自然科学体力工作负荷.pptx

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1、第一节第一节 人体活动力量与耐力人体活动力量与耐力人体活动的最基本特征有三个：力量、耐力和能人体活动的最基本特征有三个：力量、耐力和能量代谢，三者联系密切。量代谢，三者联系密切。本节将着重介绍人体活动的力量特征和耐力特征。本节将着重介绍人体活动的力量特征和耐力特征。第1页/共70页一、人体活动力量一、人体活动力量人能够发挥出力的大小，决定于人体的姿势、着人能够发挥出力的大小，决定于人体的姿势、着力部位以及力的作用方向。力部位以及力的作用方向。施力部位可把人体力量分为手部力量、脚（含腿）施力部位可把人体力量分为手部力量、脚（含腿）部力量、背部力量和颈部力量。部力量、背部力量和颈部力量。人的操作是

2、由手和脚来完成。因此，手部力量和人的操作是由手和脚来完成。因此，手部力量和脚部力量在所有各类力量中起着重要的作用。脚部力量在所有各类力量中起着重要的作用。第2页/共70页1.1.手部力量手部力量1 1）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。握力大小因年龄、性别等因素的变化而有很大能力。握力大小因年龄、性别等因素的变化而有很大的差异。表的差异。表3-13-1是根据对一组被试的测定所得到的实验是根据对一组被试的测定所得到的实验结果。结果。从表从表3-13-1可以看出，人体力量与人的年龄、性别有可以看出，人体力量与人的年龄、性别有关，年龄和性别对力量

3、有很大的影响。关，年龄和性别对力量有很大的影响。第3页/共70页年龄年龄/岁岁男性男性女性女性人数人数左手左手/N/N右手右手/N/N人数人数左手左手/N/N右手右手/N/N4 45 55 56 66 67 77 78 88 89 99 91010101011111111121212121313131314141414151515151616161617171717181820202424252529293030一一343435353939404044444545494950505454555559596060以上以上10104242133133128128217217148148125125

4、1241241511512432431841841861861631639898149149122122929264645252616122223737262619.619.634.334.344.144.157.8257.8281.3481.3491.1491.14115.64115.64127.4127.4178.36178.36200.9200.9239.12239.12276.36276.36303.8303.8308.7308.7392392392.98392.98393.96393.96378.28378.28371.42371.42375.34375.34347.9347.934

5、4.96344.96305.76305.7628.4228.4238.2238.2255.8655.8669.5869.5896.0496.04104.86104.86125.44125.44142.1142.1194.04194.04219.52219.52254.8254.8298.9298.9321.44321.44335.16335.1643.543.5425.32425.32421.4421.4398.86398.86397.88397.88403.76403.76370.44370.44364.56364.56315.56315.566 6282812012012l12l22322

6、31221221481481011011441441531531001009797494988883030313117171616282821218 8232315.6815.6820.5820.5827.4427.4440.1840.1852.9252.9262.7262.7280.3680.3695.0695.06144.06144.06167.58167.58198.94198.94209.72209.72209.72209.72231.28231.28237.16237.16254.8254.8242.06242.06236.18236.18231.28231.28237.16237.

7、16220.5220.5195.02195.0219.619.628.4228.4236.2636.2650.9650.9665.6665.6675.4675.4695.0695.06113.68113.68160.72160.72186.2186.2221.48221.48230.3230.3229.32229.32248.92248.92251.86251.86267.54267.54249.9249.9246.96246.96245.98245.98247.94247.94237.16237.16198.94198.94表表3-13-1男女握力平均值男女握力平均值第4页/共70页2 2）

8、手的操纵力。）手的操纵力。手的操纵力与人的作业手的操纵力与人的作业姿势、用力方向等因素姿势、用力方向等因素有关。有关。坐姿手操纵力：坐姿手操纵力：图图3-13-1坐姿工作时不同角度的臂力测坐姿工作时不同角度的臂力测定定第5页/共70页立姿手操纵力：立姿手操纵力：图图3-23-2立姿操纵时手的拉力和推力立姿操纵时手的拉力和推力第6页/共70页卧姿手操纵力：卧姿手操纵力：表表3-33-3卧姿不同肘角时手的最大臂力卧姿不同肘角时手的最大臂力第7页/共70页常见手部操作动作及其力量极限：常见手部操作动作及其力量极限：图图3-43-4常见手部操作动作及其力量极限推荐值常见手部操作动作及其力量极限推荐值第

