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接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第九章人--计算机介面第一节概述人--计算机介面引起人们的重视有不到二十年的历史.最初只有几个计算机专家从事人--计算机介面的硬件方面的研究,如CRT屏幕的设计和输入设备的设计,这里用到一些生物,人体测量,人的视觉系统等方面的研究成果.随着时间的推移,研究人员的兴趣逐渐转移到信息显示的原则.人的信息处理系统和认知系统现在成了这类研究的基础.人--计算机介面现在成了一门介于计算机科学,人类工效学和行为科学之间的边缘学科.现在也涉及到一些新的学科,如语言学和图象设计.人-计算机介面的一个里程碑是1982年在美国普斯柏格召开的第一届人--计算机介面的学术研讨会,是由计算机械学会和人类工效学会共同发起的.从那以后,人--计算机介面得到了飞跃的发展,研究成果成倍的增加.同时,人类工效学专家就业的机会也大大地增加,许多计算机制造公司和软件开发公司有专职的人类工效学家.最近的一项调查表明美国50%的人类工效学会员把人--计算机介面作为自己的一个研究领域.第二节认识系统工程学一.认识系统工程学的必要性计算机和自动化把许多人从体力劳动中解放出来,现在在西方发达国家绝大部分人的工作,包括许多办公室办事人员的工作,都属于脑力工作的范畴.因此,计算机给人带来了一个更大的认识工程环境.计算机技术的进步提供了帮助和扩大人的解决问题的能力,但在这种技术进步的同时也产生了新的认识问题.例如在新的技术条件下人和机器的分工问题.而且,新技术的出现并不能自动地保证好的系统行为,因为系统是由人操作的,技术水平提高了,如果计算机操作人员的水平没有得到提高,新技术的潜力不仅会发挥不出来,甚至会产生新的问题.计算机是一个工具,一种放大镜,成功地应用它会带来巨大的效益,但出现问题时由此带来的损失也越大.遗憾的是,当计算机技术在不断飞跃发展的时候,我们关于人如何使用这种技术的研究的步子并没有跟上.二.什么是认识工程学首先认识工程学研究的对象是复杂系统中的人的行为.随着技术的进步,系统的规模越来越大,功能越来越多越强,系统本身也变得越来越复杂,人对系统的操作取决于人对系统的认识,而系统复杂性的增加也增加了人对系统了解的困难.用分解来简化这样的系统的复杂性往往会使人对系统的理解产生偏差,使人对系统的认识不够完整.人必须把系统作为一个整体来看待和研究,这样传统的研究人的行为的方法就显得不足了.必须采用新的方法.其次,认识工程学是面向一个开放世界的.传统的对人的研究往往是在各种条件得到控制的闭合的试验室进行的.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,这种方法不再适合研究人在复杂系统中的行为.我们必须研究人在一个开放世界的行为,要走出试验室,在现实系统中研究人的行为,并把这种研究成果直接送到实践者的手中.认识工程学要研究系统的内容和结构,也要研究人在系统中随着他对系统认识的变化而产生的行为的变化.传统的心理学对人的研究方法是由下向上的,工具驱使的方法.而认识工程学则认为,研究人在现代系统中的行为应该是问题驱使的方法,即首先从系统的目标出发.人在系统中要达到什么目的,要解决什么问题,是什么原因使人在系统中的行为令人满意或不满意.从这些分析中可以找出解决问题的方法,找出认识世界对人的要求,使人能够更好地履行自己的功能,减少在系统操作中的错误等等.三.认识工程学的三驾马车我们可以把人解决问题的领域看作有三个因素组成的一个相交的系统.这个系统中的三个因素是:现实世界,在世界上发生作用的代理人,代理人对世界的认识媒介.我们若能对这三个因素的关系有一个更好的了解,那么我们对人在复杂系统中解决问题的能力也会有一个更好的了解.让我们先来看看现实世界,即被研究的系统.现代的系统有这样四个特点:(1)这是一个不断变化的系统;(2)这个系统中有许多因素,而这些因素都是高度相关的;(3)这个系统中包含有许多不确定的因素;(4)这个系统包含着许多风险.这些特点都会影响人在解决这个系统中的问题时所采取的策略.人是通过认识媒介来认识世界的.认识媒介对现实世界的信息进行搜集,整理,抽象,然后把它提供给解决系统问题的人.在这个过程中,有些信息被传送互到人,而有些信息被遗漏了,这些都对人的行为会产生深远的影响.最后一个也是最重要的一个因素是代理人,即解决问题的人.人在信息处理过程中使用的资源及其它们之间的结构.是什么机构或资源影响人对系统的监视,认识系统的非正常状态,解释不可预见的行为,以及在上述情况下采取什么样的反应?四.认识工程学的主要内容认识工程学的一个重要内容是找出专家行为的基础,即专家为什么这样做.首先我们要找出一种理论,这种理论可以用来描述人的认识技巧和系统在人的大脑的代表方式.其次,这些知识在现实环境中是怎么实现的.最后,我们需要了解知识和技能是怎样自我发展和自我更新的.在认识工程学中,有大量的关于比较专家和新手之间差别的研究,这些研究涉及到下棋,解决物理问题,病人诊断,编计算机程序等不同领域.人们发现专家的知识面要广,而且这些知识被分类和有机地整理在一起.认识工程学的第二个内容是启发性的训练.人的知识是通过训练来获得的,但仅训练本身是不够的.获得知识一个有效的方法是启发性训练.启发性训练通过让学生通过对世界的媒介的操作来了解世界的,例如,图形或类比表示法,系统元素的相互关系,现实世界的模拟等.启发性训练的一个内容是让学生了解各种可能解决问题的方法及各种方法产生的结果,如系统地变化系统中的某一个变量,让学生全面了解这个变量对系统结果的影响.这里有两个问题应该注意.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第一,学生所控制的是现实世界的一个代表(比如模拟),第二,学生能够随意地改变系统中的决策变量.人们对这种方法也进行了一些研究,结果是比较理想的.认识工程学也研究人的错误.谈到人的错误,什么是人的错误,什么因素引起人的错误,人的错误以什么形式出现,如何发现潜在的错误,如何预测错误发生的时间和频率,什么样的工作使人更容易犯错误?对人的错误研究越来越受到人们的重视.对人的错误的研究有这样几个主题,首先是对错误进行分类,只有那些系统性的错误才是研究的主要内容,因为我们主要,也只能防止这类错误的发生.人们认为人的错误的一个重要原因是人的合理思维的局限性,即人不可能在任何情况下都知道合理的决策是什么,在他找不到合理决策时,他就选一个错误的决策,发解人对某一问题的决策的局限因素,给人提供必要的帮助就可以预防这样的错误的发生.现在对人的错误研究表明,人的错误实际上是人--机系统不匹配的结果,因此,研究人的错误离不开人所处的系统.人在系统中解决问题的一个方法是事先把各种解决方案计划好,贮存在大脑里,当某一种情况与事先设计好的方案所对应的情况一致时,人们就采用这种方案.但是这种解决问题的方法是非常脆弱的,因为在许多情况下,人们面临着从未见过的问题,而正是这类问题常常导致事故的发生.研究人如何在面临新问题时,怎样扩大自己的已有的知识,来解决新的问题,在新问题发生后,人需要哪些帮助等等也是十分重要意义的内容.第三节屏幕显示在人--计算机交往中,计算机传递给人的信息主要是通过视觉进行的,今天绝大部分计算机的显示器是荧光屏(CRT),将来也许多会采用液晶显示或电子发光器等显示.不管采取什么技术,显示的信息的内容和格式对人--计算机交往的效率是有着非常重要的意义的.如果计算机显示的是人所不需要的信息,而人需要的信息又没有被显示,人在计算机上的工作效率将受到极大的影响,甚至于会导致人们放弃使用计算机或某一计算机软件.人们已经对屏幕显示进行过许多研究,这些研究证明了屏幕显示的重要性.例如,Tullis曾对500种显示器进行了比较,发觉操作人员在使用最差的显示器来获得关于某一航空公司的航班信息所需要的时间比在最好的显示器上时间要长一倍多.屏幕显示涉及的内容很多,下面我们只介绍一下主要内容.一.屏幕显示与纸上阅读如果同样的信息显示在屏幕上和白纸上,绝大部分人更愿意从白纸上获得信息.试设想一下有一本长篇小说,你愿意从荧光屏上阅读它还是从书本上阅读它?Zacarias等人在一项研究中发现在同样长的时间内,从纸上比从屏幕上可以完成更多的工作.是什么原因使人们更喜欢从纸上阅读信息还不十分清楚,也许有一些主观因素,如人的阅读习惯问题,但也有许多客观因素,如荧光屏给人带来的视觉疲劳等.二.屏幕显示与视觉疲劳才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,计算机屏幕显示信息,各种信息实际上是由一串微小的光组成的集合,人阅读信息时,眼睛直接与光正面接触,虽然这种光是较弱的,但时间长了也会增加眼睛的疲劳,甚至带来伤害.Dainoff等人1981年对100个使用计算机的办公人员的调查中发现有45%的被调查者有视觉疲劳的症状.据估计,仅在美国就大约有1000万人患有与图像终端有关的疾病,使用计算机的时间越长,眼睛就越容易疲劳.与图像显示终端有关的主要视力疾病包括眼睛疲劳,头痛,视线模糊,眼干燥或发红,颈痛或背疼等.调查表明,造成视力问题的原因是屏幕反光,工作安排,光线不适和屏幕清晰度.医务工作者,计算机专家和人类工效学家正在寻找解决这一问题的办法.可采取的一些方法是:(1)设计更高质量的荧光屏.高质量的荧光屏可以增加屏幕清晰度,这样可以使人看清屏幕上的内容而不用过于集中视力,从而减轻由此带来的疲劳.(2)使用玻璃或其他滤光器,也可以使用滤光镜等.(3)避免各种亮光直接照在屏幕上.亮光照在屏幕上有两个坏处.第一,它直接降低了字幕的清晰度,提高了工作对视力的要求标准.第二,它增加了操作人员视觉范围内的光亮对比度.过大的光亮对比度对人的视觉有直接的伤害.另外,屏幕的放置高度,操作人员到屏幕的距离,经常短时间的休息对减轻计算机对视觉的影响都有积极作用.三.屏幕显示的信息量和方式在屏幕显示中的一个重要内容是在一个屏幕内显示多少信息.所有的屏幕显示的设计指南中都指出,显示多余的信息对人的行为是没有帮助,甚至是有害的.有些研究人员提出在一个屏幕中信息的密度应不超过整个屏幕可显示信息的面积的25%,而美国航空航天局则规定,屏幕上信息的密度不应超过60%.在同一屏幕内显示的信息越多,找到所需要的信息需要的时间就越长.但若同一屏幕显示的信息过少,则需要更多的换页次数,也会影响到效率.在必要时,对信息进行分类显示比不分类显示可以大大地提高用户的使用效率.在人的视觉范围的5度内是人的视觉最敏感的区域.一些研究人员建议把这个值作为每组信息在屏幕所占的空间.这对应于6-7行,12-14个英文字母宽.屏幕显示相对于书面显示的一个最大的优点是它可以随时对一些信息加亮,使这些信息更加突出,引起读者的注意.这被称为计算机的高亮显示技术.有许多不同的加亮方法,如简单的加强显示信息的亮度,改变颜色,改变底色,闪光等.这些对吸引读者的注意都有好处.但在用高亮显示技术时有两点应该注意.第一是不管采用哪种加亮技术一定要谨慎,过度的使用加亮会适得其反.第二是被加亮的信息的选择一定要合适,如果把不重要的信息加亮了,这会大大地妨碍读者对找到他所需要的信息.合理地使用对齐,空行,空格等显示方法也可以提高信息的可读性.在这里一个重要的原则是用列来显示同类的信息,而不要用行来显示同类的信息.Wolf发现把信息按列分类显示比同样的信息按行分类显示可节省35%的搜索时间.随着计算机技术的不断进步,用图形显示已越来越方便了.常言说一张好图胜过一千个字.图形显示相对于文字显示有一个很大的好处.屏幕显示是通过人的视觉把信息传递给人的大脑的,心理学实验的研究表明人的视觉神经是以图形的方式把信息传递给大脑的,因此用图形显示把信息传递给人,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,可以减少人的信息处理中的把文字变成图象这样一个环节,从而提高人的工作效率.因些在信息显示的设计中,我们提倡尽可能地使用图形显示.可以预料随着计算机显示技术的进步,图形显示的比重将越来越大.第四节键盘设计用键盘打字发明于1868年.键盘最早是一个有四排平行键的机械装置,为了能够迅速击键,打字者必须使手指的排列与键的排列平行,这就使手的姿式不自然,使手臂向里弯,而手腕向外弯.这种受限制的姿式使人常常感到不舒服,有时甚至于使手腕处的肌肉腱发炎.随着电子技术的进步,机械式的打字机已经被电子式的打字机所替代.击键时所需要的力已经大大地减少了,因而击键比以前也方便多了,但是不自然的姿式依然存在.计算机中所用的键盘与过去机械式的键盘的设计是相似的,只有一些微小的差别,如增加了一些数字键和功能键.用计算机键盘输入与用打字机输入还有一个差别是有时计算机的操作员有时不得不等待计算机的反应.有时需要等好几秒钟.根据瑞士学者Johansson等的研究,当等待时间超过5秒钟会常常会引起操作人员不耐烦,在这段时间内,操作人员喜欢把手放有一个较舒服的地方休息.这个发现使设计人员开始考虑把键盘设计成一个简单的平面,使操作人员随时可以把手放在桌子上休息.为此今天许多工效学家建议键盘应该是平的,中间一行字母键的高度应比桌子面高不到3厘米,而且操作人员可以在桌面上比较自由地移动键盘.在计算机键盘设计中下一个值得考虑的问题是如何减少或消除键盘对人的手的不自然姿式的限制.1965年Kroemer建议把键盘从中破开分成左右两个部分,这样就可以使避免两个手腕的弯曲.两个键盘之间成30度角度.好几个实验结果都表明用这种键盘给手腕带来的疲劳比传统的键盘要小.但走出实验室,人们对这种分开的键盘的设计的反应似乎是不冷不热的.经过几十年的研究和实践,人们对键盘的设计的原理取得了基本一致的意见,这些原理是:中排键高于桌面的高度:30毫米键盘前面(接近人的方向)的高度低于20毫米倾斜5-15度两键之间的距离17-19毫米击键所需要的力量0.4-0.8N键垂直移动距离3-5毫米操作人员应该能够感觉到计算机已接受了他的指令,这被称为感觉反馈.当键移动了一半的距离,阻力突然减少时,感觉反馈效果最好.对键盘设计的另一个研究内容是键的排列,当前我们使用的键被称为QWERT键盘,因为这种键盘左上角的五个键是QWERT.在最初设计这种键盘时,人们主要是从机械的角度考虑,尽量把两个经常出现在一起的字母分开,以免使打字机卡住了.后来人们发现,QWERT键盘的设计有许多不合理的地方.第一是两手的负荷不合理,左手的负荷比右手重得多.第二是最常用的字母并不在中间一行,这增加了许多手指的运动时间.第三,连续出现的字母并不是分在左右两手,这影响人的连打速度.一些研究人员开始根据动作研究的原理设计键盘.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,但是人们拒绝接受根据动作研究的原理设计出来的键盘,这并不是因为这样设计出的键盘不科学,而是人们已经习惯于QWERT键盘.用新键盘代替QWERT键盘的代价是难以想象得高,人们使用QWERT键盘已非常熟炼使得所有新键盘的使用者在短期内根本达不到这样高的效率.现在计算机在我国正在迅速普及.如何通过键盘把汉字输入到计算机是一个非常重要的问题.因为汉字是象形文字,这给用字母方式输入汉字带来许多不便.感谢我国计算机研究人员的努力,我们现在有许多很好的汉字输入方法,如五笔字型,双拼全音等,这些汉字输入系统大大加速了汉字的输入速度.但是应该指出,从人类工效学的角度来考虑,这些汉字输入系统都有许多地方值得改进.例如,当一个编码下对应几个汉字时,这些系统都是用1,2,3,4....来选择不同的字,而不是用A,B,C,D......,而在键盘上打数字时手的运行的距离要长些.再例如,五笔字型有词组输入,这大大加快了输入速度,但有些词组的选用并没有根据词组出现的频率来确定,如当你想输入"讨论"这个词组时,你会敲"YFYW",但"YGYW"对应的是"讲座"而不是"讨论".显然,讨论这个词比讲座这个词出现的概率要大些.上面这些例子虽然只涉及到零点零几秒的时间,但考虑到使用计算机的人数,考虑到每天使用计算机的时间,这些改进能带来的收益是难以估量的.因此我们建议,我国在现阶段应多投入点钱来研究这些问题.否则当人们已经完全适应某一种方法之后,再要求人们改用更好的方法几乎是不可能的,就象要我们放弃QWERT键盘一样.随着电子技术的飞跃发展,现在涌现了许多新的计算机的输入输出方式,如屏幕接触,光笔,图象表格,鼠标,跟踪球,操作杆,扫描器等.这些不同的方式都有自己的优点和不足.另外,现在人们也在致力于研究人--计算机之间采用谈话式的输入输出方式,即计算机的语音合成和语音识别问题.这里特别值得一提的是鼠标和窗口方式显示的出现给人--计算机显示带来了一次意义非常大的革命,因为窗口式显示把各种可选择的命令已显示出来,操作人员不用记住命令,特别是不常用的命令,这极大地减轻了操作人员的记忆负荷,大大地减化了计算机的操作,也不再使人感到计算机深不可测.同时鼠标的应用,使命令的选择变得再直接了当不可.现在在西方发达国家,几乎看不到有一台计算机没有窗口显示和鼠标.窗口显示和鼠标的普及的确是人类工效学原则应用的一个成功的典范.第五节其他有关问题正如我们前面已经指出过的,人--计算机介面是人类工效学中一个非常热门的一个研究领域.美国的人类工效学家Helander教授编辑出版了一本几百万字的<<人--计算机交往手册>>.除了我们上面提到的内容外,还涉及到以下内容:1.编辑与光标移动.对绝大多数计算机使用者,计算机只是一个文字处理器.因此使用合理的文字编辑系统对使用计算机的效率的影响也是很大的.受计算机技术的影响,最早的计算机编辑系统只是行编辑(如DOS中的EDLIN命令).这种编辑系统不能把所有的内容都显示在屏幕中,人们对编辑只能进行反馈控制,不能实行实时控制,显得很不方便.现在的编辑系统当然基本上都是全屏幕编辑,用起来就方便多了.在编辑过程中,光标的移动对编辑速度影响很大.许多系统的光标移动方式不一样,也使使用者感到很不方便.2.操作系统的评价.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,计算机的操作系统对操作人员使用计算机效率的影响也是很大的,但是计算机操作系统的设计需要一定的有关计算机的硬件和软件的知识.因此人类工效学的研究重点是对各种操作系统进行评价,包括数据系统的比较,软件包设计的评价,文件的查址方法的评价以及专家知识系统和计算机辅助决策.3.计算机的物理设计.计算机操作人员都坐着工作,这样减轻了人的体力负担,但由于身体长期保持不动,久而久之会产生许多职业病,如腰疼,脖子疼等等.因此如何设计计算机(包括键盘)的外形,如何在工作地布置计算机使之适应操作者的生理特性,使操作者在工作中保持较好的姿式,减少疲劳是人类工效学者们关心的一个问题.这是传统的人类工效学中工作地布置的原理在计算机中的应用.4.说话式输入输出效果的研究.说话是人与人之间最有效的交流方式.当前使用的计算机绝大部分都是键盘式输入.键盘输入工作量相对来说比较大(特别是数据文件的建立).操作者长期观察屏幕对眼睛也不无伤害.因此试图用说话式输入输出代替当前的输入输出方式是顺理成章的.人--计算机说话式输入输出包括两部分.第一部分是声音识别,即计算机接受人的声音后转换成内部文件.第二部分是声音合成,即计算机以声音的方式输出结果.经过几十年的努力,人--计算机说话式输出输入(特别是输出)的研究已取得很大进展,已成为可能.但目前成本较高,错误也不少,因而应用的范围还比较有限.怎样根据人的特点提高人--计算机对话的效率是人类工效学家正在研究的一个大课题.内容包括:怎样降低计算机输出的合成音的错误率,增加合成音的自然性,人对各种合成音的反应,改变人的说话方式以便计算机识别等.现在,计算机的功能已越来越强,对比之下,人的能力显得越来越弱.为了提高人--计算机系统的效率,仅靠提高计算机的功能已远远不够,相反,如何使计算机适应于人已显得越来越重要.现在一个计算机软件成功与否不再取决于它占多少内存,它的速度快不快,而在于用户是否能很快地掌握它.现在在开发计算机软件时,计算机专家在设计人--计算机介面上所花的时间常常占总程序时间的40%,这充分说明了人--计算机介面的重要性.總目錄.doc第十章重体力劳动才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,重体力劳动包括各种需要人的力量作为工作动力的工作.它的特点是人的能量消耗高,对人的心脏和呼吸系统的压力很大.人的能量消耗和血液循环能力决定着体力劳动的极限,这两项指标因此常常被用来作为评估体力劳动的程度.人作为一种工作动力效率是非常低的,而且重体力劳动对人的身心健康也有危害,所以应尽量减少或减轻重体力劳动.从十八世纪开始的机械化及当前的电子化已大大减少了体力劳动的数量和强度.尽管如此,重体力劳动在许多工业,如采矿,建筑,运输,农业,林业中仍然是广泛存在的.在我国,受生产力水平的影响,重体力劳动更是到处可见的.因此研究重体力工作,使之处于对人的身体没有危害的范围内仍然具有十分重要的现实意义.第一节人体的新陈代谢一.新陈代谢人体的一个基本生物过程是新陈代谢,在这个过程中人体从食物中吸收营养,把化学能转换成机械能和热.食物在肠道里不断地被分解直到可以从内脏的壁进入血液.大部分营养物进入到肝,在那里它们作为糖原贮存起来,作为一种能源原料.当需要时,它们作为一种随时可用的化合物糖再次进入到血液.只在少量的食物被用来补充身体,或进入脂肪组织作为脂肪贮存起来.血液把营养物带到身体的各个细胞.在细胞食物慢慢地被分解成水,二氧化碳和尿素.这些过程被统称为新陈代谢.新陈代谢可以比做一个缓慢的自动调节的燃烧过程.这样比喻是因为新陈代谢与燃烧一样需要氧气,氧气可以通过肺和血液得到.新陈代谢过程可以产生热和机械能.图10-1是人的新陈代谢图.二.能量的消耗原来人体的能量消耗是用千卡(kcal)来测量的,现在更常用千焦耳(kJ)来计量的.两者之间的换算为:1kcal=4.187kJ人体能量的消耗可以间接地通过人体氧的消耗来进行,因为两者是直接相关的.当一升的氧在人体内被消耗平均有20KJ的能量的产生.这被称为氧的热当量.为了得到能量消耗,氧耗必须乘以一个20.三.基本新陈代谢通常当一个人坐着不动时他的能量的消耗是稳定的,取决于这个人的身材,重量和性别.当一个人躺下,空着肚子,这时他的能耗被称为基本新陈代谢量.对于一个重70公斤的人这个量在24小时是大约7000千焦耳,对于一个60公斤的女人,是5900千焦耳.在基本新陈代谢的条件下,营养中几乎所有的化学能转成了热.第三节工作时的能耗才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,体力劳动一开始,能耗就迅速地增加.某一职业对肌肉的要求越大,所需消耗的能量也越大.工作使人的能耗的增加量被称为工作焦耳.这可以通过测量工作时的能耗,然后从这个值中减去休息时的消耗或基本新陈代谢.一.工作焦耳工作焦耳反映了身体的压力水平,涉及到重体力工作.它可以用来评估工作的负荷水平,找出需要的休息时间,比较各种不同工具的效率,或不同的工作安排的效率.在这里应当注意到能量消耗只测量了人的体力情况,它并没有告诉人的精神负荷或工作所需要的警惕性,也没有反映特别的物理问题,如过热,由于笨拙的姿式所带来的静负荷.因此能耗应该用来测量费力的体力劳动,决不能用来研究精神活动和熟炼工作.二.生活焦耳人的日常生活,如起床,吃饭,走动等也要消耗一定的能量,我们把这些日常活动消耗的能量称为生活焦耳.一个合理的平均值是对一个男人2400KJ对妇女2000-2200KJ.因此人的总的能量消耗由以下几部分组成的:(1)基本新陈代谢;(2)工作焦耳;(3)生活焦耳.三.各种情况下的能量消耗在第二次世界大战期间和之后,一些生理学家系统地研究了各种职业的能耗,他们主要是用工作焦耳来评估工作负荷的严重性的,今天这种方法已经不那么流行了.表10-1和表10-2给出了部分研究成果.表10-1各种职业的能量消耗工作种类职业例每天的能量消耗(焦耳)男人女人坐着的轻度工作记账员96008400重手工劳动拖拉机驾驶员125009800中等身体运动屠夫1500012000重体力劳动扳道员1650013500极重的体力劳动煤矿工19000-表10-2各种活动形式的能量消耗活动种类活动条件能量消耗(焦耳/分钟)走路平地,表面光滑,4公里/小时8.8负荷走路30公斤负荷,4公里/小时22.3 上楼梯坡度为30度,17.2米/分钟57.5才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,骑自行车16公里/小时22.0锯木60来回/分钟38.0家务劳动打扫清洁8-20四.姿式对能量消耗的影响工作时的姿式对能量的消耗也有显著的影响.图71给出了四种不同姿式下的能耗.坐着直立弯腰跪着3-5%8-10%50-60%30-40%图10-2四种不同姿式相对于平躺时能量消耗的增加五.能量消耗与健康许多工业化国家的工人现在坐着工作,如果我们把每天工作时坐着的时间加上他在上下班路上和在家看电视的时间,20世纪的人显然正在变成一种坐着的动物.这样坐着的生命使人的身体的许多器官得不到应用.许多人吸收的能量比消耗的多,导致超重,心脏和循环系统疾病的增加.研究结果表明,一个健康的职业男职员每天应有12000-15000KJ的能量,对女职员这个值为10000-12000KJ.下面职业的能量消耗在这一范围,邮递员,机床的操作人员,制鞋和修鞋者等.成天坐着工作的人可以通过在业余时间进行锻炼来达到这个值.下表给出了各种体育活动的能量消耗:表10-3.几种体育活动对应的能量消耗活动能耗(焦耳/分钟)快走(5公里/小时)17跑步(10公里/小时)40-48骑自行车(20公里/小时)40登山32-40游泳20-40跳舞16-32人的每天的最大的能量消耗也有一个上限.今天大多数生理学家认为每天的平均能量消耗20000KJ为体力劳动的一个合理的上限,这对应于平均每个工作日10500工作焦耳,如果把它平均地分到8小时,对应于每小时1300KJ.季节性的工人可以在几个星期甚至于几个月超过这个值,但对于这些工作,每年应有休息时间以恢复体力.的确,在许多重体力劳动中,工作一天的能量消耗可达到20000-30000JK好几天而不生病.上面推荐的20000KJ是为了保持身心健康一年的平均值.当然这个值是随人而异的,取决于一个人的身体结构,训练程度,年龄,性别等.第三节劳动强度等级的划分才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,作业时的能量消耗是全身各器官活动时能量消耗的总和.即使最紧张的脑力劳动的能量消耗也不致超过基础代谢的10%,而体力劳动的能量代谢却可达基础代谢的10--20倍,所以用能量消耗或相对代谢率来划分劳动强度,只适用于以体力劳动为主的作业.研究表明,以能量消耗为指标来划分劳动强度时,耗氧量,心率,直肠温度,出汗率,乳酸浓度和相对代谢率等具有相同的意义.下表给出了国际劳工局1983年公布的对工农业生产的劳动强度划分标准.表10-4.国际劳工局体力劳动强度划分标准劳动强度等级很轻轻中等重很重极重耗氧量(l/min)<0.51.01.52.02.5>2.0能耗(kcal/min)<2.55.07.510.012.5>12.5心率(次/分)75-100125150175>175直肠温度(C)37.5-3838.539>39排汗率(毫升/小时)200-400600800>800一般说来,测定体力劳动时的能量消耗,可用来划分和鉴定体力劳动的强度级,用以制定合理的劳动制度和膳食供应.