2.3 作业环境

作业环境应该有益于人的健康生活。创造安全、健康、舒适的环境应注意人的各项生理需求，即内部空间的采光照明、温度和湿度调节、噪声的控制等方面对人的影响。

2.3.1 空气环境

空气环境是影响作业场所环境质量的重要方面。人类主要是靠嗅觉和视觉（大气的能见度）来感受空气的污染，当人们闻到异味或者看到飘浮的尘埃，或眼睛、呼吸道受到刺激时，都可以确认污染的存在。但是许多有害的污染物是不能靠嗅觉和视觉来发现的，时间长了就会产生不良影响甚至使人中毒。

1. 室内污染与室内空气质量标准

室内空气污染包括物理、化学、生物和放射性污染，来源于室内和室外两部分。室内来源主要有消费品和化学品的使用、建筑和装饰材料以及个人活动，如：

（1）各种燃料燃烧、烹饪油烟及吸烟产生的CO、NO2、SO2、可吸入颗粒物、甲醛、多环芳烃等。

（2）建筑、装饰材料、家具和家用化学品释放的甲醛和挥发性有机化合物（VOC）、氡及其子体等。

（3）家用电器和某些办公用具产生的电磁辐射等物理污染以及臭氧等化学污染。

（4）通过人体呼出气体、汗液、大小便等排出的CO2、氨类化合物、硫化氢等内源性化学污染物；通过咳嗽、打喷嚏等喷出的流感病毒、结核杆菌、链球菌等生物污染物。

（5）室内用具产生的生物性污染，如在床褥、地毯中滋生的尘螨等。

室外来源主要有：

（1）室外空气中的各种污染物包括工业废气和汽车尾气通过门窗、孔隙等进入室内。

（2）人为带入室内的污染物，如干洗后带回家的衣服，可释放出残留的干洗剂部分——四氯乙烯和三氯乙烯；将工作服带回家中，可使工作环境中的苯进入室内等。

目前我国对于住宅和办公建筑物室内空气质量缺乏系统的标准，在设计和评价时，应参考国内现有标准《室内空气质量标准》（GB/T 18883—2002）。见表2-3。

在进行室内空气环境测定时，我们可以参照以上标准对污染物进行控制。确定室内空气品质的重要因素是氧气和空气洁净度，它们与人体生理状况的变化有着密切的关系，下面进行详细说明。

2. 氧气

室内必要的新风量主要是为了提供足够的氧气，满足室内人员的呼吸要求，以维持正常的生理活动。空气中不同的氧气含量对人的生理影响见表2-4。

为了保证室内一定的含氧量，必须采取通风措施，当散发的有害气体数量难以确定时，民用和公用建筑中的通风量可以用换气次数确定。换气次数是指每小时通风量L和房间体积V的比值。民用建筑中各个部分的通风换气次数见表2-5。

3. 空气洁净度

空气洁净度主要指空气中一些化学物质的含量，如一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲醛（HCHO）、臭氧（O3）等，下面作一些具体介绍。

正常情况下，室内CO2浓度低于0.07%。由于人群聚居、燃料燃烧等因素，可使室内CO2水平升高。在我国北方，冬天燃煤烹饪及分散式取暖，加上通风不好，室内CO2浓度可达2.0%（40000mg/m3）以上。CO2浓度在低于0.07%时，人体感觉良好；0.1%时个别敏感者有不舒适感；0.15%时不舒适感明显。室内CO2的含量明显受到人群聚集时间、容积、通风状况和物质燃烧等的影响，见表2-6。

一氧化碳主要是通过与血液中的血红蛋白（HB）结合形成碳氧血红蛋白（COHB），阻止氧与血红蛋白的结合，从而降低了血液输送氧的能力，引起组织缺氧使机体各项代谢发生紊乱。世界卫生组织（WHO）推荐，空气中CO浓度应为人群血液中碳氧血红蛋白（COHB）百分比不超过2.5%为主要限制指标。

室内O3的主要来源是室外光化学污染产物，室内O3浓度与本地室外O3浓度密切相关，见表2-7。室内臭氧消毒器、紫外灯和某些办公用具（如复印机）也导致臭氧污染。O3的毒性主要表现为对呼吸系统的强烈刺激和损伤，能引起上呼吸道炎症。长期接触一定浓度的O3易引发呼吸道感染。

甲醛对人体健康的影响主要表现在引起嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面，而个体差异很大，见表2-8。

WHO以嗅阈值的中位数作为健康终点效应值，提出甲醛的空气质量浓度为0.10mg/m3，《香港地区办公室及公共场所室内空气质量管理指南—2000》规定甲醛的标准为0.10mg/m3，我国标准等效采用了该值作为室内空气中甲醛的浓度限值。

以上给出了室内污染的一些参数指标，按照《绿色建筑技术手册》的建议，改善空气品质设计有四个相关原理，包括污染源的控制、通风计划、人员活动控制和建筑维护。我们应该根据这些原理，采取措施来改善室内空气品质。

2.3.2 微气候环境

1. 温度

人体需要消耗能量，能量的一部分以热能形式释放出来，从而使人体的血液保持固有的温度；能量的另外一部分储存在人体内；能量还有一部分将直接用于新陈代谢。正常情况下，人体依靠自身的调节能力维持热量平衡，不同的人有不同的舒适温度范围。一般情况下，气温在15～21℃时，人感到比较舒适。

2. 相对湿度

人体在气温较高时体液需要更多地蒸发，相对湿度对人体的蒸发影响很大。高温、高湿情况下，人体散热困难，会使人感到透不过气来。低温、低湿情况下，人会感到格外阴冷，降低湿度会使人有增加温度的感觉。根据国外有关研究表明，当气温高于22℃时，相对湿度不宜超过50%。相对湿度的极限应该根据人体的生理需要和承受能力来确定，一般情况下，空气相对湿度在30%～70%时，人感觉到比较舒适。

