В рабочей зоне промышленного помещения
Период гада | Категория работ | Температура, ос | Относительная влажность воздуха, % | Скороть движения воздуха, м/с | |||||||||||
Опти- мальная | Допустимая | ||||||||||||||
Верхнний | Нижний | ||||||||||||||
Посто- янная | Непос- тоянная | Посто- янная | Непос- тоянная | Опти- мальная | Допус- тимая, не более | Опти- мальная | Допус- тuмая | ||||||||
Холод- ный | Легкая -Ia | 22 ... 24 | 40..60 | 0,1 | Не более | ||||||||||
0,1 | |||||||||||||||
Легкая - Iб | 21 ... 23 | 40..60 | 0,1 | Не более | |||||||||||
0,2 | |||||||||||||||
Средней тя- | 18 ... 20 | 40..60 | 0,2 | Не более | |||||||||||
жести -IIа | 0,3 | ||||||||||||||
Средней тя- | 17 ... 19 | 40..60 | 0,2 | Не более | |||||||||||
жести -IIб | 0,4 | ||||||||||||||
Тяжелая - 11I | 16 ... 18 | 40..60 | 0,3 | Не более | |||||||||||
Легкая - la | 23 ... 25 | 40..60 | 0,1 | 0,1 ... 0,2 | |||||||||||
Теплый | Легкая - Iб | 22 ... 24 | 40..60 | 0,2 | 0,1 ... 0,3 | ||||||||||
Средней тя- | 21 ... 23 | 40..60 | 0,3 | 0,2 ... 0,4 | |||||||||||
жести -IIа | |||||||||||||||
. Средней тя- | 20 ... 22 | 40..60 | 0,3 | 0,2 ... 0,5 | |||||||||||
жести -IIб | |||||||||||||||
Тяжелая - 11I | 18 ... 20 | 40..60 | 0,4 | 0,2.:.0,5 | |||||||||||
В состоянии покоя или легкой физической работы (1 категория) ощущение тепловой комфортности достигается при температуре 21°С, относительной влажности воздуха около 60% и скорости движения воздуха не более 0,2 м/с. Повышение влажности воздуха усиливает неприятные ощущения при высоких и низких температурах. Наиболее благоприятная влажность воздуха находится в пределах 40 ... 60% при оптимальных температурах. Уменьшение влажности воздуха до 20% расширяет зону теплового комфорта при изменении температуры благодаря возрастанию теплоотдачи испарением при увеличении температуры и снижении теплоотдачи испарением из-за снижения теплопроводности воздуха.
Существенную роль в регулировании теплоотдачи играет скорость движения воздуха, особенно при равенстве температур тела и окружающей среды и при превышении температуры окружающей среды над температурой тела. Движение воздуха ощущается человеком при скорости более 0,2 м/с. При повышении температуры дО 25°С увеличение скорости движения воздуха до 1 м/с рассматривается как благоприятный фактор. Дальнейшее увеличение скорости увеличивает теплоотдачу организма, вызывает неприятные ощущения, связанные с воздействием воздушного потока на органы зрения, слуха, дыхания и с увеличением энергозатрат мышечной системы.
Регулирование температуры, влажности и скорости движения воздуха в производственных помещениях и рабочих местах осуществляется нагревательными элементами, кондиционерами, вентиляторами и другими устройствами. Защита человека от воздействия температурно-влажностной среды проводится средствами коллективной и индивидуальной защиты, включая специальную одежду.
Допускается в холодный и переходный периоды года понижение температуры воздуха вне постоянных рабочих мест против нормированных: до 12°С - при легких работах, до10°С при работах средней тяжести и до 8°С ~ при тяжелых работах.
В производственных помещениях с площадью пола на одного работающего более 100 м2' температура, относительная влажность и скорость движения воздуха должны быть обеспечены только на постоянных рабочих местах.
Температура нагреваемых поверхностей оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45°с.
В помещениях со значительным выделением влаги допускается на постоянных рабочих местах повышение относительной влажности воздуха в теплый период года не выше 75%. При этом температура воздуха в помещениях не должна превышать 28°С при легкой работе и работе средней тяжести и 26°С - при тяжелой работе.