9、8页/共70页2.2.脚部力量脚部力量脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和方向有脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和方向有关。一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达关。一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达2568N,2568N,左脚左脚为为2362N2362N；膝部伸展角度在；膝部伸展角度在1300130015001500或或1600160018001800之间时，脚蹬力最大。之间时，脚蹬力最大。一般来说，右脚脚力大于左脚；男性脚力大于女一般来说，右脚脚力大于左脚；男性脚力大于女性脚力。脚力控制器的操纵力最大不应超过性脚力。脚力控制器的操纵力最大不应超过264N264N。否。否则易疲劳。右脚使用力的大小

10、、速度和准确性都优于则易疲劳。右脚使用力的大小、速度和准确性都优于左脚。左脚。操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。第9页/共70页一般把人体能够在较长时间内保持特定工作水平一般把人体能够在较长时间内保持特定工作水平的能力称为耐力。的能力称为耐力。研究表明，随着活动持续时间的增加，人体力量研究表明，随着活动持续时间的增加，人体力量出现下降。人体力量与持续时间之间存在一种非线性出现下降。人体力量与持续时间之间存在一种非线性的反比关系，如图的反比关系，如图3-53-5所示。所示。第10页/共70页第二节第二节 体力工作负荷及其测定体力工作负荷及其测定体力工作负荷是指人

11、体单位时间内承受的体力体力工作负荷是指人体单位时间内承受的体力工作量的大小。工作量越大，人体承受的体力工作工作量的大小。工作量越大，人体承受的体力工作负荷强度越大。人体的工作能力是有一定限度的。负荷强度越大。人体的工作能力是有一定限度的。对操作者承受负荷的状况进行准确评定，既能对操作者承受负荷的状况进行准确评定，既能保证工作量，又能防止操作者在最佳工作负荷水平保证工作量，又能防止操作者在最佳工作负荷水平外超负荷工作，是人机系统设计的一项重要任务。外超负荷工作，是人机系统设计的一项重要任务。一、体力工作负荷的定义一、体力工作负荷的定义第11页/共70页可运用上述生理指标和生化指标的变化测定人可运

12、用上述生理指标和生化指标的变化测定人体工作负荷水平，体力工作负荷可以从生理变化、体工作负荷水平，体力工作负荷可以从生理变化、生化变化、主观感觉等三个方面进行测定。生化变化、主观感觉等三个方面进行测定。二、体力工作负荷的测定二、体力工作负荷的测定1.1.生理变化测定生理变化测定生理变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、生理变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、血压和肌电图等生理变量的变化来测定体力工作负荷。血压和肌电图等生理变量的变化来测定体力工作负荷。生理变化的测定也可以使用某些派生的吸氧量和心率生理变化的测定也可以使用某些派生的吸氧量和心率指标。指标。第12页/共70页2.2.生化变化测

13、定生化变化测定经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负荷经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负荷对人体尿蛋白含量有明显的影响，即所谓的对人体尿蛋白含量有明显的影响，即所谓的“运动性运动性尿蛋白尿蛋白”现象。现象。第13页/共70页3.3.主观感觉测定主观感觉测定图图3-63-6自认劳累分级量表自认劳累分级量表主观感觉测定是通过如图主观感觉测定是通过如图3-63-6所示的自认劳累分级所示的自认劳累分级量表进行评价。经过多次修改，目前普遍使用的是量表进行评价。经过多次修改，目前普遍使用的是1515点（点（6 62020点）量表，该量表的特征是要求操作者根据点）量表，该量表的特征是要求操作者根据工

14、作中的主观体验对承受的负荷程度进行评判。工作中的主观体验对承受的负荷程度进行评判。第14页/共70页第三节第三节 体力工作时的能量消耗体力工作时的能量消耗体内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。体内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。能量代谢按机体所处状态，可以分为三种：基础代能量代谢按机体所处状态，可以分为三种：基础代谢量、安静代谢量、能量代谢量。谢量、安静代谢量、能量代谢量。一、基础代谢量一、基础代谢量基础代谢量，是人在绝对安静下基础代谢量，是人在绝对安静下(平卧状态平卧状态)维持维持生命所必须消耗的能量。生命所必须消耗的能量。第15页/共70页正常人的基础代谢率比较稳定，一般不超过正常正