所谓合理的膳食供应即维持长期作业而不致于引起体重的减轻.另外还必须注意到,在作业过程中除劳动强度之外,生产环境因素(如温度,噪声等条件)和心理因素等也会影响能量消耗的变化.因此在采用能量消耗指标评定或划分劳动强度时,应注意是否受其它因素的影响.例如,在高温环境中作业时,虽然作业者的耗氧量和代谢量并未增加,但其心率,直肠温度和排汗率均有明显增加,这样,对于本应属于"轻劳动"的作业,此时则应划为"中等劳动"或"重劳动"的作业.因此有人主张除根据能量消耗划分劳动强度等级外,还应结合作业环境条件,采用更切合实际的劳动强度"双重分级法".我国根据262个工种工人劳动时,能量代谢和疲劳感等指标的调查分析,1983年提出了按劳动强度指数来划分体力劳动强度等级的国家标准(GB-3869-83).它基本上能较全面地反映出作业时人体生理负荷的大小.其计算方法为:I=3*T+7*M式中I为劳动强度指数.T为一个工作日的净作业时间比率.M是一个工作日内的平均能量代谢率(千卡/平方米.分钟).M的计算方法为:根据抽样结果将工作日的各种作业活动和休息加以归类,分别计算各项作业与休息的能量代谢率M:M=10(0.0945X-0.53794)X<813.26-10(1.1648-0.0125X)X>=8式中X为单位表面积每分钟呼气量.下表给出了我国的体力劳动强度分级表10-5.我国的体力劳动强度分级劳动强度级别劳动强度指数I<=15II--20III--25才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,IV>25第四节重体力的工作效率一.效率从能量的角度出发,一个人做体力劳动就象是一台发动机.一个发动机把煤或油转换成机械能,这当中有一些能量损失.同样的,人体在工作时,把化学能转化成机械能,这当中绝大部分能量被转换成热而浪费掉了.对人和机器一样,效率定义为产生的有用的功与产生这样的功所实际消耗的能量之比.在理想的条件下,人的体力活动的效率可以达到30%,即把消耗掉的能量的30%转换成机械能,把剩余的转化为热.但是热并不是能量被浪费的唯一形式.静负荷也浪费能量.因此,只在当尽可能少或根本不持住某一物体不动时,只有当尽可能多的机械能被转为有用的功时才能达到最大的效率.机械能被用来支持静负荷的成份越大,效率就越低.例如当弯腰工作时,效率就很低.在重体力劳动中,使生理效率最优化十分重要,这不仅能经济地利用能源,而且也可以减少人身体的负荷.因为这个原因,劳动安全生理学家做了许多尝试来测量各种劳动方法,使用各种不同的劳动工具和设备的生理效率.这些结果对于机器,工具的设计和工作地的布置有重要的指导意义.表10-6给出了这方面的一些研究结果:表10-6.各种体力劳动的最大效率体力劳动种类效率百分比弯腰铲东西3拧螺丝5正常姿式铲东西6举重9转动手轮13用重锤15用背袱东西,不返回17上下梯子19扳动曲柄21上下楼梯23拉车24骑车25推车27平地行走275度的斜坡上行走30二.锹铲的效率用铁锹铲东西是一种常见的体力劳动.德国的一个生理所对此进行了彻底的研究.当每锹的重量在8-10公斤,每分钟铲12-15次时,效率可以达到最高.除了负荷之外,也应当考虑锹本身的重量.所以当材料较轻时用大锹,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,当材料较轻时用小锹.对于颗粒式的材料,锹应该稍微凹进,象匙子一样头应该尖以便于插进.对于粗糙的材料,前边应直,锹身应平,两边和后而应圆起来.对于粘性的材料如泥土,锹尖可以是圆的或尖的,但锹身应该是平的.锹把应有60-65厘米长.三.锯的效率瑞典的科学家研究了木匠使用图所示的几种锯的效率.工人在使用各种不同的锯时的氧耗被记录下来,然后根据他们在使用锯之前的氧耗就可以算出使用各种锯时的工作焦耳.工作内容是锯断面积为1平方米的圆木.结果也给出在图中.结果表明效率最高的锯是两种宽身,粗齿锯,木工们也喜欢用这样的锯.研究中还发现,当锯木的速度为每分钟42下,垂直方向的压力为100N时效果最好.四.锄头的效率下图给出了两种不同锄头松地时的效率,在软土地上,可旋转的锄头比常用的锄头的更有效.但在硬土地上,两种锄头的效率差不多.五.步行一个愉快的也不费力的步调是每分钟75-110步,步幅在0.5-0.7米之间.但当用能量消耗来衡量时,这并不是最有效的步行方法.下图给出了各种步行速度下的效率,用每公里所消耗的能量来表示.根据这项研究,最有效的步行速度是每小时4-5公里,当鞋子较重时降为每小时3-4公里.六.背东西的效率劳动生理学家对人背东西特别注意,因为这是最费力的工作之一.根据勒曼(Lehmann)的研究结果,当背50-60公斤时效率最高.扛少点更方便,但跑的次数增多,回返时移动自己的身体需要消耗能量.如果不考虑返回,那么根据梯柏尔(Teeple)的研究成果,当负重是人的重量的35%,速度为4.5-5公里/小时时效率最高.七.表面的光滑程度地面的光滑程度对一些工作的能耗也有很大的影响.下面是一个装有一吨重货物的四轮车用1050工作千焦耳所能移动的距离:轨道好道坏道脏道850700400150在手推车的后面推比在它前面拉要省15%的力.车子的手把应该高出地面一米左右,手把4厘米厚.两个轮子的手推车应该使重心尽可能地低,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,使重心靠近中轴线,这样可以更好地掌握平衡和减少人对重力的承受.八.坡度当一项工作需要上下坡时,坡度为10度时工作效率最好,下面是用42工作千焦耳可达到的高度:90度的梯子11.5米70度的梯子14.4米30度的楼梯13.2米25度的斜坡13.1米10度的斜坡15.5米当梯子放在70度,每格梯子的间距为26厘米时效率最高.但是若要扛东西,则每格17厘米要好些.当然在可能的情况下,就尽量地使用机械装置,既使是手动的吊车也可以事半功倍.九.楼梯爬楼梯是日常生活中最好的锻炼.从保键的角度,我们建议人们只要可能就少用电梯,尽量地利用各种机会爬楼梯这一体育锻炼.同时楼梯的设计者应该使人上楼梯时效率可以达到最大.勒曼(Lehmann)发现能量消耗最小的楼梯坡度应为25-30度,他给出了下列经验值:每步高度17厘米每步宽度29厘米这样设计的楼梯不仅能耗小,而且引起的事故也最少.第五节用心跳测量体力劳动一.能量消耗和脉搏直到20年前,能量消耗一直是评估劳动强度的主要方法,但是现在越来越多的证据表明仅仅测量能量的消耗是不够的.体力劳动的强度不仅与能量的消耗有关,也与使用的肌肉数量和静负荷有关.对于给定的能耗水平,只包含少数肌肉比包含多个肌肉一费力得多.同样的,对于同样的能耗,静负荷比动负荷要累得多.另一个反对使用能耗测量劳动负荷的理由是热的存在.温度的变化对能耗的变化的影响也许较小,但可能引起心跳的明显变化.随着工作强度的增加,心跳的增加将更快,如果:(1)环境中的温度更高;(2)静负荷的比例更大;(3)包括的肌肉的数目更少.由于上述原因,近年来心跳被越来越广泛地用于作为劳动强度的一个指标.在详细地讨论心跳和脉搏之前,让我们先考虑一下血液与呼吸之间的关系.二.血液与呼吸才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,体力劳动要求人的身体的各个器官,纤维组织和液体进行调整.最重要的调整是:(1)呼吸得更快更深;(2)心跳增加,伴随着循环能力的增加,使每分钟的血流量增加;(3)心管运动调整.肌肉和心脏的血管扩大,而其他部位的心管收缩.这把没用着器官的血液输送到用得着的器官;(4)心压的增加,增加了由主动脉到扩大了的血管的压力,增加了血流量;(5)增加了氧的供应,更多的糖被从肝释放到血液中;(6)体温和新陈代谢的增加,温度的增加加快了新陈代谢的化学反应,保证更多的化学能转化为机械能;随着工作的继续,人体的第二种新陈代谢发生作用,特别是身体流体的化学构成.新陈代谢产生的废料如乳酸积累起来,肾有更多的废物需要排除,肌肉的活动在人的身体内产生许多热.为了恢复平衡,更多的热需要借助于血液循环和出汗通过皮肤散发.在一定的限度内,这当中的有些变化--肺活量,心跳,体温--与能量的消耗间有一定的线性关系.由于这些变化在人工作的同时可以测量,他们可以用来测量工作负荷,表10-7给出了克瑞特森(Christensen)测出的人在几种不同负荷下的各种生理反应.表10-7.在不同工作强度下人的生理反应工作强度氧耗肺活量直肠温度脉搏(l/min)(l/min)(C)(次/分钟)很低(休息)0.2-0.36-737.560-70低0.5-1.011-2037.575-100中等1.0-1.520-3137.5-38.0100-125高1.5-2.031-4338.0-38.5125-150很高2.0-2.543-5638.5-39.0150-175极端高2.4-4.060-100>39>175三.测量脉搏因为心跳很容易测量,所以测量心跳成了评估工作负荷中最常见的一种方法.最简单的方法是通过感觉测量人手腕处的脉搏,但是在人工作时这样测量人的脉搏对工作有干扰,因此也会产生不正确的结果.现在已有连续记录心跳的仪器.现有最先进的方法是用心电图.心电图记录的是心脏肌肉的运动,心跳是单位时间骨R波峰值的数量.正如我们已经指出过的,在一定的限度内,当工作是动态的而不是静态的,当工作的节奏是固定的,只有所用的力是可以变化时,心跳与所做的功是线性的.当工作相对较轻时,心跳很快就增加到与之相应的水平,然后在工作过程中一直保持正常水平.当工作停止几分钟后,心跳又恢复到工作前的水平.当工作很费力时,心跳一直增加直到工作被中断,或工人由于太累而不得不放弃工作.图10-6给出了在几种不同的工作状态下脉搏的变化情况.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,四.心跳的标准穆勒(Muller)提出在测量心跳时采用下列定义:休息脉搏:在工作之前的平均心跳.工作时脉搏:在工作时的平均心跳.工作脉搏:工作脉搏与休息脉搏的差异.总恢复脉搏:从工作停止到脉搏回到休息时的水平时的脉博总数.总工作脉博:从工作开始到心跳恢复到休息时的水平心跳的总数穆勒考虑用总恢复脉搏作为测量疲劳和恢复的方法.由于"疲劳"是一个主观概念,我们认为应该用心跳,特别是总恢复脉搏作为个人体力劳动的一个指标.穆勒等根据他们的研究成果提出了这样的工作负荷标准:心跳不可以无限地提高,当工作停止后,应能在15分钟恢复到休息时水平.这个极限可以保证在工作时能量的使用的速度与能量提供的速度是一样的,可以保持一个稳定状态.在这些条件下最大的能量输出就是在一个八小时工作日连续工作的极限.当工作脉搏比休息时高30次时(应在同一姿式下测量,以使静负荷相同)就达到了一个男人连续工作的极限.罗默特(Rohmert)等人用自行车测功计发现人的心跳达到稳定状态时的工作脉搏为40次/分钟,即极限为工作脉搏等于40次/分钟,但他们的休息脉搏是在工人躺下时测的.他们还发现4千焦耳的工作对应于10个工作脉搏.几项在工厂中进行的调查表明在工人坐着时比站着时更容易测脉搏.所以我们建议,休息脉搏应当在工人坐着时测量.因此,对男工人的连续工作时的极限应为35个工作脉搏.没有对女工的研究数据,但根据生理学的原理,把女工的极限定为工作脉搏等于30次/分钟似乎是合理的.同样,休息脉搏应该在坐着时测量.美国的柏欧哈(Brouha)做了一个关于用心跳测量工作负荷的非常详细的研究,他的重要发现有:(1)每分钟360mkg的劳动使妇女产生50个工作脉搏,使男人产生40个工作脉搏.(2)用总恢复脉搏来测量工作强度比用总工作脉搏要好.(3)在工作停止后,在以下时间间隔测量手腕处的脉搏:从30秒到1分钟;从1分30秒到2分钟;从2分30秒到3分钟.(4)柏欧哈推荐下列标准作为决定工作负担的可接受极限:第一个读数不能超过110次/分钟.第三个读数比第一个读数要减少10次/.在这种条件下,工作负荷可以保持八小时.五.热环境与心跳正如我们已经指出过的,心跳既可以测量工作负荷,也可以测量热负荷.这是可以理解的,因为心脏是一个水泵,一方面它给肌肉提供能量,另一方面当需要散热时,它又把血送到皮肤中和血管,即在热环境工作时,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,心脏和血液循环系统有两项功能:(1)把能量输送给肌肉;(2)把热从人的体内输送到皮肤.心脏和循环系统的这种双重负担在工农业中是很常见的.当在25度以上做重体力劳动,排除多余的热给心脏增加了一个额外负担.锻工取铸件就是这样的一个例子.工人需要大量的时间休息以恢复疲劳,有时一半以上的工作时间被用来休息.净工作时间与每分钟的铸件数,周围的温度有关,心跳随着这两个条件的变化而变化.六.静负荷与心跳在第三章里,我们已经给出了一个种土豆的例子.当把蓝子提在手里时,工作脉搏为40次而当把蓝子挎在肩膀上时,工作脉搏为31次,即由于静负荷的作用,使人的脉搏增加了9次/分钟,尽管所做得功是一样的.这表明静负荷可以增加人的心跳.在试验室,人们是通过负重或拉某一物体来研究静负荷的.林德(Lind)等人在一项研究中发现尽管静负荷很大,但心跳不会超过100次/分钟,而且在负荷撤消之后,心跳很快就恢复到休息时的水平.第六节几个重体力劳动的实例一.钢铁行业的重体力劳动何汀格(Hettinger)等人在德国钢铁行业进行了很有趣的研究.图10-7给出了380个工人在工作时的最大心跳的分布图.从图上可以明显地看出,最频繁的心跳是130-140次/分钟(平均值是132.6次/分钟).最快的心跳是180次/分钟.││││││││││└───────────────图10-7.钢铁工人的心跳频率图他们还比较了德国钢铁工业552个工人的能耗与他们的心跳.作为工作极限,工作焦耳的标准低于工作脉搏的标准,这个差别被认为是由于静负荷和热环境造成的.大约三分之一的地方工作脉搏超过40次/分钟的极限.二.农业中的重体力劳动才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,尽管实现了机械化,农业中仍然存在着重体力劳动.在这里值得提到的是布郎德肯(Brandkem)的一项研究结果.布郎德肯研究了一个水果种植者,一个农场主和一个牛奶工,他们在一周内的心跳被记录下来.休息脉搏记录的是他们睡觉时的脉搏.图10-8给出了记录下的工作脉搏.从图中我们可以看到,40工作脉搏这一极限被超过了好几次,特别是当牛奶工和农场工在丰收季节更是如此.这个结果证实,尽管实现了机械化,重体力劳动仍然是农业工人工作的一部分.│││││││││└───────────图10-8.农业工人的工作脉搏三.纺织女工的重体力劳动许多工业初看上去不象重体力劳动.这里我们引用一个纺织行业的例子.被研究的纺织女工的任务是检查纱绽,然后把纱绽放进箱子里.女工们向左边伸手的距离是50-90厘米,向右边伸手的距离是90厘米.从左向右的运动既有静负荷(纱绽重3公斤),也是动态的.每一次运动都有轻微的弯腰和躯干的扭动.工厂在引进了一种新方法后,产量并没有得到提高,人们开始关心操作人员的强度是否过大.由于这个原因,研究人员选择了五个工人,并(1)记下她们的脉搏;(2)记下她们在15分钟内完成的纱绽的数量;(3)调查身体的疼痛情况和主观疲劳程度.为了评定工人的疲劳,研究人员给了工人两个问卷,一个在工作之前,一个在工作之后.假定女工在连续工作时允许的工作脉搏是30次,研究人员发现在10次中有六次超过了这个标准.我们还记录到工作脉搏两次超过40次/分钟.原因是手臂肌肉负荷的增加.一个妇女把手伸开后她的最大举力是6+_1.5公斤,所以搬运3公斤的纱绽她们要使出她们最大力的50%.这对动态负荷都高了,对静负荷显然就更高了.对静负荷,最大负荷应不超过最大力的15-20%.而且我们还没有考虑手臂自身的重量.人的手臂的重量也占人手肌肉最大力量的19-30%.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,所以这项研究表明,这个看上去不重的工作对操作者肌肉力量的要求实际上太高了.从工人对身体疼痛和疲劳的评估中发现,在工作时,右手,背部,颈部的疼痛都增加了,这显然是与工作时的姿式的有关.最后表10-8综述了这种新方法对工人的工作表现,产量,脉搏,疼痛和疲劳的影响,表中的数据是每天问答题中答案的平均值.表10-8.新方法对人的行为,工作脉搏,疲劳程度等的影响每班的纱绽数量工作脉搏疲劳和疼痛工人老方法新方法老方法新方法老方法新方法NE7309593642118AG72091228412227GE7328402926719JA7329603331331SI85296026322630虽然这些结果从统计上看并不显著,但这是由于观察值太少,趋势是很明显的.在老方法中工作负荷就已经超载了,在新方法中,由于减少了检验时间,包括了更多的手从左到右搬纱绽的次数,工人的负荷进一步增大了,导致了工作脉搏的增加,也增加了工人的疲劳和身体各工作部位的疼痛.结论:根据这些结果作为论据,工作负荷应从以下几个方面减轻:1.缩短手向两边伸的距离;2.降低工作面高度;3.引进机械装置,减少手中的负荷,即采用可旋转的纱绽支架;4.重新组织工作,使不同的操作轮流进行.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第十一章搬运第一节背的毛病搬运东西,包含着很大的静负荷,可以归类于重体力劳动.但是这类工作的主要问题不是工作负荷对肌肉的影响,而是脊椎间脊椎盘的负荷及其损伤,进而使腰伤的可能性增加.这就是为什么搬运东西被作为单独的一章.美国国家职业安全与健康研究所几年之前发表了一篇统计资料.该资料表明60%的有腰伤的人认为过度使用是腰痛的主要原因.使用过度损伤占美国所有职业损伤的四分之一,而有些工业报告则认为占二分之一.差不多三分之一的过度使用包括抬东西,另外有20%涉及到推或拉东西.根据弗桑特(Pheasant)所做的调查分析在1949-1980所间,在所有报道的工业损伤事故中大约25-31%的主要原因是"搬运东西".英国的一项报告表明,61%的过度损伤包括腰,而74%的腰疼是由于举东西引起的.根据克尔默(Kramer)的调查脊椎毛病是20%的德国工人工作缺席的原因,是50%人提前退修的原因.所有这些数据都充分说明在今天脊椎盘毛病是多么严重,也证明了要通过对工效学研究降低脊椎盘承受和损伤的必要性.在第五章讨论坐椅的设计时,我们曾解剖过脊椎的特性,在这里我们再作一些补充说明.我们已经知道脊椎是一个放大的S型状,在胸部它稍微向后弯,被称为胸部凹,而在腹部向前弯,被称为腹部凸.这种构造使脊椎付有弹性以吸收由于跑,跳而引起的冲击.从上到下,脊椎的负荷是递增的,在腰部的两根脊椎承受的压力最大.正如我们已经指出的每两根脊椎之间是被脊椎盘分开的.脊椎盘的衰败首先是从脊椎盘的边缘开始的.脊椎盘的边缘在正常情况下是坚硬的和坚韧的.由于失水,机体组织开始发生变化,坚韧的环变成了易碎的,失去了它的力量.在一开始,这些衰败性的变化仅仅使脊椎盘变平,使脊椎盘开始丧失机械性能,甚至于引起脊椎的位移.在这种情况下,很小的行动,如搬东西,轻微地摔一跤或类似的事故都可能引起剧烈的腰疼或腰部风湿性疼痛.当脊椎的衰败继续下去,任何突然施加在腰部的外力都可能把脊椎盘的液体挤出脊椎盘的外圈.这样外力将直接由脊椎或脊椎上的神经承爱.这就是通常所说的脊椎盘外滑或脊椎盘突出.压力在神经上,使脊椎间的空间减小,附近的机体组织发生相互挤压,引起各种各样的疼痛,肌肉痉挛和各种瘫痪,包括腰部和韧带关节的风湿病,坐骨神经痛等.这些病通常都伴随着脊椎盘的衰败.在研究搬动东西所引起的脊椎的风险时,有三种不同的方法:(1)测量脊椎盘的压力;(2)用生物机械模型预测腰部脊椎的压力;(3)腹部内部压力的测量.两位瑞士学者彻底地研究了身体的各种姿式和负荷对脊椎盘压力的影响.图11-1给出了9个人搬运不同重量的物体时脊椎盘的压力.这九个人当中有两人腰有毛病,其他七个人身体健康.这个图清楚地反映了当搬运重物时,弯腰对脊椎盘压力的影响.从图上我们可以看出,弯腰直膝比弯膝直腰给腰部脊椎带来的压力要大得多.│ 才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,│││││││││││└────────────────图11-1.用四种不同的姿式搬运物体对脊椎产生的压力科学研究已经证实了日常经验:一个腰有毛病的人容易突然产生剧烈的疼痛,甚至于瘫痪.这些症状的发生是由于重载突然加在脊椎盘上,这种风验也会由于不熟炼的搬运方法而增加.如果一个人弯腰成90度,这个杆杠作用使他的腰部要承受非常大的压力.一个人上身的平均重量是45公斤,杆杠的平均长度是35厘米,这将产生1000-2000NM的力矩.如果这时还要搬起物体,脊椎盘的压力会增加到3000-4000NM.各种不同姿式给每个脊椎盘的具体压力综述在表11-1中表11-1.在各种姿式下腰椎的压力姿式或活动压力(N)站直860慢走920向侧面弯腰20度1140向前弯腰30度1470向前弯腰30度,负重20KG2400直立,负重20KG1220负重20KG,弯膝,直腰2100负重20KG直膝,弯腰3270弯腰时,脊椎盘的负荷不仅很重,而且不对称,脊椎盘前半部的压力比后半部的压力要大得多.这产生的后果是非常坏的,是脊椎盘损坏的一个重要原因.可以想象,在脊椎盘前半部的液体被挤向压力较低的往后部,这将使后半部的液体面积增加,而产生向外溢出的危险.这是另一个在搬运东西时应尽量保持上身直立的一个原因.第二节背部压力的生物力学模型才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,一些学者已经开发了几个生物力学模型来评价脊椎中脊椎盘的压力和力矩.卡芬(Chaffin)在这方面作出了一个重要的贡献.他最近出版了<<职业生物力学>>一书.他用臀部的力矩来预测腹部的压力以及腰脊椎之间的压力,关于这种方法的详细内容可以参考他的原书,这里我们只给出一些结果.首先需要注意的是脊椎与持负荷的手之间的距离起着非常重要的作用.也就是,负荷是在离躯干较近的地方还是较远的地方极大地影响着腰椎的压力.显然,压力是随着负荷的距离的增加而增加的.卡芬证实了这样一个日常经验:当搬起一个重物时应使重物尽可能地靠近躯干.他同时还发现蹲下搬起一个较大的物体比弯腰搬这一物体时的压力要大,即当物体太大,两膝之间放不下时,从上面弯腰提出也许比蹲下往上抬更好,但是生物力学的分析表明这样在身体内产生的剪应力要大些,这再一次建议在条件许可的情况下,上身应尽可能直立.最近的研究也涉及到举起物体时的动态方面的问题.人在搬运物体时产生的加速度,使腰椎的压力增大,在静态模型中,并没有考虑加速度的作用,因而低估了脊椎盘的压力.米特尔(Mital)等人开发了一个三维的运动生物力学模型,他们首先用两架摄像机记录下人举重时的情况,然后根据影片计算在关节中心的反应力和力距,以及脊椎间的压力和剪切力.这个模型被用来分析在各种工作变量下的压力和剪切力.结果表明非对称地搬运东西,或举起大箱子,或没有手抓住东西的位置都会增加脊椎间的压力.搬起重物也常常伴随着腹部内压力的增加.这是由于背部和腹部的肌肉收缩所造成的.这个力使脊椎在搬运物体时保持稳定.好几项研究表明,腰部脊椎上的压力与腹部的压力是有很密切的关系的.例如,戴维斯等人在他们的研究中让被试者吞下一个胶囊,里面含有压力敏感元素和无线电发身器,这可能用来测量人在举重时腹内压力的变化,进而用这个指标来推算脊椎的压力.他们在一项研究中发现,当腹部压力的峰值超过100MHG的职业得脊椎性疾病的可能性增大,他们建议把腹部的压力不超过90MHG作为标准,虽然在搬运重物时,腹内的压力有时达到150NHG.戴维斯等人用他们的压力敏感胶囊测量了许多被试者,这些被试者被要求举不同重量的物体,采用各种不同的姿式,物体在手的不同位置,重复性搬运或间断性搬运,单手搬,双手搬,正面搬,侧面搬等等.他们发现95%的人的腹部压力小于所建议的90MHG值.第三节推荐一.可接受的搬运力许多学者和政府机构提出了人可以搬运的最大重量.20年以前,人们建议的最大举起力在一定程度上是根据人的可能达到的最大力决定的.这些值比我们今天所采用的值要高一些,因为现行的标准的出发点是使腰疼这一职业病减少到最低限度.这样就产生了几个问题.第一,我们应该注意,脊椎盘的损伤在许多情况下是自发地出现的,即脊椎盘的衰败并不是由于外力引起的,因此,很显然,确定最大举力的标准并不能防止这类脊椎盘损伤的发生.而且,随着年龄的增加,脊椎盘对压力的承受能力减弱,对举重物特别敏感.这些因素建议在确定标准时既要考虑可举起的重量,也要考虑搬运东西时的技窍.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,二.负荷极限的限制条件Pheasant指出了这样的一个限制条件:"工厂里的搬运是一些非常规性的活动,具有某些随机性.对于这些临时性的工作,很难设计一个标准.对于重复性和连续性的工作,将来应当用提供机械装置来解决,例如用机器人或传送带.最后需要强调的是许多搬运工作伴随着转身,这使脊椎扭曲,这样的搬运是特别有害的.当前建议的最大搬运重量并没有考虑这一因素.三.NIOSE指南美国NIOSF(国家职业安全和健康研究所)根据Chaffin研究的结果提出了搬运重物的极限.这些推荐值不仅考虑了负荷到身体的距离,也考虑了搬运的频率,搬运的垂直高度,搬运的起始高度等.在最理想的条件下,49KG可以被搬起.NIOSE建立了一个最大的极限和一个行动极限.前一个值是根据75%的男人或99%的女人设计的,行动极限对应于1%的男人和25%的女人.允许的最大极限将在L5和S1脊椎间产生6400N的压力,行动极限对应于3400N.NIOSH实践指南认为工作负荷超过最大允许极限是不可接受的,应该降低.超过行动极限被认为是正常的但有风险的,在这两者之间的负荷需要选择和训练工人.NOISH推荐涉及的东西很广,我们不可能在这里详细谈.NIOSH推荐的一个重要缺陷是它只涉及到两手在胸前的,对称的搬运.事实上,大部分搬运活动涉及到侧行,转身,和其他非对称性的活动.四.戴维斯设定的最在允许力戴维斯的研究成果被英国国防部用来作为搬运活动最大的允许力.这些极限是根据前面提到过的腹部压力不超过90MHG而确定的.这个允许极限涉及到音手或双手搬运,站着,坐着,或跪着,偶尔的或经常的,不同类型的人,不同性别等.搬运物体的一些最大允许力的例子给出在表11-2和11-3中.表11-2.青年男子搬运的最大允许重量状态离身体的距离(相对于手臂长)1/41/23/44/4站立时正面双手350250150100正面单手300220140100侧面单手270200130100坐着时正面双手270170120110正面单手350220140110侧面单手33021014090注:表中的单位为N(牛顿),搬运频率为每分钟不超过一次.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,表11-3.不同年龄,性别的人的允许搬运重量(牛顿)男人妇女50岁以下50岁以上50岁以下50岁以上偶尔经常偶尔经常偶尔经常偶尔经常双手,物体挨着身体高度适中300210240140180130140100单手,物体挨着身体20014012080120807050PHeasant是这样评价表11-3中的数值的"在极限范围之内也不能保证安全,安全负荷是不存在的,一个有毛病的人也许在用一个笨拙的方法抬起一个非常轻的东西时伤了他的腰.