В случае, когда средняя температура наружного воздуха в 13 ч в течение самого жаркого месяца превышает 25°С (23°С для тяжелых работ), допустимые температуры воздуха в производственных помещениях, на постоянных рабочих местах можно повышать в теплый период года при сохранении указанных значений относительной влажности воздуха: на 3°С, но не выше 31°С - в помещениях с незначительными избытками явного тепла; на 5°С, но не выше 33°С - в помещениях со значительными избытками своего тепла. При выполнении тяжелой физической работы все указанные величины превышения допустимых температур воздуха следует принимать выше соответственно на 1 и 3°С.
В районах с повышенной относительной влажностью наружного воздуха допускается в зданиях и сооружениях принимать при определении требуемого воздухообмена для теплого периода года относительную влажность воздуха в рабочей зоне на 10% выше указанной в табл. 4.
В холодный и переходный периоды года в производственных помещениях, где ведутся работы средней тяжести и тяжелые, а также при сосредоточенной подаче воздуха в системах отопления и вентиляции допускается повыщение скорости движения 'Воздуха до 0,7 м/с на постоянных рабочих местах при одновременном повышении температуры на 2°С.
С эргономической точки зрения отклонение температуры воздуха от нормативов на 1°С приводит к снижению производительности труда на 1 %.
Физиологическое действие газового состава, давления и загрязнения воздуха на организм человека. Функциональные системы живых организмов достаточно жестко приспособлены к составу газовой смеси, присущей атмосфере вблизи земной поверхности при обычных пределах давления. При давлении 760 мм рт. ст. следующий: азот - N2 = 78%, кислород - 02 = 21%, инертные газы - 1 %, углекислый газ - С02 = 0,03%. Дыхательная функция человека осуществляет газообмен между организмом и внешней средой, потребление и транспорт кислорода, выделение углекислоты. Дыхательные движения происходят с частотой 15 - 18 раз в минуту при объеме воздуха на каждом вдохе и выдохе в объеме до 500 мл. Эффективность потребления кислорода и выделение углекислого и других газов зависят от парциальногo давления газов в газовой смеси. Парциальное давление - это давление газа в смеси, которое производил бы газ, входящий в состав смеси, если бы он занимал объем всей смеси.
В комфортных условиях парциальное давление газов в смеси вдыхаемого воздуха составляет: 02=156; С02=0,2; N2 + Ar=590; Н2О=13,8 мм рт. ст. (при температуре 200С и влажности 80%). Дискомфортные условия возникают при снижении или значительном увеличении кислорода и (или) повышении содержания углекислого газа во вдыхаемой смеси. Снижение содержания кислорода до 19% при нормальном атмосферном давлении без увеличения концентрации углекислого газа практически не влияет на дыхательную функцию и работоспособность организма. Снижение содержания кислорода до 17% приводит к увеличению частоты дыхания, снижению чувствительности зрительного анализатора, нарушению координации движений. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода появляется ощущение слабости, головокружения, замедленная реакция на раздражители. Снижение кислорода ниже 15% не позволяет обеспечивать жизнедеятельность, поскольку парциальное давление кислорода меньше 114 мм рт. ст. является критическим и кислород не поступает в организм. 100%-ное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе приводит к поражению легочной ткани.
Увеличение содержания углекислого газа до 2% при нормальном давлении мало сказывается на общем самочувствии, но ведет к учащению дыхания и снижению работоспособности при повышенных нагрузках. Увеличение содержания углекислого газа до 5% ведет к резкому ухудшению самочувствия, снижению работоспособности, возможной потере сознания. Длительное дыхание такой смесью при водит к отравлению, а увеличение концентрации до 10% опасно для жизни. Одновременное увеличение концентрации кислорода и углекислого газа, например СО2=5% и 02=50%, способствует быстрому насыщению организма кислородом и резко увеличивается легочная вентиляция, благодаря углекислому газу, способствующему выведению отравляющих веществ из организма.