15、常人的基础代谢率比较稳定，一般不超过正常平均值的平均值的15%15%。我国人体表面积的公式为：。我国人体表面积的公式为：体表面积体表面积(m(m2 2)=0.0061)=0.0061身高身高(cm)+0.0128(cm)+0.0128体重体重(kg)-0.1529(8-1)(kg)-0.1529(8-1)基础代谢量基础代谢量=基础代谢率平均值基础代谢率平均值(B)(B)人体表面积人体表面积(S)(S)持续时间持续时间(t)=BSt(8-2)(t)=BSt(8-2)第16页/共70页二、安静代谢量二、安静代谢量安静代谢量是指机体为了保持各部位的平衡及某安静代谢量是指机体为了保持各部位的平衡及某种

16、姿势所消耗的能量。种姿势所消耗的能量。安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量某种姿势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量的的2020作为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量，作为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量，因此，安静代谢量应为基础代谢量的因此，安静代谢量应为基础代谢量的120120。安静代。安静代谢率记为谢率记为R R，R R1.2B1.2B。安静代谢量安静代谢量=RSt=RSt1.2BSt(8-3)1.2BSt(8-3)式中，为安静代谢率（式中，为安静代谢率（kJ/(mkJ/(m2 2h)

17、h)；为人体表面积；为人体表面积（）；为持续时间（）；为持续时间（h h）。）。第17页/共70页三、能量代谢量三、能量代谢量人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能量人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能量代谢量。代谢量。能量代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的代能量代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的代谢量和作业时增加的代谢量三部分。也可以表示为安谢量和作业时增加的代谢量三部分。也可以表示为安静代谢量与作业时增加的代谢量之和。能量代谢率记静代谢量与作业时增加的代谢量之和。能量代谢率记为为M M。能量代谢量能量代谢量=MSt(8-4)=MSt(8-4)式中，式中，M M为量代谢率（为量代谢

18、率（kJ/hmkJ/hm2 2）；为人体表面积）；为人体表面积（m m2 2）；为测定时间（）；为测定时间（h h）。）。第18页/共70页四、相对代谢率四、相对代谢率RMRRMR为了消除作业者之间的差异因素，常用相对代谢为了消除作业者之间的差异因素，常用相对代谢率这一相对指标衡量劳动强度。相对代谢率记为率这一相对指标衡量劳动强度。相对代谢率记为RMRRMR。第19页/共70页五、相对代谢率资料五、相对代谢率资料计算能量代谢量时，首先必须准备必要的相对代计算能量代谢量时，首先必须准备必要的相对代谢率资料，专家们已经积累了大量的系统的相对代谢谢率资料，专家们已经积累了大量的系统的相对代谢率数据。

19、可以对研究的某项具体作业，观察分析作业率数据。可以对研究的某项具体作业，观察分析作业者的动作、负荷和疲劳等方面的特征，然后与现有的者的动作、负荷和疲劳等方面的特征，然后与现有的资料加以对照比较，即可以判断确定该项作业的值。资料加以对照比较，即可以判断确定该项作业的值。有关判定生产作业活动的资料见表有关判定生产作业活动的资料见表3-53-5。日常作业活。日常作业活动的值参考资料见表动的值参考资料见表3-63-6。第20页/共70页动作动作部位部位动作细分动作细分RMR被检查者感觉被检查者感觉调查者观察调查者观察工作举例工作举例手指手指动作动作非意识的机械性非意识的机械性动作动作00.5手腕感到疲

20、劳，但习惯手腕感到疲劳，但习惯后不感到疲劳后不感到疲劳完全看不出疲劳感完全看不出疲劳感拍电报为拍电报为0.3记录为为记录为为0.5有意识的动作有意识的动作0.51工作时间长后有疲劳感工作时间长后有疲劳感看不出有疲劳感看不出有疲劳感拨电话号码为拨电话号码为0.7盖章为盖章为0.9手指手指动作动作手指动作连带到手指动作连带到小臂小臂1.02.0认为工作很轻不太疲认为工作很轻不太疲劳劳看不出有疲劳感看不出有疲劳感电脑操作为电脑操作为1.3电钻电钻(静作业静作业)为为1.8手指动作连带大手指动作连带大臂臂2.03.0常想休息常想休息有明显工作感，是较小的有明显工作感，是较小的体力劳动体力劳动抹光混凝土