(更确切地说是这触动了他本已坏使的脊椎而引起疼痛).一个健康的人搬运一个重载时,如果他摔一跤的话也许会伤着他自己.不可能确定一个负荷保证安全".这些考虑与关于脊椎盘疾病的自发性的反省(在本章开头时提到的)是一致的,这也修改了最大允许极限的重要性.五.实践中的提示下列规则是根据一般经验和科学知识而提出的:(1)抓住物体并搬运,使背成直线,弯膝;(2)使负荷尽可能地靠近身体,如有可能在两膝之间抓物体,两脚的位置要适当;(3)确信你持住的物体运动时的高度不低于双膝.最大的搬运力在离地面50-75厘米,在从膝盖搬运物体时可以一直抬高到90-110CM而感到舒服,从肘高可以搬物体抬高到肩高,更高则需要大得多的力;(4)如果负荷没有把手,用绳子把它捆起后再搬;(5)在搬运时,应避免转身或扭身;(6)只要是允许,用电动车,搬运架等机械设备.六.搬运的技巧在搬运重物时,应使负荷尽可能地靠近垂直方向靠近身体的重心.在这种情况下,所需要的平衡力最小,最佳的搬运方法是用跨在肩上的牛桅.把负荷放在人身体的正前方不太好,因为这使腰部的许多肌肉产生静负荷,Muller等人发现一个工人在搬运20KG的重物,消耗1050千焦耳可行走的距离为:用牛:4.5KM用背背:3.9KM表11-3中所引用的极限应该被用来作为两手或单手搬运的指南.正如我们已经注意到的,当返程也被考虑时,50KG的负荷从能耗的角度来讲是最经济的,也是效率最高的.因此50KG的麻袋可以被用来作短途的搬运.相反,100KG的麻袋从生理的角度讲是很坏的,对腰骨的伤害很大.嵩说闹改*.正如我们已经注意到的,50KG的负荷人能耗的角度来讲是最经济的,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,也是效率最高的.当返程也被考虑时.因此50KG的麻袋可以被用来作短途的搬运.相反,100KG的麻袋从生理的角度讲是很坏的,对腰骨的伤害很大.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第十二章疲劳第一节疲劳及其分类早在本世纪二十年代,著名的疲劳研究学者K.X.凯科切耶夫就指出:"疲劳者的劳动极不经济,为了达到某一种结果,疲劳的人要比精力充沛的人消耗更多的能量".例如在第一次世界大战期间,英国的工业企业曾企图以延长工作日时间的办法增加产量,结果生产率却直线下降.因为工作日时间的延长,缩短了工作之间的休息时间,疲劳的机体得不到恢复,造成疲劳的积累.对疲劳给出一个精确的定义是困难的.一般来说,疲劳伴随着下列症状:1.主观上不愿意工作,无精神,身体不适应,头晕,头痛,控制意志的能力降低,注意力分散,信心不足,工作能力降低.2.在生理和心理方面,思维变呆板,警觉性降低,反应速度减慢,行动减慢,力量减弱,人能达到的高度降低等.有时伴随着脊椎变弯,上体前屈,关节变直,动作失调,知觉发生错误等.3.表现在工作上,实际作业率降低,工作速度减慢,工作质量差,容易出废品,事故增多等.疲劳有多种不同的分类方法,我们可以把它分为三类:1.全身性疲劳.主要是全身参与较为繁重的体力劳动所致,表现为全身的肌肉关节酸疼,疲乏,不愿意动,主观上有疲劳的感觉,客观上作业能力明显下降,错误增加,操作迟钝混乱,甚至于打瞌睡等.2.局部疲劳.常常发生在仅需要个别器官或肢体参与的紧张作业,如长期看书会使眼睛感到疲劳,长期抄写或刻蜡纸会使手指和手腕感到酸痛等.局部疲劳与全身性疲劳的主要区别在于疲劳发生在局部,一般不影响其他部位的功能.例如我们上面所提到的,当抄写累了时,一般不影响看书,反之亦然.而当全身性疲劳发生时,往往会影响到人体各部位的功能,如一天的体力劳动太重了,下班之后,可能连电视也没有精神看,尽管在体力劳动中,眼睛并没有受累.3.智力疲劳.智力疲劳主要是长时间从事紧张的脑力劳动所引起的人的信息处理系统活动能力的减退.表现在头昏脑胀,全身乏力,嗜睡或失眠,易激怒,肌肉松驰等.严格地讲,智力疲劳是一种局部疲劳,是人的信息处理系统的疲劳,这时人的肌肉系统一般来说并没有疲劳(虽然有时主观上好象感到疲劳).这时,进行一下体育锻炼不仅不会增加智力疲劳,还会减轻智力疲劳.第二节疲劳发生的原因及机理疲劳发生的原因是多种多样的.图12-1形象地给出了疲劳的原因,归纳为以下几类:1.过度的体力或脑力负荷.过度在这里有两层含义,一是指单位时间内的负荷过大,二是指高强度的负荷施加的时间太长.过度的体力劳动会导致全身性疲劳,而过度的脑力负荷会导致智力疲劳.2.环境因素.工作环境不好,也会使人产生疲劳.环境对疲劳的影响是多种多样的,即可以产生全身性疲劳,也可以产生局部性疲劳或智力疲劳.如在夏天里,若通风条件不好,做体力劳动的人特别容易发生全身性疲劳.再比如,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,当照明光线不足时,人看书眼睛特别容易疲劳.人长期暴露在噪音环境中会变得迟纯等.3.人的生理节奏.人在一天的不同时刻精神和身体状态是不一样的,这被称为人的生理节奏,例如人到了睡觉的时间就想睡觉.如果工作的安排与人的生理节奏相矛盾,则人更容易产生疲劳.例如对有午睡习惯的脑力劳动者,在中午看书不仅效率低,而且很快就昏昏欲睡.一般的工人在上午十点和下午四点以后,工作效率有一段时间会下降,这也是人的生理节奏产生疲劳的结果.4.个人的生理,心理特性.疲劳显然与人的生理和心理条件有关.干同样的体力劳动性工作,身体较差的人,如年龄较大的工人,妇女,身体不适者,显然更容易疲劳.另外,同样的人干同样的工作,当他的心情不一样时,产生的疲劳也不一样.例如若他昨晚刚与妻子吵了一架,今天他工作一会就会感到很累,不想干了,尽管他平时干八小时这种活也从不叫累.5.疾病.受主客观条件的限制,许多人经常带病工作.其实带病工作不仅对人的身心健康不利,也特别容易产生疲劳,降低劳动效率和质量.因此在条件允许的情况下,要尽量减少带病工作.6.营养.人在工作时需要消耗能量,而能量是通过人的营养来补充的.若人的营养不足,消耗的能量得不到补充,则人会很快地感到疲劳.体力劳动是这样,脑力劳动也是这样.营养不足的人学习起来特别容易疲劳. 二.疲劳的机理疲劳的类型不同,发生的机理也不尽相同.1.疲劳物质累积机理.短时间大强度体力劳动所引起的局部肌肉肉疲劳,是由于乳酸在肌肉和血液中大量积累所引起的.2.力源耗竭机理.较长时间轻或中等强度劳动引起的疲劳,既有局部肌肉疲劳,又有全身性疲劳.此时局部肌肉疲劳不是由于乳酸积累所致,而是由于肌糖原贮备耗竭之故.3.中枢变化机理.原苏联学者认为,强烈或单调的劳动刺激会引起大脑皮层细胞贮存的能源迅速消耗,这种消耗会引起恢复过程的加强,当消耗占优势时,就会出现保护性抑制,以避免神经细胞进一步的耗损并加速及恢复过程.4.生化变化机理.英美学者认为,全身性体力疲劳是由于作业及其环境所引起的体内平衡的紊乱状态,引起这种平衡紊乱的原因除包含局部肌肉疲劳的原因外,还有许多其它原因,如血糖水平下降,肝糖原耗竭,体液丧失,体温升高等等.5.局部血液阻断机理.静止作业引起的局部疲劳,是由于局部血流阻断引起的.因为肌肉收缩时,肌肉截面积膨胀,使肌肉变得非常坚硬,其内压可达几百毫米汞柱,因此会部分地或完全地阻断血液通过收缩的肌肉.肌肉张力增加超过30%时,血液开始减少,乳酸开始堆积,当达到70%时,血液完全停止.三.疲劳的一般规律疲劳规律有如下特点:1.疲劳有积累的倾向,疲劳未消除可留到下一天;2.在生理周期中机能下降时发生的疲劳较重,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,在机能上升时发生的疲劳较轻;3.青年人产生疲劳较小,年纪大的人产生的疲劳较大;4.疲劳可以恢复,肉体疲劳比精神疲劳容易恢复;5.人对疲劳有一定的适应能力;6.工作留有余地可以减轻疲劳.第三节疲劳的测量由于疲劳有多种类型,多种症状和多种机理,因而疲劳的测量方法也是多种多样的.一般来说,可以把疲劳的测量方法分为三大类.一.工作业绩测量法正如我们在本章概述中已经论述过的,当人在疲劳时,人的工作效率和工作质量开始下降.因此很自然地可以由此反推,当人的工作效率和(或)工作质量开始下降时,疲劳也产生了.因此通过人的工作效率的下降程度,可以判断人的疲劳程度.但这种方法有两个致命的弱点.第一个弱点是,人的工作效率的下降的原因可能很多,而疲劳只是其中的一种.也就是说,人的工作效率的下降可能是由于其他原因引起的,如注意力不集中,而不是疲劳引起的.因此仅依靠工作业绩法测量疲劳是不够的,必须与测量疲劳的其它方法结合起来用.用工作业绩法测量疲劳的第二个弱点是有时当人们感到疲劳时,人们可以通过增加自己工作时的努力程度使自己的工作业绩至少在短时期内保持在一个满意的水平.尽管有这样两个缺点,但用工作业绩测量和判断疲劳仍然是最常用和适用的方法,因为它简单易行,而且比较客观.二.主观评价法这种方法是直接对劳动者进行调查,让劳动者自己评估自己的疲劳程度.这种方法通常是通过问卷的形式进行的.问卷可以根据工作内容单独设计,也可以用一般通用的对疲劳的调查表.下表给出了一位日本研究人员推荐的对疲劳的自我症状调查表.调查应在作业前和作业后分别进行,必要时也可以在作业过程中进行.在调查时,如有表中所列的症状,在其栏内做上记号.表12-1.自觉症状调查表A身体症状B精神症状C神经感觉症状头沉头脑不清,头晕眼睛疲乏,恍惚头痛思想不集中,不愿意思考眼睛发滞,发干周身不适不爱说话动作笨拙,失误身体某处不适或痛焦躁脚下不稳,摇摇晃晃肩膀酸痛困倦味有变化呼吸困难精神涣散眩晕腿软对事物冷淡眼皮或其它处发抖没有唾液,口粘,口干一时想不出普通的事耳朵背,耳鸣打呵欠做事心里没底常出错手脚打颤才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,出冷汗对事物放心不下动作不准确还有一种常用的主观评价法是两极问卷法.使用这种方法,被调查者被要求在两个极端状态之间作出一个选择(打分).下表给出了一个两极问卷清新-------------------厌倦欲睡-------------------清醒精力旺盛-------------------精力衰竭软弱-------------------强状目然-------------------准备行动有兴致-------------------枯燥精力集中-------------------精力不集中三.生理心理测量法有许多不同的生理心理测量方法被用来测量疲劳,但是目前为至还没有一种特别有效和可靠的方法.下面我们把研究人员推荐的一些方法简单地介绍一下,谨作参考.1.EEG.这种方法是通过测量脑电波来判断大脑的疲劳或不活跃性,如人想睡眠的程度.这种方法比较复杂,对测量条件的控制要求较高,所以过去这种方法主要是用在实验室.这种方法主要适用于脑力劳动或警觉性工作,如汽车驾驶等.随着科学技术的进步,EEG仪器会越来越可靠而且便宜,EEG的使用者也将会越来越多.2.EMP.这种方法是通过测量某一块肌肉的电波来判断这块肌肉的疲劳情况,前面我们已经显示过好几个这样的例子.这里有一个问题需要注意.有时肌电信号的增强表示肌肉所处的负荷的增加,并不表示这块肌肉的疲劳增加.为了克服这个问题,在通过对比测量疲劳时,应使在工作前和工作后所测肌肉处的负荷一样.3.闪光融合值(FFF).在过去的几十年中,越来越多的人,特别是日本学者,采用闪光融合值来测量疲劳.这种方法是,让被测试者看一个频率可以调节的闪光灯,当闪光灯的频率很高时,被试者看不出灯在闪,然后逐渐降低闪光频率,使被试者看出灯在闪,记下这时闪光灯的频率.然后把闪光频率调到很低,逐渐增加闪光的频率直到被试者看不到闪光为到至,记下这时的闪光灯频率.闪光融合值就是这两个临界值的平均值.这一测量方法是通过视觉功能的变化来反映大脑皮层活动水平的高低,进而反映人的疲劳状态.当闪光融合值降低时,表示人的疲劳程度增加了.闪光融合值是因人而异的,所以用这种方法时应比较同一被试者在工作前和工作后的闪光融合值的差异.当这个差异大于20%时,我们一般就认为工作使这个人变得疲劳,若小于20%,则说明疲劳并不显著.4.触二点辨别阈值.当皮肤表面有两点同时受到刺激时,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,能够辨别出两点刺激的最短距离的方法叫触二点辨别阈值法.当两点之间间隔狭窄时,仅感觉到是一点,由于疲劳,感觉功能迟钝,使二点之间辨别间隔增大.通常刺激的部位是右面颊上部,取水平方向.5.皮肤电流反应.皮肤电流反应或称精神电流反应,是把电极任意安在人皮肤的两处,以微弱电流通过皮肤,用电流计可以测定人受到特殊刺激时所发生的电流变化程度.当疲劳时皮电传导性增高.6.膝盖腱反射阈值.它是通过测定由于疲劳造成的反射机能的钝化程度来判断疲劳的方法.这种方法不仅对肉体疲劳,而且对精神疲劳的判断也是有效的.测定时求落锤落下使膝盖腱反射的最小落下负叫膝盖腱阈值.疲劳时阈值增大,轻度疲劳时作业前后阈值差5-10度;疲劳较重时超过10度以上,可达15--30度.7.心理测量法.这种方法是测量人的感觉,知觉和反应能力.当人的这些能力下降时,一般认为人变得疲劳了.这里有许多具体的测量方法,如简单反应实验,记忆实验,模拟驾驶实验,打字,脑力计算,集中注意力等等.但使用这些方法测量疲劳时要认识到:第一,许多其他条件也会影响到实验结果,这给解释实验结果增加了许多困难.第二,实验往往使被试者变得比较兴奋,使得他们的疲劳被直赶跑了(至少在短时间内).第三,若实验时间过长,实验任务本身又会给被试者带来疲劳.第四节减少疲劳的方法在本章第二节,我们讨论了疲劳产生的原因.从疲劳的原因,我们很容易找出减少疲劳的方法.第一.改变工作条件.提高机械化自动化生产水平,改进设备和工具,采用先进的生产技术和工艺,这是提高劳动生产率,减轻劳动强度,消除繁重,紧张,单调的劳动,以及彻底改善劳动条件的根本措施.正如我们前面已经指出过的,把人作为一种工作动力是效率是非常低的,而且人是一种非常容易疲损(疲劳)的工作动力,因此在条件允许的地方,应用先进的设计取代于人.用先进机器设备可以降低人的体力劳动强度和疲劳,这是人们都认识到了的,事实上,随着科学技术的进步,用先进的机器设备还可以降低人的脑力负荷和精神疲劳.如现代飞机驾驶舱的计算机大大降低了飞机驾驶员的工作负荷,进而减少了他们的疲劳.第二.改变工作方法.用先进的机器设备取代人有一个投资问题,使得这种方法的可行性在实践中往往要打一个很大的折扣.有时不对机器设备进行更换,只对工作方法进行一些改进,或给人提供一些辅助设备,也能大大地减轻人的疲劳.改进工作方法包括工作姿势,工作速度,搬运方法,和操作的合理化等等.在这里,传统的动作研究的结果可以得到充分的应用.第三.改善工作环境.工作环境条件直接关系到作业者的工作疲劳,照明,噪音,颜色,振动,温度,湿度,风速等环境条件不良,都会增加作业者肉体和精神的负担,容易引起疲劳.本书的后面几章,将专门论述改善工作环境的问题.第四.因人制宜.人的能力是有差异的,不同的人做相同的工作产生的疲劳是不一样的,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,一个力量较小的人做体力劳动相对于一个身强力壮的人更容易疲劳.一个没有经验的人解决一个问题可能比一个经验丰富的人更容易感到身心憔瘁.因此解决疲劳的一个有效方法是把不适应于某一工作的人从这一工作调开.当人在生病时,人的能力受到了削弱,病人此时的能力可能已不能用任这样的工作,正象一个能力较差的人一样.病人在工作时特别容易疲劳.同时,病人还在受到疾病的煎熬.因此带病参加工作是不应该鼓励的.第五.增加营养.无论是体力劳动还是脑力劳动,都要消耗能量,而能量最终是由人吸收的营养来补充的.当人吸收的营养小于人的能量消耗时,人就更容易疲劳.因此注意食物的营养对于减少工作疲劳有着十分积极的作用.现在人们的生活水平已经大大提高了,人们有经济能力关心自己的营养了.第六.增加休息时间.从图12-1我们可以看出,当疲劳发生后,恢复疲劳的唯一方法是休息.休息好了,不仅可以消除已有的疲劳,而且可以使下一次疲劳来得慢些.如果休息不好,下一次会很快再次疲劳,造成恶性循环.由于休息对恢复疲劳具有十分重要的作用,下面我们用一节来专门讨论工作时间问题.第五节工作时间一.工作时间的历史在人类最古老的工作---农业中,农民是根据太阳来决定自己的劳动时间的,日出而作,日落而歇.因而一天的工作时间有长有短.在农忙时,一天甚至于工作十多个小时.在工业化革命中,由于机器的使用,使得体力劳动的强度降低了,加上照明条件的改善,使得晚上工作成为可能,于是让工人每天工作十几个小时的工厂比比皆是(现在我国许多三资企业仍是这样),极大的伤害了工人的身心健康.随着劳动生产率和人们生活水平的提高,工作时间在不断缩短.例如瑞典1877年规定的每周工作时间为65小时,1914年缩短为48小时,现在为40小时.现在在西方发达国家,每周的法定工作小时一般都是40小时,去年,受高失业率的影响,一些国家和公司甚至采用了更低的工作时间.我国在解放以后实行每周48小时工作制,从1994起实行每周44小时工作制,但是在我国许多乡镇企业和三资企业,要求工人或员工每天工作十几小时以上的仍然很普遍.二.工作时间与效率许多研究表明,当延长一天的工作时间时,一天的总产量可能会提高,也可能会降低,但单位时间的产量一般来说是下降的.工作中人的手工作业占得比重越大,则单位时间内的产量下降得就越多.相反,机器作业时间占得比重越大,则单位时间的产量受的影响就越小,甚至于不受影响,这是因为机器不容易"疲劳"的缘故.在第二次世界大战初期,由于供不应求,许多军工厂通过延长工作时间来提高产量.广大工人的爱国热情非常高,对延长工作时间没有半点怨言.起初,产量确实提高了,但过了一段时间后,产量反而降低了.如在一项调查中发现,当每周工作时间从56小时增加到69.5小时时,开始产量增加了10%,但不久却比原来的水平还低12%.这并不是因为人们的爱国热情降低了,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,而是由于疲劳的作用.一般来说,一天的产量与工作时间有如图12-2所示的关系.从图中可以看出,最初增加工作时间时,单位时间的产量是增加的,这是因为辅助作业时间需要吸收,工人需要时间进入最佳工作状态等.然后增加工作时间带来的边际收益开始下降,这是疲劳开始产生的缘故.最后当工作时间继续增加时,曲线会到达A点.在这里,不仅单位时间的产量不增加,一天总的产量也开始减少.这是因为延长的工作时间不仅影响本单位时间的产量,而且由于没有时间恢复疲劳,也影响其它单位时间的产量.因此,无限制地延长工作时间是绝对不可取的.三.工间休息为了减轻或恢复疲劳,除了应限制每天的工作时间长度外,还应该在工作时间内给予一定的休息时间.工人在工作时可以有四种方式休息.第一种方式是自发的休息,比如伸伸腰,向附近望一望等,这种休息一般都比较短.(当然把工作停下来与旁边的人聊天是另一个问题).第二种休息是掩盖性休息,例如擦一擦机器,打扫一下工作地,或找组长商量一个不是很重要的问题等.第三种休息是工作任务性休息,这是由于前后工作的顺序或工作使人不得不停下来等工作.第四种休息是规定的休息,如上午和下午的coffeebreak时间.调查研究表明这四种休息方式是相关的,如果规定的休息时间和工作性休息时间很短,则自发的休息和掩盖性休息就较多.根据对工间休息的研究结果,我们作以下推荐:1.对于重体力劳动,或在热环境中的劳动,休息时间的安排应保证工作一个小时内和每天的工作量(能量消耗)不超过我们在第十章中所确定的最大值.对于极重的体力工作,休息时间甚至多于工作时间.2.对于一般的体力或脑力工作,应在上午和下午各有一个10-15分钟的休息时间.3.对于脑力负荷较高或时间压力较大的工作(如没有等待时间的装配线),在上午和下午就各再加一到两次3-5分钟的短暂休息时间.4.对于正在学习技术的工人,应根据所学技术的难易程度,多给一些休息时间.5.休息方式有两种,一种是安静休息,如坐着不动.一种是活动休息.活动休息就是交替工休息,如体力劳动和脑力劳动交替,室内工作与室外工作交替,坐位与立位交替等.研究发现,除了重体力者劳动之外,对于做一般工作的工作,活动休息比安静休息使工作效率恢复速度快60-70%.自然我们推荐活动性休息.四.轮班制轮班制不仅影响工作的疲劳,也影响工作效率和工人的身心健康,所以我们对这个问题应重视.轮班制,特别是轮着上夜班的工人,有下列不良影响:1.夜班工人的工作效率低.人有自己的生理节律.这个节律使人在白天适应于工作,晚上适应于休息.而夜班把这个节律搞颠倒了.虽然人的生理系统可以进行一定的调节,但这个调节从来就不是完全的.如一项研究表明夜班的工作效率比白班低8%.有趣的是没有发现明显的夜班事故高于白班的数据.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,这大约与夜班时干扰较少有关.2.夜班影响工人的休息,进而影响工人的身心健康.夜班工人不得不在白天睡觉,而大量的研究表明在白天睡觉,无论是睡觉的质量还是数量都比晚上差.睡眠是身心健康的一个先决条件,睡眠得不到保证自然要影响到工人的健康.3.夜班也影响人的家庭生活和社交活动.随着生活水平的提高,人们越来越注意自己的家庭生活的幸福和社交活动.因此夜班的这一问题也显得越来越重要.因此从人类工效学的角度,轮班制,特别是夜班是应该取消的.可是由于某些生产过程的连续性,或从经济的角度出发,往往不得不实行轮班制.这时如何实行轮班对工作效率和工人的身心健康就有非常大的影响.1.交接班时间.在欧洲,一般的交接班时间是6-14-22.美国的交接班时间为8-16-24.这两种方法,美国的似乎更好些.2.轮流与否.欧洲各政府规定轮班制的工人必须轮换,而在美国,有些人干什么班就一年四季就干什么班.不轮换的理由是这样人的生理系统就可以完全适应这种颠倒的生活.不轮换对两班制似乎是可取的,对三班制则应该慎重考虑.3.如何轮换.我国原来主要实行的是三班三运转,即各班连续工作一周后轮班,每周休息一天.目前,一些企业在劳动强度大,劳动条件差的生产岗位,已实行"四班三运转"制,即各班连续工作2天后轮班,连续工作6天后休息2天.实践证明,这是一种行之有效的方法,受到工人的普遍欢迎.实行这种轮班制后,工人精神钆饱满,缺勤率下降,工作效率提高.
才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第十三章脑力负荷第一节脑力负荷及其测量随着科学技术的进步,特别是电子计算机的飞跃发展,人在系统中的作用发生了根本性的转变.系统中的操作人员正在逐步地从直接控制人员变成监视人员和决策者,传统的体力劳动被脑力劳动所代替.人在系统中的作用不是削弱了而是加强了.如何预测和测量人在系统中的表现和脑力负荷变得十分必要了.一九七六年,北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔顿教授的主持下召开了"监视行为和控制"的专题学术会议,讨论由于技术进步对人在系统中的作用的变化.在这次大会上,一些学者指出了在新的系统中测量人的脑力负荷的重要性.一九七七年,北约组织的一些著名学者又召开了"脑力负荷的理论和测量"专题学术会议.在这次大会上人们系统地讨论了脑力负荷的定义,它的理论及测量方法.这次会议引起了人们对脑力负荷测量的重视,极大地推动了对脑力负荷的研究.在过去二十多年里,西方各主要国家投入的大量的人力物力研究脑力负荷,发表了大量的论文,书籍,举行了多次专题讨论会,这些都充分证明系统的设计人员已经认识到了脑力负荷是一个值得研究的重要概念.事实上,脑力负荷是美国航空工业中管理阶层和劳工之间的一个重要议题.美国航空驾驶员协会认为DC-9型和波音737在工作的高峰期对两个驾驶员来说脑力负荷太高了,他们要求每架飞机上配三个驾驶员,而航空公司则坚称两个驾驶员就够了.美国国家航空局正在着手建立检验各种飞机的脑力负荷标准.美国空军也开始要求新飞机的设计要符合脑力负荷的标准.所有这些都需要我们回答这样的问题:什么是脑力负荷?如何测量它?一.脑力负荷的定义脑力负荷最初是被用来作为与体力负荷相对应的一个术语,用来形容人在工作中的心理压力,或信息处理能力,但脑力负荷并没有被严格地定义.在北大西洋公约组织关于脑力负荷的专题学术研讨会上,与会者把给出一个大家都能够接受的关于脑力负荷的定义作为大会的基本目标之一.但他们很快就发现给脑力负荷一个单一的定义太困难.最后他们简单地结论道:脑力负荷是一个多维的概念,它涉及到工作要求,时间压力,操作者的能力和努力程度,行为表现和其它许多因素.这个结论从此被广泛地接受.狭义地讲,我们可以把脑力负荷定义为测量人的信息处理系统的一个指标,与人的闲置未用的信息处理能力成反比.脑力负荷与人的闲置未用的信息处理能力之和就是我们的信息处理能力.人的闲置未用的信息处理能力越大,脑力负荷就越低,人的闲置未用的信息处理能力越小,则脑力负荷越大.人的闲置未用的信息处理系统与人的信息处理能力,工作任务对人的要求,人工作时的努力程度等有关,因而脑力负荷也与这些因素有关.应当指出,上述定义都是有缺陷的.例如把脑力负荷与人的尚未利用的信息处理能力联系在一起,若人的信息处理能力无法测量,脑力负荷则无法测量.正如我们后面将要看到的,对脑力负荷定义上的困难将直接反映到脑力负荷的测量方法才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,上.二.脑力负荷与人的表现在系统设计中,设计人员直接关心的是人在系统中的表现,即操作人员能否成功地完成系统赋于他的任务.因此表面上看,设计人员应当考虑的是人在系统中的表现,而不是人的脑力负荷.这种看法是不全面的.这是因为人在系统中的表现的测量指标往往没有脑力负荷的测量指标敏感.人的表现与脑力负荷的关系如图13-1所示.在曲线的左边,当脑力负荷增加时,人的表现保持不变,这一区域被称之为数据限制区域(data-limited).在曲线的右边,当脑力负荷增加时,人的表现急剧下降,这一区域被称为资源限制区域(resorece-limited).在数据限制区域,由于受人的表现测量指标单位的限制,所测出的表现的数值是一个常量,但其涵义又是不同的.例如在该区域的左边,系统是比较安全的,而在该区域的右边,系统可能就处在比较危险的境地.而用脑力负荷则可以反映出这种情况.在现代化系统的设计中,由于人的失误带来的后果已越来越严重,预测人的表现已变得越来越重要.用脑力负荷来预测人在系统中的表现显然是一个值得考虑的方案.现在系统的设计人员和操作人员都认识到要设计一个好的系统,仅考虑人的表现是不够的,还应当考虑工作对人的有限能力的要求,即该项工作给操作人员带来的脑力负荷.三.脑力负荷的测量方法因为脑力负荷是一个多维的概念,所以脑力负荷测量的方法是很分散的.一般来说,脑力负荷测量的方法可以归纳为四大类:(1)主观评价法;(2)主任务测量法;(3)辅助任务测量法;(4)生理测量法.1.主观测量法最简单的,也是最流行的关于脑力负荷测量的方法是主观评价法.应用这种方法,研究人员要求操作人员判断并报道某一项工作强加在他们身上的脑力负荷.通常要给出一些定义和规则以指导操作人员的评估.主观评价的理论基础是操作者能力的占用与他们能较精确地报道的个人的努力程度是相关的.主观评价法的流行也许要归结于库柏哈柏方法的成功应用.