Изменение давления атмосферы приводит к нарушению равновесия парциальных давлений между газовой и растворенной фазами веществ организма, снижению качества газообмена. Резкое повышение давления нарушает дыхательную деятельность, возможен разрыв ткани легких. При давлении до 70 мм рт. ст. кислород не поступает в организм из-за парциального давления воды и углекислого газа, которые всегда находятся в организме и сумма их давлений приблизительно равна 70 мм рт. ст. Существенное влияние на создание комфортных' условий деятельности оказывают вредные при меси воздуха, связанные выделением токсичных газов и паров в процессе производства. ГОСТ 12.1.005-88 [4] регламентирует предельно допустимые концентрации 1 307 вредных веществ. Действия этих веществ на организм различно в зависимости от концентрации. Например, угарный таз (СО) при концентрации 0,001 % через несколько часов вызывает отравление из-за его накопления (характерно для большинства вредных примесей) в организме, а при концентрации 1 % тяжелое отравление наступает через несколько вдохов.
Наиболее часто встречаемой причиной загрязнения воздуха является пыль, образующаяся в технологическом процессе при обработке и переработке материалов (первичное пылеобразование) и образующаяся при вторичном пылеобразовании - перемещение людей, уборка помещений. Пыль представляет собой дисперсную систему взвешенных в воздухе твердых частиц вещества. По своему действию на организм пыль подразделяется на две группы: нейтральная - нетоксичная пыль, не оказывающая отравляющего воздействия на организм, и токсичная пыль ядовитых веществ, отравляющих организм. Вредное воздействие пыли на организм человека определяется ее химическим составом, концентрацией, размерами, формой и структурой частиц, электрическим зарядом, радиоактивностью. Прямое действие пыли на дыхательные пути 'приводит к астрофизическим, гипертрофическим, нагноительным, язвенным и другим изменениям слизистых оболочек, бронхов, легочной ткани, кожи, способствующих катару верхних дыхательных путей, бронхиту, пневмонии, пневмосклерозу, конъюктивиту и так далее. Длительное вдыхание пыли, проникающей в легкие, приводит к развитию пневмокониоза, вызывает отравление и функциональные изменения ряда органов и систем организма. Косвенное воздействие пыли связано с изменением спектральной характеристики средств отображения информации, освещенности и интенсивности солнечной радиации, что приводит к ошибкам при восприятии информации.
Загрязнение воздуха вызывается веществами однонаправленного (близкими по химическому составу и характеру физиологического воздействия на организм человека) и изолированного (обособленного, не однонаправленного) действия.
Для исключения заболеваний или отклонений в состоянии здоровья работающих при длительности работы не более 8 ч в сутки в течение всего рабочего стажа сумма отношений фактических концентраций вредных веществ однонаправленного действия к их предельно допустимым концентрациям не должна превышать единицы
С1 + С2 +…+ Сн ≤1,
ПДК1 ПДК2 ПДКн
где C1, С2, ... Сн - фактическая концентрация вредных веществ из н; ПДК1, ПДК2, ... , ПДКн - предельно допустимая концентрация вредных веществ из н, принимается по ГОСТ 12.1.005 [4].
Отношение фактической концентрации вредного вещества изолированного действия к его предельно допустимой концентрации также не должно превышать единицы. Среднее количество выделяемых вредных веществ определяется по выражению
С= Aqm
100z V
где А - объем перерабатываемого материала,
q- расход вредных веществ на 1 м3 материала, мг/м3;
m - летучая (испаряемая) часть, %
z - продолжительность испарения, ч;
V - объем рабочего помещения, м3.
Уменьшение загрязнения воздуха достигается внедрением вентиляции и кондиционирования, устройством воздушнотепловых завес, фильтров и поглотителей.
Влияние вибрации и шума. Вибрация - это процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Вибрация характеризуется частотой колебания, амплитудой, скоростью и ускорением.
Колебания механических тел с частотой ниже 20 Гц воспринимаются как вибрация, а выше - одновременно как вибрация и шум. Особенно вредна вибрация с частотой 6 ... 9 Гц из-за возможности резонанса клеток организма человека, имеющих собственную частоту колебаний порядка 8 Гц. Для головы человека резонансной является вибрация частотой 17 ... 25 Гц. Резонансные явления вибраций могут вызывать механические повреждения организма человека. При увеличении амплитуды колебаний увеличивается энергия вибрации, что приводит к нарушению функций организма, деформациям и уменьшению подвижности суставов. В диапазоне частот 2 ... 12 Гц появляются болезненные ощущения в грудной клетке, боли в пояснице, полости рта, гортани, в некоторых мышцах.