21、为抹光混凝土为2.0上肢上肢动作动作一般动作方式一般动作方式3.04.0开始不习惯时劳累习惯开始不习惯时劳累习惯后不太困难后不太困难摆动虽大些，但用力不大摆动虽大些，但用力不大轻筛为轻筛为3.0电焊为电焊为3.0稍用力动作方式稍用力动作方式4.05.5局部疲劳，不能长时间局部疲劳，不能长时间连续动作连续动作使用整个上肢，用力明显使用整个上肢，用力明显装汽车轮胎为装汽车轮胎为4.5粗锯木料为粗锯木料为5.0全身全身动作动作一般动作方式一般动作方式5.56.5要求工作要求工作3040min后休后休息息作业者呼吸急促作业者呼吸急促拉锯为拉锯为5.8和泥为和泥为6.0动作较大，用力动作较大，用力均匀均

22、匀6.58.0连续工作连续工作20min感到胸中感到胸中难受，但再干轻的工作难受，但再干轻的工作能继续做能继续做作业者呼吸急促。脸变色，作业者呼吸急促。脸变色，出汗出汗锯硬木为锯硬木为7.5短时间内集中全短时间内集中全身力量身力量8.09.5工作工作56min后，什么工后，什么工作也不能做了作也不能做了作业者呼吸急促、流汗、作业者呼吸急促、流汗、脸色难看、不爱说话脸色难看、不爱说话用尖镐劳动为用尖镐劳动为8.5推推200kg三轮车为三轮车为9.5繁重作业繁重作业10.012.0工作不能持续工作不能持续5min以上以上急喘、脸变色、流汗急喘、脸变色、流汗用全力推车为用全力推车为10.0挖坑为挖坑

23、为12.4极繁重作业极繁重作业12.0以上以上用全力只能忍耐用全力只能忍耐lmin，实在没有力气了实在没有力气了屏住呼吸作业，急喘，有屏住呼吸作业，急喘，有明显的疲劳感明显的疲劳感推倒物料为推倒物料为17.0表表3-53-5生产作业活动的资料生产作业活动的资料第21页/共70页作业或活动内容作业或活动内容RMR值值作业或活动内容作业或活动内容RMR值值睡眠睡眠安静坐姿安静坐姿坐姿：灯泡钨丝的组装坐姿：灯泡钨丝的组装念、写、读、听念、写、读、听拍电报拍电报电话交换台的交换员电话交换台的交换员打字打字谈话：坐着谈话：坐着(有活动时有活动时0.4)站着站着(腿或身体弯曲时腿或身体弯曲时0.5)打电话

24、打电话(站站)用饭、休息用饭、休息洗脸、穿衣、脱衣洗脸、穿衣、脱衣乘小汽车乘小汽车乘汽、电车乘汽、电车(坐坐)乘汽、电车乘汽、电车(站站)、扫地、洗手、扫地、洗手使用计算器使用计算器洗澡洗澡邮局盖戳邮局盖戳使用缝纫机使用缝纫机在桌上移物在桌上移物用洗衣机用洗衣机基础代谢量的基础代谢量的80 90 00.10.20.30.41.40.20.30.40.40.50.50.61.02.20.60.70.91.01.01.21.2使用计算机使用计算机步行选购步行选购准备、做饭及收拾准备、做饭及收拾邮局小包检验工作邮局小包检验工作骑车骑车(平地平地180m/min)做广播体操做广播体操擦地擦地整理被褥整

25、理被褥下楼下楼(50m/min)上楼上楼(45m/min)慢步慢步(40m/min)(50m/min)散步散步(60m/min)(70m/min)步行步行(80m/min)(90m/min)(100m/min)(120m/min)跑步跑步(150m/min)马拉松马拉松万米跑比赛万米跑比赛1.31.61.62.42.93,03.54.35.32.66.51.31.51.82.12.73.34.27.08.08.514.516.7表表3-63-6日常作业的资料日常作业的资料第22页/共70页第四节第四节 作业时氧耗动态作业时氧耗动态能量产生和消耗可以从人体消耗的氧量上反应出能量产生和消耗可以从人

26、体消耗的氧量上反应出来。作业时人体所需的氧量取决于劳动强度大小，劳来。作业时人体所需的氧量取决于劳动强度大小，劳动强度越大，需要氧量也越多。因此，以体力为主的动强度越大，需要氧量也越多。因此，以体力为主的作业，可以利用人在作业中的耗氧量计算作业时耗能作业，可以利用人在作业中的耗氧量计算作业时耗能量。量。第23页/共70页一、氧债及其补偿一、氧债及其补偿氧需：单位时间所需的氧量（氧需能否得到满足氧需：单位时间所需的氧量（氧需能否得到满足主要取决于循环系统和呼吸系统的功能）。主要取决于循环系统和呼吸系统的功能）。氧上限：血液在单位时间内所能供应的最大氧量氧上限：血液在单位时间内所能供应的最大氧量（