3. 空气流动速度

空气的流动速度是影响人体散热和水分蒸发的主要原因之一。空气流动促使人体散热，在炎热的夏天可以使人感到舒适，但在寒冷的冬天，空气流动会使人感到更加寒冷，故舒适条件对室内空气气流速度有苛刻的要求。空气的流动速度也影响着空气的新鲜感，在舒适温度范围内，一般当气流速度达到0.15m/s时，就可感到空气清新；反之，即使室内气温适宜，但是气流速度很小，也会使人感到沉闷。

2.3.3 照明环境

“光”这个词，人们的理解是有区别的，它具有广泛的、纯粹的物理意义，在物理学上它指所有形成的辐射能量。所以在物理学上有人把辐射能量的科学总体叫做“光的学说”。我们把对光的感觉或者确切一点就是把“亮”（光刺激到眼睛上引起的感觉）叫做光。

1. 日光和灯光

人们普遍持有自然日光比人工灯光对人的视觉更好的观点，因此尽管人工照明满足采光要求，人们也是希望在有窗子的房间工作，凭借窗外的日光与室外景色感受日月轮回，使人与外界环境发生心理上的接触。但日光也有不利的一面。首先，直射的日光具有较强的照度，更易在电子屏幕或其他光面上形成“眩光”，时间长了会造成视觉损伤。其次，夏季大量入射的日光，造成空调等电能消耗增加。利用先进建筑材料如日光漫反射玻璃，以及有效遮挡如电子屏幕立体遮光罩、滤光片、百叶窗、遮阳窗户罩都能有效调整日光，降低副效应。另外也可以通过室内设计平面布局上的安排，达到此种效果。如将主要与计算机操作有关的工作安排在日光不能直射到屏幕的地方。

人工照明主要是弥补自然日光照明的不足，人工光源还可以用来改变空间的比例、限定空间领域、增加空间的导向性、装饰空间和渲染气氛等。在空间进行人工照明时可以从普通环境照明、重点装饰照明和任务照明来考虑照明灯具的布置，我们要清楚照明的目的是突出重点、弥补不足。在不同场合需要不同强度的照明，常见建筑的照明标准见表2-9。

2. 光的物理性质及度量

可见的物体要么自身发光，要么就是反射入射在它上面的光。人眼可见的光波范围通常为380～760nm，不同波长的光反映不同的颜色。为进行合理照明设计和照明负荷评价，还需要以下度量指标：光通量；发光强度；照度；亮度。

1）光通量

光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量，用符号Φ表示，单位为流明（lm）。光通量是电光源的一个重要参数，是照明设计的必备数据。但评论电光源的特性优劣则常以光视效能为依据。电光源的光视效能以消耗1W电功率产生多少流明光通量表示，单位是流明/瓦（lm/W）。光视效能越高越好。

2）发光强度

在电气照明技术中，只知道光源所发出的总光通量是不够的，还必须了解光通量在空间各个方向的分布情况。发光强度用于评价光在某一个特定方向上的辐射，这一指标主要用于测定一个灯光源的光强分布。它是某一方向上的光通量Φ与立体角（球面角sr）ω的比值，用符号I表示，单位为坎德拉（cd）。其计算公式为

I=Φ/ω

式中，Φ为ω立体角内所辐射的光通量lm；ω为球面所对应的立体角，sr，该立体角是光源辐射区呈圆锥状的一个断面，可用下式计算

ω=S/r2

式中，S为照明面积；r为光源至照射面的距离。ω的单位为球面度sr。

3）照度

照度表示照射面上的光的强弱，投射到被照面上的光通量与被照面的面积之比称为该面的光照度，用符号E表示。其计算公式为

I=Φ/S

式中，Φ为被照面上接收的光通量，lm；S为被照面的面积，m2。

光照度的单位为勒克斯（lx），表示1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上，即

1lx=1lm/m2

4）亮度

光亮度是唯一与人眼感受相关的光测量值。它是进入人眼的那部分光能，这部分光能可以直接来自光源，或者是来自反射光。发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的光亮度，用符号L表示，单位为坎/米2（cd/m2），表达式为

L=I/（S·cosθ）

式中，I为发光体在视线方向上的光强，cd；S·cosθ为发光体在视线方向上的投影面积m2；θ为视线方向与发光面法线（垂直）的夹角。

光亮度是表明光源光亮度的参数，L越大越亮。但能否看清物体不完全取决于光亮度。如果发光面的亮度过大，感到刺眼，也看不清物体。

3. 照明方式

按灯具的散光方式可以将照明方式分为以下几类。

（1）直接照明。直接照明是指光源有90%～100%的光通量直接投射在被照物体上，而只有0～10%的光通量是经过光源投射到天花板或其他反射物体上，然后再反射到被照射物体上的照明方式。这种照明的光通量大，光照度高，电能消耗少，易产生眩光或阴影。一般吸顶灯就属于这种类型。