Защита от вредного воздействия вибрации достигается исключением или уменьшением ее вредного воздействия путем, автоматизации управления вибрирующим оборудованием, применением демпфирующих и уравновешивающих колебательные массы устройств, установкой виброизоляторов и виброгасителей.
Шум - это механические колебания, звуковые процессы, неблагоприятные для восприятия и отрицательно сказывающиеся на организм человека. При длительном воздействии шума снижается острота слуха, ослабляется внимание, ухудшается зрение, координация движений, значительно увеличивается расход энергии при одинаковой физической нагрузке. Интенсивный шум приводит к нарушению деятельности сердечнососудистой и других систем организма. Уровень шума как и звука оценивается в децибелах, относительно порогового звукового давления.
Нормирование шума проводится по предельному спектру шума и по уровню звукового давления и служит для определения соответствия рабочих мест санитарным нормам. Защита от шума достигается внедрением звукоизолирующих приспособлений, систем автоматического выключения источников шума, звукопоглощающим и реактивным устройствам, использованием материалов с большим внутренним трением (резина, асбест, битум), строительно-акустическими мероприятиями (зелеными насаждениями, рациональным расположением шумящего оборудования), применением средств индивидуальной защиты и т. д.
Эстетические и социально-психологические требования к производственной обстановке. Рассмотренные выше антропометрические, физиологические, психофизические и гигиенические требования характеризуют комплекс взаимосвязанных факторов, учитываемых при проектировании и организации трудовой деятельности, и определяют эффективность функционирования системы «человек-машина-среда» применительно к предметам, орудиям труда и условиям внешней среды.
Эстетические и социально-психологические факторы, входящие в структуру производственной обстановки, определяют эмоциональное состояние человека, условия создания функционального, психологического и бытового комфорта, возможности роста производительности и эффективности труда. Создание благоприятной производственной обстановки осуществляется средствами технической эстетики путем согласования конструктивных особенностей орудий труда с характеристиками человека и проектирования производственных. интерьеров, обеспечивая единство формы и содержания машин, исключая однообразие, утомляющее психику. Единство формы и содержания орудия труда достигается средствами композиции. К ним относят пропорции, масштаб, контраст, нюанс, ритм, метрические повторы, характер формы.
Пропорция - это размерные соотношения элементов формы, на основе которых формируется объемно-пространственная структура и создается целостность формы изделия. Пропорции являются основой гармонизации, технического совершенства конструкции орудия труда, увеличения его жесткости.
Масштаб- это соответствие размеров орудия труда, его элементов и интерьера размерам и формам человека.
Контраст - противопоставление, резко выраженные отличия между однородными свойствами (цвет, размеры, характер расположения), позволяющие выделить наиболее ответственные зоны станка, пульта управления, зоны цеха. Контраст предназначен для сосредоточения внимания на важнейших элементах системы управления, ответственных операциях.
Нюанс, основываясь на контрасте, является сферой чисто художественного осмысления формы и материалов изделия. Нюанс раскрывает эстетические достоинства изделия путем геометрически правильной (соответствующей форме человека) проработке поверхностей изделия или органов управления, т. е. подчеркивает незначительные отличия между однородными свойствами.
Ритм- это закономерность количественного изменения ряда чередующихся элементов (средств отображения информации, органов управления), их количества, объема, занимаемой площади. Ритм способствует созданию зрительной реакции на изменение количества или объема анализируемых элементов, при этом движения глаз осуществляется в направлении нарастания параметра изменения ряда.
Метрический повтор - многократное с одинаковым интервалом повторение каких-либо элементов, отражающее характер функционирования процесса (мнемосхема). Часто повтор вводится искусственно для уменьшения времени восприятия информации (уменьшения количества движений глаз).