库柏哈柏方法是评价飞机驾驶难易程度的一种方法,这种方法把飞机驾驶的难易程度分为十个等级,飞机驾驶员在驾驶了飞机之后,根据自己的感觉,对照各种困难程度的定义,给出自己对该种飞机的评价.在六十年代后期,美国空军用库柏和哈柏方法评价新式飞机操作的难易程度取得了很大的成功,这极大地促进了用主观评价法测量脑力负荷.在过去几年里,两个较大的主观评价技术被开发出来.一个是SWAT(主观负荷评价技术),是由美国空军开发的.在这种方法中时间,压力和努力程度被认为是脑力负荷的主要因素,每一个因素有高,中,低三个水平,系统操作人员给出某项任务中这三个因素的水平的高低,测量人员然后计算出这一任务的脑力负荷.另一项技术是NASA-TLX,是由美国航空航天局开发的.这项技术考虑了六个因素:脑力要求,体力要求,时间要求,行为表现,努力程度和困惑程度.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,这六个因素的重要性是通过十五个两两对比来决定的.对每一个因素的评价都在1-100之间.脑力负荷被认为是这六个因素的加权平均值.由于它使用方便,对人的工作也没有什么干扰,所以主观评价法是最流行的一种脑力负荷测量的方法.这种方法也被认为是当前存在的脑力负荷的最有效的方法.但是,主观评价法也有严重的缺陷.第一,主观评价是操作人员对某项工作的感觉.这种感觉不一定就是脑力负荷.第二,主观评价取决于操作人员的合作.这一缺点被大多数研究人员所忽略,因为主观评价法主要是应用于试验室内或军事系统中,操作人员与研究人员的关系一般比较好.走出试验室,这种合作关系就没有保证,因而将会产生较严重的问题.第三,主观评价的差异一般是很大的.同样的人对同样的工作在不同的时间会给出不同的评价,一个典型的主观问题.一些定义和准则可以用来减少主观差异,但是这个问题是不会消失的.2.主任务测量法主任务测量法是通过对操作者在工作中的表现结果来推算这一工作强加于操作者的脑力负荷.这种方法假定:当脑力负荷增加时,这增加的对操作者能力的要求将改变操作者在系统中的表现,换句话说,当工作变为更加困难时,需要更多的脑力资源,人的表现结果(通常)将会变化.因此,人的表现结果可以用来作为脑力负荷的指标.而且,这样的测量是一个很用的指标,因为它直接反映了操作人员努力的结果.一个单一的行为表现指标很难反映脑力负荷情况.通常表现结果的变化被用来当作脑力负荷的变化.有时,表现结果与这些标准相比较,达不到标准则被认为是负荷过高.主任务测量法也有一些缺陷.首先,如果某项工作属于数据限制性工作,工作表现的测量将是不敏感的.其次,表现的测量取决于某项工作的性质本身,比较两项不同工作的测量指标是很困难的.第三,表现测量指标并没有直接告诉我们脑力负荷.3.辅助任务测量法当应用辅助任务测量法时,操作人员被要求同时做两件工作.操作人员把主要精力放在一件任务上,这一任务被称为主任务.当他有多余的能力时,他应该尽量做另一项任务,这一项任务则被称为辅助任务.主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行的.在大多数应用中,这个程序被用来测量假定的人的多余的划或主任务尚未用到的能力.这个指标是通过辅助任务表现的水平来反映的.辅助任务的水平是操作者在做主任务时剩余的能力的一个反映指数.辅助任务测量法类同于数学中的X+Y=1.当X不知道,但Y知道时,X可以由X=1-Y求出.当辅助任务测量法被应用时,"Y"是由当操作者单独地做辅助任务和在做主任务时同时也做辅助任务两者之间的差别决定的.辅助任务测量法在它最初出现时很流行.但是现在面临着挑战.辅助任务测量法的主要假定是人的信息处理系统的能力是一定的或者是没有差别的.许多研究人员指出这个假设不一定成立.辅助任务的结果也取决于人的信息处理系统的结构.让我们继续用上面的数学例子来说明这个问题.如果X+Y并不等于1,那么既使Y知道了,我们仍然不能决定X.要决定X,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,我们首先应该知道X+Y是否等于1.同时,也很难找出一个标准的辅助任务.结果虽然许多不同的辅助任务被推荐和应用,正如WIERWILLE指出的,每一个新的辅助任务的价值也随着降低了.辅助任务测量法的另一个缺点是它对主任务的干扰.当操作人员被要求同时做两件任务时,除非主任务的要求很低或操作人员对辅助任务的注意力很低,辅助任务总是要干扰主任务的.这种干扰的潜在危害使这种方法很少被用到试验室以外的埸合.在这种埸合,对主任务的干扰往往是不可接受的.4.生理测量法应用生理测量法测量脑力负荷似乎很简单和自然.人们相信,当一个人的脑力负荷过重时,他的与脑力相关的某些生理指标将发生变化.这种变化可以用来作为脑力劳动的指示器,正如氧耗被用来测量体力负荷一样.许多不同的生理指标,如心跳,呼吸,瞳仁,EMG,EEG等被推荐用来测量脑力负荷.当前,这些指标中的两项,即心跳变化率和脑电图中的P300被认为是最可能有用的指标.例如,温森特等人发现人的心跳变化率,特别是心跳变化率的频率分布图在0.1赫兹附近的振幅与人的努力程度是相关的.美国伊利诺斯大学研究人员极力推荐用脑电图中的P300作为测量脑力负荷的指标,因为在他们在试验中发现,P300与人接受的信息的新奇程度有关的,这说明P300与人处理的信息量有关,因而与脑力负荷有关.因为用生理指标测量人的体力劳动非常成功,用生理指标测量人的脑力负荷似乎也有广泛的前景.可是用生理指标法测量脑力负荷远远没有达到人们期望的那样.这里最主要的问题是可靠性.生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某些生理指标的变化,但是其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起这些变化.因此,由于脑力负荷而引起的某一生理指标的变化会被其他因素放大或缩小.用生理测量法的另一个局限是不同的工作占用不同的脑力资源,因而会产生不同的生理反应.一项生理指标对某一类工作适用,对另一类工作则不适用.第二节工作压力压力(stress)这个词最早是由医生用来形容人在面临危险状态时所作出的生理反应.工作压力是指强迫人努力工作以避免出现危险状态的外界因素.这里的不是指生命危险,而是指出现人所不希望出现的状态的可能性.例如怕工作不工作不好受到上司的指责,怕失业等都会产生工作压力.也有人把工作压力定义为人的工作能力与工作所需要的能力之间的差异,这个差异越大,人的工作压力就越大.工作压力是人的工作及其环境相互作用的结果,是机体内部状态,是焦虑,强烈的情绪和生理上的唤醒,以及挫折等各种情感和反应.压力在心理上的作用是用紧张这个词来表示的.在现代社会中,随着科学技术的进步,绝大多数人的劳动强度越来越小,工作的有形条件变得越来越好,许多人用上了计算机,坐上了可调整的椅子,房间安上了空调,但是由于工作内容越来越多,节奏越来越快,信息激骤增多,竞争变得越来越激烈,人在工作时所感到的无形压力却有增无减.减轻人们的工作压力也成的人类工效学家面临的一项新的任务.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,一.工作压力的来源大量的研究表明,工作压力主要来自于以下几个方面:1.环境因素.工作环境对工作压力虽然不是一个基本因素,但是一个附加因素.不良的环境的结果是人工作的热情下降,对其它工作压力因素的承受力下降.工作环境有两重意思.一是指物理环境.在有噪音,通风不良,照明光线不足,太热或太冷的工作地方都可能引起工人生理上和心理上的问题.这种情况不仅出现在工厂,也出现在许多现代化的办公室.工作环境的另一层意思是指工作中的人际交往.如果在工作中能得到同事的支持,那么可以降低人的工作压力.相反在工作中若得不到同事的支持,很容易增加自己在完成工作时所感的压力.2.组织因素.有两种组织因素被发现对工作压力有显著的作用.第一个因素是人在组织中的参与感.没有参与感的人在组织中的心理状态是非常消极的.第二个因素是与领导者的关系,表现在领导者的领导风格,领导者对秘书工作的支持,以及对自己前途的考虑.如果领导者对下属进行严格的控制,并经常提出批评,这会增加下属的压力感.随着技术的进步,现在有许多不需要人参加的对下级的监视方法,研究表明这些方法绝大部分增加了员工的压力,在一些发达国家被明文禁止使用.对自己将来在组织中的前景(提升)是一个重要的工作压力来源,调查研究表明,当认为自己该提升而没有得到提升时,往往会产生工作的增加和生病.另外,工作保障,即失业是另一项非常大的工作压力来源.3.工作本身.工作本身带来的压力来自多方面的.首先是工作过度.过度的工作不仅是工作压力的一个直接来源,也影响工作者的身心健康.例如研究表明科学家,机器操作员,计算机程序员等都属于工作过度而引起的工作压力.加班加点工作也是一种工作过度的表现.加班加点还有一个不利因素是加班加点占用了休息时间,这减少了人休息和与家人在一起的机会,这使工作中产生的压力不容易被抵消.时间压力和工作节奏也是工作压力的来源.交货期越紧,人们感到的压力就越大.在工厂中,装配线的节拍对装配工人的身体健康有重要影响.现在有些计算机操作人员也受到工作节拍的控制,对这类工作,工作节奏产生的工作压力比装配线上还要严重.在工作中所负的责任也是一种工作压力.飞机埸的调度员被公认为是工作压力很大的一类工作,就是因为调度员的手中掌握着几百人的性命.虽然机埸调度员的工资很高,有些人因为受不了这种工作压力而主动辞职.另外对自己工作内容的控制程度和满意程度也影响工作压力.如果自己能控制自己的工作内容,那么人感到的工作压力就小些,如果对自己的工作没有什么控制权,那么就会造成人的心理的紧张和工作压力.如果对从事的工作不太满意,那么这种工作很容易变成一种工作压力.相反,如果对从事的工作很清单,则这种工作不会成为一种压力而变成了一种动力.4.个人因素.个人因素从三个方面影响工作压力.首先是工人的健康状况.个人的健康状况影响一个人的能力,反过来也会影响对工作任务的完成或外界条件的控制,使人的心理产生障碍.第二个方面是我们前面已经提到过的人的能力与工作要求之间的差异.第三个方面是个人的性格.不同性格的人适应于做不同的工作,同一工作对不同性格的人也会主生不同的工作压力.研究人员做了大量的关于装配线工作与人的性格方面的调查,发现急噪的人,生理活泼的人,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,感情敏感的人不适合于做流水线的装配工作,而自制力强的人,性格保守的人在流水线上工作较好.第四方面来自家庭的影响.家庭生活受到挫折的人,如离婚,丧偶,夫妻不和,子女不听话等,更容易感到工作压力的沉重.二.工作压力的后果工作压力具有积极和消极两方面的作用.工作压力的积极作用是有压力就使人更努力地工作,迎接更大的挑战,取得更大的成绩.完全没有工作压力,就象我国过去长期吃大锅饭那样,导致没有人愿意努力工作.但压力,特别是过大的压力,也有许多消极作用.对工作压力的研究主要集中在研究工作压力所事来的消极影响.在美国每年由于与压力有关的疾病所导致的劳动生产率下降的损失高达600亿美元.压力的消极作用表现在生理,情绪和行为这三个主要方面.压力对生理的影响包括:血压升高,出汗一阵冷一阵热,呼吸困难,肌肉紧张和肠胃功能混乱等.工作压力会引起人体内荷尔蒙的变化,而荷尔蒙的变化会引起心跳的加快和血压的升高.例如在一项对机场调度员进行的研究中发现由于工作中脑力负荷较高,被调查的调度员的血压较高.在五年的研究时间内,380个调度员有36人得了高血压.另外的研究也发现机场调度员得胃溃疡的比例也高于正常人.压力对情绪的影响包括:发怒,忧虑,意志消沉,影响自尊心,智力功能降低,神经过敏,激动,对领导的愤概,以及对工作不满等.压力对行为的影响包括:工作绩效降低,缺勤率高,工伤事故率高,有冲动性行为,以及难于沟通等.有些工人在工作上遇到压力或挫折时开始吸烟,喝酒等.三.工作压力的测量1.生理测量法.正如我们前面已经指出过的,生理测量法可以测量人的脑力和体力负荷.自然这些测量结果也可以作为测量工作压力的参考数据.一般来说,脑力或体力负荷越重,工作压力也越重.值得注意的是有一种例外,当脑力负荷特别轻的时候,也就是说从事脑力工作的人感到无事可做时,没有事做带来的不满使这些人的工作压力反而高些.2.问卷调查法.有些学者认为工作压力是人对工作环境的反应,因此对工人进行调查是最好的工作压力测量方法.如果工人说他感到工作压力大了,那么工作压力就是大了.如果他说工作压力不大,那就说明工作压力不大.现在对工作压力的所有调查几乎都用到问卷调查法.有些问卷调查甚至已经规范化了.其中一种比较流行的方法是情绪检查单.这种方法比较简单,而且随时可以了解工人的感受.而且情绪检查单可以把工作压力与工作热情区别开来.有些工作使人的压力感觉增大,但工作热情并没有提高.例如在一项研究中发现,长期的单调的重复性工作使工人自我报告的工作压力增加,而自我报告的工作热情却下降了.3.其它方法.还有一些测量工作压力的方法,比如通过调查疾病发生率,旷工率,事故率.也有的用生物化学的方法,比如通过测量人的血液中或尿样中的成分来分析人的压力等等.四.工作压力的改进方法才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,1.重新设计工作.前面已经指出,工作压力与工作内容是密切相关的.工作要求太高会引起工作压力.应当使工作压力与工作能力相适应.比如工作要求是人工作能力的80%.如果工作要求达到一个人能力的100%,短时间是可以的,但长期下去必然坚持不住.当然重新设计工作并不是单纯地指减少工作内容.正如我们已经指出过的,有时工作内容太少,不仅降低了工作效率,也增加了工人对工作的不满.如果工作无法重新设计,那么就只有换能力更强的人,但换人本身使工人失去安全感,是一种工作压力的来源.2.改善工作中的人事关系.这里首先是与上级领导的关系.与上级领导有一种融洽的关系,使下属有一种安全感,使下属觉得自己的工作是有保证的,在工作中既使出现差错也会得到上级的包含,这是减轻工作压力非常有效的一种方法.另外与同事之间的关系融洽对减轻工作压力也是很有帮助的.这是因为,首先工作中若出现什么问题,可以很快得到同事的帮助.第二,与同事的交往(如聊天)可以转移人的注意力,减轻人对工作压力的感觉.第三,当工作或生活中遇到什么挫折时可以得到来自同事的安慰.3.正确地对待自己.这里首先要锻炼自己的性格,能够经受挫折,面对危险.现在许多工厂在进行优化组合.有些性格软弱的人在此很久之前就考虑若组合掉了怎么办,给自己带来了极大的压力,甚至吃不好饭,睡不好觉.而有些以对此无所谓,"此处不留爷,自有留爷处".这种人自然不会有工作压力问题.(当然这种人是不是好工人是另一个问题).其次,要正确地认识自己的能力.人在各方面的能力是不一样的,不同的人适合于做不同的工作,如有的人适合于做教师,有的人适合于当经理,还有的人适合于当演员等.当做不适应于自己的工作时,人感到的工作压力就比较大,这时换一个工作也许是解决问题的好方法.另外,积极开展体育活动,如散小,慢跑,打网球,处理家务等,对于抵消和减轻压力也是有益的.任何一种活动都可以增加输入到身体和脑部的氧,促进血液循环,人就会显得机灵,从而增强抵消压力的本领.第三节枯燥一.枯燥的产生及现状在现代工业生产中,为了提高劳动效率,劳动分工越来越细,出现了许多短暂而又高度重复的作业.这种作业被称为单调作业.典型的单调工作如装配线上的工人,同样的工作每天重复几百次甚至于几千次.另一项典型的单调工作是计算机的数据输入者(打字员).现在还一种也应该属于单调的工作,现代化系统的监视员,成天无事可干.事实上,在现代社会中,绝大部分的人工作都有些单调.例如,大学教师,今年讲这门课,明年也是讲这门课,也属于一种单调的工作,只是单调重复的频率不同而已.人们对单调工作的感受就是枯燥.科学家们认为枯燥感是一种复杂的心理状态.它是由于外界的刺激因素太少而使人的中枢神经系统的活动性降低,进而使人产生疲倦,冷漠懒散,警觉性下降等行为特征.由于专业化分工越来越高,工作的重复性也越来越高,同时由于生活水平的提高,人们对工作条件的要求也越来越高,使得枯燥这一工业化问题越来越突出.比如在西方一些国家,很难找到安心于流水线装配工作的工人,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,尽管这些工作的收入和福利待遇都相当不错.因此,枯燥也越来越引起了人们的重视,并对些进行了大量的研究.二.枯燥产生的原理枯燥感可以从人的生理系统得到解释.当外界的刺激很少时,人的感觉通道里的脉冲就减少,这使得人的中枢神经系统的活动性减弱,使人的整体功能也减弱.这是由于人体的适应性和抑制性决定的.人体的许多感觉器官都有这样的功能:在时间延续很久,刺激信号不变的情况下,神经系统内输向接收器官的信号开始减弱.这样就可以保护中枢神经系统使之不受到周围神经器官的过度负荷.这就是人的生理系统的适应性,感觉脉冲为了机体的需要而进行自我调节.人的所有感觉器官都有适应性这一功能,只是功能的强弱程度不一.那么这种适应性与枯燥有什么关系呢?由于感觉器官的这种适应性,所以它把持续不断的,没有变化的外界刺激不再传递给中枢神经系统,使之接受不到任何信号,这样就使人的整个活动性降低.抑制性是更高一级的适应性,即大脑的适应性.重复的刺激不仅使感觉器官的活动性降低,也使中枢神经系统的功能降低.下面是一个抑制性的例子.把一个声音传递给睡着了的猫,这个猫会醒来.但若总是同一声音,慢慢地这个声音不能把猫唤醒.但若改变一个声音,猫又会醒来,但若是再改回去用原来的声音,猫仍然不会醒来.这说明反复出现的刺激在猫的大脑里失去了意义.这就是抑制性的主要特点:对于没有意义的信号不作反应.抑制性的作用相当于一个过滤器,只把用用的信息继续传下去.它的功能与感觉器官的适应性是一样的,保护大脑不负荷过重.同样在枯燥的工作条件下,抑制性把重复和无关的刺激物拒于门外.三.枯燥工作的后果枯燥的工作首先增加了工人对工作的不满.几乎所有的关于枯燥单调工作的实验,调查研究都表明做单调工作的人对工作不满.工作越是单调,这种不满的比例和程度就越高.对工作不满的最高形式是辞职.在西方有些汽车装配线上,工人在一年的辞退率高达50%,尽管这些工人的工资和待遇比一般工人要好些.单调的工作也影响人的工作表现.例如研究表明,有单调感的人产量在多数情况下,会在早晨工作一小时之后和后半个班的前半个小时之后开始下降.此时正是人的机体工作能力的最高峰,但操作者似乎已进入疲劳状态.由于单调的工作使人的大脑的活动性变弱,人对外界的刺激的反应变弱,变迟钝,使人在工作中容易犯粗心等错误.在第二次世界大占中,盟国的雷达观察员常常遗露了敌人的飞机.为什么会出现这样的情况呢?从主观上找原因是不行的,因为雷达观察员都知道自己的责任重大,是不敢放松警惕的.后来发现遗露事件都是发生在雷达员工作半个小时以后,科学家们才认识到这是由于枯燥造成的.后来人们做了许多这方面的实验,称为警觉性实验,发现不管被试者多么认真,在实验开始半个小时之后,人遗露信号的比例明显增加.机器不用会生锈,对人也是这样.单调的工作由于只大量使用人的少数几个器官,使人的其它功能减弱.许多工人经常这样抱怨,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,再这样下去我会成为一个机器人.虽然没有对人做这方面的实验,但对动物所做的实验表明,如果给动物不断地变换环境,使之承受不同的脑力负荷和外界压力,那么这个动物的大脑就会发育的好些.另外,枯燥的工作对人的身心健康也有一定的影响.电影<<摩登时代>>里的装配工在下班之后还有重复拧螺丝的动作,这虽然是艺术夸张,但也有一定的代表意义.四.克服枯燥的方法为了克服现代工业中单调工作使人们产生的枯燥感,人们对此进行了大量的研究.克服枯燥的第一种方法是作业轮换,即一个工人轮流地做不同的工作.日本的企业非常重视工作轮换的作用,因为工作轮换不仅可以减少枯燥,也可以培养工人的全面工作技能.他们把工作轮换与提升结合起来收到了较好的效果.克服枯燥的第二种方法是扩大工作内容,即把几个细小的工作结合起来让一个工人完成,通过减少工作的重复性来降低枯燥.克服枯燥的第三个方法是丰富工作内容.丰富工作内容是为了消除重复性操作,如流水装配线,产生的单调乏味而试图把一种更高的挑战感和成就感体现在工作之中的一种现代管理方法.丰富工作内容与扩大工作内容是有区别的.后者主要是通过使工作多样化来减少枯燥,而前者则是通过给工人以更从的责任以激励工人.丰富工作内容不仅可以通过工作内容多样化来实现,也可以通过下列方法来实现:(1)在决定工作方法方面给工人以更大的自由;(2)鼓励工人参与管理和人与人之间的交往;(3)使工人们对自己的工作有个人的责任感;(4)把工作成绩反馈给工人;(5)让工人参加对工作环境的改进等.美国许多公司,如得克萨斯仪器公司,美国电话和电报公司等都引用了丰富工作内容的方法,并积累了相当的经验.引用丰富工作内容最成功的例子也许是瑞典的卡尔门汽车厂.由于工作枯燥单调,该厂工人的离职率高达52%,缺勤也很严重,这了克服这些困难,该厂管理人员引用了丰富工作内容的方法.工人被分成25组,每组约20人,每一组的工人共同完成某一个具体的工作.管理者不决定谁干什么活.工人自己选出组长,由组长分配不同的人干不同的活.每个小组有很大的自主权,可以决定什么时间干活,什么时间休息.他们自己进行产品检验.电子计算机把检验结果直接告诉给工人.每个小组对管理者的责任是每天交多少件合格的产品.以上这些采用丰富工作内容的公司和工厂似乎都达到了这样的要求,即生产率提高了,旷工和员工的流动减少了,士气增强了.丰富工作内容的应用是有局限的.问题之一是对于许多工作,要丰富内容在技术是或经济上是行不通的.另一个局限性是工人是否真的想要丰富其工作内容,即工人是否对自己的工作感到不满.显然,当工人对现行的方法并无不满时,丰富工作内容很难达到激励工人的目的.也有人认为,丰富工作内容是一种激励方法,因而只能见效一时,时间一长,激励工人的作用就消失了.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第十四章照明第一节照明的测量方法照明常用的计量单位有照度和亮度.这是两个相关但又不同的概念.照度是被照单位面积上所接受的光通量,这个光可能来自于太阳,也可能来自于室内的一盏灯或其它光源.我们平时所说的照明强度就是指照度水平.照度的测量单位是勒克思(Lx),它的定义为:1勒克思=1流明/平方米流明是亮度的测量单位.过去在英语中常用尺烛光来测量照度,1勒克思约等于0.1尺烛光.人的眼睛所能感觉到的照度范围是很大的,从在一个昏暗房间里的几勒克思到在中午太阳底下的10000勒克思.下表给出了在各种环境下,在自然光照射下的照度值.表14-1.各种环境条件下的照度强度环境条件照度(Lx)黑夜0.01-0.1月夜0.02-0.2阴天室内5-50阴天室外50-500晴天室内100-1000晴天室外2000-100000夜晚室内照明50-500读书所需照明50照度受被照物体与光源的距离及夹角的影响,它们之间的关系为:L=COS(A)*I/D2式中:L为照度,I为光源亮度,D为光源到被照物的距离,A为两者之间的夹角.测定工作场所的照度,可以使用光电池照度计.工作场所内部空间的照度受人工照明,自然采光以及设备布置,反射系数等多方面的影响,因此应考虑选择什么地方作为测量位置.一般站立工作时取地面上方85厘米,坐着工作时取40厘米高度处进行测量.亮度是物体表面单位面积向视线方向发出光或反射光强度.灯泡的亮度就是灯泡产生的光的一个精确测量.计算机荧光屏发出的光也可以用亮度来表示.另外亮度也可以用来测量物体表面的反射光,因此亮度也与物体的折射率有关系.亮度的测量单位为坎(德拉)每平方米(cd/m2).表14-2给出了在室内照明强度为300勒克思的环境下,各种光源表面的亮度: 表14-2.各种物体表面的亮度物体亮度(cd/m2)荧光灯(65W)1000才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,窗户的表面1000-4000桌面的白纸70-80桌面40-60荧光屏的亮边70荧光屏的暗边4屏幕背景5-15亮度的测量采用亮度计,其测量不受测量距离的影响.在考虑照明强度时,我们不仅应考虑照度,也应考虑亮度,因为在同样的照度条件下,亮度不一样也影响我们的视力.例如,在室内内没有灯光的情况下,我们不能读书,但是我们仍然能看到计算机屏幕上的内容,看电影,电视等.现在研究计算机显示对人的视力的影响也主要是通过亮度进行研究的.有时我们也可以用反射来比较不同物体表面的亮度.反射在这里是指射入光与射出光之比,通常用百分比来表示.以cd.m2为单位的亮度和以Lx为单位的照度之间有下列关系:反射(%)=(cd/m2)*100/(pi*Lx)例如,如果一个明亮的桌子的反射度是70%,入射光的照度为400勒克思,那么这个桌子的亮度将为70%*400/PI=89CD/M2.工作场所的各种光源可以分为直接光与间接光.直接光把它的90%的光以光束的形式直接照在目标上,这些光源产生很明显的背影,背影和光之间的对比很明显.过度的对比就会产生弦光.只有当办公室的照明较高因而可能产生的对比度比较小时,才推荐用直接光源.在计算机工作站,当在已有照明条件下阅读不清楚的文稿时,有时也用直接光源.非直接光源把它的90%或更多的光送到天花板或墙上,然后再反射到房间里.这个系统要求墙壁和天花板的颜色要淡.间接光产生分散的光因此没有阴影,在传统的办公室内,它可以使照明强度很高而没有什么眩光.在有计算机工作站的办公室,明亮的天花板和墙壁也可能引起反射和弦光.目前广泛采用的方法是把直接光与间接光结合起来.例如使照明设备带一个透明的大罩子,使大约40-50%的光幅射到天花板或墙壁上,其余的光直接照射下去.这类照明只引起中等程度的阴影,阴影的边界也比较浅,整个房间都有均匀的照明.第二节照明对工作的影响一.照明与疲劳在照明条件不好的情况下,人很容易产生视觉疲劳,严重时甚至会引起会引起全身性疲劳.这是显而易见的.我们可以做一个很简单的实验,在傍晚时拿一本书在没有人工照明的条件下看,我们的眼睛很快就会感到疲劳.图14-1给出了国外一项对在不同照度情况下,眼睛疲劳的一项研究.在该项研究中,眨眼次数被用来作为衡量眼睛疲劳的指标.我们可以看出,在照明强度增加的情况下,看书后眨眼的次数减少,说明视觉疲劳减少.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,二.照明对工作效率的影响改善照明条件不仅可以减少视觉疲劳,也可以提高工作效率.适当的照明条件可以提高工作的速度和精确度,从而增加产量,提高质量,减少差错.例如日本一家纺织公司,原来用白炽灯获得的照明强度为60LX.当改用荧光灯后,在耗电相同的情况下获得的照明强度增加到150LX,工人的产量也增加了10%,创造舒适的照明条件,不仅在从事手工劳动时,而且在从事要求较强的记忆,逻辑思维和脑力劳动时,都有利于提高劳动效率.三.照明与事故照明条件的好坏与工作中事故的多少是有关的.据美国统计,照明条件很差大约是5%的企业人身事故的直接原因,而且是20%人身事故的间接原因.下图列出了国外关于人工照明与每月事故的统计数据.从图中我们可以看出,当人工照明时数增加时,每月事故就高.这是因为人工照明比天然采光的照度要低得多.四.