27、成年人的氧上限一般不超过（成年人的氧上限一般不超过3L/min3L/min，有锻炼者可达，有锻炼者可达到到4L/min4L/min）。）。第24页/共70页氧债：氧需和供氧量之差（如图）。氧债：氧需和供氧量之差（如图）。b)b)氧需超过氧上限氧需超过氧上限a)a)氧需小于氧上限氧需小于氧上限第25页/共70页二、静态作业的氧需二、静态作业的氧需静态作业的特征是能量消耗水平不高，但容易发静态作业的特征是能量消耗水平不高，但容易发生疲劳。即使劳动强度很大，氧需也达不到氧上限，生疲劳。即使劳动强度很大，氧需也达不到氧上限，通常每分钟不超过通常每分钟不超过1L1L。但在作业停止后数分钟内，氧。但在作业

28、停止后数分钟内，氧耗不像动态作业那样迅速降低，而是先升高，然后再耗不像动态作业那样迅速降低，而是先升高，然后再逐渐降低到安静水平。具体如图逐渐降低到安静水平。具体如图3-83-8所示。所示。第26页/共70页三、氧耗量的测定与计算三、氧耗量的测定与计算相对代谢率相对代谢率(RMR)(RMR)指标通过作业中氧耗量来计算，指标通过作业中氧耗量来计算，计算公式如下：（要注意，对恢复期还氧债部分的氧计算公式如下：（要注意，对恢复期还氧债部分的氧耗量不能忽略）耗量不能忽略）其中作业时的氧耗量直接作业过程中测得其中作业时的氧耗量直接作业过程中测得基础代谢氧的消耗量可以通过由体重、身高计算基础代谢氧的消耗量

29、可以通过由体重、身高计算的体表面积值查表求出的体表面积值查表求出安静时氧的消耗量，一般以基础代谢氧消耗量的安静时氧的消耗量，一般以基础代谢氧消耗量的1.21.2倍来计算倍来计算第27页/共70页第五节第五节 劳动强度分级劳动强度分级劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。劳动强度不同，单位时间人体所消耗的紧张程度。劳动强度不同，单位时间人体所消耗的能量也不同。从劳动生理学方面来看，以能量代谢能量也不同。从劳动生理学方面来看，以能量代谢为标准进行分级是比较合适的。这种分级法可以把为标准进行分级是比较合适的。这种分级法可以把千差万别的作业，从能量代

30、谢角度进行统一的定义。千差万别的作业，从能量代谢角度进行统一的定义。目前，国内外对劳动强度分级的能量消耗指标目前，国内外对劳动强度分级的能量消耗指标主要有两种：主要有两种：相对指标，即相对代谢率相对指标，即相对代谢率RMRRMR。该指标在国外。该指标在国外应用比较普遍，目前在我国已开始使用；应用比较普遍，目前在我国已开始使用；绝对指标，如绝对指标，如8h8h的能量消耗量，劳动强度指数的能量消耗量，劳动强度指数等。等。第28页/共70页一、以相对代谢率指标分级一、以相对代谢率指标分级图图3-83-8静态作业的氧消耗动态静态作业的氧消耗动态依作业时的相对代谢率指标评价劳动强度标准的依作业时的相对代

31、谢率指标评价劳动强度标准的典型代表是日本能率协会的划分标准，它将劳动强度典型代表是日本能率协会的划分标准，它将劳动强度划分为划分为5 5个等级。如表个等级。如表3-83-8所示。所示。第29页/共70页作业的越高，规定的作业率应越低。作业的越高，规定的作业率应越低。2.72.7适宜的作业；适宜的作业；444的作业不能连续进行；的作业不能连续进行；77的作业应实行机械化。的作业应实行机械化。第30页/共70页二、以能耗量指标分级二、以能耗量指标分级性别性别等级等级主作业的主作业的RMR8h8h劳动能耗量劳动能耗量/kJ/kJ一天能耗量一天能耗量/kJ/kJ男男A AB BC CD DE E0 0

32、1 11 12 22 24 44 47 77 7111123032303385238523852385252345234523452347327732773277327908590859085908510844108447746774692119211921192111067610676106761067612770127701277012770146541465414654146541632916329女女A AB BC CD DE E0 01 1l l2 22 24 44 47 77 71111192619263014301430143014427042704270427059455945

