离时,安装吸声板才会有一定效果。不同材质的吸声系数见表5—13。
6.音乐与工作
从物理学的角度来看,音乐只是一种声音。然而多少年来,音乐一直在帮助人们减轻劳累,例如,劳动号子、战士进行曲、伏尔加河船夫曲,音调悦耳,节奏感强,能唤起人们更加努力地工作。
声音的生理作用我们已经讨论过,听觉刺激经过内耳转变为神经冲动,沿听觉神经进入中脑,也传人网状激活系统,使整个大脑皮层进入准备反应的兴奋状态。所以,声音也有兴奋大脑的作用,尤其是在丁作单调的情况下。音乐有鲜明的节奏,有规律的声强变化,其效果更加显著。音乐使整个人体处于兴奋状态,而刺激性和节奏性很强的音乐,也能分散人的注意力,影响脑力作业和持续警觉的作业。所以音乐只适合于重复单调的工作。音乐分散注意力和干扰作业的情况,决定于音乐的选择,适当的音乐可以大大减轻其分散注意力的作用。工业界近几十年来为了改善工作条件,多次实验在单调的丁作环境中运用音乐。英国的一项研究曾发现,音乐可以提高服装厂女工的生产速度。他们还发现,从上午10时~ll时15分放音乐的效果更好。对美国人的一项调查发现,绝大多数人希望在每天工作时间内,放10—16次音乐。上午10时左右和下午3时左右,是最欢迎的放音乐的时间。青年人和女工对音乐的要求则更为强烈。例如,在某装配车间放轻音乐后,日班产量提高了17%。放古典音乐似乎不如放轻音乐的效果好。
背景音乐:上述劳动音乐有明快的节奏和曲调。近代起源于美国的所谓背景音乐,是一种在政府机关、商店、候车室、饭馆甚至宿舍内播放的音乐,这种音乐是持续不断的,声音极轻,不引人注意,几乎不容易意识到。他的作用是把人包围在一个愉快和谐的气氛里,而不分散人的注意力,因此,也适合于脑力作业。音乐可为工作创造一个愉快的气氛,唤起人的热情,对于单调重复的千作尤为有效。音乐对噪声大的厂房和脑力作业的有利作用不多。
5.4 触觉与触觉环境
就人的机体与外界环境的关系而言,皮肤处于机体的最表层,直接接触体外环境,具
有保护机体、接受环境刺激,产生感觉及分泌、排泄、呼吸等功能。这里我们主要讨论皮肤的感觉器官功能,也称为触觉功能。皮肤的感觉即为触觉,机体的皮肤暴露接触外界环境,外界环境的诸多物理因素,也就是物理环境会对机体产生刺激,皮肤能反应机械刺激、化学刺激、电击、温度和压力等。皮肤回馈出感觉后的知觉反应,如冷热、干湿,疼痛等。人们会产生舒服不舒服的判断。进而对外界环境做出相应的生理与行为调整。
5.4.1 触觉
触觉包括了温冷觉、压觉、痛觉,温冷觉是接触空气产生的气温感觉,压觉是由机械力作用于皮肤表面,由于力的大小不同、位置不同,会产生接触感、软硬感、粗糙感、细腻感等不同的感觉。
痛觉、压力感、温感、冷感,他们是由皮肤上遍布的感觉点来感受的。感觉点的分布是不均匀的,压点约50万个,广泛分布于全身,疏密不同,舌尖、指尖、口唇最密。头部、背部最少。痛点约有200~400万个,其中角膜最多。冷点12~15个/cmz,温点2—3个/cm’,在面部较多。由于感觉点的分布疏密不同,人体触觉的敏感程度在身体的各个部分是不同的,舌尖和指尖最敏感,背部和后脚跟最迟钝。指尖的敏感是由于细小的指纹,细小的纹理对细小的物体敏感,汗毛也是同样的道理,图5—26。人体感觉敏感度的分布见图。痛觉是最普遍分布全身的感觉,各种刺激都可以造成痛觉。温度觉:一般10一30℃刺激冷点,10℃以下刺激冷点和痛点,35~45°(2刺激温点,46~50℃刺激冷温点,50℃以上刺激冷点、温点和痛点而产生痛感。
痛觉实际上是各种刺激的极限,压力太大、太冷和太热、肌体内部的病变等都会产生疼痛的感觉,痛觉是维护机体健康的报警信号。会使人及时发现自身受到的伤害。
触觉的主要生理机能是为人体适应周围环境,调整自身机体生理状况提供外界环境的信息。机体在通过触觉或外界的信息后,会产生一系列的生理调节,以使人通过调节适应周围环境。例如当外界环境温度增高,皮肤会感觉到温热,机体调节皮肤的血流量增加,体表温度升高,分泌出汗液,由于出汗与体表温度的增高,增大了水分的蒸发即增加了散热量,从而防止了体温的上升。正是由触觉引起的一系列生理调节保证了人体的环境适应性。