照明与情绪生理学和心理学方面的实验表明,照明会影响人的情绪,影响人的一般兴奋性和积极性.明亮的环境是令人愉快的.如果让人们选择在不同照明强度下工作,一般来说,人们选择比较明亮的地方.第三节照明标准照明标准是指工作场所必须达到的照度水平,是照明设计和管理的重要依据.由于人的眼睛对人的敏感区域很大,所以严格说起来,照明标准并不是人的视觉要求的最低水平,而是考虑人的视觉,生产力水平,电力成本等因素的综合性结果.例如在几十年前,既使在西方工业化国家,照明强度在50-500LX之间对工作场所和办公室的照明是被推荐的,现在这个标准被逐步提高,甚至于有越高越好的趋势.我国于1976年颁布了新的<<工业企业照明设计标准>>.我国的照明标准是采用间接法制定的,即从保证一定的视觉功能来选择最低照度值,同时进行了大量的调查,实测,并且考虑的我国当前的电力生产和消费水平.下面几个表给出了我国常用的几个标准.表14-3.天然采光标准值视觉工作分级工作精确度被识别物体尺寸mm室内天然光标准LxI特别精细工作D<=0.15250II很精细工作0.15--0.3150III精细工作0.3--1.0100IV一般工作1.0--5.050V粗糙仓库工作D>5.025才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,表14-4.生产车间工作面上的工人照明标准工件最小尺寸视觉工作分类亮度对比最低照明标准(Lx)(mm)等级混合照明一般照明D<0.15I大1500乙小10000.15--0.30II大750200乙小5001500.3--0.6III大500150乙小3001000.6--1.0IV大300100小200751.0--2.0V150502.0--5.0VI30D>5VII20一般观察生产过程10大件储存5有自行发光的材料车间30表14-5房间的照明标准房间类型照明标准(Lx)设计室100阅览室75办公室会议室50医务室50托儿所30食堂30单身宿舍30浴室,厕所10通道,楼梯间5在使用表14-4时,在下列情况下应将表中规定的照度毓提高一级:1.I-V等的视觉工作中,当眼睛至识别对象的距离大于0.5米时;2.连续时间紧张的视觉工作,对视觉器官有不良的影响时;3.识别对象在活动面上,识别时间短促而辨认困难时;4.工作需要特别注意操作安全时;5.在深背景(反射系数小于0.2)的条件下,必须提高照度才能满足视觉工作要求时.应当指出,由于在现阶段我国的劳动生产力还较低,所以上面的表中的值是偏低的,表14-6给出了美国和德国的有关照明标准.从表中可以看出,西方的照明标准,特别是美国的照明标准,远远高出我国的照明标准.因此我们建议,在财力允许的情况下,就尽量提高照明强度,在设计照明条件时,可参考表14-7和表14-8中的值.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,表14-6.美国和德国的部分照明标准(Lx)工作种类德国标准美国标准一般装配250320精细装配10005400非常精细装配150010800绘图10002200办公室工作5001600表14-7.工厂照明的推荐值(Lx)工作种类局部照明一般照明超精细工作1000-500050-100精细工作300-100040-80或100-200普通工作100-30030-60或50-100粗糙工作50-10020-40或20-50表14-8.办公室,学校等场所照明的推荐值(Lx)类型照度办公室制图打字计算200-400一般办公室100-200会议室接待室50-100学校图书室制图室黑板100-200普通教室实验室50-100住宅学习室工作室100-300会客室卧室厨房100旅馆会客室谈话室100-200大厅50-100走廊厕所30-60商店一楼200-500二楼以上150-300地下200-400第四节一般照明设计一.照明方式照明方式影响照明质量,且关系到投资及费用支出.选用何种照明方式,与工作性质及工作点分布疏密有关.工作场所人工照明方式一般可分为三种.1.一般照明.一般照明也叫全面照明.它是指不考虑特殊的局部需要,为照亮整个被照面积而设置的照明.它适用于对光线投射方向没有特殊要求,工作点较密集,或者作业时工作点不固定的场所,采用这种照明方式,使作业者的视野亮度一样,视力条件较好,工作时感到愉快.这种照明方式耗电较多.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,2.局部照明.局部照明是指增加某一指定地点的照度而设置的照明.由于它靠近工作面,可减少电的消耗,获得高的照明.使用这种方式照明要注意直接眩光和使周围变暗的影响.使用轻便移动式的照明器具,可以随时将其调整到最有效果的位置.3.综合照明.综合照明是指工作面上照度由一般照明和局部照明共同构成的照明.一般照明与局部照明对比过强使人感到不舒服,对作业效率有影响,其比例以1:5为好.较小的工作场所,一般照明的比例可以适当提高.综合照明是一种最经济的照明方式常用于要求照度高,或有一定的投光方向,或固定工作点分布比较稀疏的场所.二.光源选择按光源分类,工作场所的照明可分为自然照明,人工照明和混合照明三种形式.室内自然照明是通过天窗和侧窗接受户外的光线.作为光源,自然光(太阳光及天空光)是最理想的.因为自然光明亮柔和,人眼感到舒适,人们习惯于太阳光谱,而且光谱中的紫外线对人体生理机能有良好的影响.因此在设计照明时,应始终考虑最大限度地利用自然采光.但是自然照明受不同时间,不同季节和不同条件的影响,因此在作业环境内常常要用人工光源作补充照明,即采用自然照明与人工照明相结合的混合照明方式.采用人工照明可使工作场所保持稳定的光量.人工照明应选择接近自然光的人工光源.在人工照明中,荧光灯优于白炽灯,因为其光谱近似阳光,发热量小,发光面大,可使视野的照度均匀,采光效果较白炽灯高3-4倍,且较为经济.工作地照明不宜使用有色光线,因为在有色光照明下,视力效能降低,如果以白光下视力效能为100%,则在黄光下为99%,蓝光下为92%,红光下为90%.三.避免眩光当视野内出现过高的亮度或过大的亮度对比时,人们就感到刺眼,影响视觉,这种刺眼的光线叫眩光.例如在睛天的中午看太阳,会感到睁不开眼睛,这就是由于亮度过高所引起的眩光使眼睛无法适应.眩光按产生的原因可分为三种,即直接眩光,反射眩光和对比眩光.直接眩光是由明亮的光源直接照射的眼睛引起的.反射眩光是光线经过一些光滑物体表面反射到眼部引起的,对比眩光是物体与背景明暗相差太大而引起的.眩光的视觉效就主要是使人的眼睛的暗适应遭到破坏,产生视觉后象,使工作区的视觉效率降低,产生视觉不舒适感和分散注意力,易引起视疲劳,长期下去会损害视力.有研究表明,做精细工作时,眩光在20度之内就会使差错明显增加,工效显著降低.下图表明,眩光光源对视效的影响程度与视线和光源的相对位置.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,由于现在的室内照明强度在逐步提高,因而引起眩光的可能性也增大了.如何避免眩光也显得越来越重要了.这里有下列基本规则应当遵守:1.在视力范围内所有的物体和表面应当昼夜有相同的照明强度;2.视力中心的照明强度比不应当高于3:1;3.在视力中心与视力边界的对比度不应大于10:1;4.视力中心的亮度应当最高,向四方逐渐降低;5.过度的对比在视力范围的两侧和下面比在上面更为不利;6.光源与背景的对比度不应超过20:1;7.在整个房间最大的对比度应不超过40:1.在日常生活中,这些准则常常被忽略了.为了避免由于材料反射引起的眩光,我们推荐在室内采用有以下反射性能的材料:室内材料材料的反射率天花板80-90%墙壁40-60%家具25-45%机器和仪器30-50%地板20-40四.照度时间上的均匀性比静态对比更引起不快的是视力范围内照明的有节奏的变化,这种情况发生在荧光灯坏了,开始闪光,或一个操作人员轮流地看一个明亮的物体和一个阴暗的物体,或机器的某一部分周期性地遮住光线等等.正如我们已经知道的,人的瞳孔和视网膜对光的改变所作的调整有一定的迟延,所以视觉范围内照明亮度的波动使人的眼睛在大部分时间处于爆光过度或爆光不足的状态,这种状态特别扰人.生理研究已经表明,当1:5的两个亮度水平不停地交换时,人的视力效果下降的程度等价于把照明强度从1000LX降到30LX.为了避免照明强度的波动,应尽量做到:1.运动中的机器应尽量地隔起来;2.使视线主轴的明亮程度和颜色尽量相等;3.提前采取措施避免闪烁的光源.五.光的合理的设置为了使照明设置安排的合理,使光的整个分布比较均匀,在设计中应该做到:1.任何光源都不应该直接进入操作者的视线;2.如果光源的亮度超过200CD/M2,应当按灯罩或滤光屏;3.水平视线与光源的角度应最少有30度,如果小角度在大办公室不可避免,灯应该有罩具;4.荧光灯管与视线应成90度;5.用多个小灯泡比用一个大灯泡强;6.为了避免眩光,有作业者的视线之内不应当有对比度大于1:10的反光;才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,7.在机器,仪器,桌面,控制台等就避免采用反光的材料和颜色.第五节VDT办公室的照明一般的照明标准对计算机工作站的操作人员是不适合的.计算机工作人员面临着一个很强的对比度问题,因为他一会看明亮的文件,一会儿看很暗的荧光屏.前面我们已经说过,人视线内的对比度应不超过1:10.这意味着文件的亮度应尽可能地低.但是在阅读文件时又要求有一定的照明强度,否则看不清文件上的内容.这是一对矛盾,只有采取妥协的方案.走进计算机工作部你有时会发现工作人员把照明灯关掉了.你问他们为什么,他们会回答道,他们觉得这样更好些.Shahnavaz在瑞士电话信息中心进行了一项实地研究,操作人员桌子上都放有一个可调整强度的照明灯,他发觉人们在白天选择的照明强度是322LX,在夜晚是241LX,桌面上与键盘上的照明强度基本上一致.Banz在德国进行的一项研究中发现40%的人选择的照明强度是400-600LX.在一项对计算机辅助设计工作部的研究中,vandexHeiden注意到有几盏灯被关掉了,照明强度被降低到120LX.显然,周围的办公室的照明应降低到与荧光屏相匹配的水平,这个水平在200LX左右.但在这个照明水平下,室内显得很暗,而且在200LX的条件下一般来说对阅读文件是不适宜的.最后,应该强调,推荐某一个值是不适合的,因为不同的工作地情况是不同的.例如Laubli在一个实地研究中发现数字输入人员习惯于采用较高的照明水平.根据一般的经验和上面几项实地研究的结果,我们作出以下推荐:表14-9.推荐的计算机工作站的照明水平条件照明水平(LX)文件的清淅度高300文件的清淅高低400-500数据输入500-700计算机工作站操作人员的视力范围和相邻的表面有屏幕,边框,桌子,键盘,文件和其他环境元素如墙,窗户,天花板,办公用具等.在计算机工作站,屏幕上的字与屏幕背景的亮度对比度是很大的,与屏幕背景与文件的亮度的对比度差不多.根据一般规则,在屏幕背景与照明较好的文件之间的对比度应不超过1:3.很显然,这项推荐对大多数VDT工作地是无从实现的.这种形势使几个研究人员开始重新检查所推荐的1:3的有效性.Haubma和Kokoschka发现在屏幕与文件的对比度为1:20时,仍未发现行为的下降.Rupp指出屏幕的字与文件的对比度也许比屏幕背景与文件的对比度更重要.虽然目前还没有定论,但我们觉得提出下列标准仍然是现实和合理的:屏幕与文件之间的对比度不应该超过1:10,在视力环境中所有其他的表面的亮度(反射光)应当介于这两者之间.图14-4用图形表示了这些关系.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,有些终端用亮度为50-100CD/M2的白色背景下显示黑字,对于这类终端就存在对比度问题,这显然是一个优点.屏幕的表面是由玻璃组成的,这种玻璃反射大约4%的入射光,这种反射光足够把办公室内的各种东西从屏幕上反射出来.这种反射光有两部分,一部分是由屏幕表面产生的,这与镜子产生的反光是一样的.另一部分是由屏幕的磷光层产生的,它产生一种有遮掩的散射光.明亮的反射会产生眩光,也可能在屏幕上留下其他物的映象,这些都干扰人的注意力,反光是计算操作人员抱怨的一个主要问题.最有效的防治方法是在安置荧光屏时综合地考虑光源,窗户和其他明亮的表面,另外也可以调整荧光屏的角度,安装滤光镜等,我们在计算机工作地的设计中已经讨论过.如果光来自操作人员的背后,这种光很容易反射到屏幕上并引起眩光.但如果直接来自前方则可能引起直接眩光,把灯安在操作人员的头顶上又会使屏幕上的字变得模模糊糊,所以最好把灯安在操作人员的两侧.在办公室,窗户透过的光会产生与照明光相似的结果:窗户在计算机的前方会产生直接眩光,在计算机之后又会产生反射光,因此计算机与窗户应成90度.在只有一个或两个窗户的办公室,这种方法是有效的.当办公室的两边都有窗户时,就应该采取措施把窗户遮起来,可以使用百叶窗或反射性低于50%的材料所做的窗帘.计算机工作站的照明装置与一般的工作地也有不同,应该尽量避免光直接照在工作面的屏幕上,可采用有罩的灯具,比如使灯光的散光角为45度,使工作地刚刚处在背景影下面.一些照明专家建议采用间接光,即把光先照在天花板上,然后再把光反射到房间,这样既有美学效果,也可避免屏幕产生眩兴,这种照明方法的缺点是房间内不同部位,如天花板与屏幕的对比度过大.当室内照明水平较低,文件的可读性也较低时,可以加工作台灯.应该注意的是不要让台灯的光源四处散射,引起自己或同事的屏幕反光.投*,休息时间的安排应保证工作一个小时内和每天的工作量(能量消耗)不超过我们在第九章中所确定的最大值.对于极重的体力工作,休息时间甚至多于工作时间.2.对于一般的体力或脑力工作,应在上午和下午各有一个10-15分钟的休息时间.3.对于脑力负荷较高或时间压力较大的工作(如没有等待时间的装配线),在上午和下午就各再加一到两次3-5分钟的短暂休息时间.4.对于正在学习技术的工人,应根据所学技术的难易程度,多给一些休息时间.5.休息方式有两种,一种是安静休息,如坐着不动.一种是活动休息.活动休息就是交替工休息,如体力劳动和脑力劳动交替,室内工作与室外工作交替,坐位与立位交替等.研究发现,除了重体力者劳动之外,对于做一般工作的工作,活动休息比守静休息使工作效率恢复速度快60-70%.自然我们推荐活动性休息.四.轮班制才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,轮班制不仅影响工作的疲劳,也影响工作效率和工人的身心健康,所以我们对这个问题应重视.轮班制,特别是轮着上夜班的工人,有下列不良影响:1.夜班工人的工作效率低.人有自己的生理节律.这个节律使人在白天适应于工作,晚上适应于休息.而夜班把这个节律搞颠倒了.虽然人的生理系统可以进行一定的调节,但这个调节从来就不是完全的.如一项研究表明夜班的工作效率比白班低8%.有趣的是没有发现明显的夜班事故高于白班的数据.这大约与夜班时干扰较少有关.2.夜班影响工人的休息,进而影响工人的身心健康.夜班工人不得不在白天睡觉,而大量的研究表明在白天睡觉,无论是睡觉的质量还是数量都比晚上差.睡眠是身心健康的一个先决条件,睡眠得不到保证自然要影响到工人的健康.3.夜班也影响人的家庭生活和社交活动.随着生活水平的提高,人们越来越注意自己的家庭生活的幸福和社交活动.因此夜班的这一问题也显得越来越重要.因此从人类工效学的角度,轮班制,特别是夜班是应该取消的.可是由于某些生产过程的连续性,或从经济的角度出发,往往不得不实行轮班制.这时如何实行轮班对工作效率和工人的身心健康就有非常大的影响.1.交接班时间.在欧洲,一般的交接班时间是6-14-22.美国的交接班时间为8-16-24.这两种方法,美国的似乎更好些.2.轮流与否.欧洲各政府规定轮班制的工人必须轮换,而在美国,有些人干什么班就一年四季就干什么班.不轮换的理由是这样人的生理系统就可以完全适应这种颠倒的生活.不轮换对两班制似乎是可取的,对三班制则应该慎重考虑.3.如何轮换.我国原来主要实行的是三班三运转,即各班连续工作一周后轮班,每周休息一天.目前,一些企业在劳动强度大,劳动条件差的生产岗位,已实行"四班三运转"制,即各班连续工作2天后轮班,连续工作6天后休息2天.实践证明,这是一种行之有效的方法,受到工人的普遍欢迎.实行这种轮班制后,工人精神钆饱满,缺勤率下降,工作效率提高.各政府规定轮班制的工人必须轮换,而在美国,有些人干什么班就一年四季就干什么班.不轮换的理由是这样人的生理系统就可以完全适应这种颠倒的生活.不轮换对两班制似乎是可取的,对三班制则应该慎重考虑.3.如何轮换.我国原来主要实行的是三班三运转,即各班连续工作一周后轮班,每周休息一天.目前,一些企业在劳动强度大,劳动条件差的生产岗位,已实行"四班三运转"制,即各班连续工作2天后轮班,连续工作6天后休息2天.实践证明,这是一种行之有效的方法,受到工人的普遍欢迎.实行这种轮班制后,工人精神钆饱满,缺勤率下降,工作效率提高.第十五章噪音才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第一节声音的基础知识一.声音的频率声音是由物体振动所产生的,物体运动是有不同的频率的.频率是指发声体(固体和空气质点)每秒钟振动的次数.并不是所有的振动都能被人听到,只有当频率在20-20000赫兹范围内的声波传入人耳时,人耳才感觉到听见.所以我们把频率在20-20000赫兹的声波叫可听声,或叫听觉范围,不在这个范围内的任何声波都不能被人听到.频率超过20000赫兹的叫超声波,低于20赫兹的叫次声波.在作业环境的噪音控制中,我们把300赫兹以下的波叫低频声波,300-1000赫兹的声波叫频波,而把1000赫兹以上的波叫高频声波.二.声压声音作用于物体上的压力叫做声压.声压用P表示,单位是帕,帕的定义为:1帕=1牛顿/米2声波的起伏越大则声压越大,能够被人听到的声波不仅要有一定的频率,而且还要有一定的声压.声压太小,不能听到.声压太大,只能引起痛觉,也不能听到.根据实验结果,声压约为0.00002帕时,人耳才可听到声音,这个声音被称为人耳的听阈.声压约为20帕时,就产生震耳声,超过20帕将使耳朵感到疼痛,这个使人耳感到疼痛的声压叫声音的可听高限.平常说话时的声压约为0.02-0.03帕左右.所以人耳可听声音的变化范围从0.00002帕--20帕,相差一百万倍.如果用声压来表示声音的强弱很不方便.因此我们通常用一个相对值----声压级来表示,声压级的单位为分贝,记作dB.声压级的表达式为: Lp=20*lg(p/p0)式中LP---声压级分贝P----测量到的声压P0---参考基准声压(0.00002帕)国际上统一地把人耳刚能听到的声压(即0.00002帕)定为0分贝,并把它作为测量声音的参考基准声压(P0).这样,声压的听阈0.00002帕到痛阈20帕,就可相应地用声压级0分贝到120贝来表示.表15-1和表15-2给出了日常工作中和生活中一些声音的声压和声压级.表15-1常见声源的声压级声压(帕)声压级(分贝)声源举例200>150火箭,导弹,飞船140喷气式飞机(相距5米处)20130大炮,低声鼓(峰值)120可听高限(痛阈)2110汽车喇叭(相距1米) 才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,100普通发电站,通风机房0.290载重汽车(时速40公里),六角机床80一般工厂车间0.0270对话(距离1米)60大百货商店环境噪声0.00250有收音机的住宅环境噪声40影剧院演出时的观众噪声0.000230安静的效区,轻声耳语20消声室内,手表摆动声0.0000210自己呼吸声0可听低限(听阈)表15-2不同环境条件下的声压级和声压环境条件声压(帕)声压级(分贝)飞机起飞20-60120-130织布车间2-3100-105冲床附近2100地下铁道0.690大声说话(1米)0.0670普通说话(1米)0.0260安静的办公室0.00650图书馆0.00240安静的卧室0.000630播音室0.000220树叶沙沙声0.0000610听阈0.000020三.声压级与频率人感觉到的声音大小,不仅与声压级有关,也与声音的频率有关.如果声压级相同,高频的声音比低频的声音听起来更响亮些,这可以从人的最低听阈曲线中看出,如下图所示.从图中我们可以看出,在20赫兹,80分贝人才能感觉到,而在2000--5000赫兹,0分贝就可感觉到.四.主观声音级由于人听到的声音是由声压和频率两个物理因素决定的,用起来不太方便,人们开始试图用一个量,主观声音级来反映声音的大小.1933年,Fletch和Munson做了一个试验.在这个试验中,他们先让被试者听到一个声音,然后同时改变声音的声压和频率,让被试者指出与刚才听到的声音大小一样的声音,这样就可以画出一条声音等高线.画出了一条等高线后,再让被试者指出比刚才的声音刚好大一倍的声音,等等.用这种方法,他们可以画出许多等高线来.他们把主观声音的单位定为"方"(phon),图15-1给出了人的主观声音级.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,在这项研究中,采用的声音是单频率的声音,而现实中的声音基本上都是包含着多种不同频率声音的合成音.所以用主观声音级测量噪音已被人们放弃了,但正如我们将要看到的,在用声压级测量声音时,对不同频率的声音进行加权时,我们采用了主观声音级试验的结果.五.声音的测量 由于人感觉到的声音的大小与物理量之间有差别,那么在测量声音时我们应以什么为根据呢?完全以主观感觉为准不行,完全以客观为准也不行.所以在声音的测量中这两方面的因素都考虑了,即以声压为基础,然后根据主观声音级对不同频率下的声压进行加权,根据加权值不同,有三种测量值.A声级.A声级是根据人感觉的主观声音大小对不同频率下的声压进行加权,其结果与人的感觉到的声音的大小很接近,所以它是当前国际上采用的最多的声级标准.一般如无特别说明,噪音都是用A声级,有时用dB(A)表示.C声级.C声级几乎没有考虑人对不同频率的声音的感觉的不同,所以C声级测量出来的声音能更好地反映声音的物理声压级.用C声级测量出的噪音用dB(C)表示.B声级.B声级介于A声级和C声级之间,用dB(B)表示.图15-2给出了三种声级加权方法的差别.第二节噪音的影响噪音被通俗地定义为不需要的声音,所以噪音与声音在本质上没有任何区别,关键的问题是这个声音是不是人们所想要的声音,例如对于想听音乐的人,音乐显然是一种美妙的声音,但对不想听音乐的人则是一种噪音.一.噪音对听力的影响当人听到较高的和持续时间较长的噪音时,就会失去一些听力,表现在听不到较低的声音,即听觉对声音的敏感性降低,听阈提高.最初,这种听力的损失只是暂时的,离开噪音环境一段时间后,听力又可恢复.但是当人聋了许多次之后,这种暂时的听力损失就可能变成永久性的了,即失去的听力不可再恢复了.噪音越高,人耳暴露的时间越长,听力的损失就越严重.在声压相同的情况下,高频率的噪音比低频率的噪音对人的听力影响更大,间断性的噪音比连续性的噪音影响更大.不同的人对噪音的承受能力是有很大的差异的.有的人对噪音特别敏感,在噪音下工作几个月就开始耳聋,而有的人可能在几年以后才显示出耳聋的症状.耳聋起始于对高频率,大约为4000赫兹左右的声音不敏感,然后逐渐扩大到低频率的声音.所以最初的耳聋人是感觉不到的,只有当耳朵对低频率的声音也不敏感后,人才开始感到自己有些耳聋.耳聋是逐渐发生的,常常与由于年龄的增长而产生的耳聋混在一起,这使人们常常误以为耳聋是年龄而不是噪音引起的.在大多数工业化国家,耳聋是职业生活中令人困扰的一个事情.听力的损失即耳聋通常是用听觉测量仪测量人对单频率音的反应.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,测量结果可以画在一张听觉曲线上.听阈所提高的分贝值就是人的耳聋的程度.正如我们上面已经提到过的,听觉的损失最初只是暂时的,离开噪音一段时间后听力又可恢复正常,这种现象也被称为"暂时性的听阈位移".人们对暂时耳聋进行了大量的研究.人们发现,暂时性的耳聋与永久性的耳聋有很高的相关性.从对暂时耳聋的研究中我们可以得到以下结论:1.80到90分贝的噪音只引起轻微的听阈位移,大约在8--10分贝.但是当噪音增加到100分贝时,听阈位移可高达50-60分贝.2.听阈暂时损失与噪音的持续时间成正比.例如,在100分贝噪音下暴露10分钟造成的损失是16分贝,暴露100分钟损失则为32分贝.3.听阈恢复所需要的时间与噪音的强度和时间成正比.恢复时间大约比噪音时间长0.1倍.4.轮流在噪音和安静的环境中可以减少暂时听觉损失的程度.根据对噪音对听觉的影响的研究结果,现在我们可以来讨论工厂噪音对听力可能带来的危害.国际安全组织颂布了十分详尽的噪音强度,持续时间可能对听觉带来的危害.表15-3给出了我们从这份报告中提出的一些数据.表中的工作时间是按每周工作40小时计算的,噪音强度是指工作时噪音的等量强度.表15-3.在各种噪音强度和时间下听力损失的风险(%)工作时间(年)51015噪音强度(分贝)800009041015100122942110265578表中的数据表明听觉损失的风险随着噪音的强度和持续时间增加.临界的噪音值大约是90分贝.为了正确地评估噪音可能带来的风险,应该算出一天八小时之间的等量噪音水平.噪音强度与持续时间对听觉的影响有下列关系:时间(小时)噪音强度8906923971.51020.5110根据上面的结果,所以一般认为在八小时的工作时间时间里,平均噪音水平应不超过85分贝.我们下一节要讲到的噪音标准都与此相关,只是更准确,更具体而已.二.噪音对谈话的影响我们在日常生活中都有这样的经验:在噪音存在的情况下,我们听同事的讲话变得很困难.在许多声音中听某一声音取决于这一声音的听阈,这种听阈在噪音中是直线上升的.当听人的讲话时,仅仅听到某一纯音是不够的.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,人需要理解一整句话,这需要耳朵有非常的区分能力.一个非常重要的因素是听到辅音,而辅音比元音要轻得多.由于听懂一个字或一句话取决于人的知识和对内容的熟悉程度,所以在测量噪音对听力的影响时,人们测量听音节的能力.实验者说一组没有任何意义的音节,看看被试者能够正确地重复多少.这是在这一研究领域采用的标准方法.应当指出在日常生活中,既使没能听懂一句话的每一个音节,人们仍然能够听懂这句话.下图给出了听懂一句话的音节与听懂这句话的关系.从图中我们可以看出,当只听懂一句话中的20%音节时,我们可以听懂这句话的80%的意思,当能听懂50%的音节时,我们可以听懂95%的意思.在房间里听清楚一个人的讲话取决于这个人的声音和噪音背景.研究表明当讲话声音比噪音高10分贝时,我们可以听懂40-50%的音节.根据图15-3,这可以听懂一句话的93-97%.在大多数工厂和办公室,能够听懂95%的谈话内容是可以接受的,因为可以认为只要噪音低于讲话声音10分贝,一般来说对谈话是没有危害的.但是如果我们是通过谈话交换信息,或者谈话涉及到一个不熟悉的题目,就需要能够听懂更多的音节.大量的实验表明在这些情况下,应能听清楚80%的音节,这要求有讲话声音与噪音之间有20分贝的差异.