33、59455945745374537453745389188918690869088039803980398039929592959295929510970109701097010970124771247712477124771394213942不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对照资不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对照资料见表料见表3-93-9。该资料为日本劳动研究所发表。该资料为日本劳动研究所发表。第31页/共70页我国于我国于19841984年颁布了体力劳动强度分级标准年颁布了体力劳动强度分级标准(GB3869-83)(GB3869-83)，该标准以劳动强度指数分级，该标准以劳动强度

34、指数分级，19971997年重新确定标准（年重新确定标准（GB3869-1997GB3869-1997）代替）代替GB3869-83GB3869-83，标准规定了体力劳动强度分级的划分原则和级别，标准规定了体力劳动强度分级的划分原则和级别，是劳动安全卫生和管理的依据。是劳动安全卫生和管理的依据。三、以劳动强度指数分级三、以劳动强度指数分级第32页/共70页1.1.定义定义本标准采用下列定义。本标准采用下列定义。1 1）能量代谢率）能量代谢率energymetabolicradeenergymetabolicrade（M M）2 2）劳动时间率）劳动时间率workingtimerate(T)wo

35、rkingtimerate(T)3 3）体力劳动性别系数）体力劳动性别系数sexcoeffcientofphysicalwork(S)sexcoeffcientofphysicalwork(S)4 4）体力劳动方式系数）体力劳动方式系数waycoefficientofphysicalwork(W)waycoefficientofphysicalwork(W)5 5）体力劳动强度指数）体力劳动强度指数intensityindexofphysicalwork(I)intensityindexofphysicalwork(I)第33页/共70页2.2.体力劳动强度分级体力劳动强度分级体力劳动强度级别

36、体力劳动强度级别体力劳动强度指数体力劳动强度指数151515201520202520252525体力劳动强度分为四级，如表体力劳动强度分为四级，如表3-103-10所示。所示。第34页/共70页3.3.能量代谢率、劳动时间率和体力劳动强度指数能量代谢率、劳动时间率和体力劳动强度指数的计算方法的计算方法1 1）平均能量代谢率）平均能量代谢率M M计算方法计算方法第35页/共70页单项劳动能量代谢率计算如下：单项劳动能量代谢率计算如下：每分钟肺通气量每分钟肺通气量3.03.07.3L7.3L时采用式：时采用式：1gM1gM0.0945x0.0945x0.537940.53794每分钟肺通气量每分钟

37、肺通气量8.08.030.9L30.9L时采用式：时采用式：lg(13.26lg(13.26)1.1648-0.0125x1.1648-0.0125x每分钟肺通气量每分钟肺通气量7.37.38.0L8.0L时采用上面两式的平时采用上面两式的平均值。均值。上式中，上式中，M M为能量代谢率（为能量代谢率（kJkJminminm m2 2）；）；x x为为单位体表面积气体体积，单位体表面积气体体积，L Lminminm m2 2。第36页/共70页2 2）劳动时间率）劳动时间率T T计算方法计算方法每天选择接受测定的工人每天选择接受测定的工人2 23 3名，记录自上工名，记录自上工开始至下工为止整

38、个工作从事各种劳动与休息的时开始至下工为止整个工作从事各种劳动与休息的时间。每个测定对象应连续记录间。每个测定对象应连续记录3 3天，取平均值，求出天，取平均值，求出劳动时间率劳动时间率(T)(T)。第37页/共70页3 3）体力劳切强度指数计算方法）体力劳切强度指数计算方法体力劳动强度指数计算公式：体力劳动强度指数计算公式：I=TI=TM MS SW W1010式中：式中：I I体力劳动强度指数；体力劳动强度指数；T T劳动时间率，；劳动时间率，；M M8h8h工作日平均能量代谢率，工作日平均能量代谢率，KJKJminminm m2 2；S S性别系数：男性性别系数：男性1 1，女性，女性1

39、.31.3；W W体力劳动方式系数：搬体力劳动方式系数：搬1 1，扛，扛0.400.40，推，推/拉拉0.050.05；其中，净作业时间比率可通过抽样测定，取其平均值。其中，净作业时间比率可通过抽样测定，取其平均值。第38页/共70页四、以氧耗、心率等指标分级四、以氧耗、心率等指标分级根据研究表明，以能量消耗为指标划分劳动强度根据研究表明，以能量消耗为指标划分劳动强度时，耗氧量、心率、直肠温度、出汗率、乳酸浓度和时，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意义。典型代表是国际劳工局相对代谢率等具有相同意义。典型代表是国际劳工局19831983年的划分标准，它将工农业生产的

