第十一章体力劳动负荷与工作疲劳

第十一章体力劳动负荷与工作疲劳 伴随着工业的发展，体力劳动者的作业能力及影响因素就是人因研究的重要内容。明确人的劳动负荷能力，是合理安排生产保证效率、保护劳动者的健康的需要，也是作业等级划分的依据。熊燕华

第一节人体活动力量 人体力量的发挥不仅仅决定于个人素质，还决定于：作业姿势、施力部位和力的方向、持续时间。设计最佳的作业姿势、合适的施力部位和方向是作业效率和精确性的保证。熊燕华

肌肉 1收缩性肌肉的收缩是由于神经刺激造成的，这种机械性反应表现为肌纤维长度缩短和张力增加。当肌肉处于静止状态时并不意味着肌肉处于完全放松状态，总有少数肌肉保持轻微收缩以保持人体某种姿势。在静止并有负荷的情况下张力的增加表现得非常明显。在运动状态下肌纤维明显缩短为静止时的1/2—1/3。 2 伸展性当肌肉受外力作用时会被拉长，外力解除时又可恢复原态。熊燕华

3 弹性受压变形外力解除后即可复原 4 粘滞性肌纤维的粘滞性表现在肌肉收缩时会产生阻力，为此需要消耗一些能量。当气候寒冷时粘滞性会增加，阻碍了动作的灵活性，这就是为什么人在冬天会感觉运动笨拙一点，需要一定的热身运动以避免肌肉拉伤。所以作业环境需要考虑适合人的环境温度。熊燕华

肌肉施力类型 • 静态施力当需要较长时间维持身体的某种姿势，肌肉需要相应地作较长时间的收缩，如司机的脚长时间踩在加速器上，此时脚跟的肌肉就处于静态施力。这种状态下，持续收缩的肌肉会压迫血管，阻止了血液进入肌肉，肌肉处于缺氧则会引起肌肉疲劳，造成酸痛。因此静态作业时间不能太长。 • 动态施力对物体交替施力和放松时，肌肉有节奏的收缩与舒张，血液输送量提高几倍，肌肉不易疲劳。因此合理的作业节奏可以延缓疲劳的出现。熊燕华

由于静态施力需要更大能耗，心率也加快，血压升高，需要更长时间恢复。我们需要协调好静态与动态施力，避免如下不良作业姿势和体位：由于静态施力需要更大能耗，心率也加快，血压升高，需要更长时间恢复。我们需要协调好静态与动态施力，避免如下不良作业姿势和体位： 1.长时间或反复弯腰、身体扭曲、半坐位； 2.长时间抬手作业或上臂举着作业； 3.避免负荷不均衡，单侧肢体承重或单手操作； 4.避免头部和眼睛的不自然姿态； 5.避免长时间手前伸； 6.避免静止不动。熊燕华

肌肉负荷与肌电人们很早就发现肌肉在收缩过程中伴随着电现象，这与神经中的脉冲产生的电现象是相似的，肌电位越高说明肌肉负荷越大 。熊燕华

手操纵力 • 立姿立姿操纵时手的最大拉力和推力熊燕华

坐姿推力最佳方向：向前180° 向下120° 向外60° 拉力最佳方向：向后150° 向上120° 向内150° 熊燕华

脚部蹬力 • 伸直大于弯曲 • 立姿大于坐姿 • 有靠背支持可产生最大的力 • 膝部角度为130－150°时力量最大 • 脚部最大蹬力虽可达2568N，但操纵力最好不超过264N 熊燕华

第二节体力劳动中的生理表征 （1)呼吸得更快更深，氧耗量增加； (2)心率增加, 伴随着循环能力的增加, 使每分钟的血流量增加； (3)血流的重新分配：肌肉和心脏的血管扩大, 而其他部位的血管收缩，这把没用着的器官的血液输送到用得着的器官，血压升高； (4)肌肉活动增加，肌电升高； (5)体温增加, 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； (6)能量消耗增大，血液中的乳酸增多。熊燕华

呼吸反应 肌肉工作时进行的有氧糖酵解需要氧气。休息的时候氧气的消耗量通常不到0.5L/min。但在非常繁重的体力劳动下，可能需要5L/min。呼吸反应会提高呼吸频率和每次吸气时吸入的氧气量。但是当肌肉开始工作时，身体无法及时增加肌肉工作需要的氧气量。在工作刚开始的几分钟总会有滞后。在这段时间内是无氧糖酵解和ATP和CP的消耗提供能量。在这几分钟里，身体欠下了氧债，也就是这段时间内的氧气需求量，它超过了所能提供的量。这笔债要到工作停止后来偿还，工作停止后还额外需要一部分氧气用于分解丙酮酸和乳酸以补充肌肉中ATP和CP能量存储。熊燕华

