第二篇作业环境研究

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第二篇作业环境研究第二篇作业环境研究

• 微气候 • 照明 • 噪声• 色彩• 空气

在人 - 机 - 环境系统中，微气候、照明、噪声、振动、色彩、空气污染等环境因素都会影响到作业效率和作业者的健康安全。


第二章微气候环境第二章微气候环境

微气候 ——作业场所所处的局部气象条件。

空气温度、湿度、气流速度和热辐射甚至气压等构成了对作业者产生重大影响的微气候，其中温度是主要指标。


第一节微气候要素第一节微气候要素• 气温 air temperature ——作业环境中空气的温度。以摄氏度（℃）

表示。（ GB/T 934 － 89 高温作业环境气象条件测定方法）

大气温度、周围的设备、原材料等冷热源、人自身的散热都会影响到作业场所的气温。

测量：干球温度计


• 气湿 humidity ——作业环境空气中水分的含量。 (GB/T934 － 8

9 ）绝对湿度：每立方米空气中所含水汽的克数。相对湿度：以空气中测定时的水蒸汽分压力与同一温

度下空气的饱和水蒸汽分压力之比（ % ）表示。测量： 1 、根据干球温度计、湿球温度计读数查《空气相对湿

度计算表》（朱序璋 1999 ） 2 、当读数超过专用表的范围时，可用公式计算气湿。

（ GB/T 934 － 89 ）


•风速 air velocity —— 作业环境中空气的流动速度。以米每秒

（ m/s ）表示。（ GB/T 934 － 89 ）

测量： 1 、室内、低速可用热球式风速仪； 2 、高速时还可用翼状风速计（ 0.5~10m/

s ）、杯状风速计（ 1~40m/s ）


•热辐射强度 heat radiation intensity ——作业环境中红外线及部分可视线的辐射强

度，以每平方厘米面积每分钟所受到的热辐射能量的焦尔数（ J/cm2·min ）表示（ 1J=0.2388 cal ）。（ GB/T 934 － 89 ）

当作业环境中物体表面温度高于人体时，就向人体辐射热能，称为正辐射；反之为负辐射。

测量：黑球温度计，辐射前后温差即为辐射温度；在测量气温、黑球温度和风速，可根据公式计算平均热辐射强度。


• 干球温度：普通温度计挂在室内或室外测得的。• 湿球温度：温度计下部包上湿纱布，纱布的下

端浸泡在充水容器中，并放到通风处，空气流动时测得的。湿球温度略低于干球温度

• 黑球温度：用表明镀黑的薄铜板空心球包住温度计下端测得的。

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• 四要素之间的影响人体对微气候的冷热感觉不单

单依赖于气温，而是由四要素共同影响的。当气温不是很高时，高湿、热辐射、低风速也会使人感觉不舒适。热辐射可通过低气温、高风速抵消。因此对微气候的评价需综合考虑各因素。


第二节人体舒适性与微气候的关系第二节人体舒适性与微气候的关系• 人体的热交换方式

– 传导

– 对流

– 辐射

– 蒸发

直接接触固体、液体来传递热量的方式。人所穿的衣服和接触的物体都能传递一部分热量，但由于衣服是热的不良导体，所以所散热量很少。

通过气体、液体交换热量的方式。气流速度和人与介质之间的温差是决定散发热量快慢的主要因素，此外还有体表面积、服装热阻值。

通过物体的电磁辐射转移热量的方式。这取决于热辐射强度、面积、服装热阻值和反射率、气温、皮肤温度。人体对正辐射很敏感，对负辐射比较迟钝，这种不知不觉的散热往往造成危害。

汗水转变为水蒸汽从人体吸收热量的方式。分为无感蒸发和发汗两种方式。当气温超过体表温度，前三种散热方式都失效，蒸发成为唯一的散热途径。主要取决于体表面积、服装热阻值、相对湿度。


影响人体热交换的主要因素是气温、湿度、气流和周围物体表面温度。


• 人体热平衡机制

△ S ：人体蓄热 M ：代谢产热 W ：做功 R ：热传导 C ：对流 K ：辐射 E ：蒸发当 =0，身体处于热平衡 , 体表温度 36.5；当 >0，热平衡被破坏，体温升高，不平衡程度过大则会导致死亡； <0也是如此。

