第4章人因工程学
人因工程《第4章 照明环境》
人因工程 第四章 照明环境
26/59
各种光源的显色指数
光源的显色性是指由光源所表现的物体色的性质。 各种光源的平均显色指数如下表
光源 白色荧光灯 日光色荧光灯 暖白色荧光灯 显色指数Ra 66 77 59 光源 荧光水银灯 金属卤化物灯 高显色金属卤化 物灯 高压钠灯 显色指数Ra 44 65 92
只含单一波长成分的光称为单色光， 包含两种以上成分的光称为复合光。
人因工程 第四章 照明环境
3/59
4.1.2 光的度量
(1) 光通量 光通量是最基本的光度量，它可定义 为单位时间内通过的光量，是用国际照 明组织规定的标准人眼视觉特性（光谱 光效率函数）来评价的辐射通量，单位 为流明（lm）。利用光电管可测量光通 量。
图中为不同的被试人员对各种照度的满意程度，图中粗线为 平均值。由图示可知，2000lx是较理想的照度，当照度提高 到5 0001x时，因过分明亮导致满意程度下降。
人因工程 第四章 照明环境
21/59
4.3.3照明与事故
事故数量与室内照度的关系
图中所示为事故次数 和季节的关系。由于 11月、12月、1月的 白天很短，工作场所 人工照明时间增加， 和天然光相比，人工 照明的照度值较低， 故在冬季内事故次数 最高。
人因工程 第四章 照明环境 23/59
4.4 工作场所照明
4.4.1 照明方式 （l）一般照明 （2）局部照明 （3）综合照明 （4）特殊照明
人因工程 第四章 照明环境
24/59
照明配光方式
人因工程 第四章 照明环境
25/59
4.4.2 光源选择
自然采光 人工光源作补充照明 人工照明
500
300 750 500 200 100 200 300 500
人因工程学第4章照明环境课件
示：
I d
d
I
光源不均匀
光源均匀
意义：描述光源发出的光通量在空间一定空间范围内的分布。
4.1.2 光的度量
立体角的大小为： s / r 2
Ω为立体角的大小； S为球面上的面积； r为球体的半径；
11/59
4.1.2 光的度量
（3）亮度（Ｂ） 指物体表面单位面积上发射或反射的光强
，用B表示，单位为尼特（nt—坎[德拉]每平方 米（cd/m2）。
意义：描述发光表面发光能力的强弱。
公式： L I S
12/59
4.1.2 光的度量
（4）照度（Ｅ） 照度是被照面单位面积上所接受的光通量。
单位为勒克司（lx）。
E
S 意义：描述受照物体被照明的程度。
例：用一只发光为1750流明的灯泡照明一个 3×3＝9平方米的 房间，其平均照度为 1750 / 9＝194.4勒克斯
4.2 照明的影响
照明与视觉疲劳
不同照度下，看书后眼睛疲劳程度可以通过眨眼次数的变化来说明
照度/lx
最初及最后5min阅读眨眼次 数
最后5min眨眼增多百分数
10 35～60
71.5
100 35～46
31.4
1000 36～39
8.3
4.2 照明的影响
生产率、视疲劳与照度的关系
图中为一精密加工车间， 随着照度值由370lx逐渐增加， 劳动生产率随之增长，视觉 疲劳逐渐下降，这种趋势在 1200lx以下很明显。
们长期在自然光下生活，人眼对自然光适应性强，视觉效 果好。
4.3.2 光源的选择
（4）灯光为无频闪光。 频闪光是发光时出现一定频率的亮暗交替变化。普通
日光灯的供电频率为50赫兹，发光时每秒亮暗100次，属 于低频率的频闪光，会使人眼的调节器官，如睫状肌、瞳 孔括约肌等处于紧张的调节状态，导致视觉疲劳，从而加 速青少年近视。如果发光时的供电频率提高到数百赫兹以 上，或成直流供电，人眼即不会有频闪感觉，也不会造成 视力伤害，这种光称为无频闪光。
人因工程课程设计总结
人因工程课程设计总结一、课程目标知识目标：1. 让学生理解人因工程的基本概念、原理和应用领域，掌握人-机-环境系统的交互作用及优化方法。
2. 使学生掌握人因工程在设计、评估和改进产品、工作场所等方面的基本方法和技巧。
技能目标：1. 培养学生运用人因工程知识分析和解决实际问题的能力，能针对具体案例提出合理的改进方案。
2. 提高学生团队协作、沟通表达和创新能力，能够开展人因工程相关的实践活动。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对人因工程的兴趣和热情，激发他们探索人类工效学领域的积极性。
2. 增强学生的安全意识、人本意识和环保意识，使他们在设计过程中充分考虑人的需求和环境保护。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程旨在教授人因工程的基本理论、方法和技术，注重实践性和应用性。