（2）半直接照明。60%～90%的光通量直接照射在物体上，而有10%～40%经反射再投射到物体上。开口上小下大的一般台灯或吊灯，就是属于这种照明形式。

（3）间接照明。90%～100%的光通量经过反射再投射到物体上，只有10%以下的光通量直接照射到物体上。

（4）半间接照明。60%～90%以上光通量经反射再投射到物体上，10%～40%直接照射到物体和工作面上。

（5）全漫射照明。灯具的各侧面为主要透光面。

（6）高集光束的下射直接照明，如防空用的探照灯、体育场的高聚光灯。

4. 灯光布置

灯光在室内布置的方式主要有以下三种。

1）一般照明

一般照明是指为照亮整体被照面而设置的照明装置。在符合空间一定光照度标准的基础之上，理想并均匀的照明有助于消除眩光和阴影，是比较理想的照明方式。

2）任务照明

任务照明是指为满足功能性需求而设置的特殊照明，如宴会厅餐桌上方的主体吊灯，既是为满足装饰性需要，也是为就餐提供一个舒适的环境。

3）重点照明

重点照明是指为突出某一主题，形成照明中心和趣味中心的照明。一般来说重点照明在以下几种情况下采用：

（1）局部需要较高的照明。

（2）由于遮挡而使照明照射不到的某些部位。

（3）视力功能降低的人需要较高的光照度。

（4）需要减少工作区的反射眩光。

（5）加强对材质质感的表现。

从人及整体环境考虑，室内灯光布置需要从以下几点来构思：

（1）人的行为。照明最基本的目的就是满足功能和人的行为要求，为其提供一个可操作的环境，根据人的行为要求及其活动范围，选择合理的光源和数量。

（2）强调重点，掩盖不足。照明设计从装饰角度其主要目的就是突出重点，形成空间的视觉中心和丰富层次。

（3）环境气氛。照明设计对整体环境的烘托起着关键作用。

（4）照明平衡。平衡有利于视觉的过渡和避免有害的眩光。

（5）照明的机动适应性。

（6）灯具的多样性和一致性。

（7）灯具的装饰风格，要与室内装饰风格相互协调。

5. 照明质量

2000年北美照明工程学会（IESNA）出版的《北美照明手册（第9版）》的前言中写道：“过去二十一年来在照明实践中有从照明工程（illuminating engineering）到照明设计（lighting design）的动向，从照度计算到美学评价的动向，从数量到质量的动向。”IESNA提出全面评估照明质量要综合考虑的三个方面因素：人的需求、建筑、经济与环境，形成了全面评估照明质量，淡化、简化照度指标的趋势，更加突出了照明质量的重要性。

对照明设计本身而言，应该注意光的特征，如光的强度、光色、表面的色彩特征、光的对比与分布以及房间的特征等，它们都将影响照明质量。随着照明科技的发展，一些与人有关的光学实验研究越来越细，对照明质量的评价依据因此也会越来越科学。现阶段对照明的评价主要是从以下几个方面建立起来的。

（1）对视觉功效的实验研究。视觉功效是指在一定的照明条件下完成视觉作业的速度和精度。为了获得良好的功效，需要提供相应的照明水平。此项研究确立了不同视觉作业特征（对象大小、对象与背景亮度的对比、观察时间长短等）与其需照度水平的相互关系，为制定合理的照明标准找到科学依据。

（2）对眩光效应的研究。眩光如同噪声一样，是一种环境污染，轻微眩光使视觉感到不适，重则降低可见度，甚至损伤视力。这项研究的重点是提出预测眩光的方法，制定防治眩光的措施。

（3）对光色爱好及光源显色性影响的研究。现代制灯技术可以制造出不同光色（冷、暖和中性）的电光源以满足各种环境的需要。研究不同地区、不同民族、不同文化背景的人群对光色喜好度的差异，对于光环境较高的心理满意度和营造适宜的光气氛具有指导意义。

在资源越来越珍贵的今天，照明的节能越发显得重要。有资料显示，工业发达国家照明用电量达到电力生产总量的15%～30%，我国在2000年照明用电量的比例已经接近或达到这一水平。1991年美国环保署最早提出绿色照明的概念，并开始付诸实施。绿色照明的主旨是以节能为中心来推动高效节能光源和灯具的开发与应用，并制定了《照明产品能效标准》和《建筑照明节能标准》两项照明标准，并且立法，试图引导照明设计采用高效节能的照明产品，提供理想的光照环境。

总的来说，当今在对光环境质量的探索和研究上，用最少的电能获得最佳照明效果的趋势越来越明显。

6. 照明与心理

照明设计师必须注重心理学研究，包括视觉心理学和环境心理学等。不同性质的光线、不同的光源布置、光的空间分布以及光影的关系处理，直接影响到人们对空间、结构和环境的感知，从而影响人们的心理感受。人不仅仅是被动地接受环境，他们在接受环境的过程中，还会有某种需要和期待，通过视觉传达最直接，也最关键。在进行照明设计时，可以依靠光环境的构思，用与光有关的语言来表现光环境。利用光的聚合和分散，光的色彩可以对人的心理和行为产生导向性的影响。

2.3.4 色彩环境

色彩在人类生产生活中起着极为重要的作用，色彩不仅是生存的手段，还是思考和丰富生活的工具。生产生活中的环境色彩变化和刺激有助于操作者保持感情和心理平衡以及正常的知觉和意识，而对于生产中的机器、实体设备、各类工具和操作对象的恰当的色彩设计则能使之外观美化，让操作者心情舒畅、愉快，视觉良好，有利于提高工作效率。若色彩不恰当，则可能破坏机器设备的造型形象，引起操作者的视觉疲劳，心理上的反感、压抑，从而降低工作效率。但要实现这样的目标，就必须充分地研究和认识色彩规律和色彩功能。

1. 色彩的含义和构成

1）色彩的含义

色彩与人的视觉生理机能有着密切的关系。在人的眼睛中，有专门感受色彩的细胞，称为感色细胞。当感色细胞受到不同程度的色光刺激后，都会引起神经纤维的兴奋，而每种神经纤维的兴奋会引起某种色彩的感觉。因此，自然界的各种色彩之所以能被人察觉，主要是光照在物体上，通过物体表面对色光的吸收和反射，再作用于视觉器官而形成了人们对色彩的感觉。光线是形成色彩的条件，人的视觉生理作用是色彩感觉的必需。因此，色彩是光与视觉生理共同作用的结果。

17世纪下半叶，英国物理学家牛顿（Newton，1643—1727）通过实验发现一束阳光经三棱镜折射后发生色散现象，并分解成了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等彩色光谱。这些色彩混合的光线照射在物体表面时，由于物体表面都具备有选择地吸收投射到它表面的光线而将其余部分反射出去的特性，因此，这些光线会部分或全部反射、部分或全部吸收。被全部反射的某种色光就是该物体的颜色。被反射出去的某种色光越多，则该物体的这种色光的颜色越深。所有的色光被全部反射出去，物体表面呈白色；所有的色光被全部吸收，物体表面呈黑色。