EKCRWMS

SSS


•人体对微气候环境的主观感觉人体对微气候环境的主观感觉衡量微气候环境的舒适程度是相当困难的，不

同的人有不同的估价。一般认为， “舒适”有两种含义，一种是指人主观感到的舒适；另一种是指人体生理上的适宜度。比较常用的是以人主观感觉作为标准的舒适度。人的自我感觉的舒适度与工作效率有关。

舒适的衣内微气候为气温 32℃，湿度 40-60 ％，风速 10-40cm/s 。


舒适温度舒适温度所谓舒适温度是指某一温度范围而言。生理

学上常用的规定是：人坐着休息，穿着薄衣服，无强迫热对流，未经热习服的人所感到的舒适温度。

生理学上的舒适温度为 21±3℃。允许温度为舒适温度±3～ 5℃。


影响舒适温度的因素有很多 :

1.季节舒适温度在夏季偏高 , 冬季偏低。2.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。3.地域、热习服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。

4.性别、年龄、体质等女子的舒适温度比男子高 0.55℃; 40� 岁以上的人比青年人约高 0.55℃；老人的会更高。


5. 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（在有很强烈热辐射的情况下, 气温还要低些） :

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 很重的体力劳动 .........................14-20


舒适的湿度舒适的湿度

一般为 40-60% 。湿度在 70% 以上为高气湿 , 在 30% � 以下为低气湿。

同样温度下，在不同的空气湿度下 , 人的感觉不同。温度越高，高湿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 , 室内舒适空气湿度 X(%) 与室内温度 T （℃）的关系应为 :

X = 188 - 7.2 T (12.2<T <26)


舒适的风速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 。室内温度和湿度很高时 , 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 。


在我国，作业环境通过通风、空调来改善微气候，风速的设定可依据采暖通风和空调设计规范（ GB50019 － 2003 ）

室内温度湿度基数允许风速

/（m/s）温度 /℃ 湿度 /%

1820222426

40～60

40～60

40～60

40～60

40～60

0.20.250.30.40.5


•微气候环境的综合评价微气候环境的综合评价

1. 不舒适指数纽约气象局 1959年发表

DI=(td+tw)×0.72+40.6

td 、 tw—— 干球温度、湿球温度当不舒适指数为 70 时，是人体较舒适的时候。

只考虑了气温、湿度，未考虑风速。


日本人感到舒适的气候条件与美国人有所区别：不适指数与不适主诉率

不适指数不适主诉率／％美国人日本人

70 10 35

75 50 36

79 100 70

86 难以忍耐 100


2. 有效温度（ ET ＊）——主观温度美国采暖通风工程师协会研究提出常规有效温度：是在一定的气温、湿度、

气流下人的主观感受指标。当一定气温、湿度、气流给人的热感觉与一定温度、湿度 =100% 、风速 =0 是一样的，则有效温度数值上等同于后者基准温度。


测量：测量干球温度、

湿球温度、风速为参数，查询有效温度图。


此指标使用比较方便 , 其缺点是在一般温度条件下过高的估计了高湿度的影响 , 而在高温情况下又低估了风速、高温度的不利作用。

这种有效温度没有考虑热辐射，因此美国于 1981年提出了新的有效温度（ ET ＊），在数值上大于常规有效温度。大部分人的舒适范围在 ET ＊ 23.9-26.7℃ 。


3. 湿黑球温度指数（ WBGT ）是用来评价允许接触高温阈值指标的，而不适

宜于评价短时间内或热舒适区附近的热强度。它综合考虑空气温度、风速、空气湿度和辐射热四个因素。

WBGT 是由黑球（辐射）、自然湿球（湿度、风速）、干球（气温）三个部分温度构成的，因此也叫三球温度指数。


• 室外炎热环境（有辐射） , 气流速度小于 1.5m／ s 的非人工通风条件

WBGT=0.7 自然湿球温度 +0.2 黑球温度 +0.1 干球温度

• 室内、晚上、阴天（无辐射） WBGT=0.7 自然湿球温度 +0.3 黑球温度

• 气流速度大于 1.5m／ s 的人工通风条件 WBGT=0.63 自然湿球温度 +0.2 黑球温度 +0.17 干球

温度


• 广泛应用于户外或高温作业环境的评价，对于已经适应的人的极限是 31.1℃ 。需注意，当 WBGT 相同，但湿度、风速、热辐射不同时，人体的舒适感觉是不一样的。