2. 学生特点：学生具备一定的物理、数学和工程基础，具有较强的学习能力和实践操作能力。
3. 教学要求：结合实际案例，采用启发式、讨论式和项目式教学方法，提高学生的理论水平和实践能力。
1. 知识层面：掌握人因工程的基本理论，了解人-机-环境系统的交互作用。
2. 技能层面：具备分析和解决实际问题的能力，能够开展人因工程相关的实践活动。
3. 情感态度价值观层面：培养学生的专业兴趣，提高安全意识、人本意识和环保意识。
二、教学内容1. 人因工程基本概念与原理：包括人因工程定义、发展历程、研究内容和方法，以及人-机-环境系统的基本构成和相互作用。
教材章节：第一章 人因工程概述2. 人的生理与心理特征：介绍人的生理结构、感知特性、认知过程、心理特征及其在工程设计中的应用。
教材章节：第二章 人的生理与心理特征3. 人因工程在设计中的应用：分析产品、工作场所、人机界面等设计领域中人因工程的应用方法及案例。
教材章节：第三章 人因工程在设计中的应用4. 人因工程评估与优化：讲解人因工程评估方法、工具和流程，以及如何根据评估结果进行优化改进。
人因工程学课后习题及解答讲解
第一章一、简述人因工程学的定义。
答：人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。
人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统。
为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。
其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。
二、人因工程学的发展历程经历了哪几个阶段？答：1.人因工程学的萌芽时期20世纪初，美国人泰勒(科学管理的创始人)进行了著名的铁铲实验和时间研究实验 ，他还对工人的操作进行了时间研究，改进操作方法，制定标准时间，在不增加劳动强度的条件下提高了工作效率。
与泰勒同一时期的吉尔布雷斯夫妇开展了动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方法。
在这一时期，德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用于生产实践，其代表作是《心理学与工业效率》，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。
20世纪初，虽然已孕育着人因工程学的思想萌芽，但人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。
由于机器进步很快，使人难以适应，因此大量存在着伤害人身心的问题。
2.人因工程学的兴起时期这一阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。
第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景。
该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。
自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”，这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。
实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。
3.人因工程学的成长时期这一阶段包括第二次世界大战至20世纪60年代。
二战以前，人与机器装备的匹配，主要是通过选拔和培训，使人去适应机器装备。
二战期间，由于战争的需要，首先在军事领域开始了与设计相关学科的综合研究与应用 ，使人适应机器转入到使机器适应人的新阶段 。
人因工程学第四章_1
• 4）卡他度
• 由卡他温度表测定，记录从38℃下降到35℃时所需要的时间t • H=F/T,散热条件越好,H值就越大 • F——卡他计常数，mJ/cm2； t——卡他 计液面从38℃降到35℃所需要的时间，秒（s）； H——卡他度，mJ/cm2·s。
• 5）不舒适数
• DI=0.72(td+tw)+40.6
第4章 人因系统中的环境因素(一)
