彩的错误率，而且又可以增强物体的轮廓立体视觉，有利于辩识物体的高低、深浅、前后、远近及相对位置，使作业失误率降低；还可以扩大视野，防止错误和工伤事故的发生。 4. 眩光与照度均匀度，这是本章又一个重点。 （1）眩光是指视野内出现亮度过高或对比度过大，感到束眼并导致观察力下降的现象。 （2）照度均匀度是指被照场内最大照度值或最小照度值与平均照度值之差，与平均照度值之比的相对指标。 5. 照明环境的综合评价 从人机工程学对光环境的要求来看，不仅需要对光环境的各个单项影响因素进行评价， λλλ=Φ?d V P w 780 380)()(