• 美国和一些欧洲国家用此法评价高温车间热环境气象条件已有多年， ISO国际标准化组织也从 1982年正式采用此法作为标准（ ISO7243）。

• 我国新修订的《高温作业分级标准（ GB/4200-1997 ）》、《热环境根据 WBGT 指数 ( 湿球黑球温度 ) 对作业人员热负荷的评价（ GB ／ T 17244—1998 ）》也采用了WBGT指数法。 GB/4200-84 采用的是温差评价法。


4. 卡他度卡他温度计是一种测定气温、湿度和风速三者综合作用

的仪器。卡他度一般用来评价劳动条件舒适程度。卡他度H 可通过测定卡他温度计的液柱由 38℃降到 35℃时所经过的时间 (t) 而求得。

H＝ F/t H —— 卡他度； F —— 卡他计常数； t —— 由 38℃降至 35℃所经过的时间 (s) 。卡他度分为干卡他度和湿卡他度两种。干卡他度包括

对流和辐射的散热效应。湿卡他度则包括对流、辐射和蒸发三者综合的散热效果。一般 H值越大，散热条件越好。


工作时感到比较舒适的卡他度工作时感到比较舒适的卡他度

卡他度轻劳动中等劳动重劳动干卡他度＞ 6 ＞ 8 ＞ 10

湿卡他度＞ 18 ＞ 25 ＞ 30


第三节高低温作业环境对人的影响第三节高低温作业环境对人的影响

一般将热源散热量大于 84kJ/（ m2·h ）的环境叫高温作业环境。

三类高温环境：高温、强热辐射；高温、高湿；夏季露天

高温


生理表征：高温作业下，人体吸收或产生的热量比散发得多，使体内温度升高。长时间暴露于高温中会引起机体功能紊乱，出现热疹、痉挛、热衰竭、中暑甚至死亡。

主要生理指数：核心温度高于 38℃

核心温度（直肠温度）＝人脑、肝脏温度＝口腔温度＋ 0.4 ℃ ＝ 37 ＋ 0.0019 作业负荷（ W ）


对作业效率的影响：高温下重体力劳动很快就会引起疲劳。高温（没接近生理极限下）不会影响简单的视听任务，但会影响复杂的任务，如追踪或双重任务。高温刚开始会提高警觉程度，但经过一段时间后会降低警觉性。


允许接触高温的阈值（ WBGT/℃）美国工业卫生委员会

作业种类轻劳动中等劳动重劳动

持续劳动75%劳动， 25%休息50%劳动， 50%休息25%劳动， 75%休息

3030.631.432.2

26.728.029.431.1

25.025.927.930.0


《高温作业分级》《高温作业分级》 GB/T4200-1997GB/T4200-1997接触高

温作业时间 /m

in

WBGT指数 /℃25

~26

27~

28

29~

30

31~

32

33~

34

35~

36

37~

38

39~

40

41~

42 43~

～ 120 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅲ

121～240

Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ

241～360

Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ

360～ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ


两类低温环境：低温、高湿；低温、高风速

低温

http://shiry.swode.com/photo/rss_1783.jhtml


生理表征：人的冷适应远不如热适应。在低温作业环境下人体会经历低温适应初期和不能适应低温环境的两个阶段：

• 在低温适应初期，人体代谢率增高，心率加快，心脏搏出量增加。

• 当人体核心温度降低之后，心率也随之减慢，心脏搏出量减少。这实际上是人体已经不能适应低温环境的信号。人体长期处于低温条件，还会导致循环血量、白细胞、血小板减少，血糖降低，血管痉挛，营养障碍等症状。


对作业效率的影响：低温严重影响体力劳动，减小身体做功能力，导致肌肉力量降低。低温还会使得触觉灵敏度大大降低，手工任务绩效受到影响。


第四节微气候环境标准及改善第四节微气候环境标准及改善

• 标准 GB 934-1989 高温作业环境气象条件测定方法 GB/T18204.15-2000 公共场所风速测定方法 GB4200-1997 高温作业分级 GB／ T 17244—1998 热环境根据WBGT 指数 ( 湿