2）色彩的构成

物体表面的颜色来源于投射光线，而光线是由各种色光混合而成。色彩与颜色在物态本质上不同，色光是电磁波的一种，是具有一定质量、能量和动量的粒子组成的粒子流；而颜色则是各种有机或无机物质的色光反映，对有机颜料来说（颜料、染料、涂料等），颜色是由固态微粒在水或溶剂中的光反射形成的。因此它们在色彩构成形式与物理现象上也不同。

颜色可分为无彩色和有彩色。无彩色是指黑色、白色和深浅变化不同的灰色所组成的黑白系列中没有纯度的各种色彩。在这个系列中，无彩色的变化代表着物体反射率的变化，在视觉上称为明度变化。

彩色系列是指除去黑白系列之外的有纯度的各种颜色，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。尽管世界上的色彩千千万万，各不相同，但是，任何一个色彩（除无彩色只有明度特性外）都有色调、明度和纯度三个方面的性质。即任何一个色彩都有它特定的明度、色相和纯度，色彩三要素是鉴别、分析、比较颜色的基本要素。

（1）色调

色调又称色泽、色相，是色光光谱上各种不同波长的可见光在视觉上的表现，是区别色彩种类的名称。一个颜色的名称就代表了这种颜色的相貌，如红、红橙、黄、青蓝、紫等，每种颜色都有与其他颜色不同的特征相貌和名称。

（2）明度

明度是指色彩的明暗程度，又称光亮度、鲜明度，是全部色彩都具有的属性，与物体表面色彩的反射率有关。

当照度一定时，反射率的大小与表面色彩的明度大小成正比。对颜色来说，在色调和纯度相同的颜料中，白颜料反射率最高，在其他颜料中混入白色，可以提高混合色的反射率，也就是提高了混合色的明度，混入白色越多，明度越高；而黑颜料却恰恰相反，混入黑色越多，明度越低。

在纯度相同而色调不同的颜色之间，其明度不同，如黄色明度高，看起来很亮；紫色明度低，看起来很暗；橙、红、绿、蓝等介于这两者之间，如表2-10所示。

同一色调有不同的明度，如红色有深红色、红、浅红，蓝色有深蓝、蓝、浅蓝等，有深浅之分，这就是明度的不同。

不同色调在不同光照强度下，会使色彩明度发生变化，从而改变原有的色调。如红色在光照强度逐渐增强的光线照射下，将由红色变为橙色——黄色——白色；而在逐渐减弱的光线下，由红色变成暗红——黑色。

（3）纯度

纯度是指色彩的纯净程度，即颜色色素的凝聚程度，又称色度、彩度、鲜艳度、饱和度等。

纯度表示了颜色是否鲜明和含有颜色多少的程度，它取决于表面反射光波波长范围的大小，即光波的纯度。达到饱和状态的颜色纯度最高，其色泽鲜艳、饱满。光谱上的各种颜色是最饱和的颜色。在饱和颜色的基础上加入黑、白、灰色，其纯度都会降低，加入越多，纯度就越低。在光谱中七种标准色中，红色纯度最高，黄绿色纯度最低，其他色纯度居中。黑、白、灰色是无彩色，纯度为零。

2. 色彩对人的影响

色彩对人的影响是客观存在的。色彩的辨别力、视认性、明视性，色彩的象征和情感等都是色彩心理学上的重要问题。本节着重介绍色彩对人心理、生理的影响。

人们对色彩的感觉是一种复杂的现象，人们之所以会对色彩产生感觉，是由于可见光波段的电磁波作用于视觉器官的视网膜从而产生特有的响应。当这些响应投射到大脑枕叶横纹区后，就在那里形成色彩感觉。同样的一个色彩，会因为人的性别、年龄、个性、生理状况、心情、生活环境、风俗习惯的不同而产生不同的个别或群体的差异。

1）温度感

温暖和寒冷这两个词，表面上看似乎与色彩没什么关系，但是，从人对色彩的感觉来看，红色使人联想到火红的太阳、红红的篝火，使人有一种温暖的感觉；蓝色使人想到海水，会有一种寒冷的感觉。因此，将红、橙、黄色称为暖色，橙红色为极暖色，青、绿、蓝色称为冷色，青色为极冷色。

色彩的温度感，是人类长期在生产、生活经验中形成的心理条件反射。当一个人观察暖色时，会在心理上明显出现兴奋与积极进取的情绪；而当观察冷色时，会在心理上明显出现压抑与消极退缩的情绪。关于色彩的温度感对人的生理影响，有关专家曾经做过实验，将被测试者分别独居在内部涂装成红色和蓝色的小房间内，结果发现：处于红色房间的被测试者很快出现了体温升高、脉搏加快、内分泌增强等生理兴奋状况，并很快出现了生理疲劳。相反，处于蓝色房间的被测试者，则出现了体温下降、脉搏减缓、内分泌减弱等生理抑制状况。

2）轻重感

色彩的轻重感是物体色与人的视觉经验共同形成的重量感作用于人的心理的结果。深浅不同的色彩会使人联想起轻重不同的物体。通常，浅色会使人联想到白云、棉花等轻质物体，深色则会使人联想到煤块、钢铁等重质的东西。因此，决定色彩轻重感的主要因素是明度，明度越高显得越轻，明度越低显得越重。另外，色彩的轻重感还会受到色彩样态的影响。有光泽、质感细密、坚硬的表面色样态给人以稍重的感觉，而无光泽、质感粗松、柔软的表面色样态给人以稍轻的感觉。例如，在工业生产中，高大的重型机器下部多采用深色，上部多采用亮色，可以给人以稳定安全感，否则会使人感到有倒下来的危险。

3）硬度感

色彩的硬度感是指色彩给人以柔和或坚硬的感觉，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，中等纯度的色彩感觉软，高纯度和低纯度的色彩感觉硬。一般常采用高明度和中等纯度的色彩来表现软色。在无色彩中的黑、白是硬色，灰色是软色。