综上所述我们可知。触觉的问题主要是痛觉、压力觉和温度感觉等问题的处理。因此触觉问题也就主要表现为解决温度和压力的问题。
5.4.2 温热环境
1.体温
鸟类与哺乳类高等动物,体温稳定在一个非常狭小的范围内,这种现象称为体温原态稳定,这对于维持健康是非常重要的。体温变化超过1°C,就成为某些异常的征兆,进行这样严格控制的原因,从根本上来说是参与物质代谢的酶构成了对温度敏感性的基础。
这里所讨论的体温,是指核心温度,其体内原态稳定被保持住的内部称为核心;即身
体中心部位温度,即脑、心脏、胃肠等被包藏部分的温度。为了维持核心温度稳定而随着环境温度变化的部分称为外壳。包围核心部位的外壳温度即肌肉皮肤温度,也就是容易受到环境温度变化影响的外壳温度。体温虽说是指核心温度,但身体中心部位的温度直接测定是比较困难的。通常是用体温计,测定腋下、口腔(舌下)、直肠的温度。由于测定的部位不同多少会有些差别,一日当中,温度最低的时候,是在早晨临起床之前,所以将此时的体温称作基础体温。起床以后体温逐渐上升,从傍晚到夜间达到最高,就寝以后就逐渐下降,到次日晨达到最低点。此外,饭后体温会稍微升高一点,当运动或劳动时能升高1℃以上,安静后又恢复正常,同环境温度的变化幅度相比,体温可以说稳定到惊人的程度。
2.对寒暑的身体调整与适应
身体为适应环境温度条件变化(冷或热),维持体温的原态稳定,必须增减产热量和散热量,以创造新的平衡状态。如果发生温度条件降低(即气温下降、湿度下降、气流增强、辐射降低、或者它们的综合作用)时,身体趋向冷却,体温下降,为此,需要调整身体,首先是减少散热,进而增加代谢量,力求尽快恢复平衡。具体地说,就是降低皮肤温度,减少来自皮肤的传导。另一方面,肾上腺素和新肾上腺素分泌会迅速增加,在使血管收缩的同时增加了代谢量,代谢量的增加增加了身体的产热量。人体对热的调整是对寒反应的相反过程,也就是增强散热抑制产热而产生的对热反应。皮肤血管扩张使血流增加、皮肤温度上升,其结果增加了辐射对流散热,进而出汗,由于蒸发使散热加速。气温越高、皮肤温度越高,蒸发越迅速。发汗的速度因季节有不同,夏天比冬天的发汗快。人种的不同也会不一样,居住在热带地区的人发汗的速度比较慢,而温带、寒带的居民发汗就较快。
散热量。在普通气温条件下,散热的途径,通过皮肤的传导、对流、辐射散热占一大半,有七成以上;其次是通过皮肤的蒸发散热约占二成、剩余10%左右,是其他方式散热。就是说,从皮肤散发的热量占九成,所以受环境温度条件影响最大的是皮肤。
3.最佳温度条件
由于对寒暑条件的调整与适应,身体不可避免要承受一些负担,而能够调整的温度范围也是有限的,所以自古以来人们就利用住房、衣服和采暖来不断的减轻体温调节的负担。在这个过程中自然会探索最佳的温度条件。
在环境温度条件中,影响最大的当然是气温,但是并不是惟有气温决定冷暖。湿度影响也是很大的,低湿度条件下汗易蒸发,而高湿度则排汗受到妨碍。气温在300c条件下,湿度按30%、50%逐渐上升,在感觉上大约会提高20c。因此,特别是在夏天表现闷热的程度,采用湿球温度(WBT)比千球温度(DBT)更符合实际感觉。影响的因素还有气流的影响,一般来说,气流增大会促进对流和蒸发,增加凉爽感或寒冷感,当存在lm/s气流时,会感觉到气温似乎降低了2℃左右。作为气温、湿度、气流三者的综合指标,亚古洛氏制成了有效温度图(1923年),自有效温度发表以来,一直广泛应用,有效温度对湿度影响估计过高,在这里因为没有考虑辐射的影响。因此,在1972年对此进行了修订,发表了新有效温度,图5—27,使温度条件的四个因素(气温、湿度、气流、辐射)综合参与对体温的调节或寒暑感觉的影响。不论有效温度还是新有效温度,都是以被试者的主观评价为基础,以寻求获得相等温度感觉的气温、湿度、气流、辐射的综合结果,这可以说是对最舒适温度条件的概率性研究。
