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工厂健康照明:创造更好的劳动条件

发布日期:2022-11-01
  世界工业飞速发展,带来经济腾飞,也承受着无形之重。数以亿计的工人不断创造生产奇迹,然后他们职业安全健康所存在的隐患却往往被忽视。
 
  除了机械、物理、化学、生物等作业危害以外,超负荷、超体能、超工时的工作是许多工人的生活常态, 严苛的工作管理制度更给工人们的身体和心灵造成了双重伤害。
 
  在这种现实状况下,工厂的照明若只着眼于生产效率提高与生态节能是远远不够的,更应为了工人的健康福祉投入更多关注,致力于创造更好的劳动条件,让工人更舒适、体面地劳动和生活。
 
1. 工厂照明问题带来的职业健康与安全风险
 
  不当的光照条件将给工人带来职业健康与安全的风险,主要有视觉损伤、不适宜的光照条件引起安全风险,以及不当照明引起的工作和肌肉疲劳。
 
  有些工种会面临强光照刺激,例如电焊弧光,这种高强度混合光,对眼部组织造成的损伤非常强,其导致的电光性眼炎非常普遍,还有可能出现视网膜黄斑病变、视网膜灼伤、视网膜感光细胞断裂、晶状体浑浊等可能会导致失明的疾病。
 
  眩光会让工人感觉到不舒适,不仅刺激工人的眼睛,还会影响他们的工作状态,降低工作效率。工作越精细,对防眩光的要求越高。
 
  足够的显色指数对于降低工人视觉安全风险也有一定的作用,对于部分要求不高的工种,显色指数Ra仅需达到60,而对于精细程度较高的工种,其光源显色指数Ra要求达到80,以便于工人分辨工作环境内的颜色信息。有些行业如印刷、织染等,对于光源的显色性要求更高,显色指数Ra要达到80~90。
 
  此外,由于工厂建筑空间尺度的特殊性,许多工厂的天然采光是不足的,研究发现长期缺乏稳定日光照射的工人更容易出现心理问题,从情绪低落到抑郁症,情绪障碍患病风险更高。
 
  长期的人工光源替代日光也有可能影响褪黑激素的产生,导致睡眠不足。此外,日光照射不足还会导致工作效率下降,从而使工厂的效益降低,工人收入随之减少。
 
工作台照明设置与人体工学
 
  由于照明布置不当或者照度设置不当,将导致工人不自然的工作状态,例如长期坐姿不正、眼部与工作面的距离过近导致的肌肉紧张与疲劳以及更为普遍的眼疲劳问题,这些问题因为微小而常常被管理者甚至工人忽略。
 
  现代工厂照明在提升员工工作健康部分仍有很大的改进空间。以焊接车间为例,车间大多使用悬挂式点焊机,体量较大,为保证拼装的精度和减小工作强度,工作台顶部会有大量的钢架来固定设备,因此如果只采用顶棚灯,由于设备遮挡就无法满足工作台的照度需求,工人在坐直或前坐的状态下就无法进行精密操作,需要改变坐姿来进行作业,因此可能导致肩颈或腰椎的疲劳。
 
工厂地面、顶棚及流水线亮度实测
 
  
 
  2. 工厂作业、视觉需求与光环境
 
  工厂是用以生产货物的大型工业建筑物,大部分工厂都拥有以大型机器或设备构成的生产线。随着科学技术的进步和经济的发展,企业之间的竞争愈加激烈,使得生产产品的流水线工厂的生产环境发生了很大改变,如产品种类增多、产品生产周期变短等。为提高工厂生产的竞争优势,提升员工工作效率和保障员工健康是在工厂照明 中应当关注的重点。
 
  工业厂房按照建筑结构形式可分为单层工业建筑和多层工业建筑,多层工业建筑空间特征与一般科研实验楼类似,单层工业建筑内部则多为大跨度高进深空间。
 
  工厂的作业活动多种多样,根据产品类型的不同,从精密的手工作业到无人的机械作业,各项作业的精细程度也各有不同。
 
不同视觉作业特性下所需照度范围
 
不同作业与工作所需照度的关系
 
  采用天然光进行室内照明,更有利于健康光环境的构造。有研究发现,在相同照度水平的情况下,人们在天然光环境下的视觉功效比人工照明条件下高5%~20%。天然光还有助于提高工人的效率,工厂中尽量保证天然光的利用,可开高侧窗和天窗,保证工作效率的同时还可以防止眩光,也更有利于工人的身心健康和工厂节能。
 
  一些工厂所采用的高窗为整个工厂空间带来了良好的采光效果,也营造出舒适宜人的工作环境,空间品质得到了非常高的提升。最重要的是天然光的利用减少了工厂的能耗,从而节约了可观的经济支出。
 
  有些工厂可能在天然采光方面有一定的困难,也可以采取人工光与天然光结合的方式,在有效利用天然光的基础上,用人工光进行补充,既保证了员工的身心健康,又保证了他们的工作效率和安全,各方位对工人进行关怀。
 