球黑球温度 ) 对作业人员热负荷的评价 GB/T28002-2002 职业健康安全管理体系指南 GBZ1-2002 工业企业设计卫生标准 GB50019 － 2003 采暖通风和空调设计规范


• 改善1. 从微气候四要素着眼直接改善作业场所。低温时降低风速、热辐射取暖、增加遮挡防止热扩散；高温时通风、降温、屏蔽热源。

2. 改善着装等劳保用品，注意保健。3. 科学组织生产，适当休息。4. 改善生产工艺，作业场所布局合理化。


德国劳动保护与事故研究所推荐的生产环境微气候德国劳动保护与事故研究所推荐的生产环境微气候劳动类别空气温度（℃ ) 相对湿度（％）空气最大

流速 (m／s)

最低最佳最高最低最佳最高

办公室工作

18 21 24 30 50 70 0.1

坐着轻手工劳动

18 20 24 30 50 70 0.1

站着轻手工劳动

17 18 22 30 50 70 0.2

重劳动 15 17 21 30 50 70 0.4

最重劳动 14 16 2 30 50 70 0.5


参考资料参考资料• 朱序璋主编，《人机工程学》，西安电子科技大学出版社， 1999年，第一版。

• 中国疾病预防控制中心 www.chinacdc.net.cn

• 安全文化网 www.anquan.com.cn • 中国标准出版社 www.spc.net.cn• 中华人民共和国职业病防治法（ 2001/10/2

7 ）


国家标准国家标准• GB 934-1989 高温作业环境气象条件测定方法• GB/T18204.15-2000 公共场所风速测定方法• GB4200-1997 高温作业分级• GB／ T 17244—1998 热环境根据WBGT 指数

( 湿球黑球温度 ) 对作业人员热负荷的评价• GB/T28002-2002 职业健康安全管理体系指南• GBZ1-2002 工业企业设计卫生标准• GB50019 － 2003 采暖通风和空调设计规范


思考题思考题1. 结合自身感受，总结微气候四要素的

相互影响。2. 简述干球温度计、湿球温度计、黑球

温度计的适用场合和设计原理。3. 分析微气候各评价方法的优劣和适用

场合。4. 学习高温作业环境分级和测定等国家

标准。


第三章照明环境第三章照明环境适度的采光与照明是保证作业能正常进行的最基本条件。不科学的照明不仅使得工作效率降低，还会诱发安全事故。环境因素引起的工伤事故中，约有 l／ 4 是由于照明不良所致。

• 在矿山下，具有最高事故指数的作业，集中在照明不良的凿岩、岩层支护、运输及装载作业上。

• 对国内一家工厂的调表明，当照度由 20lx增至 50lx 时，四个月时间，工伤事故的次数由 25次降至 7次，差错件数由 32件降至 8件，由于疲劳而缺勤者从 26 人降至 20人。

• 国外对交通事故的调查也表明，改善道路照明，一般可使交通事故减少 20％～ 75％。


第一节照明的测量第一节照明的测量• 照度照度是被照面单位面积上所接受的光通量，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 ， 1 勒克思 = 1 流明 /平方米。

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 10

000勒克思。


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 2000-10000 夜晚室内照明 50-500 读书所需照明 50


测定工作场所的照度 , 可以使用光电照度计。

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。


光通量（明亮度）是指单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力，单位为流明lm 。

一般情况下，同类型的灯的功率越高，光通量也越大。例如：一只 40W 的普通白炽灯的光通量为 350 － 470lm ，而一只 40W 的普通直管形荧光灯的光通量为 2800lm左右，为白炽灯的 6 － 8倍。