4）胀缩感

色彩的胀缩感是指色彩在对比过程中，色彩的轮廓和面积给人以膨胀或收缩的感觉。色彩的轮廓、面积胀缩的感觉是通过色彩的随笔作用产生出来的。通常，明度高的色和暖色有膨胀的感觉，该种色彩给人感觉比实际大，如黄色、红色、白色等。而明度低的色和冷色则有收缩的作用，该种色彩给人感觉比实际小，如棕色、蓝色、黑色等。在色彩的视觉传达设计中，色彩的胀缩感常用于改变色彩的面积关系上的视觉均衡，增加视觉舒适感，如红色和蓝色进行搭配时，红色的面积稍小，蓝色的面积稍大，可以获得两色在视觉上的协调感。

5）远近感

色彩的远近感是指在相同背景下进行配置时，某些色彩感觉比实际所处的距离近，而另一些色彩感觉比实际所处的距离远，也就是前进或后退的距离感。这主要与色彩的色调、明度和纯度三要素有关。从色调和明度来说，冷色感觉远，暖色感觉近，如红色和蓝色在白色的背景下，红色感觉比蓝色近；明度低的色感觉远，明度高的色感觉近，如白色和黑色在灰背景下，白色感觉比黑色近；而纯度则与明度不同，暖色且纯度越高感觉越近，冷色且纯度越高感觉越远，如在白色背景下，高纯度的红色比低纯度的红色感觉近，高纯度的蓝色比低纯度的蓝色感觉远。

在实际应用中，可以利用色彩的远近感创造色彩的层次感，丰富色彩的变化，处理工业设备造型上的均衡感与稳定感以及凸显某些重要的色彩信息。如在显示器与控制器的设计中，可以利用“近”色的前进、醒目感凸显重要甚至警示作用的显控装置。而对于次要的或需要隐蔽的装置或部分则可利用“远”色达到后退、隐蔽的效果。

6）情绪感

色彩不仅能使人产生温度感、轻重感、硬度感、胀缩感、远近感等物理感觉，而且还能引起人的情绪变化，如颜色能引起人的兴奋和沉静感、明快和忧郁感、华丽和朴素感。通过实验证明，令人赏心悦目的色彩，通过人的视觉器官传入色素细胞以后，对神经系统会产生良好的刺激，有利于人的心血管系统、消化系统，在此过程中使人体分泌出某种有益于健康的生理活性物质，可以调节血液的流量和神经的传导，使人保持朝气蓬勃的精神状态；反之，杂乱而刺目的色彩，会损坏人的健康和正常的心理情绪。不同颜色对人的影响不同，如红色有增加食欲的作用；蓝色有使高热患者退烧和使人情绪稳定的作用；紫色有镇静作用；褐色有升高血压的作用；明度较高而鲜艳的暖色，容易引起人疲劳；明度较低、柔和的冷色，使人有稳重和宁静的感觉；暖色系颜色给人以兴奋感，可以激发人的感情和情绪，使人兴奋激动，精力旺盛，但也易疲劳；冷色系颜色给人以沉静感，可以抑制人的情感和情绪，使人沉着冷静和宁静地休息。另外，明亮而鲜艳的暖色给人以轻快活泼的感觉；深暗而浑浊的冷色给人以忧郁沉闷的感觉。无彩色系列中的白色与纯色配合给人以明朗活泼的感觉，而黑色产生忧郁感，灰色则为中性。因此，在色彩视觉传达设计中，可以合理地应用色彩的情绪感觉，创造适应人的情绪要求的色彩环境。

3. 色彩调节与应用

1）色彩调节的概念

色彩在知觉的不同水平上具有各种心理语义，如色彩的温度感、轻重感、硬度感、胀缩感、远近感以及色彩表现的开朗与阴郁、活泼与呆滞、松弛与紧张等。同时还与温度因素、空间因素、时间因素、光因素等多种环境因素相联系，并且会在人的生理方面产生类似作用。因此，利用色彩的这种作用可以在一定程度上对环境因素起到调节作用。

色彩调节的强度虽不及物理方式调节，但色彩调节的环境因素比物理调节更为广泛。因为类似于空气调节的物理调节需要配置高价的实体设备，耗费大量能源，需要高额运行成本并适用于封闭或基本封闭的空间。而利用色彩对环境因素进行调节则不需要太大成本，并且消耗能源也较少，又因为它是直接作用于人的心理，只要人的视线所及，不论什么空间类型都能发挥作用。因此，色彩调节在作业空间设计和工业设备的施色等方面具有广泛的应用。

2）色彩调节的目的

人类的各种活动可以归纳为生产劳动、工作学习和生活休息。而色彩调节的目的就是使环境色彩的设计更加适合于人在该环境中所进行的特定活动，因此，色彩调节的目的可分为三大类：①提高作业者作业愿望和作业效率；②改善作业环境、减轻或延缓作业疲劳；③提高生产的安全性，降低事故率。

其中，第一类调节适用于生产劳动和工作学习的环境，以提高作业者主观工作愿望和客观工作效率；第二类调节适用于人的各种特定活动，在客观上改善作业环境的氛围，主观上减少作业者的生理和心理疲劳；第三类调节适用于生产劳动现场，如生产车间厂房或户外工地现场，是为了排除作业者受到身体甚至于生命的危害，实际上这种调节并不能调节环境因素，而是改变了安全因素，因此成为安全色。

从上述色彩调节的目的出发，可以通过以下三个步骤来实现色彩调节。

第一步，归纳出委托人要求实现环境调节应有的全部目标，对这些目标进行分析，确定最终应实现的调节目标。

第二步，根据色彩所具有的心理语义确定色调和配色，并根据语境确定调和方式。

第三步，确定在工程上施色的材料与工艺，实现环境色彩调节。

3）色调调节的应用

色调调节在作业空间设计和工业设备的施色等方面具有广泛的应用。在现代工业生产中，车间厂房是为了满足人们对工业产品的需求而设置的生产作业场所。流水生产方式提高了劳动生产效率，但同时也使劳动变得越来越单调乏味，使操作者完全失去了劳动热情。因此利用一切手段建立生产现场秩序，改善生产现场的氛围，创造良好的工作环境以提高工作效率，减少疲劳，提高生产的安全性、经济性，降低废品率是生产现场环境设计的根本，也是现场环境色彩调节的目的。因此，对于生产现场的色彩调节既要考虑环境色的调节，又要考虑安全色的施色要求。