• 识记：名词术语；微气候若干条件及相互 关系；声音的物理度量；计权声级；噪声 的危害；振动的影响 • 理解：微气候条件的感受与评价；微气候 条件的改善方法；噪声的评价方法；噪声 控制措施；振动的控制措施； • 能力：噪声强度的计算及噪声对人体影响 程度计算；
第四章
1、高温作业环境的改善
• 4.1 微气候 • 4.1.1 微气候若干条件及相互关系 • 4.1.2 微气候条件的感受与评价 • 4.1.3 微气候条件的改善 • 4.2 振动和噪声 • 4.2.1 声音与听觉 • 4.2.2 噪声 • 4.2.3 振动
• 1）生产工艺和技术措施 • A.合理设计生产工艺过程:热源的位置设置 • B.合理安排作业负荷:增加休息（DSCN1265.MOV，讨 论：具体有哪些措施？）；慢生产节拍 • C.培养职业适应能力:逐渐适应;群体作业 • D.屏蔽热源:铺盖泡沫;屏风;热反射服 • E.增加气流速度:高温高湿时气流速度作用降低 • F.降低湿度:在通风口设置去湿器 • 讨论：1、对于空气质量差的环境,通风方式中抽风与送 风相比，哪个更合适？ • 2、标准规定，夏季或冬季自然通风用的进气窗其下端 距地面分别不应高于1.2m ，不低于4m ，为什么？
1）高温环境 (1)核心温度与作业负荷的关系 TR=37.0+0.0019M (2)产量与气温及湿球温度的关系: 温度越高，产量越小，事故率越高
第4章人因工程 2013-11-28
12
第4章 人因工程
工业工程导论
人因工程
照明环境
照明对作业的影响 照度
照明与疲劳、生产效率
照明与事故 照明与环境
13
第4章 人因工程
工业工程导论
人因工程
照明环境
照度 照度：照度是被照面单位面积上所接受的光通量，单位 为勒克司（lx） 。 光通量:是最基本的光度量，它可定义为单位时间内通过的 光量，是用国际照明组织规定的标准人眼视觉特性（光谱 光效率函数）来评价的辐射通量，单位为流明（lm）。利 用光电管可测量光通量。 增加或减少点光源的光强度、改变受照物体与光源的距离、 调整光源与受照体之间的夹角，均是改善受照物体表面照 度的有效途径。
男性 140%
温度过高或过低对人体有直接影响，因而影响工作效率。
8
第4章 人因工程
工业工程导论
人因工程
微气候环境
空气湿度
湿度:空气的干湿程度 (1)绝对湿度:每立方米（m3）空气内所含的水汽克数。 (2)相对湿度:某气温、压力条件下空气的水汽压强与相同温 度、压力条件下饱和水汽压强的百分比。 生产与生活环境场所的湿度常用相对湿度表示。相对湿度 在70%以上称为高气湿，低于30%称为低气湿。
27
第4章 人因工程
工业工程导论
人因工程
色彩环境
硬度感
色彩的硬度感是指色彩给人以柔软和坚硬的感觉， 它和色彩的轻重感很相似，与色彩的明度和纯度 有关。
明度高的色彩感觉软，明度低的色彩感觉硬；
高纯度和低纯度的色彩感觉硬，中等纯度的色 彩感觉软。 在无彩色中的黑、白是硬色，灰色是软色。 一般常采用高明度和中等纯度的色彩来表现软。
28
人因工程学课程设计
人因工程学课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解人因工程学的基本概念，掌握人-机-环境系统的相互作用关系；2. 掌握人因工程学在设计中的应用原则，了解人体生理和心理特点；3. 了解人因工程学在改善工作、生活环境和提高工作效率中的作用。
技能目标：1. 能够运用人因工程学原理分析实际案例，提出改进方案；2. 培养学生的团队合作能力和创新设计思维，提高解决实际问题的能力；3. 学会使用人因工程学相关工具和软件，进行简单的设计和分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对人因工程学的兴趣，激发学生探索人与环境和谐发展的热情；2. 增强学生的安全意识，认识到人因工程学在保障人类健康和安全中的重要性；3. 培养学生的社会责任感，使其关注弱势群体，提高对人类福祉的关爱。
课程性质：本课程为人因工程学的基础课程，旨在帮助学生了解人因工程学的基本知识，提高学生在实际设计中的应用能力。
学生特点：高中生具有一定的物理、生理和心理知识基础，具备一定的观察能力和逻辑思维，但可能对人因工程学概念较为陌生。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过案例分析、小组讨论等多种教学方法，提高学生的参与度和积极性。
同时，注重培养学生的动手能力和实际应用能力，使学生在掌握知识的基础上，能够解决实际问题。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，使其形成正确的价值观。