在室内的谈话,在一米远的地方产生的声音强度是(分贝):轻声谈话60-65口授65-70在会议上发言65-75讲演70-80大声斥责80-85如果这个声音频繁地是用来口授或给雇员传达指令,那么这个声音在一米处应不超过65-70分贝.为了使讲话能够被听清楚,背景的噪音水平不应该超过55-60分贝.如果谈话较难懂,如带地方音,有陌生词等,则噪音标准不应该超过45-50分贝.如果工作室或办公室是紧挨着交通路,那么很难使办公室的噪音控制在55-60分贝以下,特别是在夏天窗户被打开之后更是如此.在这种情况下,办公室的噪音常常达到70-75分贝.如果按上空调,把窗户关掉,那么噪音条件能够得到很大的改善.在许多中小城市,按空调的一个重要原因是为了减少噪音.三.对行为的影响噪音对手工劳动没有什么影响,但是在一个噪音环境中,人的思想更容易疲劳些.日常生活的经验告诉我们噪音影响人的注意力集中,由此会影响人在工作中的表现.有趣的是这些日常生活中的经验在实验室研究或现场研究中只得到部分论证.对噪音对人的脑力或心理运动的影响的实验给出的结果是比较矛盾的.噪音有时改善人的表现,有时又使人的表现变得更糟.噪音有可能在某些情况下改善人的表现.这发生在当工作非常枯噪,或工作中其他干扰比较多时.有时噪音能把人的精力从其他的干扰因素吸引过来,进而改善人的脑力活动. 才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,但是,必须认识到,许多实验的结果并不同意上面的说法.例如Broanbent等人发现在警觉性实验中噪音使人的行为表现下降.我们把噪音对人的行为的不良影响综合如下:1.噪音干扰人的复杂脑力活动,也对需要用到很高的技能的工作和需要解释信息的工作有不良影响;2.噪音使学习某些新的技能变得更困难;3.许多实验表明当噪音是间断性,或没有预料到的,强度超过90分贝时,对人的行为有不良影响.人们也在工厂现场对噪音的效果进行了研究.例如Wisner在他的研究中发现:1.在一个机加工车间,当噪音降低了25分贝之后,废品减少了50%.2.在一个装配车间,当噪音降低了20分贝之后,产量增加了30%.3.在一个打字小组,当噪音降低了25分贝之后,打字的错误率降低了30%.在使用上面的结论时要谨慎.Wisner自己就暗示,这些结果可能有新的工作环境给工人带来的心理影响.在这里有一个对15个办公室人员研究的有趣的实验.研究人员测量了这些办公室的噪音水平,同时也对519个办公室人员进行了问卷调查.调查结果表明这些办公室最高的噪音水平在49-65之间,平均噪音水平在38-57分贝之间.当被问道什么是主要的噪音源时,46%的人认为是谈话,更确切地说是谈话的内容而不是谈话声音的大小.对数据进行的相关分析也证实了这一点.在问卷调查中得到的干扰性与测量到的噪音之间没有什么相关性,这说明在办公室里的干扰与噪音水平是无关的.这使我们可能得到这样的结论:谈话的内容对人带来的干扰比声音本身的大小更大.由于人的谈话的声音都不大,所以办公室里由于人的走动,打字,纸的响声等所产生的噪音可以掩遮谈话的声音.有人也许由此推出,在办公室里,有一点噪音也许会有好处.这就是为什么在一些大的办公室要按一些隔板,由此产生一种有规律的低噪音,来掩遮人的讲话的内容.由于对噪音所做的实验的结果不太一致,我们还不能给出一个明确的结论.四.噪音对人的生理的影响许多生理学实验表明噪音会产生下列结果:1.使人的血压升高;2.心跳加快;3.皮肤下的心血管收缩;4.新陈代谢加快; 5.消化系统的功能减慢;6.肌肉紧缩.所有这些症状都是噪音产生的刺激,使人的警觉性长期提高的结果.这实际上是人身的一种自卫系统,对外界的危险保持一种准备好的警戒.别忘了听觉是动物的主要警报系统,这种基本功能在人的身上继续存在.为了保持健康的身体,保证足够的睡眠是十分重要的.在人睡觉时,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,听觉是最有效的感觉器官.当眼睛闭上后,视觉剌激基本上没有了,而听觉能力只受到很小的影响,它仍然作为一个基本的警报系统.经验表明,在人睡着之后,一个熟悉的声音比一个陌生的声音对人的警觉性的作用要小.对住宅在铁路边的人当火车经过时对他的睡眠并没有影响,但小孩咳嗽的声音使孩子的妈妈很快地醒来.显然人的大脑能够选择某些声音,对其进行反应而忽略其他的声音.但是对完全没有预料的声音,这种选择是不存在的.这样的声音一下就把人从睡眠中唤醒.噪音可以把人完全弄醒,或使人处于一种半睡眠状态.当噪音为断重复时更是如此.由于半睡眠的效果没有深睡眠好,所以可以说既使噪音没把人吵醒对人的睡眠也是有害的.人们也用心电图等方法对噪音对睡眠的质量和时间长短进行了大量的研究.迄今为至的研究表明噪音:1.严重影响总的睡眠时间;2.使深睡眠时间缩短;3.使浅睡眠或醒着的时间增加;4.增加醒来的次数;5.延长入睡的时间.在夜晚睡觉或以其他形式的休息时人体内的恢复过程对人的健康是十分重要的.如果噪音带来的影响也涉及到工作时间以外,涉及到人的休息和睡眠时间,这将使人的生理恢复系统失去平衡,噪音将导致慢性疲劳,对人的行为和效率产生许多不良影响,严重时会导致疾病的发生.五.噪音与烦恼日常经验告诉我们噪音影响人的情绪.这种影响的主观性很强.这些被称为噪音的心理效应.并不是所有的噪音都恼人.自然界的声音,如树叶的沙沙声,小溪的流水声听了让人感到怡然.一种噪音如果能掩遮其他令人不愉快的声音,人们也许不会讨厌这种噪音.在另一场合,噪音又被认为是令人不愉快的,甚至是恼人的.噪音对人带来的烦恼取决于下面一些主客观因素:1.噪音越高,它所含的声音的频率越高,对人的作用越大;2.不熟悉的,间断性的噪音比熟悉的,连续性的噪音更加令人烦恼.3.当事人对某一噪音的过去经验是一个决定因素.一个干扰人的睡眠,引起人不安.干扰人正在做的事情的噪音更让人感到心烦.4.一个人对某一噪音源的态度也是一个重要的因素.一个摩托车驾驶者,一个小孩,一个音乐家对他们自己制造出来的声音是不会感到不满的,而这些声音对旁边的人则有干扰,而干扰程度又取决于这些人对这些声音的喜欢程度.5.噪音的干扰程度还取决于这个人在干什么.在一天的什么时候.马路上的交通产生的噪音对一个家庭主妇来说没有什么干扰,但对她正在午休的丈夫的干扰就很大.在课堂上把纸弄得响很扰人,在大街上这样做则没有人会对此在意.噪音带来的烦恼是一个最重要的因素,许多对噪音的限制和抱怨都是因为这个原因.现在还不清楚人们过多久才开始对噪音习惯.经验表明人们有时对某些噪音可以适应,而在另外一些情况下永远无法适应噪音,甚至于对噪音越来越敏感.对噪音习惯与否取决于许多外界条件和主观因素,很难从这些因素中找出规律性的东西.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第三节噪音标准一.我国的噪音标准噪音标准同其他环境标准一样具有重要的意义,它是噪音控制和保护环境的基本依据.工业企业噪音应该控制到什么程度,需要根据不同的目的提出不同的要求.把噪音全部消除既不可能,也无必要.只要控制到某种程度,不危害人们健康,不影响人们休息和工作就可以了.同时还需要考虑两个原则,一个是技术条件,一个是经济原则.自1980年1月1日我国试行<<工业企业噪音卫生标准>>(草案),规定的企业噪音标准见表15-4和表15-5.表15-4.新建,扩建,改建企业参照表每个工作日接触噪音时间允许噪音885488291194表15-5.现在企业暂时达不到标准参照表每个工作日接触时间(小时)允许噪音(分贝)890493296199我国提出的广义的环境噪音标准(建议)见表15-6.表15-6.环境噪音标准(分贝)地区白天夜晚特别需要安静地区4535一般居民,文教区5040居民,商业混合区5545市中心商业区6045工业集中区6555交通干线两侧7055二.国际及其他国家的噪音保护标准1.听力保护标准.这是由国际标准化组织(ISO)1971年提出的,见表15-7.表15-7.职业性噪音暴露时间和听力保护连续暴露时间允许噪音声级才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,885-90488-93291-96194-971/297-1021/4100-1051/8103-108最高限1152.语言交谈和通讯的允许噪音标准.表15-8给出了在两种谈话距离条件下所允许的背景噪音.表15-8.各种噪音下的谈话距离噪音声级一般谈话(米)大声谈话457145048552.24.5601.32.5650.71.4700.40.8750.220.45800.130.25850.070.143.环境噪音允许标准.环境噪音标准有非工业区和工业区环境噪音标准.表15-9为非工业区的环境噪音标准.对工业区允许的噪音级可在非工业区对应的标准上加5分贝.晚上比白天相应减少5分贝.表15-9.不同场所的允许A声级A声级场所35-45宿舍,会议室,图书馆,电影院45-55办公室,会场,小饭厅55-65教室,试验室,大餐厅65-75机加工车间第五节噪音的防止根据一般的经验和对噪音的研究结果,我们给出表15-10中的值作为办公室设计中控制噪音的参考值.人们认为在一个有5-10个办公人员的办公室,噪音不应过高或过低于表中的值.对于只有1-2个人的办公室,表中的值是上限,这时应取较低的值.一些经验表明在一些很大的办公室,如有80人办公,面积为1000平方米的办公室可以达到比较理想的背景噪音.表15-10.大型办公室的噪音标准噪音标准理想值(分贝)才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,等量噪音水平54-59平均噪音水平50-55噪音峰值60-65上表中推荐的等量噪音水平为54-59分贝,这样的背景噪音可以起到掩遮同事谈话或打电话带来的干扰,而两雇员之间的谈话也不会受到影响.这与Cakir最近所作的一项调查的结果也相符.Cakir在他的调查中发现在装有计算机的大型办公室里的噪音水平是48-55分贝.高于或低于这个水平都增加雇员的抱怨.在一般工厂,可采取下列措施来防止噪音:一.计划预防噪音的一个主要方法是在设计阶段提前做好防治噪音的计划,建筑物用什么材料,这个建筑物是怎么划分成各个部门的.因此噪音预防开始于建筑师的大脑里.噪音强度随着距离的增加而减弱,所以应当把办公室,绘图室,资料室等需要脑力劳动的工作安排在离交通线较远的地方.如果工厂本身会引起噪音,应把有噪音的车间尽可能地远离需要集中注意力或技能的车间,材料库,包装车间等可以放在中间作缓冲地带.当考虑隔开两个房间时,应该考虑墙,门,窗户,夹缝等对噪音的掩遮作用.表15-11给出了一些例子.表15-11.室内各种材料的消声性项目消声效果备注正常单层门21-29可以清楚地听到门里的讲话正常双层门30-39大声讲话仍可以被听到特殊的沉重门40-46听得到一点点声音一层玻璃的窗户20-24两层玻璃的窗户24-28用6*12厘米做成的墙37-42用25*38做成的墙50-55用2*12砖做成的对层墙60-65二.对噪音源进行控制最有效也是最合理的控制噪音的方法是对噪音源进行控制.一些工作或机器,由于很重很硬的两个表面相撞会产生噪音.有时用较软的材料代替较硬的材料可以降低噪音,例如用橡胶轮胎代替金属轮子就可以减小车轮产生的噪音.要检查传动装置看否处于良好状态,因为零件破损也会引起噪音.橡胶传送带比齿轮传送带的噪音要小.带齿的传送带与带齿的轮子结合产生的噪音最小,特别是当轮子是由合成材料组成时更是如此.由于金属振动产生的噪音可以通过加固它们,在上面压一些较重的东西,用不产生回声的材料等方法来减少.移动的机器或马达不仅产生声波,也使建筑物产生振动.这种振动和产生的回声是第二噪音,而且影响到整个建筑物.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,为此重机器应该用水泥等固定在地面.如果有必要,可以挖一个深槽,用隔声材料把机器的下半部隔开.这个隔层可用金属,橡胶,软木等组成,取决于被隔的机器.一个特别有效的控制噪音的方法是把整个噪音源隔离开来,用合适的材料做成的隔离间可使噪音降低20-30分贝.墙的内部应用消声材料组成,而墙本身应很坚因,尽可能不透空气.这个房子应该把声源完全围起来,当然需要留些出口让操作人员能够出入等,但这些出口会影响隔音的效果,所以作为一个一般原则,出口面积不应超过总面积的10%.三.在一个房间里的隔音当在噪音源采取的所有消声方法仍达不到降低噪音的目的时,在条件许可的情况下有时可采取在房间里用消声材料做成的墙或天花板来进一步降低噪音.消声材料本身可以吸收声音,同时减少声音的反射,减少回声.到目前为止,消声材料只被用在一些大的办公室,银行等.这可以把噪音降低5个分贝,在有些地方甚至达到10个分贝.相反,在工厂和生产车间用消声材料的效果还不清楚.这里应该记住,在工作现场的工人受到的噪音直接来源于制造噪音的机器,回声在这里并不重要.因此在墙上或天花板上嵌上消声材料对它并无多大的帮助.四.个人防护措施当一个工人不得不在一个噪音环境中工作,而其它方法又不能把噪音强度降到可接受的噪音水平,85分贝时,那么就只有最后一种方法,这就是把耳朵保护起来,可考虑采取下列方法:1.用耳塞把耳朵的外通道堵住.耳塞可以用棉花或其它合成材料组成.2.耳罩.耳罩可以把整个耳朵都遮起来.3.防声头盔,把头包括耳朵都包起来.用耳塞把外耳的通道堵住是一种传统的而且仍然有采用的防止噪音的方法.如果使用方法得当,耳塞最大可以把噪音降低30分贝.除了棉花耳塞之外,现在有用合成材料做成的耳塞.这种耳塞挡住高频的声音效果比挡住低频的效果好,这样对谈话的干扰就小些.所有的耳塞都有一定的缺点,为了达到有效的防护噪音的目的,在使用时要小心,过度地使用耳塞也会带来一些问题.耳罩也可以提供一个很好的防护噪音的方法.如果使用恰当,耳罩可以把1000-8000赫兹的噪音降低40-50分贝.耳罩应严实地罩在头颅上,而不应该罩在耳朵上,否则可能引起耳朵疼等.下图给出了一个耳罩的隔音效果.图中的曲线表明,戴上耳罩,一个锯木厂的在500-8000赫兹的噪音被降低了40-50分贝.非常不幸,许多工人都不喜欢戴任何形式的防止噪音的耳朵保护装置.他们的主要抱怨是听觉的隔绝感.工人们认为戴上保护装置,他们就会听不到工作时的一些重要的谈话和信息.有的甚至认为这种隔绝状态甚至于会影响他们的前途.不管怎样,在噪音过高的地方,我们都应该鼓励工人戴耳罩等保护装置.广义的噪音保护也应包括定期对工人的听力进行检查,这在许多国家对在噪音下工人的工作实行.这种检查可及早发现噪音对工作的伤害程度,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,对噪音防护提供依据,同时也可以帮助在工厂中推广使用个人听力保护装置.牧现槐挥迷谝恍┐蟮陌旃*,银行等.这可以把噪音降低5个分贝,在有些地方甚至达到10个分贝.相反,在工厂和生产车间用消声材料的效果还不清楚.这里应该记住,在工作现场的工人受到的噪音直接来源于制造噪音的机器,回声在这里并不重要.因此在墙上或天花板上嵌上消声材料对它并无多大的帮助.四.个人防护措施当一个工人不得不在一个噪音环境中工作,而其它方法又不能把噪音强度降到可接受的噪音水平,85分贝时,那么就只有最后一种方法,这就是把耳朵保护起来,可考虑采取下列方法:1.用耳塞把耳朵的外通道堵住.耳塞可以用棉花或其它合成材料组成.2.耳罩.耳罩可以把整个耳朵都遮起来.3.防声头盔,把头包括耳朵都包起来.用耳塞把外耳的通道堵住是一种传统的而且仍然有采用的防止噪音的方法.如果使用方法得当,耳塞最在可以把噪音降低30分贝.除了棉花耳塞之外,现在有用合成材料做成的耳塞.这种耳塞挡住高频的声音效果比挡住低频的效果好,这样对谈话的干扰就小些.所有的耳塞都有一定的缺点,为了达到有效的防护噪音的目的,在使用时要小心,过度地使用耳塞也会带来一些问题.耳罩也可以提供一个很好的防护噪音的方法.如果使用恰当,耳罩可以把1000-8000赫兹的噪音降低40-50分贝.耳罩应严实地罩在头颅上,而不应该罩在耳朵上,否则可能引起耳朵疼等.下图给出了一个耳罩的隔音效果.图中的曲线表明,戴上耳罩,一个锯木厂的在500-8000赫兹的噪音被降低了40-50分贝.非常不幸,许多工人都不喜欢戴任何形式的防止噪音的耳朵保护装置.他们的主要抱怨是听觉的隔绝感.工人们认为戴上保护装置,他们就会听不到工作时的一些重要的谈话和信息.有的甚至认为这种隔绝状态甚至于会影响他们的前途.不管怎样,在噪音过高的地方,我们都应该鼓励工人戴耳罩等保护装置.广义的噪音保护也应包括定期对工人的听力进行检查,这在许多国家对在噪音下工作的工作实行.这种检查可及早发现噪音对工作的伤害程度,对品音防护提供依据,同时也可以帮助在工厂中推广使用个人听力保护装置.第十六章微气候才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,在前面两章我们讨论了照明和噪音这两个最重要的环境因素对人的影响.在这一章中,我们将讨论振动,温度,粉尘,音乐,色彩等环境因素对人的影响.第一节振动振动是物体沿着直线或曲线并经过其平衡位置所作的往复运动.由于受运动特性所决定,许多机器都会产生振动,如风锤,风镐,风钻,手电钻,汽车,拖拉机等.当操作人员与这类机器接触,或使用这类机器,有时甚至于接近于这样的机器时,振动就会传到人体,人体也随着振动起来.一般说来,振动对人的身体是有一定的危害的.首先,振动引起操作人员的手,脚操作动作不准确,使人的操作能力下降,这对需要对准性的工作影响更大.我们都有这样的体会,在火车上写字感到比较困难,在颠波的汽车上写字几乎不可能.另外,振动也影响人的视觉.在振动条件下,由于视野抖动不稳定而使视觉准确性受影响,视力会因频繁调节而下降.研究认为,如受振动介于25-40HZ与60-90HZ之间,视觉将失灵.振动也会在人的心理上产生不良影响,如使人感到烦燥不安.振动对人的生理影响也许是一个最值得考虑的一个因素.长时间的全身振动,尤其是在共振下,会使人出现肢体血管痉挛侯群,植物神经紊乱,前庭器官受损,胃肠道损伤,全身衰弱,耳呜,呕吐等.长时间强烈的局部振动可引起某些局部振动病.例如轻度振动病表现为手指发麻,僵硬,手易疲劳,偶有疼痛感.中度振动病表现为手部疼痛夜间加剧,手有冷感,头痛,乏力等症状.重度振动病表现在指甲毛细血管痉挛现象明显,出现肢端动脉痉挛症.总之,振动对人的生理和心理及操作有非常不利的影响,我们应在设计系统和管理中应给予足够的重视.第二节温度一.影响温度的因素气温是评价工作环境气候条件的主要因素之一,它对人体的影响也很直接.工作场所的温度受各种热源的影响,如气候,高炉,加热的原料,以及采暖,制泠和空气调节的影响.我国规定气温的单位使用摄氏温标,用C表示.应当指出,人感受到的气温,即热的程度,除受气温的影响外,还受到湿度和气流速度的影响.湿度也叫气湿,指空气中所含的水分.湿度是与温度不可分离的环境因素,但是与温度相比它很少引人注意.湿度常用相对湿度来表示,它是在某一温度下,空气中实际水蒸汽量与饱和水蒸气量之比的百分数,它反映空气被水蒸气饱和的程度.在一定温度下,相对湿度越小,水分蒸发越快.在高温度下,高湿度使人感到闷热.在低湿度条件下,高湿度使人感到阴冷.相对湿度一般使用通风干湿表或干湿温度计来测定.气流速度(风速)的大小与人体散热速度有直线关系.在高温时,气流可以帮助人们散发体内的热量,使人感到凉爽,在低温时,气流带走人体的热量,使人感到更加寒冷,因此气流速度也是在考虑温度时必须考虑的一个因素.工作场所的风速与通风设备及温差,风压形成的流有关.风速以每秒米数表示,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,单位为M/S.可能使用风速计,热球式风速计等测定.二.气温对人的影响在适度的气温下,气温对人的行为没有特别显著的影响,但当气温过高或过低时,它的作用就十分显著.气温过高对人体会产生下列影响.1.循环系统在体温调节方面起重要作用.人在高温下为了实现体温调节,必须增加心脏的输出量,使心脏负担过重,脉博加快.据研究,长期接触高温的工人(冶炼,轧钢),其血压比一般高温作业及非高温作业的工人高.2.人在高温下,体内血液重新分配,引起消化道相对贫血.由于出汗排出大量氯化物以及大量饮水,致使胃液酸度下降.在热环境中消化液分泌量减少,消化吸收能力受到不同程度的抑制,因而引起食欲不振,消化不良和胃肠疾病的增加.3.湿热环境对中枢神经系统具有抑制作用,表现在大脑皮层兴奋过程减弱,条件反射的潜伏期延长,注意力不易集中.严重时,会出现头晕,头痛,恶心,疲劳乃至虚脱等症状.4.人在高温下,由于大量出汗必然导致水分和盐分的大量丧失.在高温条件下进行重体力劳动时,平均每小时出汗量为0.75-2.0L,一个工作日出汗量可达5-10L.高温工作影响效率,人在27-32度下工作,其肌肉用力的工作效率下降,并且促使用力工作的疲劳加速.当温度高达32度以上时,需要较大注意的工作以及精密工作的效率也开始受到影响.人体在低温下,皮肤血管收缩,体表温度降低,使幅射和对流散热达到最小的程度.在严重的冷暴露中,皮肤血管处于持续的极度的收缩状态,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(-5C)以下时,组织就发生冻结,造成局部冻伤.此外最常见的是肢体麻木.特别是影响手的精细运动灵巧和双手的协调动作.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10C左右,操作灵巧度的临界皮肤温度是12-16C之间,长时间暴露于10C以下,手的操作效率就会明显降低.在工业生产中,人们早就发现一年四季气温的变化与生产量的升降的密切关系.曾有学者研究美国金属制品厂,棉纺厂,卷烟厂等工人的工作效率,发现每年隆冬与盛夏时的生产量较低.有位学者在研究美国三个兵工厂工人的工作效率与气温的关系时发现,意外事故出现率最低是20C左右.温度高过28C时或低于10C以下时,意外事故增加30%.三.舒适的温度一般认为,温度在21+-3C是舒适的温度.但在设计温度时,也应考虑下列因素:1.季节.舒适温度在夏季偏高,冬季偏低.2.劳动条件.不同的劳动条件下舒适的温度是不相同的.下面是在室内湿度为50%时,某些劳动的舒适温度范围:(C)坐着从事脑力劳动(办公室,调度室).........18-24坐着从事轻体力劳动(操纵,小零件分类).....18-23站着从事轻体力劳动(车工,铣工)...........17-22站着从事重体力劳动(沉重零件安装).........15-21才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,很重的体力劳动............................14-20在有很强烈热辐射的情况下,气温还要低些.3.衣服.衣着对舒适温度的影响是可想而知的,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,对环境习惯不同,对舒适温度的要求也不相同.5.性别,年龄等.女子的舒适温度比男子高0.55C;40岁以上的人比青年人约高0.55C.关于舒适的湿度,一般为40-60%.湿度在70%以上为高气湿,在30%以下为低气湿.在不同的空气湿度下,人的感觉不同,温度越高,温度的空气对人的感觉和工作效率的消极影响越大.据研究者推荐,室内空气温度X(%)与室内温度T的关系应为:X=188-7.2T(T<26)例如室温T=20C时,湿度最好是X=188-7.2*20=44,即44%.关于舒适的风速.在工作人数不多的房间里,空气流动的最佳速度为0.3M/S;而在拥挤的房间里为0.4M/S.室内温度和温度很高时,空气流速最好是1-2M/S.日本药学会推荐不同季节最佳风速:春秋季为0.3-0.4M/S;夏季为0.4-0.5M/S,冬季为0.2-0.3M/S.我国采暖通风和空调设计规范(TJ19-75)中规定的工作场所风速如下表:表16-1.工作场所允许风速室内温度温度基数允许风速温度C湿度%(M/S)1840-600.22040-600.252240-600.32440-600.42640-600.5一些专家认为,保持舒适温度并不意味着室内的气候固定在某一适当水平上恒定不变.室内条件如温度,特别是气流速度有轻微的波动,会避免单调的感觉,而使之具在一种有生气的效果.因而是有益的.所以温度要求的是平均量,有波动是允许的.有人还主张,室内的气温随室外的气温来确定,在一个工作日内温度的变化也许能对工作效率有积极影响.如果外边温度较低,开始最好在稍冷的室内工作,等到适应之后,再提高室内温度.第三节粉尘一.粉尘及其来源粉尘是指能够较长时间在空气中保持悬浮状态的固体微粒,在生产过程中所产生的粉尘叫生产性粉尘.粉尘的来源有以下几个方面:1.固体物质的机械粉碎和研磨,例如选矿,耐火材料车间中的破碎机,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,球磨机等散发的粉尘;2.生产过程使用的粉状原料或辅助材料,如烧结,冶金炉修补;3.粉状物料的混合,过筛,运输以及包装;4.物质不完全燃烧,如烟气中夹杂的大量烟尘;5.物质加热时产生的蒸汽在空气中凝结或被氧化,例如铸铜时形成的氧化锌.由于在物质氧化,升华,蒸发和冷凝的过程中形成的固体微粒比一般生产性粉尘小得多,故也称为烟雾.二.粉尘对人的影响1.粉尘对人体的危害.粉尘根据其物化特性和对人体作用部位不同,可造成多方面的危害.其中尘肺是最严重的危害.由于长期吸入一定浓度的某些粉尘,特别是游离SiO2含量较高的粉尘后,使肺组织发生尘肺的病理发展,因此丧失正常的通气和换气功能,严重损害健康.一般情况下患尘肺者只占少数,而且发病的时间迟早不同,这是因为每个人对粉尘的防御功能不同的缘故.当人体防御功能降低时,或者肺内吸入了过量的粉尘,使粉尘的致病作用超过了人体防御功能时,就会患尘肺病.含有粉尘的空气吸入呼吸道,并不全部进入肺泡,在鼻腔里首先滤除30-50%.在支气管有大量支气管分支,因而增加了粉尘与支气管粘膜的接触,并且减慢了气流速度,部分粉尘粘附在支气管粘膜上,其中一部分被细胞所吞噬,余下的进入肺泡.进入肺泡的粉尘中,也有一部分被吞噬和排出体外,部分时入肺泡周围组织沉积于局部进入血管,淋巴管,引起病变.据统计,发生尘肺的工作场所的平均粉尘浓度是10-20%MG/M3.因此工作场所粉尘浓度的最大范围应为2-10MG/M3.长期吸入含游离SIO210%以上的粉尘所引起的尘肺为硅肺.此外,还有硅酸肺,煤肺和混和性尘肺等.另外,粉尘的刺激作用,使上呼吸道炎症的发病率增加,也可因粉尘的机械或化学性剌激造成接触者的皮肤或粘膜的损害.2.粉尘对心理的影响.空气中的粉尘还直接影响人的心理,粉尘明显污染环境,衣服和身体,使人产生不舒适,嫌恶的感情,成为情绪和动作不稳定的一个因素,还会使人产生急躁,缺乏耐心的情绪,甚至讨厌工作.另外,粉尘妨碍照明效果,使环境变得灰暗,人们完成同样的工作却要付出更大的努力,因此对工作质量的效率都产生不利的影响.粉尘除对人体的危害之外,还会污染环境,使机器设备增加磨损,造成某些产品质量降低等.三.工作环境粉尘容许浓度工作环境粉尘的最高容许浓度,是以保障工人健康为目的,在粉尘环境中长期工作,不致产生任何病理改变的浓度.制定我国粉尘的最高容许浓度标准时,还要考虑我国当前技术经济条件,即能保护工人的健康,又在经济和物质技术方面切实可行.我国工作环境粉尘最高容许浓度如下表所示:表16-2.