对于车间厂房的施色可分为两部分：一部分是车间、厂房建筑的空间构件；另一部分是设置其中的机械、设备及其各种管线。对它们实施色彩调节的施色可分为以下几类。

（1）安全色

安全色是传递安全信息含义的颜色。我国现行《安全色》国家标准GB 50034—2004中对安全色的颜色表征规定包括红、蓝、黄、绿四种颜色。具体规定如下：

红色——表示禁止、停止、危险以及消防设备的意思。凡是禁止、停止、消防和有危险的器件或环境均应涂以红色的标记作为警示的信号。如机器设备上转动的轮子、消防设施、报警器、应急停止按钮等。

蓝色——表示指令。要求人们必须遵守的规定。

黄色——表示提醒人们注意。凡是警告人们注意的器件、设备及环境都应以黄色表示。

绿色——表示给人们提供允许、安全的信息。

使用安全色必须有很高的打动知觉的能力与很高的视认性，所表示的含义必须能被明确、迅速地区分与认知。因此，使用安全色必须考虑以下三方面：①危险的紧迫性越高，越应该使用打动知觉程度高的色彩；②危险可能波及范围越广，越应使用视认性高的色彩；③应该制定约定俗成的色彩作为安全色标准，以防止对安全色含义的错误理解。

凡属有特殊要求的零部件、机械、设备等的直接活动部分与管线的接头、栓等部件以及需要特别引起警惕的重要开关，特别的操纵手轮、把手，机床附设的起重装置，需要告诫人们不能随便靠近的危险装置等都必须施以安全色。对于调节部件，一般也应施以纯度高、明度大、对比强烈的色彩加以识别。

车间、工作场所色彩调节中的安全色的施色必须做到：①标识出直接的危险物；②标识出可用于应急措施的对象；③标识出安全救助设施；④标识出可能出现危险的区域或可能受害的对象；⑤标识出必须禁止操作或必须提醒注意的操作。

此外，在野外操作的工程机械，常常在没有任何特殊防护设施的环境下工作，为了防止行人靠近而造成伤害，必须采用橙色、朱红、明黄等色彩，以与环境中绿色的树木、棕褐色的土地或灰色的水泥地形成鲜明的对比。

（2）对比色

对比色是使安全色更加醒目的反衬色，包括黑、白两种颜色。安全色与对比色同时使用时，应按表2-11规定搭配使用。

（3）环境色

车间、厂房的空间构件，包括地面、墙壁、天花板以及机械设备除了直接活动的部件与各种管线的接头、栓等部件外，都必须施以环境色。车间、厂房色彩调解中的环境色应满足以下要求：

① 环境色形成的反射光应配合采光照明形成足够的明视性。

② 应像避免直接眩光一样，尽量避免施色涂层形成的高光对视觉的刺激。

③ 应形成适合作业的中高明度的环境色背景。

④ 应避免配色的对比度过强或过弱，保证适当的对比度。

⑤ 应避免大面积纯度过高的环境色，以防视觉受到过度刺激而过早产生视觉疲劳。

⑥ 应避免如视觉残像之类的虚幻形象出现，确保生产安全。

如在需要提高视认度的作业面内，应尽可能在作业面的光照条件下增大直接工作面与工作对象间的明度对比。经有关专家实验统计，人们在黑色底上寻找黑线比在白色底上寻找同样的黑线所消耗的能量要多2100倍。为了减少视觉疲劳，必须降低与所处环境的明度对比。

例如，某钟表厂的装配车间将深色地板改换为明快的颜色后，生产效率提高了7.5%。这是因为精细的手表零件需要较强的视认性。因此，其工作台面采用了白色，以形成较强的明度对比。但白色的桌面又与深色的地板形成了强烈反差，使操作者极易产生视觉疲劳。当将深色地板换成明快的浅色后，与白色桌面间的明度对比减弱，从而改善了操作者的视觉条件，生产率得到了提高。同样，在控制器中也应注意控制器色彩与控制面板间以及控制面板与周围环境之间色彩的对比，以改进视认性，提高作业的持久性。

2.3.5 噪声环境

我们周围充满了声音，声音无处不在、无时不在。在这些声音中，有的是人们需要的，有的则是人们不想听到的，其实噪声与好听的声音没有绝对界限。日常生活中，听到的声音有三个表征量：声强、音调和音色。声音音量过高、音调过高或过低、声音过杂都会导致人们的不舒适感。声环境应该包括室内外的噪声、音响效果和震动等，通常良好的声环境使人心情愉悦，对生活有积极作用，而不好的声环境则令人烦躁、容易疲劳。研究声环境最主要的目的就是创造使人舒适的声环境。

1. 声波的属性及其传播

声环境是通过声波传播形成的，声波有强度、频率和纯度三种物理属性。声波的记录是以声强或声强级来记录的，声强就是声音的强度。声场中某点的声强，是单位时间内，该点垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声音能量。声强的范围非常大，直接用声强作为度量单位是不便的，必须用另一个单位声强级来代替声强，其单位是分贝，分贝值越高则声强越大，表2-12表示声强与人感觉之间的关系。

声波的纯度是指是否由单一频率的周期振动构成，据此可以将声音分为纯音和复合音。在实际生活中纯音比较少，通常听到的都是由多个频率的声音组成的复合音。

声环境可以影响人的行为。举个例子，在西餐厅吃饭，声环境轻柔，人们低语就可以交流，而在中餐厅由于声音嘈杂，人们交流就必须大声讲话，这就改变了人们的说话行为。还有一个最明显的例子就是，在肯德基店，也已利用音乐节奏的快慢、高低来调节人们进食的速度，以加快人群的流动速度。