二、教学内容1. 引言部分：介绍人因工程学的定义、发展历程和应用领域，使学生对人因工程学有初步的认识。
教材章节：第一章 引言2. 人体生理和心理特点：分析人体的生理结构和功能，探讨心理特点及其在设计中的应用。
教材章节：第二章 人体生理和心理特点3. 人-机-环境系统：讲解人、机器和环境之间的相互作用关系，阐述人因工程学在设计中的重要性。
教材章节：第三章 人-机-环境系统4. 人因工程学原理与应用：介绍人因工程学的基本原理及其在各个领域的应用案例。
教材章节：第四章 人因工程学原理与应用5. 设计原则与实践：讲解人因工程学在设计中的原则，结合实际案例进行分析。
人因工程学简介
第三章 人因工程研究內容
五.研究工作环境及其改善 作业环境包括一般工作环境,如照明、颜色、噪声、振动、温度、湿度、 空气粉尘和有害气体等,也包括高空、深水、地下、加速、减速、高温、低温 及辐射等特殊工作环境. 六.研究作业方法及其改善 人因工程学主要研究人从事体力作业、技能作业和脑力作业时的生理与 心理反应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷及能量消耗、 工作与休息制度、作业条件、作业程序和方法；研究适宜作业的人机界面等 等. 七.研究系统的安全性和可靠性 人因工程研究人为失误的特征和规律,人的可靠性和安全性,找出导致人 为失误的各种因素,以改进人—机—环境系统,通过主观和客观因素的相互补 充和协调,克服不安全因素,搞好系统安全管理工作. 八.研究组织与管理的效率 人因工程学要研究人的决策行为模式；研究如何改进生产或服务流程； 研究组织形式与组织界面,便于员工参与管理和决策,使员工行为与组织目标 相适应等.
學習人因工程的目標
1.获得最佳工作效率！ 2.获得最佳的安全与健康保障！ 3.获得最佳的生活享受！ 4.获得最佳的人性化体验！
人因工程:创造并拥 有更美好的工作与 生活品质！
課程內容
第一章 人因工程定義 第二章 起源和發展
第三章 人因工程研究內容
第四章 人因工程應用領域
第五章 人的作業能力和疲勞
机 具
器 具 设备与设施
被 服
作业条件、 作业方 法、 作业量、作业 姿势、工具选择与放 置等
服装、鞋、帽、被物、工作服、安全帽、工作靴等
生产作业、服务作业、驾驶作业、检验作业、监视作业、维修作业、计算机操作、办公 室作业、体力作业、技能作业、脑力劳动、危险作业、女工作业：高龄人与残疾人作业, 以及学习、训练、运动、康复等活动
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节 人因工程学的概述
三、人因学的研究内容和应用领域
（一）研究内容
(1)研究人的生理与心理特性 (2)研究人机系统总体设计 (3)研究人机界面设计 (4)研究工作场所设计和改善 (5)研究工作环境及其改善 (6)研究作业方法及其改善 (7)研究系统的安全性和可靠性 (8)研究组织与管理的效率
模拟：假人模型冲击/虚拟技术 模型：输入—系统—输出
6. 计算机数值仿真法，（见图4-4）
图4-3 研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型返回
图4-4 人体动作分析仿真图形输出 返回
第一节 人因工程学的概述
五 人因工程学的相关学科 人因工程学的形成吸取
了“人体科学”、“技术科 学”、
“环境科学”等学科的研究 成
图4-6
返回
第二节 人体测量
人体测量的基本术语
1.被测者姿势 （1）立姿 （2）坐姿
2.测量基准面，见图4-7 矢状面、正中矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面
3.基本测点与测量项目 头部测点16个和测量项目12项；躯干和四肢部位
测点22个，测量项目共69个。
图4-7
返回
第二节 人体测量
二、 我国成年人人体结构(静态)尺寸
P5
1971 1869 1579 1374 816 416 310 777 673 1249 592 1190 2000 364 1247 761
男（18～60岁）
P50
2108 2003 1691 1483
875 447 343 834 730 1339 626 1260 2127 372 1315 798
返回
图1-13 坐姿活动空间
返回
图4-14单腿跪姿活动空间
返回
图4-15 仰卧活动空间
返回
图4-16室内设计者常用的人体测量尺寸 返回
第二节 人体测量