人眼对光感觉的强弱不仅取决于光源辐射能量的大小，还受到人眼对不同波长光的灵敏度的影响。

因此光通量通常用某波段光源单位时间内辐射的能量与反映人眼对不同波长光灵敏度的的相对视见率的乘积表示。

人眼对波长为 555nm 的黄绿光最敏感，其相对视见率为 1 ，其余波长的光均小于 1 。

1lm(λ=555nm)=0.00155W

在很好的照明条件下，眼睛对 550nm 波长的光（黄光）的敏感程度是红光或蓝光的 20 倍。这也是为什么大部分车的雾灯和马路的路灯采用黄光的一个重要原因。返回


• 亮度是面光源或物体表面单位面积向视线方向

或指定方向发出光或反射光的强度。亮度的测量单位为坎德拉 /每平方米 (cd/m2)。

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反射率有关系。


各种物体表面的亮度（室内照度为 300勒克思）物体亮度 (cd/m2) 荧光灯 (65W) 1000 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 , 亮度也影响我们的视力。

例如 , 在室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器对人的视力的影响也主要是通过亮度进行研究的。


照度 vs 亮度用一块木板来举例说明，当一定光束照到木板

时我们讲木板有多少照度，然后木板将多少光束反射到人眼，就称为木板的多少亮度。

那么有如下式子：亮度等于照度乘以反射率。在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。


• 光效光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效。单位：流明 /瓦（ lm/W ）


• 色温以绝对温度 K 来表示，是将一标准黑体（例如铂）加热，

温度升高至某一程度时颜色开始逐渐改变为红、橙、黄、绿、蓝、靛（蓝紫）、紫。当光源所发出的光的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时，“黑体”的温度就成为该光源的色温。

色温度在 3000K 左右时，光色偏黄。色温度在 5000K 以上时，光色偏蓝。

3000K　黄色光，强穿透力　　 4200K　白中带黄，原车配氙气灯　　 5000K　光全白，欧规最高色温　　 6000K　光全白，略带蓝色　　 6500K　阳光下的白天　　 7000—8000K 白中明显带蓝


不同色温度的光，具有不同的照明和视觉效果。

灯的色温越高，它对雾和雨的穿透力越差（越不亮）。 8000K 以上蓝光，穿透力极差。大厂如飞利浦至今只生产色温最高 6000K

的氙气灯。 6000K左右的色温正好是最白略微开始转蓝的色温，人眼容易接受，不易疲劳，提高安全性。


第二节照明对工作的影响第二节照明对工作的影响 • 照明与疲劳照明对工作的影响，尤其表现在照明不好的情况下，人会很快地疲劳，工作效率低、效果差。照明不好，由于反复努力辨认，造成视觉疲劳。

眼睛疲劳的自觉症状有：眼睛乏累；怕光刺眼；眼痛、视力模糊、眼充血、出眼屎、流泪等。眼睛疲劳还会引起视力下降、眼胀、头疼甚至全身疲劳性以及其他疾病，影响健康。


物体亮度过大或过小，物体与背景的亮度比不合适，频繁的明暗适应是导致视觉疲劳的原因。

1 、当物体亮度由 1/π×10-5cd/m2开始增大，视觉灵敏度增大，疲劳感减少；超过 1/π×104cd/m2 后，

亮度越大越容易视觉疲劳。2、物体与背景的亮度比越大于 1:100（临界对比），越容易辨认物体；但要避免眩光。

3、当局部照明与一般照明的照度差别越大（室内照明不均匀），越容易疲劳。


视觉疲劳的验证• 眨眼次数增多、• 视力下降、• 光反应时间延长、• 闪光融合值降低（对于原先能感觉到闪烁的较低频率的光现在感觉不到了。）


• 照明对工作效率的影响适当的照明条件使得注意力集中，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。

随着照度的增大，工作效率提高， 2000Lx 是比较理想的照度。照度再增加不会引起效率提高，达到 5000Lx 时易引起眩光，反而降低效率。


• 照明与事故适度的照明能增加辨色能力，增强对事物的深浅、远近辨别能力。照度不足是事故的重要原因之一。

人工照明比自然采光易出事；秋冬季比春夏季易出事。


• 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。


1. 光源2. 照明方式3. 眩光4. 照度均匀度5. 亮度和亮度比

第三节作业场所照明第三节作业场所照明


光源选择

自然照明：明亮柔和、显色性最好人工照明：要尽量接近自然光混合照明


照明方式（一）

直接光：光源的全部或 90% 以上直接投射到被照物体上。特点是亮度大，给人以明亮、紧凑的感觉。但有强烈的眩光与阴影，不适于与视线直接接触。裸露装设的荧光灯和白炽灯属于此类，灯泡上部有不透明灯罩、灯光向下直射到工作面的台灯等也属此类，宜用于公共厅堂或需局部照明的场所。