心血管反应 肌肉工作需要的氧气和葡萄糖是在血液中经过心血管系统来传输的。在正常的休息情况下，离开肺的血液充满了氧气（高达97％）。即使更努力的呼吸也无法提高到达肌肉的氧气量。为了提供更多的氧气和葡萄糖，必须有更多的血液流向肌肉。因此心脏必须增加单位时间的血输出量，即增加心输出量。熊燕华

可以用两种方式提高： 1、提高单位时间内的抽取次数（心率）； 2、提高每次心脏跳动时的血液抽取量（搏出量）。休息时心输出量为5L/min，做重体力劳动时可提高到25L/min以上。心率和搏出量在体力劳动开始时开始提高。当达到人的最大体力劳动能力的40％时，搏出量保持稳定而心率不断上升。熊燕华

基础代谢 在人清醒、静卧、空腹（食后10小时以上）、室温20ºC左右的基础条件下的能量代谢为基础代谢。单位时间内的基础代谢称为基础代谢量，反映了单位时间内人体维持最基本的生命活动所消耗的最低限度的能量。基础代谢率以单位时间单位体表面积消耗的热量（kcal/m2·h）为单位。能量代谢熊燕华

安静代谢 是指作业开始前，为了保持身体各部位的平衡及某种姿势条件下的能量代谢。通过作业前或后，被测者静坐状态下，测得安静代谢量（率）。判断安静状态可以呼吸频率和脉搏为依据。由于安静代谢量包括基础代谢量和维持保持身体各部位的平衡及某种姿势条件增加的代谢量。为了简便可以基础代谢量的120%为安静代谢量。熊燕华

活动代谢 是指工作中增加的能量代谢。活动代谢量的大小和劳动强度直接相关，是评价作业负荷的关键指标。活动代谢率=实际代谢率—安静代谢率 =实际代谢率—120％基础代谢率熊燕华

相对能量代谢率RMR 由于作业者性别、年龄、体质等个体差异，从事同等劳动强度的体力劳动不同人消耗的能量是不同的。为了消除个体因素客观反映劳动强度，常用RMR。 RMR=活动代谢率/基础代谢率 =活动代谢量/基础代谢量熊燕华

能量代谢的测定方法 直接法根据绝热室周围水温的变化，直接测算人体散发的热量。使用非常不方便。熊燕华

间接法 人体能量的消耗可以间接地通过人体氧的消耗来进行。先测量单位时间吸入的空气，空气中约21％为氧气，因此可以确定单位时间的氧气摄入量。测定单位时间的呼出量，提取呼出空气的样品，通过分析测定其中的氧气含量，就可知道单位时间氧气呼出量。由此就可知道氧耗量。局限性：贮气袋（道格拉斯袋）须背在人的身上，作业时很不方便。替代方法：肺通气量仪熊燕华

氧耗量的表示方法： • 每分钟耗氧体积（L/min）， • 每千克体重每分钟耗氧体积（cm3/kg·min）。 1L/min=体重×103cm3/kg·min 熊燕华

实际上当一升的氧在人体内被消耗平均有20KJ（约5kcal）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。 RMR= 作业时氧耗量－安静时氧耗量基础代谢氧耗量 =作业时氧耗量－1.2基础代谢氧耗量基础代谢氧耗量基础代谢氧耗量可查表获得。熊燕华

近似公式 总代谢率=安静代谢率+活动代谢率 =基础代谢率×(1.2+RMR) 总能耗 =基础代谢率×(1.2+RMR) ×体表面积×活动时间体表面积(m2) =0.0061×身高(cm) ＋0.0128×体重(kg)－0.1529 熊燕华

能耗影响因素 作业方法作业姿势作业速度工具的设计熊燕华

第三节劳动强度 劳动强度可以理解为，作业中人在单位时间内作功和机体代谢能力之比。我们主要讨论体力劳动强度及其分级。经常说的体力劳动即动力作业，它是靠肌肉的等张收缩来完成作业动作的。当然体力劳动中也包含静力作业，如为维持一定体位时的施力，坐位的腰部肌肉和立位的腰、腿部肌肉的收缩；观察仪表、支持重物、把握工具、压紧加工物件等。熊燕华

劳动强度的大小可以用耗氧量、能耗量、能量代谢率及劳动强度指数等加以衡量。劳动强度的大小可以用耗氧量、能耗量、能量代谢率及劳动强度指数等加以衡量。熊燕华

1、以相对代谢率RMR和总能耗为划分指标 日本根据RMR把劳动强度划分为5级。RMR越大，日作业时间越短。 RMR＜2.7 为最佳 RMR＜4 可连续作业，但为缓解精神疲劳需适当休息 RMR＞4 不能连续作业 RMR＞7 应以机器代替人熊燕华

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2、以氧耗等多种生理指标为划分依据 研究表明, 以能耗量为指标来划分劳动强度时，耗氧量、心率、直肠温度、排汗率、乳酸浓度和相对代谢率等具有相同的意义。熊燕华