Важным художественным средством организации процесса трудовой деятельности являются композиционные принципы развития форм в пространстве. Формы, построенные по закону возрастания или убывания, предрасполагают действия человека в определенной последовательности. Нарушение закономерности изменения формы, отсутствие одного из элементов формы, резкое изменение его размеров, контрастное изменение цвета способствуют повышению зрительного внимания человека. При этом одновременно анализируются состояния двух смежных элементов формы. Пространственная организация объектов в поле зрения может осуществляться с и м м е т р и ч н о (равномерное расположение одинаковых частей формы относительно оси или плоскости). Нарушение симметрии ( а с и м м е т р и ч н о с т ь) обеспечивает преимущество по скорости восприятия информации с асимметрично расположенных объектов.
Логическим дополнением и завершением композиции является цвет, который должен быть увязан с объемнопространственной структурой орудия труда и помещения. Цвет фона должен контрастировать с цветом обрабатываемых материалов.
Цвет выполняет две функции, являясь источником информации и фактором психологического комфорта. В качестве источника информации цвет используется для ориентации работающих в пространстве и органах управления оборудованием. Стандартом ГОСТ 12.4.026-76 [7] установлены следующие сигнальные цвета:
¾ красный - запрещение, непосредственная опасность,
средства пожаротушения;
¾ желтый - предупреждение, возможная опасность; л
¾ зеленый - предписание, безопасность;
¾ синий - указание информации.
Цвета окраски основного производственного оборудования должны быть физиологически оптимальными, обеспечивать снижение зрительного и общего утомления. Рациональные условия зрительной работы обеспечиваются соответствующим контрастом в поле зрения по цвету и яркости. Цвет фона должен быть оттенком малонасыщенного цвета, являясь по цветовому фону дополнительным к цвету объекта различения. Корпуса машин и оборудования целесообразно окрашивать в светлые неяркие тона, а органы управления - в более яркие (желтый, оранжевый), обеспечивая мягкость контраста предмета труда.
Существенное значение имеет подбор цветов для окраски помещений и интерьеров. При этом необходимо учитывать контрастность окраски оборудования и помещения и воздействие цвета на организм человека. Установлено, что длинноволновые (красный) цвета действуют возбуждающе, а коротковолновые (фиолетовый) цвета вызывают подавленное настроение, одновременно способствуя наибольшему зрительному утомлению. Средневолновые цвета благотворно влияют на нервную систему, способствуют снижению утомляемости.
Выбор цветового оформления определяется характером трудовой деятельности. для работ с физическими или нервными нагрузками, с высоким температурным режимом интерьеры цехов необходимо окрашивать в светлые тона голубых, сероголубых, зелено-голубых и других холодных цветов невысокой насыщенности. Периодические физические и умственные нагрузки легче выполняются в обстановке теплых цветов, повышающих активность организма. Особым фактором улучшения производственной обстановки является озеленение предприятий, выращивание растений в цехах. Это способствует нормализации микроклимата помещения и рабочего места, уменьшению шума и пыли, улучшает эмоциональное состояние работающего.
Таким образом, эстетические требования к производственной обработке обеспечивают создание целостности композиции, выделение композиционного центра (основных органов управления, средств отображения информации), создание рабочих мест, ориентируемых на заданную трудовую деятельность с учетом характеристик человека, и обеспечивающих функциональный и бытовой комфорт в окружающей среде.
Элементами социально-психологических требований к производственной обстановке является социально-психологический климат в рабочем коллективе, дисциплина труда, взаимоотношения и управление, заинтересованность в результатах труда. С помощью социологических исследований установлена прямая связь между психологическим климатом в коллективе и стабильности кадров, дисциплиной труда. Состояние социально-психологического климата в коллективе определяется множеством факторов и субъективных явлений в его жизнедеятельности.
Основным законом жизни коллектива как социального звена является динамика его развития в целом и укрепление взаимосвязей между отдельными членами коллектива. Развитие коллектива осуществляется при наличии конкретных целей, перспектив, которые объединяют всех членов коллектива. Важнейшими психологическими элементами в коллективе являются взаимоотношения «по вертикали» (между формальным лидером и подчиненным) и «по горизонтали» (отношение членов группы между собой), а также взаимоотношения между отдельной личностью и всей группой в целом.