半直接照明：　光源的 60% 至 90%直接投射到被照物体上，而有 10% 至 40% 经过反射后再投射到被照物体上。它的亮度仍然较大，但比直接照明柔和。用半透明的塑料、玻璃做灯罩的灯，都属此类，常用于办公室、卧室、书房等。


间接照明：光源 90% 以上的光先照到墙上或顶棚上，再反射到被照物体上。光量弱，光线柔和，无眩光和明显阴影，具有安详、平和的气氛。灯罩朝上开口的吊灯、壁灯等属于此类，适于卧室、起居室等场所的照明。

半间接照明：光源 60% 以上的光经过反射后照射到被照物体上，只有少量光直接射向被照物体。它比间接照明亮度大。

漫射照明：利用半透明磨砂玻璃罩、乳白罩或特制的格栅，使光线形成多方向的漫射，其光线柔和，有很好的艺术效果，适用于起居室、会议室和一些大的厅、堂照明。

透射光：光线经过散光材料变为漫射光，可使照度均匀。


照明方式（二）一般照明：全面照明，适用对光线

方向没有特殊要求、作业点密集、作业地点不固定涉及

面积光的作业。


局部照明：针对小面积作业面，适用对精度要求较高的作业。但对作业面的照度要求不超过 30-40Lx 时，不需要局部照明。


综合照明：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。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。


显色性有颜色的物体在自然光下的色彩感觉是最准确

的，在人工光源下往往显色性较差，容易变色或失真。

将自然光的显色指数定义为 100 ，人工光源的显色指数均小于 100 。有色光源不宜当照明光源。


避免眩光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 , 由于亮度过高所引起的眩光眼睛无法适应。

眩光会破坏暗适应，使得视觉效率降低，造成视觉疲劳。研究表明，做精细工作时，眩光在 20min 之内就会使差错明显增加，工效显著降低。


眩光由于造成的原因不同可分为：直接眩光、反射眩光、对比眩光。

• 直射眩光是由眩光源直接照射引起的，直射眩光与光源位置有关。

• 反射眩光是光线经过一些光滑物体表面反射到眼部造成的。

• 对比眩光是物体与背景明暗相差太大所致。


无论是哪种眩光源，其相对眼睛或事物的位置对视效的影响很大。


减少直接眩光、对比眩光，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 ，过度的对比在视力范围的两侧和下面比在上面更为不利 ;

3. 视力中心的亮度应当最高 , 向四方逐渐降低，但在视力中心与视力边界的对比度不应大于 10:1;

4. 光源与背景的对比度不应超过 20:1; 5. 在整个房间最大的对比度应不超过 40:1 。


为了避免由于材料反射引起的眩光 , 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%


照度空间上的均匀度室内照度均匀度＝ ≤ 1/3

作业面内的照度不必都相同，但变化需平缓，作业面内的照度均匀度≤ 10%

最大照度－平均照度平均照度

平均照度－最小照度平均照度


照度时间上的均匀性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。

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。


亮度事物与作业面、环境的亮度差别太大易疲劳，但没有差别又会降低视觉效能，不易分辨深浅、远近。

最佳亮度比为 5 ： 2 ： 1 ，最大允许亮度比 10 ： 3 ： 1 。


第四节照明标准第四节照明标准我国于 2004 年颁布了新的 <<工业企业照明设计标准 >>GB50034-2004 。 �

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 , 并且考虑了我国当前的电力生产和消费水平。

一般照明的最低照度标准一般是指距墙 1m（小房间 0.5m）、距地 0.8m的假定工作面上的最低照度。


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 Lx

I 特别精细工作 D<=0.15 250II 很精细工作 0.15--0.3 150III 精细工作 0.3--1.0 100IV 一般工作 1.0--5.0 50V 粗糙工作 D>5.0 25