还有美国康奈尔大学的研究人员对室温22°35℃逐渐过渡条件下的男女试验者进行测试,结果显示出裸体状态下,29°31℃时处于中性区域(舒适域),在此域以下为寒冷域产热增加,在此域以上为温暖域,由于蒸发缘故引起散热增加。其他的研究显示,衣着条件下的中性域为27°29℃,见图5—28。
除了衣着会使舒适条件不同,人体处于不同的活动状态时,由于身体代谢量的不同,对舒适温度的要求也不同。由于操作和运动量代谢量增加,所以最佳温度理应降低。日本的
三浦氏就较宽温度范围的坐态脑力劳动和
立态体力劳动进行试验研究,结论认为,气流在l0cm/s以下,湿度为50%~60%,穿普通衣服时。脑力劳动以25℃,体力劳动以20℃左右为感觉最舒适。
就已经介绍的实验结果来看,都看不出对最佳温度的性别差异与季节差异。不过从实际的办公室调查来看,夏季比冬天、女性比男性喜欢较高的室温。图5—29是对机械化办公室的问卷调查结果,夏天比冬天高出2℃,女性比男性高出1~2℃。就年龄而言,老年人比年轻人怕冷,喜欢较高的温度,这不难理解。一般认为这种差异是由于着衣和身体活动量(代谢量)的不同而引起的,而这种差异是很大的。男性比女性、中年比青年、冬天比夏天衣服厚些。但是并不是所有的性别差、年龄差、季节差都能用着衣量和代谢量的差别来说明。在条件不同的实际建筑物内,由于具体场所不同,其气温、气流、辐射的差别是很大的。人们的实际生活中,环境温度条件在不断变化,身体的调整也在反复地进行。是波动状态的反反复复,所以就显出性别、年龄和季节差。女性比男性对温度变化的感觉要敏锐些,年纪大的人比年轻人不仅基础代谢量少,而且劳动量也小,所以喜欢较高的温度。随着季节而变化的最佳温度差,人们对季节温度的适应往往有一个延伸期。如初春和秋末,在室外气温相同的条件下,会感觉初春含义更浓,而秋末还有余热在身之感。
4.供暖与送冷
从人体的调整与适应的观点来考察供暖与送冷问题。供暖时首要是保证室温,在实验性的研究中认为舒适温度与季节没有关系,但是考虑到衣着状态有季节差、室外温度差异及对寒冷的适应能力,应考虑按照大致明确的目标,使室内供热温度超过一些。因为实际上存在个人差、衣着差、作业差,要使在室内的人都感到满意是不太可能的,只能以大多数人为基准。
供热条件的问题一般在建筑上会有统一的考虑。因此室内设计师一般不会涉及到。 确立室温后的下一个问题,是温度条件的分布。由于室温的自然现象,从地面到顶棚在竖向上,不同部位的差异是很大的。在房间与房间、房间与走道、客房与大堂、卧室与客厅等建筑内部的不同部位之间温度也是会存在差别的。在住宅中,若其中只有一间卧室供暖时,与相邻的门厅、厕所、浴室的温度差可达l0℃以上。温度差别的问题是,增加了人体的调剂负担。有试验表明,在这种条件下,30多岁的年轻人从供暖19℃的卧室到厕所、门厅去,血压就会上升10mmHg以上。在烧好热水的浴室中,室温达到14℃,脱衣服时的血压上升了14mmHg。年轻人尚且如此,对患有动脉硬化的老年人是很不安全的。图5—30。
供热的同时会影响到室内的湿度。湿度降低的问题是增加了粉尘与致病微生物的飞扬传播。
基于上述的考虑,采暖供热的问题是温度的均衡分布,因此,对于气流方向和强度的控制是很重要的。室内供暖的热源位置应注意均衡分布。另一方面力求充分发挥热效能,——些为了装修效果将暖气封闭起来的作法是不可取的。
夏季送冷与冬季供暖相反,供暖宁愿超过一些而不要不足,送冷则宁愿不足,而不要使室温下降过快。本来人为了适应季节的变化,夏季衣服穿得就比较单薄,室温过低过冷会感到不舒适。还要适当控制室温与户外温度差,避免温差过大。温差过大也会使人感到不适,年纪大或体弱的人还可能引发疾患。一般是内外温差应该控制在5℃以内,最多也不应超过7℃。其次要注意的是气流问题,有空调出风口直接送风时,在2m的距离内风速可达lm/s左右,而出口冷气温度只有15—17℃,所以在出风口处会因过强的冷风直吹感到过冷。所以送风口的位置和方向应该尽量避免对着人,尤其是一些人们长时间停留的位置,如办公桌、床等。表5—14是不适当的送冷可能引起的问题调查情况。