40、劳动强度划分年的划分标准，它将工农业生产的劳动强度划分为为6 6个等级，见表个等级，见表3-113-11。第39页/共70页劳动强度等级劳动强度等级很轻很轻轻轻中等中等重重很重很重极重极重耗氧量耗氧量/(l/min)/(l/min)O O5 5O.5O.51.01.01.01.01.51.51.51.52.02.02.O2.O2.52.52.52.5能量消耗能量消耗/(kJ/min)/(kJ/min)lO.5lO.510.5-10.5-20.920.920.920.931.431.431.431.441.941.941.941.952.352.352.352.3心率心率/(beats/min)

41、/(beats/min)7575100100100100125125125125150150150150175175175175直肠温度直肠温度/37.537.53838383838.538.538.538.539393939排汗率排汗率/(ml/h)/(ml/h)200200400400400400600600600600800800800800第40页/共70页五、最大能量消耗界限五、最大能量消耗界限一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情境中，一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情境中，人体工作人体工作8h8h不产生过度疲劳的最大工作负荷值。最大不产生过度疲劳的最大工作负荷值。最大工作负荷值通

42、常以能量消耗界限、心率界限以及最大工作负荷值通常以能量消耗界限、心率界限以及最大摄氧量的百分数表示。摄氧量的百分数表示。第41页/共70页国外一般认为，能量消耗国外一般认为，能量消耗20.93kJ/min20.93kJ/min、心率、心率(110(110115)beats/min115)beats/min、吸氧量为最大摄氧量的、吸氧量为最大摄氧量的33%33%左左右时的工作负荷为最佳负荷。右时的工作负荷为最佳负荷。对于重强度劳动和极重对于重强度劳动和极重(很重很重)强度劳动，只有增强度劳动，只有增加工间休息时间即通过劳动时间率来调整工作日中的加工间休息时间即通过劳动时间率来调整工作日中的总能耗

43、，使总能耗，使8h8h的能耗量不超过最佳能耗界限。为了补的能耗量不超过最佳能耗界限。为了补充体内的能量贮备，就必须在作业过程中，插入必要充体内的能量贮备，就必须在作业过程中，插入必要的休息时间。的休息时间。第42页/共70页第六节第六节 体力疲劳及其消除体力疲劳及其消除一、体力疲劳及其分类一、体力疲劳及其分类体力疲劳是指劳动者在劳动过程中，出现的劳动体力疲劳是指劳动者在劳动过程中，出现的劳动机能衰退，作业能力下降，有时伴有疲倦感等自觉症机能衰退，作业能力下降，有时伴有疲倦感等自觉症状的现象。状的现象。体力疲劳根据身体使用部位可分为局部疲劳和全体力疲劳根据身体使用部位可分为局部疲劳和全身疲劳。根

44、据活动时间长短和活动强度的高低，可分身疲劳。根据活动时间长短和活动强度的高低，可分为短时间剧烈活动后产生的疲劳和长时间中等强度作为短时间剧烈活动后产生的疲劳和长时间中等强度作业后产生的疲劳，后一种疲劳在人机系统中比较普遍。业后产生的疲劳，后一种疲劳在人机系统中比较普遍。第43页/共70页二、疲劳的产生与积累二、疲劳的产生与积累体力疲劳是随工作过程的推进逐渐产生和发展的。体力疲劳是随工作过程的推进逐渐产生和发展的。按照疲劳的积累状况，工作过程一般分为四个阶段：按照疲劳的积累状况，工作过程一般分为四个阶段：1 1）工作适应期。）工作适应期。2 2）最佳工作期。）最佳工作期。3 3）疲劳期。）疲劳期

45、。4 4）疲劳过度积累期。）疲劳过度积累期。第44页/共70页疲劳的积累过程可用疲劳的积累过程可用“容器容器”模型来说明，图模型来说明，图3-3-9 9为为“容器容器”模型示意图。从图中可以看到，操作者模型示意图。从图中可以看到，操作者的疲劳受很多因素影响，最典型的是以下五个方面。的疲劳受很多因素影响，最典型的是以下五个方面。第45页/共70页1 1）劳动强度与工作持续时间。劳动强度是决定）劳动强度与工作持续时间。劳动强度是决定疲劳出现时间以及疲劳积累程度的主要因素。疲劳出现时间以及疲劳积累程度的主要因素。2 2）作业环境条件。环境条件包括许多方面，如）作业环境条件。环境条件包括许多方面，如照