克里斯坦森（Christensen）标准（按能耗和氧耗分级的劳动强度指标）克里斯坦森（Christensen）标准（按能耗和氧耗分级的劳动强度指标）熊燕华

国际劳工局体力劳动强度划分标准（1983年） 熊燕华

3、我国的体力劳动强度分级 劳动强度级别劳动强度指数 I <=15 II --20 III --25 IV > 25 熊燕华

我国体力劳动强度分级（GB3869-97） I = T * M *S *W *10 I 为劳动强度指数， T 为一个工作日的净作业时间率(%)， M 是一个工作日内的平均能量代谢率(千焦/平方米·分钟)， S为性别系数，男为1，女为1.3， W为体力劳动方式系数（搬＝1，扛＝0.40，推/拉＝0.05）熊燕华

T：可通过抽样测定，获得净作业时间/工作日总工时的平均值。T：可通过抽样测定，获得净作业时间/工作日总工时的平均值。 M: 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，乘以各类时间并加总获得工作日能量消耗总值，再除以总工时获得。熊燕华

劳动能耗极限 • 一般以能耗极限、心率极限与最大摄氧量的百分数为指标。 • 国外一般认为5kcal/min，110-115次/min，最大摄氧量的33%为最佳工作负荷。 • 我国研究表明能量消耗界限在一个工作日1400-1600kcal，最多不超过2000kcal，在不良环境下还需降低20%。 • 连续工作8小时不至于疲劳，则能量消耗界限为16.75kJ/min，对于劳动强度极大的作业，需要增加工间休息来调整工作日的总能耗。熊燕华

第四节作业疲劳 当作业能力出现明显下降时叫疲劳。作业疲劳是劳动生理的一种正常表现，它起着预防机体过劳的警告作用。从正常作业状态到主观上出现疲劳感直到完全筋疲力尽有一个时间过程。疲劳程度的轻重决定于劳动强度的大小和持续劳动时间的长短。熊燕华

心理因素对疲劳感的出现也起作用。对工作厌倦、缺乏认识和兴趣而不安心工作，极易出现疲劳感；相反，对工作具有高度兴趣和责任感或有所追求，则疲劳感常出现在生理疲劳发生很长时间以后。心理因素对疲劳感的出现也起作用。对工作厌倦、缺乏认识和兴趣而不安心工作，极易出现疲劳感；相反，对工作具有高度兴趣和责任感或有所追求，则疲劳感常出现在生理疲劳发生很长时间以后。熊燕华

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。熊燕华

疲劳分类 根据疲劳产生机理不同，可以分为生理疲劳和心理疲劳、技术性疲劳。熊燕华

生理疲劳（体力疲劳） 是指由于肌肉长时间反复收缩引起的疲劳。 • 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。 • 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；计算机操作人员的肩肘痛、眼疲劳。熊燕华

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。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。熊燕华

心理疲劳（脑力疲劳） 是指由于大脑和神经系统紧张活动造成的疲劳。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，肌肉松弛等。这种由于心理和精神方面因素的变化引起的疲劳，往往和生理疲劳相互联系、相互影响，经常很难界定。熊燕华

严格地讲，脑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(虽然有时主观上好像感到疲劳)。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。严格地讲，脑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(虽然有时主观上好像感到疲劳)。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。熊燕华

技术性疲劳 需要脑力、体力并重，且神经紧张的劳动所引起的疲劳。如飞机驾驶员工作中出现的疲劳。由于劳动中体力和脑力比重不同，表现出的症状也会倾向于体力疲劳症状或脑力疲劳症状。熊燕华

疲劳原因 • 过度的体力或脑力负荷 • 环境因素 • 人的生理节奏 • 个人的生理、心理特性 • 营养 • 疾病熊燕华

疲劳测量方法 1、工作业绩测量法正如我们已经论述过的, 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。熊燕华

2、主观评价法 疲劳自觉症状调查表 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, 失误打呵欠焦躁脚下不稳, 摇摇晃晃腿软精神涣散味有变化身体某处不适或痛对事物冷淡眩晕出冷汗一时想不出普通的事眼皮或其它处发抖没有唾液,口粘,口干做事心里没底常出错耳朵背, 耳鸣呼吸困难对事物放心不下手脚打颤肩膀酸痛困倦动作不准确熊燕华

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做出一个选择(打分)。清新 ------------------- 厌倦欲睡 ------------------- 清醒精力旺盛 ------------------- 精力衰竭软弱 ------------------- 强壮目然 ------------------- 准备行动有兴致 ------------------- 枯燥精力集中 ------------------- 精力不集中熊燕华

3、生理心理测量法 • 闪光融合值(闪频值)。减小 • 触二点辨别阈值（两点阈限）。增大 • 皮肤电流反应。导电性增加 • 心率。增加 • 血压。上升 • 体温。上升 • 反应时。增加 • 膝跳反应。角度增大 • 肌电图。电位增大 • 皮肤划痕消退时间测定法。增大 • 脑电图。减弱 • 注意力与记忆力。变差熊燕华

第十一章 体力劳动负荷与工作疲劳