工作环境粉尘最高容许浓度粉尘种类最高容许浓度(MG/M3)才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,含80%以上游离SIO2的生产性粉尘1含10%以上游离SIO2的粉尘2石棉粉尘及含10%以上的石棉粉尘2含有10%以下游离SIO2的滑石粉尘4含有10%以下游离SIO2的水泥粉尘6含有10%发下游离SIO2的煤尘10铝,氧化铝,铝合金粉尘4玻璃棉和矿渣棉粉尘5游离SIO2在10%以下,不含有毒物的矿物性和动物性粉尘10四.防尘的途径1.改进工艺和设备.粉尘的产生是与工艺和设备有直接关系的.因此,防尘必须考虑如何改进工艺与设备.例如风力输送则是解决粉状物料在输送中产生粉尘的重要措施.2.革新技术.研制各种新型高效吸尘,除尘装置,实现机械化,自动化,密闭化和遥控操作是防尘的重要途径.3.改变原材料.工艺过程中应尽可能采用含游离SIO2低的材料,从根本上解决硅尘危害.4.控制尘源,控制粉尘飞散.在工艺要求许可的条件下,尽可能采用湿法作业,特别适用于亲水性的粉尘.一般含硅的原料都具有亲水的特性,因此可采用湿法作业来达到防尘的目的.密闭尘源,使粉尘与操作人员隔离.将产尘设备与地点密闭起来,或尽量缩小扬尘口的面积,并辅以抽风除尘,以减少或隔绝粉尘和车间空气接触,使粉尘不外逸,以减少车间气流干扰或机械设备震动等影响粉尘扩散.5.除尘.当通风排气中所含的粉尘超过排放标准时,必须进行除尘处理.6.个人防护.这是防尘措施的重要辅助措施.一般情况下,要在基本上消除工作环境粉尘危害的前提下,再辅以个人防护用具.但是在某些情况下,工作环境粉尘浓度较高,个人防护用具也可作为一种暂时的,主要的防尘措施.个人防护是利用各种防尘口罩,面具和防尘衣等.此外,还应考虑适当缩短工人的工作时间;适当减轻作业强度;注意工人的作业位置和作业姿势,避开易吸尘的姿势,加强劳动卫生管理.第四节颜色在文化大革命中,许多外国人到中国访问,看到中国的绝大多数都穿同样的灰色的毛制服,感到非常不可理解,由此认为中国是一个看上去没有生气的国家.改革开放之后,我国有许多人有机会走出国门,到国外,特别是西方发达国家去访问.踏入异乡国土的第一印象往往是色彩斑阑的环境,鲜艳的色彩让人感到心情特别舒适.我们国家看上去比西方落后许多年,而颜色应用的不够似乎是落后的一个重要方面.为了使我们能够生活和工作的更舒适,合理地使用颜色是十分重要的.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,一.色彩的形成人们所以能辨识自然界五彩缤纷的色彩,首先是凭借了光线的照射.如果光线一旦消失,色彩也就随之消失.所以,有光才有色,无光也就无色彩可言了.然而,相同的光线照射在不同的物体上,为何又有不现的颜色呢?首先,还是光线问题.太阳光里含有七种色光,红,橙,黄,绿,青,蓝,紫.平常阳光是不呈这些颜色的,但我们可以通过棱镜实验看到它的七种颜色.多种色光混合的光线照射到物体上时,由于物体表面的某些特性,不同波长的光会发生全反射,部分反射,全吸收,或部分吸收.当被全部反射的某一色光,与被部分反射出的去的其它光相遇混合后,就形成了这物体所呈现的颜色.例如,白光照射到一张红纸上时,白光中的橙,黄,绿,青紫等色光,较多地为红纸所吸收,红光则较多地被反射,这样,红色光和其它部分被反射的光混合在一起,仍然是红色,其结果就使人感到这张纸是红色的.红色光反射越多,红色越深,反射越少,红色越浅.所以,红色又有深红,浅红和紫红等之分,就是这个道理.由此类推,如果白光大部分被反射,而吸收少,则物体呈白色.白光大部分被吸收,而反射少,则物体呈黑色.因此,可以说反射什么色光,物体就呈现什么色.其次,色彩与人的眼睛生理机能有关系.人眼构造中,也有专门感受色光的细胞,当人眼受到不同强度的色光刺激后,就会形成不同的颜色感觉.因此,可以说没有光线刺激,就没有形成颜色的条件,而没有人眼的感色细胞,一切颜色也就不能形成.为了鉴别和分析比较色彩的变化,人们提出了色相,明度和纯度三种要素作为鉴别色彩的标准.1.色相.顾名思义,色相就是色彩的相貌,也是色彩的名称.如红,黄,蓝,绿,红橙,青紫等等.标准的色相是以太阳光的光谱色为基准,在七种光谱色中,按其波长的不同和颜色之间的差别,分出许多色的名称.在实际使用中,将其光谱中的首尾色(即红与紫)连接起来,这样就可按波长大小的顺序排列成环,这就是用作色彩研究的色环.2.明度.明度是指色彩的亮暗程度.这是光线强弱程度不同所产生的明暗效果.同一色相可以有不同的明度,如红色就有紫红,深红,浅红之分,亦即,看上去有深浅之别.不同色相也有不同的明度,如在红,橙,黄,绿,青,蓝,紫中,蓝和紫明度最低,红和绿明度中等,而黄色明度最高,所以人们感到黄色最刺眼也是这个道理.在无彩色(白,灰,黑三种颜色称为无彩色)中,白色明度最高,黑色明度最低.在黑白之间,通常分成9-11个明暗阶段,谓之明度等级,在色彩设计中常常要用到它.3.纯度.又叫它为彩度或饱和度.这是指某种色彩含该色量的饱和程度,也是对色彩的色觉强弱而言的.当某一色彩浓淡达到饱和,而又无白色,灰色或黑色渗入其中时,即呈纯色,若有黑,灰色渗入,即为过饱和色,若有白色渗入,即为未饱和色.每一色相都有不同纯度的变化.标准色的纯度最高,白,灰,黑的纯度最低,定为零.二.色彩的象征作用每种色彩都有一定的象征意义.色彩的象征意义以民族,地区,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,历史传统的不同而有差异,但也有许多共通之处.现将几个主要颜色的象征意义分述如下:1.红色.红色是火的颜色,象征着生命,活力,热情奔放.不少民族和地区把红色作为欢乐,喜庆,胜利的象征.红色也是鲜血的颜色,所以也用来表示爱国主义和革命精神.在工业和交通运输中,红色代表着危险和停止.2.橙色.橙色常会使人联想到太阳,橘子等,它有兴奋作用,给人愉快的感觉,能增时食欲,象征光明,快活,健康.3.黄色.黄色易引人注目,给人以愉快,心安,味美的感觉.可减轻烦闷,增进食欲.黄色也象征向上,希望,明快.在工业和交通运输中,黄色代表慢行.4.绿色.绿色是大自然植物的颜色,所以它象征着大自然,生命,生长和青春,也象征着和平和安全.因此在工业和交通运输中,绿色被用来作为"开"状态,或继续前进的指令.5.蓝色.蓝色常会使人联想到蓝天,大海等,给人以空旷,沉静和舒适的感觉.它有镇静,降温作用,使人减少食欲,它象征着沉着,凉爽,清静.6.紫色.紫色常会使人联想到葡萄,丁香花等.它有镇静作用,给人以含蓄,尊严的感觉,也有时给人以忧闷的情绪.象征优雅,温厚,庄重.7.白色.白色常会使人联想到白云,白雪和浪花等.它给人以轻松,爽快和洁静的感觉,也有时给人以空虚,哀丧的印象.象征纯洁,明快,清静.8.黑色.黑色常会使人联想到煤炭,钢铁等,一般来说是一种不吉祥色,表示阴森,忧伤和死亡.它有时给人以沉闷,坚实的感觉.正确选择颜色,不仅有益于视觉工效,而且也会满足人们的审美趣味.人的个别特点也会影响对某些色调的选择.有人认为孩子们更喜欢能够即刻激起情感的鲜明的原色,成年人则喜欢柔和的颜色.三.颜色对人的影响颜色的生理作用主要表现在对视觉工作能力和视觉疲劳的影响.在颜色视觉中,人们能够根据色调,明度和彩度的一种或几种差别来辨别物体,因而可以提高辨认灵敏度.当物体具有颜色对比时,即使物体的亮度和亮度对比并不很大,也能有较好的视觉条件,并且眼睛不容易疲劳.但是颜色不宜过分强烈,以免引起视觉疲劳.在选择颜色对比时,一般认为以色调对比较为适宜,而亮度和彩度对比不宜过大.单就引起眼睛疲劳而言,蓝,紫色最甚,红,橙色次之,黄绿,绿,蓝绿,淡青等色引起视力疲劳最小.因此在工厂厂房中,主要视力范围内的基本色调宜采用黄绿或蓝绿等色调.若使用亮度过强的颜色,瞳孔收缩与扩大的差距过大,眼睛易疲劳,而且使精神不舒适.颜色的生理作用还表明,眼睛对不同颜色光具有不同的敏感性.例如对黄色光较敏感,因此常用黄色作警戒色.车间内危险部位,危险障碍等涂以黄色或黄黑,黄蓝相间的颜色是适宜的.美国和日本学者通过实验研究都认为,黑底黄色最易辨认.颜色对人体其它机能和生理过程也有影响.例如内分泌系统,血液循环和血压等.如红色色调会使人各种器官的机能兴奋和不稳定,起促进增高血压及加快脉搏的作用.而蓝色色调则会使人各种器官的机能稳定,起降低血压及减缓脉搏的作用.在前面我们讲到不同的颜色有不同的象征意义,因而对人也有不同的生理作用,虽然这种生理作用因人而异,但对大多数人来说是大致相同的.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,一般认为颜色的心理作用有:1.冷暖感.颜色能引起或改变温度感觉.通常人们把红,橙,黄等颜色称为暖色,认为它们有温暖感.蓝,青,绿等颜色称为冷色,认为它们有寒冷感.2.兴奋和抑制感.暖色如红,橙色等一般起积极的兴奋作用,但也有引起不安感及神经紧张的作用.暖的色调会使人的行动活跃起来.原苏联研究人员发现,在红色照明下从事工作的人要比其他人的反应动作快得多,但他们完成任务的效率却很低.暖色中的偏黄色,对生理,心理反应近于中性.冷色如蓝,青色等一般起消极的镇静的心理作用.其中特别是青色,在心理上产生清洁,镇静,肃穆之感.但大面积作用会给人以荒凉的感觉.冷色中的绿色,对生理,心理反应近于中性,给人以平静感.3.活泼忧郁感.有的色使人感到轻快活泼,富有朝气,有的色使人感到沉闷忧郁,精神不振.色彩的这种感情作用,主要是由明度和纯度起作用,一般明亮而鲜艳的暖色给人活泼感,深暗而浑浊的冷色给人忧郁感.无彩色的白色和其它纯色组合时感到活泼,而黑色是忧郁的,灰色是中性的.4.胀缩感.一般说来,暖色,亮色看起来有膨胀感,冷色,暗色有收缩感,白色具有膨胀感,而黑色具有收缩感.色彩的这种膨胀感在造型艺术设计中,处理体积或面积的比例关系时,有着重要作用.如设计时,红色面积取小些,蓝色面积取大些,这样就可取得色的平衡,使人感到舒服.5.轻重感.色彩给人们心理感情上带来的轻重感,也是常见的,如高大的重型机器,下部多用深色,上部多用亮色,给人稳定安全感,否则就会使人感到有倒下来的危险.人的衣服配色设计,上身用明色,下身用暗色,也常给人以安定舒服感.色的这种重量感,主要由明度决定,一般明度高的感觉轻,明度低的感觉重.明度相同,纯度高的比纯度低的感到轻,而暖的又比冷的显得重.6.软硬感.有的色给人以柔软感,有的色给人以坚固感,色彩的这种软硬感主要是由明度决定的.明亮的颜色感软,深暗的颜色感硬,而纯度方面则是中等纯度的色感软,高纯度或低纯度都有硬的感觉.无彩色的白色和黑色是坚固色,而灰颜色是柔软色.7.进退感.几种颜色在同一位置时,有的感到近些,有前进感,有的感到远些,有后退感.一般象红,橙,黄暖色系的色是前进色,象蓝,蓝绿冷色系的色是后退色.在色彩设计中,常用色的进退感来增加银行色彩的层次,以丰富色彩,加深人们的印象.8.华丽质朴感.色彩还让人有感到辉煌的华丽色和雅致的朴素色.一般纯度高的色显华丽,纯度低的色显朴素.明亮的色显华丽,暗灰色显质朴.在设计中,利用这个感情作用,能使产品的典型特征得到更充分的表现,使产品外观光色迎人,增强调和感.四.颜色配置合理选择色彩,使工作场所构成一个良好的色彩环境,称为颜色配置或色彩调节.良好的色彩环境可以得到如下效果:1.增加明亮程度,提高照明效果;2.标志明确,识别迅速,便于管理;3.注意力集中,减少差错和事故,提高工作质量;4.舒适愉快,减少疲劳;才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,5.环境整洁,层次分明,明朗美感.下面分别讨论不同对象的颜色配置.1.工作房间.装饰工作房间时,颜色选择首先取决于工作特点.一般要考虑到颜色所含意义,以及颜色对人们情绪的影响,适应工作环境的需要,美观,明亮,和谐,并且有利于对机具的识别.根据需要,房间用色可以产生赏心悦目的作用,可以造成尊严肃穆的气氛,也可以造成绚丽多彩的景象等等.工作房间的配色,首先要考虑色彩的反射率,采用反射系统高,明快,和谐的色彩.天棚,墙壁,墙围,机床,地板的反射率依次应为60-95%,40-60%,20-40%,15-30%.工作房间色调的选择应突出或掩盖车间的特征,改变人们对车间的不良印象.2.机器和设备.机器设备的主要部件,信号装置,应按规定涂色,使之便于识别和操作.加工机械涂色还应考虑被加工材料的色彩,使它们形成较好色彩对比.3.工作面.工作面的涂色,明度不宜过大,反射率不宜过高.选用适当的色彩对比,可能适当提高对细小零件的分辨力.但色彩对比不可过大,否则会直接造成视觉疲劳提早出现.如果可能的话,长时间加工同一色彩的零件时,应该在作业者的视野内安排另一种色彩,以便使眼睛得到休息.4.安全标志.用彩色标志传递安全和技术信息,早已为世界各国所采用.我国国家标准安全色规定为红,蓝,黄,绿四种,红色表示紧急,禁止,停止,事故和操作错误,也被用来作为防火的颜色;黄色常用于表示警告信号,安全用品,如安全帽也用黄色;绿色表示工作正常,允许运行;蓝色表示整机工作正常,等等.第五节音乐在工作场所造成良好的音乐环境可以使工作人员紧张的精神得到松弛,起到缓和精神疲劳的作用.在一些工厂和车间,为了调节气氛,也常常播放音乐.但是很少有人注意这种音乐环境对工作人员的影响,如何在每天8小时的工作时间里,通过适合的音乐改变听觉环境,造成既有利于工作又减轻疲劳的环境气氛,这是一个值得重视的问题.据一项调查发现,绝大多数的作业者同意在工作时间播放音乐(85%同意,14%无意见,1%反对).作业者主观看法是,音乐可以减低工作的单调,使人感觉工作时间缩短,较为轻松.一些生理心理学家证明,音乐不但能够建立好的心情,而且还能使人的机体发生一系列的内在变化,如提高听觉和视觉神经的敏感性,缩短对声,光信号的反应时间,有助于集中注意力和加强记忆等.据介绍,法国在几年前就有上千家公司采用的音乐调节,英国有上万个工厂,美国和加拿大也有很多公司采用了它.实践证明,工作时能够造成心情舒畅和良好心境的音乐是比较适合的柔和的轻音乐.据研究认为,在整个工作中脑力劳动比例超过50%,音乐就会起负作用了.因此,建议不要给需要注意力集中的脑力劳动者播放音乐.在工作中注意力的负荷越小音乐调节的效果就越好,它对协调工作和提高效率的作用也就越大.不同的工作任务,工作人员的注意力负荷不同,如清理工作和擦地板消耗注意力9%,同驾驶汽车为35%,中等复杂的车工为52%,打字为73%,阅读为100%.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,播放音乐的时间要有所限制.有人建议在整个工作期间播放4次,每次30分钟左右,白班一般不应当超过1.5-2.0小时,而夜班可在2-3小时以上.在某些企业中,让工作人员接连听音乐节目,这种无控制的声音负荷会分散注意,使工作过度兴奋,对工作中注意力的集中产生消极影响.连续播放音乐不如出现疲劳时播放好.在青年工人占多数的企业中,音乐的效果尤为显著.因为随着年龄的增长,对音乐的兴趣会逐渐降低.年纪大的工人大多数喜欢声音很轻的单色音乐,这种音乐适用于要求注意力集中的生产.在做非常单调的工作时,最好播放旋律简单的音乐,声音要平缓,节奏鲜明,声级差最好有+-5dB之内.音乐节目的特点应当是它的旋律和速率不会引起工作效率过分提高和降低.应当细心地选择声音方式.音乐的首要任务不是提高劳动生产率,而是使工作人员劳动轻松,自我感觉舒畅,保持劳动的积极性.有人提出,音乐环境的中心音量比工作环境的平均噪音高3-5分贝适当.但是当环境中的噪音高达80分贝时,音乐环境不能再高了,此时音乐环境的中心音量可比噪音低3-5分贝,这是因为人耳对乐曲旋律有选择作用,听起来强度较低的乐曲反而能掩盖强度高的噪音,从而达到降低噪音的影响.需要说明,目前对于工作场所播放音乐的性质和时间长短等问题还没有形成明确的观点,音乐环境是因时,因地,因人而易的,因此需要研究音乐调节的经验,认真地编制音乐节目.第十七章环境污染与环境保护才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第一节环境保护的重要性所谓环境,广义地说是指围绕着人类的空间及其中可以影响人类生产,生活和社会发展的各种自然因素,社会因素的总体.人类的产生与发展,人类的生存与灭绝都和环境休戚相关的.在传统的人类工效学中,人们对直接环境(直接影响人--机界面的环境因素)的研究比较重视,但对一般环境(影响人的健康和工作能力的物理生理,心理,社会因素)的研究往往重视不够;对系统内部的受控环境(小环境)条件比较重视,但对系统外的环境(大环境)条件则重视不够.众所周知,科学与技术既可用来造福人类,也能危害人类.科学技的进步与工业的迅猛发展,既为人类带来高度的物质文明与精神文明,也同时带来一系列的环境污染问题.由于人们的无知或粗心,对自然资源盲目开发利用,工业生产中排出大量的三废(废气,废液,废物)物质,不仅引起了严重的环境污染,而且大规模地破坏了生态平衡.今天,许多城市,工业区的烟害,粉尘,噪声,废水,废物,化学光雾等,使空气,水体,土壤等人类赖以生存的环境恶化,形成世界各国十分关注的环境公害.环境是生命存在的第一要素.人类要生存,必须从环境中获取物质与能量,又通过消费活动以废气,废液,废物和热量,噪声,电磁辐射等形式,把物质与能量交换给环境.对于整个大自然或者一个相当大的区域来说,因其环境容量较大和环境的自净作用,上述物质的循环与能量的流动,在一定时期内有可能保持着自然的,相对的,暂时的平衡关系.但是,人类生产和生活活动排出的污染物,如果超出了环境容量与环境自净能力,尤其是某些局部地区,由于不利的环境条件以及某些环境污染,给人类造成的影响是严重的.其严重性主要表现为:(1)影响的空间范围大,环境污染物广泛存在于空气,水体等大环境之中;(2)影响的作用时间长,人们往往会一天24小时无可避免地暴露于污染了的环境之中;(3)污染物会因生物作用或理化作用而发生迁移,转化,代谢,协生,沉降和富集等现象而使其浓度逐渐增高;(4)某些污染物会产生协同作用与复合作用,对人产生意想不到的更大危害;(5)任何一个环境总是污染容易治理难,有的甚至不可能得到根治.随着科学技术的进步,人们的生活水平和生活质量越来越高,但同时环境污染也越来越坏,使得环境保护成了一个越来越受到重视的问题,特别是在西方发达国家更是如此.政府制定的环境保护标准越来越严,民间自发的环境保护组织如春后雨笋.达不到国家环境保护标准的企业是开不了工的,既使是已开了工的工厂也是非关闭不可的.有些污染程度在国家标准允许之内的企业,也不断受到环境保护组织或邻居的干扰.所以现在一些发达国家把一些因环境保护问题而无法上马的工厂转移到比较落后的国家.1992年在巴西里约热内卢召开了世界环境大会.世界上一百多个国家和地区的国家元首或政府首脑出度了这次大会,由此可见各国对环境保护的重视.我国早在1973年就召开了全国环境保护工作会议,并制定了"全面规划,合理布局,综合利用,化害为利,依靠群众,大家动手,保护环境,造福人民"的32字方针.近十多年来加强了环境保护的立法,开始建立起全国和地区性的环境系统工程,提出了本世纪末我国环境保护的奋斗目标:"力争全国环境污染基本得到解决,自然生态基本恢复良性循环,城乡生产生活环境清洁,优美,安静,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,全国环境善基本上能够同国民经济的发展和人民物质文化生活水平的提高相适应".可以预料,我国的环境保护工作将会出现一个新的局面,管理人员和人类工效学家有着不可推卸的责任.第二节大气污染的控制一.大气污染的概念空气是人类生存不可缺少的一种关键物质.一个人可以5天不喝水,7天不吃食物,但如果断绝空气,只能活5分钟.地球上空气的总重量约为6*10^7亿吨,包围在地球周围,形成大气圈.大气的最外边界达到2500-3000KM,但与人类最密切的是对流层,厚度仅有1-3公里.这里集中了整个大气质量的75%和全部的水蒸气.空气是无色,无臭无味的多种气体的混合物,并含有不定量的水蒸气和尘埃,微生物等杂质.其组成包括恒定的,可变的和不定的三种成分.氮,氧,氩,氢等是恒定成分.氮占大气总体积的78.09%,氧占20.95%.二氧化碳,水蒸气等是可变成分.因自然灾害和人为影响所引起的尘埃,硫,硫氧化物,氮氧化物等是不定成分.人甚至于机器都要生活与工作在干净的空气里.所谓干净的空气是指含有足够百分比的氧和不含有害成分的空气.人每次呼吸空气量约为500毫升,在不同的工作条件下所需要的空气数量大致如下:休息时间为6-15升/分钟,轻度工作为20-25升/分钟,中度工作为30-40升/分钟,重度工作为40-60升/分钟.空气数量不足与空气质量不好对人的作业效率与身体健康非常不利.尤其是随着现代工业的高速发展和人类活动范围的增大,在人口密集,工业集中的地区,大气污染已经成为不容忽视的问题.所谓大气污染,国际标准化组织(ISO)的定义是:"由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现足够的浓度,持续足够的时间,并因此而危害了人身的舒适,健康或环境".这些进入大气并可能产生危害的物质被称为"空气污染物".空气污染物按其存在状态分为气溶胶和气体状态两大类.气溶胶是以气体为分散介质,固态,液态微粒为分散相所组成的胶体物系.例如粉尘,飞灰,黑烟,液滴,雾等.气态污染物是指以气体分子状态混合在大气中的气体或蒸气污染物.例如硫氧化物,氮氧化物,碳氧化物,碳氢化合物,卤素化合物,铅及其化合物,汞蒸气,臭氧,放射性物质等.大气污染主要来自下面三个方面:1.生活污染源.这主要是人类生活活动过程中排放污染物的设施,如烧饭,取暖的燃烧灶,液化气灶等.在我国,特别是在我国北方,这是排放量多排放高度小危害很大的大气污染源.2.工业污染源.几乎所有的工业生产都向大气排入有害物质.主要来自燃料燃烧和生产过程中排放的烟尘,毒气和其它有害物质.不同的工厂排放的污染物有所不同.例如,火力发电厂主要是排放含硫烟尘,一氧化氮等.石油化工厂主要排放二氧化硫,硫化氢,氰化物,氮氧化物,氯化物,碳氢化合物等.化肥厂主要排放烟濡,一氧化碳,氮氧化物,硫酸气溶胶等.农药厂主要排放砷,汞,氯气,农药等.3.交通污染源.汽车,飞机,船舶等交通工具的尾气中含有一氧化碳,氮才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,氧化物,碳氢化合物,铅等.交通污染源属于线污染源,而上述工厂多属于点污染源或面污染源.二.大气污染的不良影响大气污染是三整个生态平衡的重要因素,它不仅对动物,植物的生存与生长和人类的健康与生命有严重的影响,还对机器设备,建筑构件和器物也有不小的影响.据有关部门测算,我国因空气污染而造成的直接经济损失,每年约在120亿元以上.1.对人体健康的影响.空气污染物浸入人体的途径有:(1)呼吸道吸入;(2)皮肤接触;(3)消化道吞入.其中以第一条途径最重要,也最危险.空气污染物对人体的危害主要表现为呼吸道疾病.在高浓度污染物的突然作用下,可造成急性中毒,甚至在短时间内死亡.人体同低浓度污染物长期接触时,会引起慢性支气管炎,支气管哮喘,肺气肿,甚至引起肺癌.2.对植物的影响.空气污染对植物的影响有三种情况:(1)高浓度下产生急性危害,使植物的叶面产生伤斑或直接枯萎脱落;(2)在低浓度长期作用下产生慢性危害,使植物叶片褪色;(3)在低浓度长期影响下产生不可见危害,影响生物机能,造成植物产量下降,品质变坏,抵抗病虫害的能力降低等.3.对器物的影响.空气污染对金属制品,油漆涂料,皮革制品,纺织品,橡胶制品以及建筑物等的损害也很严重.例如硫氧化物对各种金属品有不同程度的腐蚀性,使机器零件腐蚀程度明显增加,使皮革,纸张变脆,使碳酸钙类建筑材料损坏.臭氧能使橡胶及塑料制品弹性降低,过早老化;使纺织品的纤维强度降低.飘尘带有腐蚀性时,补充吸附于金属制品表面,大大增加了腐蚀程度,破坏电线的绝缘体,腐蚀电器接头和触点.空气中含有粉尘会造成内燃机气缸活塞级件的强烈磨损,污染润滑油,增加各个运动机件的磨损程度.4.对气候的影响.空气污染已经对全球气候产生了越来越明显的影响.例如空气浑浊,能见度降低,太阳直接辐射减少.据调查,城市太阳辐射强度一般要比农村减弱10-30%.紫外线减弱10-25%,由于紫外线杀菌作用的减弱,间接地使某些介质传播的疾病发生传染和流行.另外城市和工业区还因空气热污染而产生一种"热岛效应".由于大量废气排入大气和其它一些影响因素,已经引起全球或局部地区的温度,湿度,雨量发生变化,甚至出现反常现象.个别地区曾出现由于二氧化硫的大量排放所引起的酸雨问题,当前最引人关注的是硫酸烟雾和光化学烟雾.三.空气中常见的化学污染物.随着现代工业的迅速发展,空气中的化学污染物种类日益增多,危害日益增大,最常遇到的有如下几类:1.硫氧化物.硫氧化物是指二氧化硫,三氧化硫等,主要是燃烧含硫的煤和石油产生的.一般每一吨煤含硫5-50公斤.1吨石油含硫5-30公斤.每燃烧100吨煤,平均产生二氧化硫2.8吨,全世界每年排入大气的二氧化硫在1.5*10^8吨以上.我国能源构成中煤炭占70%,石油及天然气占25%,交通运输中排放的二氧化硫是重要的污染源.随着汽车数量增多,在交通干线附近,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,汽车排放物对大气"呼吸带"所造成的污染已日趋严重.SO2无色,有硫磺味,是窒息性气体,对眼睛有强烈剌激作用.当浓度达到0.03PPM(PPM为百万分之一)时就会妨碍植物生长,达到0.05PPM时,会使人的呼吸器官受损,达到0.12PPM时,对机械零件和建筑结构有腐蚀作用.SO2浓度不同对人体的危害如下表表17-1.SO2对人体的危害SO2浓度危害0.1-1.0有粉尘时人会受到损害1.0-2.0人感到胸闷,呼吸不畅3.5-5.0开始嗅到气味,呼吸不适5.0-10.015分钟使人流泪10.0-30.0呼吸道,眼睛出现炎症,胸部在压迫感30.0-100.0呼吸困难,咽喉,肺部出现障碍 100-300呼吸困难,出现肺水肿,有生命危险>300人立即死亡SO2被空气中的氧氧化为SO3后很容易吸收空气中的水分,生成硫酸雾和硫酸盐雾,对于人体和机械的损害,比SO2的影响要大4-20倍.钢铁制件在潮湿空气中本来就很容易生锈,如果空气中含有硫氧化物,化学腐蚀和电化学腐蚀现象就更加明显.受到硫酸雨雾污染的地区,可能造成寸草不生,挖地三尺找不到蚯蚓和蚂蚁,山上的岩石也会变成白色.2.氮氧化物.氮氧化物主要来自石油,煤炭,天然气等矿物燃料在高温条件下的燃烧.生产硝酸和使用硝酸的氮肥厂,金属冶炼厂,电焊作用等都产生一定数量的氮氧化物.高浓度的氮氧化物气体呈棕黄色,因而在氮肥厂烟囱里排出的废气往往形成一条黄龙.工厂排出的氮氧化物和碳氢化合物,经日光中的紫外线照射,生成一种毒性更大的浅蓝色光化学烟雾.实验证明,汽车废气中的氮氧化物和烯烃反应能生成致癌的硝化烯烃,动物长期吸入这种气体可以致癌.3.碳氧化物.碳氧化物主要是指一氧化碳和二氧化碳.二氧化碳是无色,无味,不助燃也不可燃的气体.有机物的分解,人与动物的呼吸作用与燃料的燃烧是二氧化碳的主要来源.由于植物进行光合作用时吸收CO2时放出氧气,从而基本上维持了大气中氧与CO2的动态平衡.清洁的空气约含CO@0.04%.但是随着工业交通的迅速发展,燃料消耗不断增加,对森林的不断砍伐,造成大气中CO2的含量不断上升,地球上每年平均增加0.6-0.7PPM,对地球产生了象暖房玻璃一样的"温室效应".CO2对人体本身未见直接危害,但浓度增高到2%时,人就会感到头痛,脉缓,血压升高,达到5%时,人会出现耳鸣,乏力,呼吸困难,达到10%时,人就会意识消失,呼吸处于停顿状态,时间一长就有生命危险.