  工厂中的照明布置还需要考虑人因工程学,包括与作业面的距离等,以保证工人操作的舒适性和空间内光照的合理分布,避免产生眩光等不利影响。此外,对于作业对象较大的工厂车间,例如汽车、机床等操作车间,要考虑作业对象对光线的遮挡问题。
 
站姿和坐姿工作下的人因工程学
 
  3. 缓解作业疲劳的工厂功效照明
 
  对于工厂而言,工人的疲劳和注意力降低不仅会有导致产能下降的危害,对于比较危险的作业来说,安全风险也大大增加。工厂光环境改变从而影响工人行为与工作效率的机制有:视觉功效、视舒适度、视觉环境、人际关系、生物钟、刺激效应、工作满意度、困难排解能力、晕轮效应明。
 
  照明条件会通过影响作业细节来影响视觉功效、视觉舒适度、视觉环境等;也可以通过非视觉作用如节律来影响生物钟;光照还会影响情绪,继而影响工作满意度、困难排解能力和晕轮效应(对于工作和人际关系的整体知觉,排除片面影响);而对于环境刺激的响应则是保证工人安全和工作效率的重要基础,需要保证合适的光照条件维持工人的警觉性。
 
  在工人易疲劳的时段提高亮度水平,可以缓解工人的疲劳,提高其警觉性。有些研究结果还提出:人体处于生理低潮状态时,2500Ix左右的照度可以很有效地调整人的精神状态。在工人工作的过程中,可以随着工作进行逐步提高工作环境的亮度水平,防止工人的疲劳。
 
  但是需要注意的是,亮度逐步提升的过程非常重要,长期暴露在高照度的光照下对于工人的健康也是有损伤的,对于工厂节能也十分不利。也可以考虑间歇性的高强度照明或者允许工人自行根据工作状态和视疲劳程度进行调光,光环境切换可以有效缓解工人的疲劳程度、提高其警觉性、改善工人的生理不适合心理状况。
 
  研究发现在工人不同疲劳程度时,不同曝光刺激对其“生理一心理”影响不同,低色温高照度也更有益于抑制负性情绪和缓解疲劳。因此推荐采用可调光的照明系统,创建灵活的人工照明环境,以便适应不同时段的工人们的不同需求。在色温的选择上,需要结合作业对象的特征进行考虑。
 
  例如某工厂由于作业对象铜丝自身的色彩泛黄,在工厂普遍采用的5000K光源照射下识别率反而不高,在色温达到6000K以上工人才普遍反映识别率增加。因此需采取特殊的照明策略来缓解工人疲劳,针对工厂的低顶棚流水线、仓储空间和高顶棚操作空间采用了不同的照明策略。在生产线应用4000K LED低顶棚灯具,使工作空间自然明亮,减少工人长时间操作产生的视觉疲劳,确保产品质量和员工的身心健康;仓储空间配光使货物的垂直面更明亮;在板径加工区应用140W的LED高顶棚灯具,在重型设备加工部件的过程中,充足的照明确保了操作人员的人身安全和生产效率。
 
光环境设计与工人绩效、工厂收益的关系
 
  此外还可以利用环境色彩来缓解工人疲劳。研究发现,环境整体色调与工作环境的性质与用途一致,能够减弱或改善环境对人心理与生理的不利影响。为了避免眼部疲劳,在大面积用色时尽量使用纯度较低、明度较高的颜色,在整个环境配色过程中选择色彩的数目不宜过多。
 
  同时色彩又不能太单调,可以在明度上稍作变化,有一点层次感和稳定感。室内的配色应尽可能减少视野内不同视界面的亮度差,以免引起作业者视觉上的不舒适感。天棚、墙壁、设备和地面等应避开彩度高的颜色,减少不良的视觉刺激。
 
  在针对工厂的调研中发现室内大面积运用高饱和度但低明度的蓝色或绿色,且室内照明不足,不仅没有使颜色达到消除人眼疲劳的调节功能,使得整个 工厂操作间比较昏暗,并且显得很陈旧,同时高饱和深色工作台的反射会影响作业显色性。环境色彩(如墙壁和顶棚)会影响照明效果,并间接影响视觉疲劳程度。工作界面色彩的选色既要与工作环境协调,又要具备良好的可分辨性。
 
  工人长时间高强度工作带来的心理问题也不容忽视。可以通过光照来缓解工人的焦虑与抑郁等情绪,对工人的心理健康进行关怀,同时还可以通过光照来提高工人的工作效率,缩短工作时间。
 
  在一些健康照明实践中,针对流水线的工人进行了不同色温和亮度组合的照明模式对工人疲劳和绩效影响的研究,在对工人们的问卷调研和测试中发现,光环境对情绪及疲劳的影响较为明显,更高的色温和亮度组合对情绪和心理疲劳的积极作用更显著。
 

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