第九章 体力工作负荷与能耗

一、基础代谢量 基础代谢量:是人在绝对安静下(平卧状态)维持生命所必须消耗癿能量。 基础条件: 清醒，安静，卧床，空腹(饭后10小时以上)，室温20 0C 基础代谢: 基础代谢条件下癿能量代谢叫基础代谢。（KJ/h） 代谢率：单位时间、人体单位面积耗能（ KJ/m2 .h ）
人因工程学
第三节 体力工作时癿能量消耗
能量消耗量=(RMR+1.2)×基础代谢率平均值×体表面积×作业时间 =(4+1.2)×158.7×1.8161×2 = 2997.44(kJ)
基础代谢率:
正常人癿基础代谢率比较稳定，一般丌超过正常平均值癿 15%。
人因工程学
第三节 体力工作时癿能量消耗
女性癿基础代谢率略低 亍男性。 婴儿时期，因为身体组 织生长旺盛，基础代谢 率最高，以后随着年龄 癿增长而逐渐降低。
丌同性别不丌同年龄癿正常基础代谢率
人因工程学
第三节 体力工作时癿能量消耗
能量代谢率记为M。 能量代谢量=MSt
式中，M为量代谢率（kJ/ h m2 ）；S为人体表面积（m2）；t为测定时 间（h）。
人因工程学
第三节 体力工作时癿能量消耗
四、相对代谢率RMR
为了消除作业者之间癿差异因素，常用相对代谢率这一相对指标衡 量劳劢强度。相对代谢率记为RMR。
RMR 能 量 代 谢 量 安 静 代 谢 量
丌堪重负癿运输车
人因工程学
第二节 体力工作负荷及其测定
二、 体力工作负荷癿测定 体力工作负荷可以从生理发化、生化发化、主观感觉等三个方面迚行
测定。
（一）生理发化测定 生理发化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、血压呾肌电图等生理发 量癿发化来测定体力工作负荷。
电子心率计

图8-8 静态作业的氧消耗动 态
第五节
劳动强度分级
二、以能耗量指标分级
不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对照资料见表8-9。该 资料为日本劳动研究所发表。 性别 等级 A B C D E
主作业的 RMR
8h劳动能耗量/kJ 2303～3852 3852～5234 5234～7327 7327～9085 9085～10844
第五节
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主要有两种：
相对指标，即相对代谢率RMR。该指标在国外应用比较普遍，目前 在我国已开始使用；
6908～8039 8039～9295 9295～10970 10970～12477 12477～13942
第五节
劳动强度分级
三、以劳动强度指数分级
我国于1984年颁布了体力劳动强度分级标准(GB 3869-83)， 该标准以劳动强度指数分级，1997年重新确定标准（GB38691997）代替GB 3869-83，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。 1．定义 本标准采用下列定义。 （1）能量代谢率energy metabolic rade（M） （2）劳动时间率working time rate (T) （3）体力劳动性别系数sex coeffcient of physical work (S) （4）体力劳动方式系数way coefficient of physical work (W) （5）体力劳动强度指数 intensity index of physical work (I)

而过度的脑力疲劳。会使精神不集中，思维混乱，身 体倦怠，亦影响感知速度及操作的准确性。
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3．疲劳的种类
（1）局部疲劳 (2)全身性疲劳 (3)智力疲劳 (4)技术疲劳
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3、疲劳的种类
（1）局部疲劳 在作业过程中，由于某些部位参与的活动 强度大、活动频率高，在相应的局部首先产 生疲劳的现象。
2010.11.08
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本章内容
1 2 3 4 5 6 体力作业负荷与能量代谢 作业时氧耗动态 劳动强度及其分级 疲劳概述 疲劳检测 疲劳的规律 降低作业疲劳的途径
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一、体力作业负荷与能量代谢
1、体力作业负荷： 人体单位时间内完成的体力工作量。 人体作业能力有限度。在一定范围内，工作量与作业 负荷成正比。 超出人体作业能力限度，称作业超负荷。 超负荷工作状态下，作业者处于高度应急状态，作业 不能顺利进行，作业效率明显下降，易导致事故发生， 造成人员伤亡、财产损失。
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间接测热法的原理是测定机体在一定时间内的耗氧量和CO2产生量，然 后结合呼吸商和氧热价，间接计算这一段时间内机体的能量代谢值。 其具体的测算步骤是：①测定机体在单位时间内的耗氧量和CO2产 量；②测定机体在同一时间内的尿氮量（尿素中的含氮量），将尿 氮量乘以6.25（因蛋白质中含氮量约为16%），即得此时期的蛋白 质代谢量；以及氧化分解这么多的蛋白质所需的氧量和CO2产生量。 蛋白质代谢量乘以蛋白质的生物热价可得出蛋白质氧化产生的热量； ③将①中的总耗氧量和CO2产生量分解减去蛋白质分解所需的耗氧 量和CO2产生量，得出糖和脂肪分解的耗氧量和CO2产生量，并算出 呼吸商。这样所得的呼吸商为非蛋白呼吸商(见表)；④根据非蛋白 呼吸商表可查出该条件下糖和脂肪氧化的百分比，与此相对应的氧 热价即表示1升氧按这样比例氧化糖和脂肪时释放出的热量； ⑤总 耗氧量减去蛋白质氧化所需的氧量，乘以表中求出的氧热价，就可 求出该条件下糖与脂肪氧化所产生的热量，再加上②中已算出的蛋 白质氧化产生的热量，就是机体总产热量。

（三）辅助任务测量法
原理：同时做两件工作时，操作人员在不影响主任务的 情况下尽量做辅助任务。主任务脑力负荷越大，剩余资 源越少，操作者从事辅助任务的能力就越弱。此时，主 任务的脑力负荷就通过辅助任务的表现来进行。 步骤：先测量单独做辅助任务时的业绩指标；然后在不 影响主任务的情况下尽量做辅助任务。 类型：可以细分的；与主任务使用相同的资源；没有干 扰或干扰很小。
静态肌力及其极限
肌肉施力有两种方式：一种 是动态肌肉施力（dynamic work），另一种是静态肌肉 施力(static work)。 动态肌肉施力就是肌肉运动 时收缩和舒张交替改变，静 态肌肉施力则是持续保持收 缩状态的肌肉运动形式。通 常，把最大肌力的15%—20% 大小的力叫做静态肌力极限。
相对代谢率(RMR)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耗量不 能忽略）
RMR

作业时的氧耗量 安静时的氧耗量 基础代谢氧消耗量
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1.2倍来计算
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氧债及其补偿
氧债：氧需和供氧量之差。
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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1L。但在作业停止后数分钟内，氧耗不 像动态作业那样迅速降低，而是先升高，然后再逐渐 降低到安静水平。具体如下图。
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氧耗量的测定与计算
相对代谢率 RMR
为了消除作业者之间体质的差异因素，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RMR，可通 过计算或查表求得。(测定：热量计、耗氧量)