46、明，噪声、振动、微气候、空气污染、色彩布置等。照明，噪声、振动、微气候、空气污染、色彩布置等。3 3）劳动制度和生产组织方式。不合理的劳动制）劳动制度和生产组织方式。不合理的劳动制度和生产组织方式不利于人体保持最佳工作能力。度和生产组织方式不利于人体保持最佳工作能力。第46页/共70页4 4）身体素质。不同的作业者身体素质不同。）身体素质。不同的作业者身体素质不同。5 5）营养、睡眠等。营养和睡眠是影响操作者疲）营养、睡眠等。营养和睡眠是影响操作者疲劳状况的另一类因素，生活条件差，营养不良，长期劳状况的另一类因素，生活条件差，营养不良，长期睡眠不足的个体，其工作能力受到明显的影响，容易睡眠不足

47、的个体，其工作能力受到明显的影响，容易产生疲劳。产生疲劳。6 6）其他作业者本身的因素，如熟练程度、操作）其他作业者本身的因素，如熟练程度、操作技巧、对工作的适应性、年龄以及劳动情绪等影响因技巧、对工作的适应性、年龄以及劳动情绪等影响因素也都会带来生理疲劳。素也都会带来生理疲劳。第47页/共70页三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机理疲劳的类型不同，发生的机理也不同。对于疲劳疲劳的类型不同，发生的机理也不同。对于疲劳现象的解释在学术界未能达成共识，目前主要有下述现象的解释在学术界未能达成共识，目前主要有下述几种论点。几种论点。1.1.物质累积理论物质累积理论短时间大强度作业产生的疲劳，主要是肌肉

48、疲劳。短时间大强度作业产生的疲劳，主要是肌肉疲劳。大量研究表明，短时间大强度作业后，肌肉中的大量研究表明，短时间大强度作业后，肌肉中的ATPATP、CPCP含量明显下降。含量明显下降。ATPATP、CPCP浓度下降至一定水平时浓度下降至一定水平时必定导致肌肉进行糖酵解以再合成必定导致肌肉进行糖酵解以再合成ATPATP。糖酵解伴随。糖酵解伴随乳酸的产生和积累。这种物质在肌肉和血液中大量累乳酸的产生和积累。这种物质在肌肉和血液中大量累积，使人的体力衰竭，不能再进行有效的作业。积，使人的体力衰竭，不能再进行有效的作业。第48页/共70页2.2.力源消耗理论力源消耗理论随着劳动过程的进行，能量不断消耗

49、，人体内的随着劳动过程的进行，能量不断消耗，人体内的ATPATP、CPCP浓度和肌糖原含量下降。人体的能量供应是浓度和肌糖原含量下降。人体的能量供应是有限的，当可以转化为能量的能源物质有限的，当可以转化为能量的能源物质“肌糖原肌糖原”储储备耗竭或来不及加以补充时，人体就产生了疲劳。备耗竭或来不及加以补充时，人体就产生了疲劳。第49页/共70页3.3.中枢系统变化理论中枢系统变化理论作业过程中，除了作业过程中，除了ATPATP、CPCP浓度和肌糖原含量不断浓度和肌糖原含量不断下降以外，同时还伴随着血糖的降低和大脑神经抑制下降以外，同时还伴随着血糖的降低和大脑神经抑制性递质含量上升。由于血糖是大脑

50、活动的能力供应源，性递质含量上升。由于血糖是大脑活动的能力供应源，它的降低将引起大脑活动水平的降低，即引起中枢神它的降低将引起大脑活动水平的降低，即引起中枢神经疲劳。经疲劳。第50页/共70页4.4.生化变化理论生化变化理论全身性体力疲劳是由于作业及环境引起的体内平全身性体力疲劳是由于作业及环境引起的体内平衡状态紊乱。人体在长时活动过程中必会出汗。出汗衡状态紊乱。人体在长时活动过程中必会出汗。出汗导致体液丢失。一旦体液减少到一定程度，则循环的导致体液丢失。一旦体液减少到一定程度，则循环的血量也将减少，从而引起活动能力下降。同时，汗液血量也将减少，从而引起活动能力下降。同时，汗液排出时还伴随着盐