在室内设计中，主要原则就是根据具体要求对声音进行处理，可以适当地利用，也可以对其进行吸收和隔离处理等方法，特别是一些高分贝的噪声，对人的生理和心理危害非常大，要采取措施加以控制。

首先对声波在室内的传播方式和路径做一个了解，先了解室内“声场”的两个显著特点：①距离声源有一定距离的接收点上，声能密度比在自由“声场”中要大，常常不随距离的平方衰减；②声源在停止发声以后，在一定的时间里，“声场”中还存在着来自于各个界面“迟到”的反射声，产生所谓“混响现象”。声音在室内传播的途径可以用图2-16表示，从图中可以看出，对于一个听者，接收的不仅是直达声，而且还有陆续到达的来自天花、地面以及墙面的声音，有的是一次反射声，有的是经过两次甚至是多次反射到达的声音。

从声音在室内传播的图形中可以看出声音在室内传播的三个过程：声音的增长、声音的稳定、声音的衰减（在声源停止发声以后）。前面已经提到在声源停止发声以后，“声场”中还存在着来自各个界面“迟到”的反射声，产生“混响现象”，这种现象的时间长短用混响时间表示。对室内声学设计来说，混响时间是一个非常重要的概念，根据不同场合，可以适当延长或者减短混响时间。混响时间与房间的容积和表面吸声性能有关，与容积成正比，与室内吸声量成反比。如音乐厅需要长混响，会议厅需要短混响，多功能厅则希望混响时间可调节。

2. 噪声对人的影响

环境中起到干扰作用的声音、人们感到吵闹的声音或不需要的声音，称为噪声。噪声具有声音的一切物理性质。作业环境的噪声不仅限于杂乱无章的声音，也包括影响人们工作的车辆声、飞机声、机械撞击振动声、马达声、邻室的高声谈笑声等。环境噪声可能妨碍工作者对听觉信息的感知，也可能造成生理或心理上的危害，因而将影响操作者的工作效率、舒适性或听觉器官的健康。

1）噪声对工作的影响

关于噪声对不同性质工作的影响，许多国家做过大量的研究。研究结果表明，噪声不但影响工作的质量，同时也影响工作效率。如果噪声级达到70dB（A），对各种工作产生的影响表现在以下几个方面。

（1）影响工作者的注意力。

（2）对于脑力劳动和需要技巧的体力劳动等工种，会降低工作效率。

（3）对于需要高度集中精力的工种，会造成差错。

（4）对于需要经过学习后才能从事的工种，会降低工作质量。

（5）对于不需要集中精力进行的工作，人将会对中等噪声级的环境产生适应性。

（6）如果已对噪声适应，同时又要求保持原有的生产能力，将要消耗较多精力，从而会加速疲劳。

（7）对能够屏蔽危险报警信号和交通运行信号的强噪声环境，易引发事故。

一般而言，噪声对作业效率的影响与作业性质有关，一般认为：对思维性作业，噪声在50～60dB（A）以上就会影响作业效率；而对体力作业，噪声在85～90dB（A）以上就会产生影响。噪声对作业效率影响的特点是：

（1）高频噪声的影响大于低频噪声。

（2）噪声级越大，影响越大，大于100dB（A）以上要认真采取措施进行降噪。

（3）间断性（脉冲性）噪声的影响大于连续性噪声，如压、冲机械噪声的影响是比较大的。

研究还指出，噪声对人的语言信息传递影响最大，交谈者相距1m在50dB（A）噪声环境中可正常交谈，但在90dB（A）噪声环境中要大声叫喊才能交谈。由此还将影响到交谈者的情绪，交谈者的情绪将由正常转为不可忍耐。因此，许多国家的标准在规定作业场所的最大允许噪声级时，对于需要集中精力的工作场所均以50dB（A）的稳定噪声级为其上限。

2）噪声对听觉的影响

人的听觉系统是对噪声最敏感的系统，也是受噪声影响最大的系统。噪声对听力的影响可归纳为以下几个方面。

（1）暂时性听力下降，又称暂时性耳聋。在噪声作用下，可使听觉发生暂时性减退，听觉敏感度降低。当人离开噪声环境回到安静环境时，听觉敏感度不久就会恢复，这种听觉敏感度的改变是一种生理上的“适应”，称为暂时性听力下降。不同的人，对噪声的适应程度是不同的。但暂时性听力下降却有明显的特征，即受到噪声作用后，听觉有较小的减退现象，约10dB（A）；回到安静的环境中听觉敏感度能迅速恢复。

（2）听觉疲劳。在噪声作用下，听觉的敏感性下降，表现为听阈的提高（一般不超过10～15dB（A）），但当离开噪声环境几分钟后即可恢复，这种现象称为听觉的适应。听觉适应有一定的限度。在强噪声的长期作用下，听阈提高15dB（A）以上，离开噪声环境需要较长时间才能恢复，这种现象称为听觉疲劳。听觉疲劳还取决于噪声的频谱组成。频率越高，引起的疲劳程度越重。

（3）持久性听力损失，又称永久性耳聋。如果长期接触过量的噪声，听力阈值就不能完全恢复到原来的数值，便造成耳感受器质性病变，进而发展成为不可逆的永久性听力损失，临床上称为噪声性耳聋，它是一种进行性感音系统的损害。

噪声对听力的影响与噪声强度、暴露于噪声环境中的时间和频率特性有关。50dB以下的低强度噪声对人无伤害，在许多场合反而对人的工作效率的提高有一些积极作用。55dB（A）强度的噪声，终身职业性暴露，少数人会出现轻度听力损失。65dB（A）的噪声可使大约10%的人产生轻度听力损伤。因此，可以认为55dB（A）和65dB（A）是产生听力损失和听力损伤的临界噪声强度。超过临界噪声强度，暴露时间超过一定限度，则会产生听力损失。