Взаимоотношение «по вертикали» строятся на принципе субординации, а «по горизонтали» на принципах коллективизма и взаимопомощи. Сплоченность коллектива обеспечивается социально-психологической совместимостью людей, включающей общность целевых установок членов коллектива, общность их ценностных ориентаций, отношение к деятельности и к товарищам, мотивацию поступков. В сплоченном коллективе вырабатываются коллективные настроения, т. е. совместное переживание определенных жизненных ситуаций, фактов, событий и коллективное мышление специфическое социально-психологическое явление, усиливающее целеустремленность каждого члена коллектива) позволяющее. разносторонне прогнозировать решение конкретных задач.
Улучшение социально-психологического климата в коллективе характеризуется превращением труда в творческий процесс при непрерывном повышении производительности труда овладением мастерством, непрерывным совершенствованием культуры членов коллектива всесторонним и гармоническим их развитием. Немаловажную роль в улучшении психологического климата в коллективе имеет организация трудовой деятельности, ее монотонность, отсутствие возможности межличностного общения в процессе работы. Это вызывает угнетение нервной системы, чувство скуки, отсутствие интереса к работе, что приводит к психологической разобщенности коллектива и к снижению эффективности труда.
Повышение производительности труда коллектива достигается при соблюдении следующих условий:
¾ четкое определение функций каждого работника;
¾ создание условий для повышения квалификации. проявления инициативы и самостоятельности;
¾ установление персональной ответственности за порученное дело при определении перспектив служебного роста и объективной оценке деловых качеств.
Соблюдение эргономических требований к орудиям труда и производственной обстановке непосредственно ведет к более эффективному использованию рабочего времени, росту производительности труда. Одновременно решаются следующие социальные задачи:
¾ сохранение и укрепление здоровья трудящихся путем создания комфортных условий труда;
¾ всестороннее и гармоничное развитие личности работника. создание условий для превращение труда в первую жизненную необходимость на основе повышения содержательности и производительности труда, достижения соответствия между индивидуальными способностями работника. с одной стороны, и содержанием трудовой деятельности и условий труда - с другой.
Оценка социально-экономической эффективности производится с целью выбора оптимального варианта проектных решений по совершенствованию производственной обстановки и определения влияния конкретных эргономических показателей на основные технико-экономические показатели предприятия, находящегося в стадии проектирования, строительства. реконструкции или действующего. Рациональность применения достижений эргономики на данном рабочем месте, участке, в цехе и на предприятии оценивается соответствием обобщенных показателей антропометрических, физиологических. психофизиологических, психологических и санитарно-гигиенических элементов производственной обстановки с установленными нормативами или опираясь на данные об увеличении работоспособности, уменьшении заболеваемости и травматизма. улучшении качества. продукции, снижению потерь от текучести кадров или несоблюдения дисциплины труда и других данных об устранении неблагоприятного воздействия условий труда на работающих.
Годовая экономическая эффективность внедрения эргономических требований определяется как разница между экономией и затратами (текущими и капитальными) на проведение мероприятий по внедрению эргономических требований.
Возможны следующие источники экономии:
¾ сокращение численности управленческого и обслуживающего персонала;
¾ условное высвобождения рабочих благодаря росту производильности труда;
¾ сокращение расходов, связанных с производственным травматизмом и профессиональными заболеваниями;
¾ сокращение компенсационных выплат, связанных с работой в тяжелых и вредных условиях;
¾ повышение надежности и коэффициента использования орудий труда (снижение числа аварий и поломок, увеличение межремонтных периодов);
¾ повышение надежности и качества работы операторов системы «человек-машина-среда»;
¾ снижение трудоемкости продукции, уменьшение непроизводственных затрат рабочего времени;
¾ увеличение фазы устойчивости работоспособности операторов
Вопросы для самопроверки
1. Классификация эргономических требований к орудиям труда
2. Антропометрические и физиологические требования к орудиям труда.
3. Характеристика эргономических требований к органам управления. Виды органов управления.
4. Энергетические характеристики анализаторов.
5. Влияние объема информации на быстродействие операторов
6. Методы увеличения быстродействия операторов.
7. Влияние шума и вибрации на организм человека.
8. Характеристики микроклимата рабочей зоны.
9. Факторы, определяющие комфортность трудовой деятельности. Влияние социально-психологического климата коллектива на эффективность трудовой деятельности.