生产车间工作面上的最低照明标准工件最小尺寸视觉工作分类亮度对比最低照度 (Lx) (mm) 等级混合照明一般照明 D<0.15 I 大 1500 乙小 1000 0.15--0.30 II 大 750 200 乙小 500 150 0.3--0.6 III 大 500 150 乙小 300 100 0.6--1.0 IV 大 300 100 小 200 75 1.0--2.0 V 150 50 2.0--5.0 VI 30 D>5 VII 20 一般观察生产过程 10 大件储存 5 有自行发光材料的车间 30


在使用上表时 , 在下列情况下应将表中规定的照度提高一级 :

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。


学校建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值 (Lx)

教室课桌面 300

实验室实验桌面 300

美术教室桌面 500

多媒体教室 0.75m 水平面 300

教室黑板黑板面 500


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 250 320 精细装配 1000 5400 非常精细装配 1500 10800 绘图 1000 2200 办公室工作 500 1600


1 ．自然采光在设计车间建筑物时应最大限度的考虑使用自然光，最好采用综合采光 (即同时采用侧方、上方的采光 ) 。因为单独采用侧方采光或上方采光，都会使室内照度不均匀，既会影响工作效率，又容易发生事故。

当自然采光不能满足视觉要求时，应采用人工照明补充。

第五节照明环境设计第五节照明环境设计


2 ．适宜的照度国外有些国家规定，一般照明的照度不小于 500

lx ，全面照明的照度在 500～ 1000lx 时较好。局部照明和一般照明必须协调，一般照明的照

度不应过分低于局部照明（关着灯看电视），也不应与局部照明相同，更不允许高于局部照明。一般照明的照度应不低于混合照明 ( 一般照明和局部照明组成的照明 )总照度的 5％～ 10％，并且其最低照度应不少于 20lx 。


3. 好的光线质量物体与背景的对比度、光的颜色、眩光和光源

的照射方向均属于光的质量。为了看清物体，应使其背景更暗一些，即有一

定的对比度。若识别物体的轮廓，应使对比度尽可能大些，如白纸黑字，如果是白底黄字或红底黑字既不利于识别也令人厌倦。

但在观察物体细部，如识别颜色、组织或质地时，应使物体与背景之间的对比度最小，这时才能看清细部结构。


室内各部分照度比最大允许值对比特征办公室车间工作区与其周围环境 3 ： 1 5 ： 1（墙壁、天花板、地板、桌面、机具）工作区与较远周围环境 10 ： 1 20 ： 1

光源与背景之间 20 ： 1 40 ： 1

视野范围内各表面间 40 ： 1 80 ： 1


• 注意防止灯光直射和眩光的产生，任何光源都不应该直接进入操作者的视线。一般光源应在视线 45° 角以外 .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。

• 为保护眼睛不受灯光的直射和防止眩光，可使用漫射光。• 在直射式和扩散式照明时，需限制光源亮度，如果光源的亮度超过 200cd/m2，应当按灯罩或滤光屏。当光源亮度大于 16*104cd／ m2 时，无论亮度对比如何，都会产生严重眩光现象。

• 提高灯的悬挂高度和采用带有一定保护角的灯具以及其它防止眩光的措施。如办公桌不宜面对窗户，侧射、背射、半透明窗帘、百叶窗都是避免眩光的好方法。

• 在机器 , 仪器 , 桌面 , 控制台等避免采用反光的材料和颜色。

• 减小亮度比。


4. 保证照度的稳定性和均匀性（ 1 ）稳定性。作业照明的电压应不低于其额定电压的 98％。

（ 2 ）均匀性。对于一般工作，如果作业场所较大，对于整个工作面上的照度设计应满足：

因此用多个小灯泡比用一个大灯泡强。


参考资料参考资料1. 廖建桥，人因学讲义，华中科技大学， 199

9年。2. 丁玉兰主编，《人机工程学》，北京理工大

学出版社， 2005年，第三版。3. 朱序璋主编，《人机工程学》，西安电子科技大学出版社， 1999年，第一版。

4. GB50034-2004 工业企业照明设计标准


思考题思考题

1. 学习室内照度均匀度的测量方法。2. 学习照明环境评价方法，并思考权重

的给出方法。

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