三、我国成年人人体功能(动态)尺寸
动态人体测量通常是对手、上肢、下肢、脚所及的 范围以及各关节能达到的距离和能转动的角度进行
测量。
表4-1 我国成人男女上肢功能尺寸/mm
测量项目
立姿双手上立姿双肘平展宽 坐姿前臂手前伸长 坐姿前臂手功能前伸长 坐姿上肢前伸长 坐姿上肢功能前伸长 坐姿双手上举高 跑姿体长 跪姿体高 俯卧体长 俯卧体高 爬姿体长 爬姿体
P50
1968 1860 1559 1344 811 413 306 764 657 1251 587 1196 1982 369 1239 738
P96
2089 1976 1659 1438 869 442 333 818 707 1328 624 1258 2102 384 1296
783
图1-12立姿活动空间
（二）应用领域 人因工程学的应用
涉及非常广泛的领域。 与人直接有关的应用领 域概括为机具、作业、 环境和管理等几大类。
第一节 人因工程学的概述
四、人因工程学的研究方法
1.调查法 是获取有关研究对象资料的一种基 本方法。包括访谈法、考察法和问卷法。
2.观测法 观测法是研。 究者通过观察、测定和 记录自然情境下发生的现象来认识研究对象 的一种方法可借助摄影或录象。
果、思想、原理、准则、数 据和方法。
图4-5
第二节 人体测量
一、人体测量学概念
人体测量学：通过测量人体各部位尺寸来确定个 体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人 的形态特征，使设计更适于人。见图4-6。 测量数据： 1、人体构造尺寸（静态尺寸）：被测者静止地站着 或坐着进行测量的尺寸。 2、功能尺寸（动态尺寸）：被测者处于动作状态下 所进行测量的尺寸。
第四章 人因工程学
进化or退化？
• Something wrong？
What can we do？ How？
本章内容
第1节 人因工程学概述 第2节 人体测量 第3节 人的因素 第4节 人的工作环境 第5节 人机系统
第一节 人因工程学概述
一、人因学的形成与发展 本学科起源于欧洲，形成于美国。人因工程学是研究人一
3. 实验法 在实验室或作业现场进行多次反复观 测，（图4-1、图4-2）
图4-1 研究宇航员生理、心理能力测量装置框图
返回
图4-2 驾驶员眼动规律实验装置
返回
第一节 人因工程学的概述
4、心理测量法 运用人的主观感受对系统的质量、 特性等进行评价和判定的一种方法。
5.模拟和模型试验法，（见图4-3）
P96
2245 2138 1802 1593 934 478 376
892 789 1426 661 1330 2257 383 1384 836
P5
1845 1741 1457 1248 756 383 277 712 607 1173 553 1137 1867 359 1183 694
女（18～55岁）
参阅GB10000－88我国成年人人体尺寸国家标准，主要 包括：
(一) 人体主要尺寸, 见图4-8 (二) 立姿人体尺寸，见图4-9 (三) 坐姿人体尺寸，见图4-10 (四) 人体水平尺寸，见图4-11 （五）各大区域人体尺寸的均值和标准差
4-8
图 人 体 主 要 尺 寸 部 位
返回
图4-9 立姿人体尺寸
返回
图4-10 坐姿人体尺寸
返回
图4-11 人体水平尺寸
返回
第二节 人体测量
• 东北、华北区：黑、吉 、辽、内蒙、山东、河北、 北京、天津；
• 西北区：新疆、甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁 夏、河南；
• 东南区：安徽、江苏、浙江、上海； • 华中区：湖南、湖北、江西； • 华南区：广东、广西、福建； • 西南区：贵州、四川、云南。
机一环境三者之间相互关系的学科，是近几十年发展起来的一
门边缘性应用学科。
美国：人的因素工程学或人类工程学 西欧国家：人类工效学 日本：人间工学。 我国：人机工程学、人体工程学、工程心理学、
人类工效学、人类工程学、人的因素等。
第一节 人因工程学的概述
二、人因学的定义 国际人类工效学学会（IEA）：
研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心 理学等方面的各种因素；研究人和机器及 环境的相互 作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考 虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。