3）噪声对人的生理和心理的影响

（1）噪声对人的生理的影响

噪声对中枢神经系统、心血管系统、呼吸系统、消化系统和视觉器官均产生不良影响。

研究表明，在超过85dB（A）的噪声作用下，大脑皮质的兴奋和抑制失调，导致条件反射异常，出现中枢神经功能障碍，表现为头痛、头晕、失眠、多汗、恶心、乏力、心悸、注意力不集中、记忆力减退、神经过敏、惊慌以及反应迟缓等。噪声对人的睡眠质量和数量的影响甚大，使人多梦、熟睡时间缩短。研究认为，睡眠时40～50dB（A）噪声所产生的影响相当于清醒状态时100dB（A）噪声的影响。

噪声对心血管系统功能的影响，表现为心跳过速、心律不齐、心电图改变、血压增高以及末梢血管收缩、供血量减少等。噪声对心血管系统的慢性损伤作用，一般发生在80～90dB（A）噪声强度情况下。不少专家认为，20世纪生活中的噪声是造成心脏病的一个重要原因。

噪声可引起消化系统障碍，使胃的收缩机能和分泌机能降低。研究表明，噪声在80～85dB（A）时，胃在1min内收缩次数减少37%，而肠蠕动减少则可持续到噪声停止之后。噪声还可以使唾液量减少44%。随着噪声强度的增大，唾液量有进一步减少的趋势。据统计，噪声大的工业行业溃疡症的发病率比安静环境高5倍。噪声引起食欲减退、胃收缩、唾液和胃液减少，影响下垂体和荷尔蒙的分泌，引起孕妇早产等后果。对动物的实验证明，噪声能引起胃溃疡。

噪声对呼吸系统的影响，往往与脉搏、血压的改变同时出现。在90dB（A）噪声影响下，呼吸频率加快，呼吸加深。噪声对视觉功能也有影响，用115dB（A）、800～2000Hz范围的较强声音刺激听觉，可明显降低眼对光的敏感性，有研究表明，一定强度的噪声还可使色视力改变。长期暴露于强噪声环境中，可引起持久性视野同心性狭窄。130dB（A）以上的噪声，可能引起眼振颤和眩晕。

噪声对睡眠也有影响，通过问卷调查和脑电波、眼电图等生理指标测量分析发现，噪声使人不能入睡，或降低睡眠深度，使大脑处于非休息状态。大量研究表明，为保持睡眠不受影响，室内夜间噪声应保持在40dB（A）以下。

（2）噪声对人心理的影响

噪声对人心理的影响主要表现为引起人的烦恼，如焦急、讨厌、生气等各种不愉快的情绪。噪声引起的烦恼程度与噪声级、噪声频率、噪声的时间变化以及人所从事的活动性质、个体状况等有关。噪声引起的烦恼与噪声级的关系是，噪声级越强，引起烦恼的可能越大。噪声所引起的烦恼程度还与噪声的频率、噪声的时间变化有关。高频噪声比响度相等的低频噪声更易于引起烦恼。间接、脉冲和连续的混合噪声、强度和频率结构不断变化的噪声更容易引起人们强烈的不愉快。

噪声所引起的烦恼程度也随个体状态和地区的不同而不同。例如，在住宅区，60dB（A）的噪声即可引起相当多人的讨厌和抗议，但在工业区情况则没那么严重。噪声所引起的烦恼程度还与人们所从事的活动有关。通常相同的噪声环境给脑力活动者带来的烦恼比体力活动者更甚。

3. 噪声评价标准

1）我国的噪声标准

我国的噪声标准一般可分为三类，第一类是基于对作业者的听力保护而提出来的，《工业企业噪声卫生标准》《工业企业噪声设计标准》（草案）、《机床噪声标准》等均属此类；第二类是基于降低人们对噪声环境的烦恼程度而提出的，《城市区域环境噪声标准》《机动车辆噪声标准》均属此类；第三类是基于改善工作条件、提高工作效率而提出的，如《室内噪声标准》。我国有关噪声的允许标准摘录于表2-13和表2-14。

2）国际化组织及国外的噪声标准

为了保护经常受到噪声刺激的劳动者的听力，使他们即使长期在噪声环境中工作，也不致产生听力损伤和噪声性耳聋，各国政府及国际标准组织均制定了噪声标准。听力保护噪声标准以A声级为主要评价指标，对于非稳定噪声则以每天工作8h、连续每周工作量40h的等效连续A声级进行评价。表2-15为国外几种听力保护噪声标准。

同样为了控制环境污染，保证人们的正常工作和休息不受噪声干扰，ISO规定住宅区室外噪声允许标准为35～45dB（A）。非住宅区室内噪声允许标准见表2-16。

通过对室内声音传播方式和过程的分析，我们可以对声音采取吸收和隔离措施。对于吸声，任何一种材料都有吸声能力，只是吸声能力大小不同而已。室内的主要吸声材料如图2-17所示。

此外，还有其他的吸声结构材料，如空间吸声体（与一般吸声结构的区别在于其自成一体，不是与顶棚、墙壁等刚性墙组成的吸声结构）、窗帘、洞口、人和家具等。

噪声作用于人的中枢神经系统，能使人的大脑皮层兴奋抑制平衡失调，从而导致神经衰弱症状，如头晕、耳鸣、全身乏力等，噪声也可使胃分泌失调，总之噪声的危害很大，必须对噪声或对身体有害的声音进行隔离。室内传播声音的途径主要有两种：通过空气传播的空气声和通过建筑结构传播的固体声。这两种噪声传播的特性不同，空气声因传播中的扩散和设置隔墙而大量减弱，因此其干扰往往局限在噪声源附近，传播的距离较近。而固体声由于建筑结构对声能衰减很少，而且传播速度快，所以能够传到很远的房间。隔声首先从声源入手，设置隔声罩等，其次从噪声的传播途径入手，采用隔声屏障和隔声墙的结构形式，隔声墙可以是多层的，而且可以在其中放置吸声的松软材料以增加吸声效果。对于门的隔声，可以通过设置双层门来阻止声音的传播。窗玻璃一般很难有很好的隔声效果，一般通过采用安装玻璃降低外界噪声，并且玻璃在安装时不应该平行，窗户与建筑物接触的边缘要做好封闭措施。