在封闭的室内,在人员多,不通气的情况下,CO2浓度增高的同时必然缺氧,当空气中含氧量低于15%时,人就感到呼吸困难,低于8%时会危及生命.大脑中断供氧20秒就会丧失神志,超过8分钟将会造成无法挽回的伤害.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,CO就是人们熟知的煤气,无色,无味,有剧毒,是城市大气中数量最多的污染物,约占大气污染物总量的三分之一.CO主要来自燃料的不完全燃烧和汽车尾气.全世界每年向大气中排放的CO在两亿吨以上,其中55%是汽车排放的.CO燃烧时产生淡蓝色火焰,如果氧气供应不充分,产生的CO得不到充分燃烧,就会扩散出来,在空气不流通的情况下很易引起人体中毒.而且即使CO大量存在,也不易为人们所感觉,故具有特殊的危险性.CO与血液中主管输送氧气的血红脘的结合力比氧气强250-300倍,因此只要空气中有0.1%的CO,就能阻止人体的血红蛋白与氧结合,从而导致身体缺氧而发生煤气中毒.4.光化学烟雾.光化学烟雾是排入大气中的硫氧化物,氮氧化物,碳氧化物,碳氢化合物,烟尘等污染物,在日光紫外线的照射下发生光化学反应,形成的一种毒性很大的二次污染物.主要成分为醛类,酮类,过氧乙酰硝酸酯,硫酸及硫酸盐溶液,硝酸及硝酸气溶胶以及臭氧等物质,常以烟雾形态存在,具有特殊的臭味,对生物的危害很大,被人们称之为"杀人烟雾".人体受到的危害与光化学烟雾的浓度有关,如下表所示:表17-2.光化学浓度对人的危害浓度(PPM)危害0.2-0.3肺功能减弱,胸部有紧缩感,眼睛红肿0.2-0.53-6个小时人的视力减弱0.3-1.01小时内呼吸急迫,气喘病显著恶化1.0-2.02小时头痛,胸痛5.0-10全身疼痛,麻痹,肺水肿>50暴露1小时导致死亡四.大气质量标准大气质量标准是根据人体健康对大气质量的要求,对居住区大气中有害物质的最大容许浓度所作的规定.我国于1982年颁布的<<大气环境质量标准>>(见下表),分为三级:一级标准:适用于国家规定的自然保护区,风景游览区,名胜古迹和疗养地等,为保护自然生态和人们健康,在长期接触情况下不发生任何危害影响的空气质量要求.二级标准:适用于城市规划中的居民区,商业交通居民混合区,文化区,一般名胜古迹和广大农村,为保护人们健康和城市,乡村的动植物,在长期和短期接触情况下不发生伤害的空气质量要求.三级标准:适用于大气污染程度较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽,干线,为保护人们不发生急,慢性中毒和城市一级动植物正常生长的空气质量要求.表17-3.我国大气环境质量标准单位:毫克/立方米污染物取值时间一级标准二级标准三级标准总悬浮日平均值0.150.300.50物微粒任何一次0.301.001.50飘尘日平均值0.050.150.25才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,任何一次0.150.500.70SO2日平均值0.050.150.20任何一次0.150.500.70NOX日平均值0.050.100.15任何一次0.100.150.30CO日平均值2.004.006.00任何一次10.0012.0020.00O3一小时平均值0.120.160.20五.大气污染的防止1.加强对大气污染的立法与管理.60年代末到70年代初,世界各国普遍制定了大气环境保护法规,并设立了相应的实施与监督机构,实行了许可证制度,污染者负担原则,以及征税,收费,罚款等措施.我国实行的与主体工程同时设计,同时施工,同时投产的三同时原则对防止环境污染起到了积极作用.2.改变能源结构,采取低污染或无污染能源.我国燃料燃烧污染源在大气污染的排放量中占有最在的比例,其中烟尘,二氧化硫,氮氧化物,一氧化碳四种污染物占总排放量的70%,而煤炭又占燃烧燃料污染物排放总量的96%,属于煤烟型大气污染.我国应当逐步改变这种能源结构,努力提高低污染能源(如天然气,沼气等)和无污染能源(如太阳能,风能,水力发电等)的比例.3.采用合理的工业布局.从系统开发与设计时起就要全面考虑,统筹安排,恰当选择厂址,分开工厂区与生活区充分照顾地形,风向,便于污染物的稀释与扩散,尽量利用大气的自净作用.4.大力减少交通废气污染.我国城市大气中70-90%的一氧化碳来自汽车尾气.一方面要从汽车的结构设计本身努力减少碳氧化物,硫氧化物,氮氧化物等的排放,另一方面要大力改善道路条件,加强交通管理.5.绿化造林不仅能美化环境,而且是防止大气污染较为经济有效的措施.植物还有吸尘,解毒以及报警等作用.一般认为城市居民人均占有10平方米的树木面积,就能得到充足的氧气供应.5.绿化造林不仅能美化环境,而且是防止大气污染较为经济有效的措施.植物还有吸尘,解毒以及报警等作用.一般认为城市居民人均占有10平方米的树木面积,就能得到充足的氧气供应.6.搞好区域环境污染的综合治理.在环境规划的指导下,根据环境质量现状与环境质量标准,利用系统工程,管理科学,计算机科学等现代技术手段,全面,系统地研究污染的分布,污染物的输送与处理,自然环境的自净能力,设计出经济效益与环境效益最好的污染治理系统.7.采用先进的技术.目前有许多先进技术,如完全燃烧技术,除尘技术,燃烧脱硫技术,排烟脱硫技术等,可以减少废气的排放量.8.废气净化.对已经产生的废气等污染物要根据其形态,性质,浓度等状况,分别采用不同的净化方法.基本的净化方法有分离法和转化法两大类.分离法是通过物理或化学方法把废气分离出来进行回收.转化法是通过化学方法把对人体有害的气体转化为对人体无害的气体.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第三节水资源保护一.水资源基本状况水资源是江,河,湖,海,水库,沼泽,地下水,冰川的总称.水是人类生存和生活的物质基础,是进行工农业生产和保持生态平衡的重要条件.有人说水是生命的乳汁,工业的血液,农业的命脉,这是毫不夸张的.人不吃饭只喝水,可以活20-25天,如果只吃干的东西而不喝水,却只能活5-7天.地球上的水总量约为1.36*10^18立方米.海洋的水占总量的97.3%,淡水只有2.7%.淡水总量中的99%又处于冰川和深层地下,因此能为人类循环利用的水只有1.25*10^14立方米,仅占水资源总量的0.009%.随着世界人口的不断增长和工农业生产的迅速发展,人类对水的需要日益增加,不少地区开始出现水荒.联合国水会议已向世界发出警告:"水,不久将成为一个深刻的社会危机,在石油危机之后,下一个危机便是水".造成世界性水荒的主要原因是:(1)人口的不断增加和生活水平不断提高,造成生活用水急剧增多;(2)本世纪以来,全世界工业用水增加20倍,农业用水增加了7倍;(3)河川径流在时间与空间分布上不均衡;(4)工业废水与生活污水急剧增加,全世界每年约有4.5*10^11立方米废水排入水体,污染了水源;(5)原始地貌与植被被破坏,造成水土流失,全世界每年有1.1公顷森林消失,有6*10^6公顷土地沙漠化,造成河流干涸,枯水期增长.虽然我国水资源仅次于巴西,原苏联,加拿大,美国和印尼,但人均水量,仅为世界人均水量的1/4.我国水资源在地域上分布很不均匀,东南沿海湿润多雨,西北内陆干燥少雨.长江以南耕地占全国的38%,径流量却占全国的82%.黄,淮,海三大流域耕地占全国的40%,而径流量只占全国的6.6%.在时间分布上也不均匀,大部分地区冬春少雨,夏秋多雨.华北,西北,东北地区6-9月降雨量占全年的70-80%,造成汛期大量弃水,而非汛期又严重缺水.实际上我国只能利用水资源总量的40%左右.近年来,我国大中城市及工业集中区缺水日益严重,水体污染也很惊人.据不完全统计,我国每年排入水体的废水量约为3.03*10^10立方米,其中每1立方米的污水又可污染十几立方米的天然水.估计当前我国已有1/4的淡水资源遭到不同程度的污染,由于水体污染而造成的经济损失,每年达377亿元以上.二.水污染的途径及类型水污染的主要途径为:1.工业企业生产过程中排放的大量废水;2.城市和工矿区居民的生活污水;3.农业污水灌溉,喷撒农药,施用化肥,被雨冲刷随地表径流进水体;4.固体废物中的有害物质,经水溶解而流入水中;5.工农业生产排放的烟尘废气,直接降落于水面或被雨水淋洗而流入水体;6.降雨和雨后的地表径流携带大气,土壤和城市地表的污染物;7.海水倒灌或渗透,污染沿海地区地下水源或水体;8.船舶排放的废水及废物;9.矿山及油田开采过程中排放的有害物质或渗漏的石油进入水体等等.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,水的污染可以分为以下几个类型:1.生理性污染.指废水排入水体后引起人们感官性状恶化.2.物理性污染.指废水排入水体后,改变了水体的自然物理性质,使浑浊度增高,悬浮物增加,出现颜色和飘浮泡沫及含有放射性物质等.3.化学性污染.指改变了水体的化学性质,如水中溶解氧减少,PH值改变,含有毒物质等.4.生物性污染.指细菌,霉素和病原微生物进入水体,直接和间接地使人畜感染或传染各种疾病.三.水体的自净作用生态系统都具有一定的稳定性和适应外界变化的能力.在外界变化较小或遭致污染较轻时,生态系统都能自动恢复其动态平衡关系.对于水体系统来说,也有同样的情形.当污染物进入水体后,随着时间和空间的变迁,在稀释,扩散,氧化,分解等各种因素的作用下,污染物浓度逐渐降低,直到在一定条件下,水体能够恢复原来的性能和用途,这就是水体的自净作用.水体的自净作用过程如下:1.物理净化作用.由于污染物的沉淀,水流的稀释,紊流扩散作用,底泥的吸咐以及放射性污染物的蜕变等过程,使污染物的浓度逐渐降低.2.化学净化作用.由于氧化,还原,分解,凝聚等化学过程,水与大气之间进行物质交换,例如水中的CO2,H2S等气体向大气中释放,大气中的氧进入水体等现象,使水体的污染物浓度逐渐降低.3.生物净化作用.由于水体中的动物,底栖微生物的作用,藻类的光合作用等使污染物浓度降低.上述几种作用往往是同时存在,相互交织,共同发生的.但是,水体的自净能力是有一定的限度的,它与污染物的性质,浓度,水体的容量,温度,流速,大气条件等密切相关.尤其是污染物浓度超过一定值时,可使水失去自净能力.另外,有机污染物过多时水体会出现缺氧现象.当水中没有溶解氧时,有机物就针转入厌氧性生物分解,产生大量硫化氢,甲烷等有害气体,使水生动物大量死亡,水色变黑,发出剌鼻的恶臭,严重恶化环境卫生.在一些城市卫生死角区的小池塘,污水沟便经常遇到这种现象.四.我国的水质标准我国对地面水水质的具体规定如下:1.含有大量悬浮物质的工业废水不得直接排入地面不体,不得呈现工业废水和生活污水特有的颜色,异味或异臭.2.水面上不得出现较明显的油膜和浮沫.3.PH值有6.5--8.5范围内.4.环境温度20C时,5天的生化需氧量不得超过3-4克/升.5.溶解氧不低于4毫克/升.6.含有病原体的工业废水和医院污水必须经过处理和严格消毒,彻底消灭病原体后方准排入地面水体.7.各种对人类有害的物质不得超过国家规定的对应标准.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,我国有<<生活饮用水水质标准>>,<<工业企业设计卫生标准>>,<<农田灌溉水质标准>>,<<渔业水质标准>>等.下表给出了生活饮用水水质标准.表17-4我国生活饮用水水质标准编号项目标准感官性状指标1色色度不超过15度,并不得呈现其它异色2浑浊度不得超过5度3臭味不得有异臭,异味4肉眼可见物不得含有化学指标5PH值6.5-8.56总硬度(以CAO计)<250毫克/升7铁<0.38锰<0.19铜<1.010锌<1.011挥发酚类<0.00212阳离子合成洗涤剂<0.3毒理学指标13氟化物<1.014氰化物<0.0515砷<0.0416硒<0.0117汞<0.00118镉<0.0119铬<0.0520铅<0.1细菌学指标21细菌总数1毫升水中不超过100个22大肠菌群数1升水中不超过3个23游离性余氯接触30分钟后应不低于0.3毫克/升四.废水处理方法废水处理共分三级.一级处理是预处理,主要是除去吴悬浮状态的污染物.二级处理又称为生化处理,大幅度地除支有机污染物.三级处理又称深度处理,主要是除去某种特定的污染物.废水处理方法很多,现大致归类如下:1.物理方法.物理方法是通过物理作用,分离,回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜,油珠).主要方法有筛滤法,沉淀法,过滤法,气浮法,离心分离法,蒸发结晶法,反渗透法等等.沉淀法简单经济实用.过滤法效果较好,有砂滤,布滤,筛滤,微孔机滤等.以焦炭作滤料除污率很高,吸附病菌的效率可达99%.气浮法是将空气压入废水中,以除去水中乳状油粒,除油效率达80-90%.反渗透法是在一定压力下使废水通过一种特殊的半渗透膜,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,水分子通过,溶质被截留,用于海水淡化,重金属废水处理.2.化学方法.化学方法是通过化学反应和传质作用分离和除去废水中呈溶解,胶体状态的污染物,或使有害物质变为无害物质.主要有混凝法,中和法,氧化还原法,气提法,电解法等.混凝法是将带有与废水胶体呈中性,失去稳定性并在分子引力下凝聚成大颗粒而沉降,常用于处理含油废水,染色废水.中和法是在酸性废水中加入硫酸钠,苛性钠,石灰等碱性物质,在碱性废水中加入酸或通入CO2的烟气进行中和.3.物理化学法.这是利用物理和化学的共同作用,除去废水中的污染物,一般用于深度处理.主要有吸附法,离子交换法,吹脱法,电渗析法,扩散渗析法等.吸附法是使废水通过固体吸附剂,将废水中的汞,铬氰等有害物质吸附在吸附剂表面而分离出来,同时兼有脱色,除臭作用.离子交换法如前所述,不仅能软化硬水,也能除去废水中所有的阳离子,阴离子,杂质,细菌等污染物,是进行深度处理较为经济实用的方法.4.生物方法.生物方法是利用生物技术治理三废,产当前环境保护的重要研究课题.它是利用微生物的代谢作用,把废水中的有机物,有毒物转化为稳定,无害的物质,从而达到净化的目的.分天然生物处理和人工生物处理两大类.天然生物处理又有氧化塘,污水灌溉等方法.人工生物处理又有活性污泥法,生物膜法,厌氧消化法,需氧处理法等.需氧处理即好气生物处理法,是向废水通入大量空气,使微生物在足够的氧气供给条件下大量繁殖,并将水中有机物分解,以获得养料.有机物被分解为CO2,H2O,NH3和硫酸盐,磷酸盐等物质从废水中析出,活性污泥法是将空气连续吹入曝气池的废水中,使废水形成含有大量微生物的活性污泥,由于活性污泥具有很强的吸附,分解,凝聚,沉降能力,从而使有机物被吸咐和分解,随着进入沉淀池,活性污泥沉淀下来,排出的便是被净化的水.厌氧生物处理是在缺氧的条件下,利用厌氧微生物的分解作用而进行废水的处理才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第十八章安全生产第一节安全生产的重要性安全有许多不同的定义.有的定义为,安全不发生导致死伤,职业病,设备或财产损失的状况(包括幸福和舒适);有的定义为:安全指判明的危险不超过允许限度;另外有人认为安全是人们的心理状态;安全是人的心身免受外界不利因素影响的存在状态及其保障条件等等.尽管对安全的定义从字面是有区别,但实质都是一样的.对企业来讲,具体的生产过程的安全就是指人不受伤害,财物不爱损失,生产处于稳定,持续的正常状态.安全与事故是对应的.要认识到安全的重要性,首先要认识到安全的后果.在西方国家,汽车驾驶是事故最多的一项工作(应该称之为行为,因为许多并不是在工作时驾驶汽车).据统计,自第二次世界大战以来,在交通事故中丧生的人的总数已超过西方国家(不包括原苏联)在第二次世界大战中丧生人的总数.因此西方国家规定,每辆汽车必须买保险.一般的保险额就高达上百万.出了事故后,两辆中低档汽车完全报废价值也不过2-5万美元,保险额为什么这样高呢?这是因为若出了车祸使对方失去工作能力,将不得不把对方一辈子养起来.假定对方三十岁,将活到七十五岁,每年收入三万,则赔偿额约为45*3=135美万.即出一次事祸的实际损失是一百多万.交通事故是这样,在工厂中出了工伤安全事故也是这样,所以西方国家把劳动安全放在第一重要的地位,试想一下,如果不是这样,企业的多少利润不会被赔进去呢?在我国公有制企业,当出了工伤事故之后,也需要把这个工人养一辈子.按30岁的工人活到75岁,每年工资5000元计算,人工赔偿费为0.5*45=22.5万元.这比135万美元少多了,但仍是一个不小的数额,所以我国国有企业对安全管理还是比较重视的.(除了经济原因,上级的要求,安全标准可能是一个更重要的原因).但是在我国许多乡镇企业,安全生产完全被忽略,对工人的安全一点也不关心.出了事故只给一点象征性赔偿,甚至完全置于不理,国家对这些企业也没有进行安全方面的控制,事故不断发生.我国一些小煤矿每百万吨煤死亡九十多人,完全把工人的生命当儿戏.正是因为对安全生产的不重视,出了事故无所谓,所以现在许多台商港把在国外无法满足安全生产,或若满足安全生产成本会太高的工厂迁到国内,因此也酿成了许多悲剧.深圳竟有一家合资企业,在工作时间把车间门锁住,致使火灾发生时,几十位工人被活活烧死.出了人身事故之后,除了经济上的损失之外,心理上的损失更是无法估量.有多少个家庭因此而家破人亡,有多少人能够承担丈夫早上出去上班时还是一个健康和活人,到下午下班时,就永远地不会回来,或将永远与一个残废人一块生活?除了人身伤亡之外,安全事故造成的直接财产损失往往也是巨大的.两辆小汽车相撞,损失会高达几十万,两列火车相撞,损失高达几百万几千万.一架飞机从天上掉下来,直接损失就是几千万,甚至几亿.美国一艘巨型油轮在加拿大海边失事泄油,仅赔偿费就几十亿元.工厂中发生的事故,经济后果虽没有这么大,但其相对损失,其对生产的影响也是巨大的.才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,第二节事故的原因事故的原因可以分为以下两大类:一类是物的因素,这主要是指:(1)机器设备出现故障或功能失效,如飞机在空中几台发动机全部熄火,汽车的刹车失灵,电线老化不绝缘,开关失灵等等;(2)环境因素,如煤矿瓦斯太多,引起爆炸,大风使吊车倒坍等.另一类为与人相关的因素.在本节中,我们只讨论与人相关的因素.由于人的原因而使事故的发生又可以分为主观原因和客观原因两大类.主观原因是指操作人员人为地破坏或不遵守安全规则导致事故的发生.例如**化工厂火灾就是因为操作人员违反安全规程,为其朋友在炉子里烤红薯造成的.对这类原因,主要是要通过安全教育和安全管理来纠正.我们在这里暂时不作展开讨论.下面我们重点要讨论是与人相关的客观原因.让我们先看一个例子.一九八六年二月在加拿大阿尔伯特省亨顿附近,一列货车以每小时94公里的速度与以每小时78公里开过来的一列客车正面相撞,造成一起使23人死亡,财产损失达3000万美元的恶性事故.加拿大政府成立了一个调查委员会来调查这次事故.一名人类工效学专家被调查委员会请来帮助调查.调查结果表明虽然这次事故的直接原因是货车上的司机在开车时打瞌睡,撞了一个黄灯信号和一个红灯信号,但管理人员也有责任,因为司机的作息时间安排的非常不合理.在事故发生的前一个月内,这个司机就未得到过好好休息,在出事前24小时内,这个司机只睡了四个小时.类似条件下的实验结果表明,在睡眠不足而工作又非常枯燥,工作环境不好的情况下,人的注意力很难长时间高度集中,不管是多么努力.这说明这些事故的真正原因不是工人工作不专心,而是因为作息时间不合理,司机没有休息好.因此人类工效学家建议,为了防止这类事故的再发生,应修改工人的作息时间.幸运的是管理人员采纳了这个建议.试想一下,如果没有科学的态度,也多少人会认为在火车司机撞信号的情况下,别人也有责任.与人相关的事故发生的客观原因主要有以下几个方面:(1)机器的设计不符合人的能力与习惯,使人犯操作方面的错误.在紧急状态时,因为时间紧迫,人主要是根据自己的习惯,而不是思维来行事的.若设计不符合人的习惯,就可能导致事故的发生.例如,控制器一般向上运动是表示增加,向下表示减少.若某一控制器向下表示增加,向上表示减少.在平时,工人在操作这个控制器时,他可能注意到这个问题,或犯了错误很快就自己纠正.在紧急时,他可能一下子就犯了错误,而且没有时间来发现这个错误.再比如,汽车的油门与刹车,有的太靠近.平时刹车时,可以比较小心,不碰到油门.而在紧急状态时,可能忙中出错,一下踩着油门了.(2)环境与人的影响.例如,光线不足,使人看错了仪表上的数字,然后根据这错误的信息作出错误的决策.由于噪音不大,工作人员没有听到警告信号等等.(3)对人的能力的错误认识.人的能力是非常有限的,不仅在体力上是如此,在脑力方面也是如此,正如我们在第一篇的几章中已经讨论过的.人不是一个百分之百的可靠系统,人犯错误是自然的,而不犯错误才是不自然的.因此我们对人犯错误应当有一个正确的认识.第三节人的错误及注意力才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,据调查分析,在美国60-90%的飞机,核电站,过程控制事故是由于"人的错误"造成的.正是由于人经常犯错误,这些错误经常导致事故的发生,所以科学家们对人的错误进行了大量的研究.但是由于人的错误非常复杂,这方面的研究成果还是很有限的.人的错误可以分成两大类.第一类为决策性错误(mistake).这类错误的特点是人在接受信息时就弄错了,或人接受了正确的信息,但在决策过程中做出了错误的决策.系统所接受的命令就是操作人员的意愿.例如,飞行员把飞行高度看错了,把1000公尺看成7000公尺,结果使飞机撞了山.或汽车司机以为在火车开来之前可以冲过去,都属于这一类错误.第二类错误为行动性错误(slip).犯这种错误时,人对形势有一个正确的了解,正确的判断,准备采取的行动意向也是好的.只是在执行命令时出了差错.例如,想把方向盘向左转,可是把方向盘向右转了.这一类错误英文里称作"Slip",滑落的意思.就象我们平时说露了嘴一样.这两类错误发生的原因是不相同的.决策性错误是由于信息不充分,或操作人员对系统的了解不够而产生的.为了克服这类错误,需要给人以充分的信息,让人对系统有一个正确的了解,知道解决各种问题的方法.这样做是比较困难的,需要对操作人员进行大量的培训,或各种帮助,如事故诊断手册等.行动性错误则主要是错误的行为与平时的行为有某些相似性或联系.例如,我们说露嘴时,这说露嘴的话可能就是我们平时想说而没有说的话.再比如AAB,我们很容易写成ABB.克服这类错误的方法就是设法使要采取的行动与平时的行动有明显的差异.一般说来,行动性错误,因为它与人的意向不一样,所以比较容易被发现.我们有时还在犯这种错误时,就已经发现了错误.而决策性错误则不容易被发现,有时只有当事故发生之后我们才知道自己的错误.在很多情况下,我们喜欢把人的错误归结为人的注意力不集中.好像注意力集中了万事就可以大吉了.这样找原因很方便,但并不能真正解决问题.人的注意力不集中也有两种原因,一种是在主观愿望上的不集中,如在工作中想今天晚上如何与女朋友相会,结果出了废品.或附近发生了什么事伸出头去看,结果手被机器砸了等.我们把这类注意力不集中称为主观注意力不集中.另一类注意力不集中是客观注意力不集中.人在这时主观上是想集中注意力的,但由于客观原因,他无法集中注意力.象我们前面提到火车司机撞信号的问题就属于这一类注意力不集中.因为从两个方面来说这个司机主观上是想集中注意力的.第一,这个司机是个老司机,平时工作一贯认真.第二,事故直接影响着工人的生命,集中注意力的动机是很高的.心理学家们做了大量的实验证明注意力能否集中并不是以人的意志为转移,还受到疲劳,工作内容,工作环境等许多条件的影响.正是由于这种注意力不可能永远集中的客观性,加上人主观上的一些原因,使得人迟早会犯错误几乎成了一个客观规律.承认这种规律,对我们预防事故的发生是有好处的.第四节事故的预防一.要实行安全管理安全管理的主要内容有:(1)建立健全的安全管理规则.随着社会的进步,人们生活水平的提高,人们对工作的质量和安全的标准要求也越来越高.(2)才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,对安全装置,劳动保护用具以及其它防护设施作定期的检查.(3)安全教育.安全事故多数是由于操作人员的不安全行为和忽视安全的思想引起的.如一项调查表明,美国工厂中发生的75000件意外事故中,有88%的事故是由于不安全的动作造成的,不安全的动作主要有:违反操作规程,未能控制速度,安全装置不当,误置,捆扎不良,工作姿势或位置不妥,在移动的设备上工作,不专心,未使用保护装置.这些事故绝大部分是完全可以避免的,所以对操作人员进行安全教育是十分必要的.安全教育应与对操作人员的培训结合起来,这样更有效果.(4)调查,分析事故的原因,研究制定改进安全的实施对策.(5)在发生事故时组织救护与避难.(6)有关安全的重要事项的记录和各种安全资料的保存.环境和设备也是造成事故的原因,为了防止事故,也应考虑这方面的因素,如使机器设备安全化,改善工作条件等.二.要实行安全教育正如我们前面已经指出过的,有许多事故是由于人的主观原因造成的,比如没有认识到危险性,为了图方便,违反操作规程;在工作时间思想不集中等等.大量的事实都证明,实行安全教育是非常必要的.安全教育的直接效益不明显,但统计数据表明,安全教育有时可以达到事半功倍.三.机器保护装置对于那些对人身安全有危险的机器装置等,应安装保护设置.如现在在西方国家,冲床在两个手同时按按钮时,机器才能启动,冲头才会下来,这就彻底消除了人的手被砸的可能性.再比如,电锯之前加了挡板,人的手到挡板就被挡住了,这样就不会把人的手锯着.增加保护设置,有时需要增加成本,或降低效率,但正如我们前面谈到过的,若能真正避免或减少事故,特别是人身事故的发生,这样做从企业的整体利益,包括经济利益来看,也是合算的.四.符合人的特性应该充分考虑人的特性,设计出可靠而方便的显示与控制装置.显示器所显示的信息应保证监视人叫能迅速,准确地得出结论.当判断一系列仪表所表示的方向时,应将这些仪表的参考点布置在同一方向.要合理利用感觉系统的信息接受方式,并合理分配各自的信息容量.适当应用颜色,形状,编码,使操纵器便于区分,并能醒目地标识其状态,以便在任何情况下,都能做出迅速的判断和操作.合理安排显示器和控制器的布局,便于信息的处理和交换.控制器及被控系统的运动方向,要符合习惯定型并协调一致.五.安全措施正如我们已经指出过的,人不是一个百分之百可靠的系统.当由于种种原因人犯了错误之后,应当有各种安全措施(备用系统设施),使事故不会发生.我们知道,并联系统的可靠性增加,为了减少事故的发生,才\n接效益并没有增加,直接成本却增加了,只有当事故的后果特别严重时,我们可以设计一个人--人并联系统或人--机半并联系统.所谓人--人并联系统就是让两个人同时做一件事,只有两人同时出错时,事故才会发生.所谓人--机并联系统就是人犯了错误之后,还有机械装置对其进行检查.当然安装这样的并联系统最后当事故发生后,应有各种急救措施,如灭火器,紧急出口,报警设施等等.智慧接触，网住精彩。智网－http://www.zhinet.com才