Общая характеристика факторов среды

Эргономика рассматривает среду системы «человек — машина» как интегральное целое и изучает ее влияние на функциональное состояние, работоспособность и здоровье человека, от которых во многом зависит эффективность функционирования системы в целом.

Среда системы имеет сложное, многоуровневое строение.

Выделяют санитарно-гигиенический, психофизиологический, эстетический и социально-психологический уровни формирования среды, для каждого из которых установлена определенная номенклатура элементов, его образующих.

В эргономике используется схема классификации элементов, составляющих условия труда, о которой уже упоминалось. При проектировании систем «человек — машина» ориентируются на оптимальные для жизнедеятельности и работоспособности человека параметры элементов, составляющих условия труда.

Обязательным при этом является соблюдение требований, содержащихся в системе стандартов безопасности труда (ССБТ), стандартов системы «человек — машина» (СЧМ), стандартов на термины и номенклатуру эргономических показателей качества продукции, санитарных нормах и правилах.

Основными факторами, создающими дискомфортные метеорологические условия в производственных помещениях, являются повышенная или пониженная температура воздуха, лучистая энергия, часто в сочетании с высокой влажностью и интенсивным движением воздуха.

Патогенетическим механизмом, определяющим всю картину изменений состояний человека при указанных дискомфортных условиях, является изменение теплообмена и возникающее в связи с этим охлаждение или перегревание организма. Наблюдается прямая зависимость между уровнем перегрева и степенью, нарушения деятельности, однако часто это нарушение значительно отстает во времени.

При переохлаждении наблюдаются более линейные сдвиги, когда по мере нарастания выраженности вегетативных и мышечных реакций происходит постепенное ухудшение профессиональной деятельности.

Для большинства людей комфортными являются условия при температуре окружающей среды примерно на уровне 20—22СС, влажности в пределах 30—60% и скорости движения воздуха не более 0,2 м/с.

Метеорологические условия (оптимальные и допускаемые температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха) рассчитываются для рабочей зоны производственных помещений в соответствии с санитарными нормами (СН 245—71).

Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей, работающих в помещении. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей, тренирующий терморегуляционный аппарат и тонизирующий первую систему.

Установлено, что «щадящий температурный комфорт», «тепличные условия» могут действовать как монотонный раздражитель, вызывающий тормозное состояние. Однако температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более чем на 5°.

В производственных помещениях, помимо естественной вентиляции, предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т. е. автоматическое поддержание его состояния в производственных помещениях в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, чистота) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении.

Кондиционирование воздуха необходимо, если температура воздуха в помещении в течение длительного времени превышает 29°С. Выбор способов вентилирования определяется в значительной степени характером внешней среды, обусловленным в основном технологическими процессами производства.

Факторами, ухудшающими на производстве внешнюю и особенно воздушную среду, могут быть следующие:

• выделение тепла (конвекционного и лучистого);
• выделение влаги (водяных паров) ;
• выделение газов и паров химических веществ общетоксического или раздражающего действия;
• выделение токсической и нетоксической пыли;
• выделение радиоактивных веществ;
• различные комбинации указанных выделений.

Оптимизация воздушной среды на производстве предполагает значительное уменьшение содержания различных химических токсических веществ в воздухе по сравнению с предельно допустимыми их концентрациями, которые не могут быть признаны оптимальными. Идеальным является положение, когда эти концентрации приведены к нулевым значениям.

Острые и хронические изменения функционального состояния человека происходят под влиянием химических факторов. При хроническом воздействии более выражены неспецифические изменения, связанные с рядом расстройств нервной системы, появлением разнообразных субъективных симптомов (болей, раздражительности, нарушения сна и т. п.).

При этом состоянии отмечается значительное снижение продуктивности трудовой деятельности, особенно во вторую половину рабочей смены.

Рациональное освещение производственных помещений — один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека. Без рационального освещения не могут быть созданы оптимальные условия для общей работоспособности человека и тем более для эффективного функционирования зрительной системы.

Последнее обстоятельство приобретает особую значимость для тех профессий, в которых зрительная система играет главную роль в трудовой деятельности, испытывает большие нагрузки и зачастую является источником ошибок.

Исследованиями, проведенными в лабораторных условиях и на производстве, доказано, что улучшение освещения приводит к повышению производительности труда. Причем происходит это благодаря совершенствованию условий труда, а не в результате его интенсификации.
Освещение производственного помещения должно отвечать ряду общих требований.

Важно правильно выбрать источник света и систему освещения, а также предусмотреть меры защиты от слепящего действия света и устранения бликов. Необходим достаточный уровень освещенности рабочих поверхностей.

Освещенность должна соответствовать характеру выполняемой работы (нельзя считать общее освещение удовлетворительным для всех работ).

В 1971 г. Госстрой СССР утвердил раздел П-А. 9-71 Строительных норм и правил (СНиП) «Искусственное освещение. Нормы проектирования». Существенно повышены (в 2—3 раза) нормы освещенности при системе комбинированного освещения для точных зрительных работ. В несколько меньшей степени (в 1,5—2 раза) увеличены нормы освещенности при одном общем освещении для работ большей и средней точности.

В нормах регламентируются новые качественные и количественные характеристики осветительных установок: показатель ослепленности и показатель дискомфорта ( в целях ограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственных и общественных зданиях), коэффициент пульсации освещенности (для производственных помещений, освещаемых газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты) и др.

Искусственное освещение может быть общим и комбинированным (когда к общему освещению добавляется местное освещение концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах).

Общее освещение подразделяется на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест).

Искусственное освещение может быть двух видов: рабочим и аварийным. Аварийное освещение применяется в случае отключения рабочего освещения, во-первых, для эвакуации работающих из помещения и, во-вторых, для продолжения работы.

Освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении, используемом для продолжения работ, должна составлять не менее 5% норм, устанавливаемых для рабочего освещения этих поверхностей лампами накаливания при системе общего освещения.

В целях повышения равномерности яркости в поле зрения работающих следует предусматривать окраску стен, потолка производственных помещений и оборудования в светлые тона с большим коэффициентом отражения.

Действие света на организм человека многообразно, поэтому при проектировании искусственного освещения рекомендуется учитывать более широкий круг вопросов, чем предусматривается существующими правилами и нормами. Исследования показали, что сочетание света с определенными дозами ультрафиолетового излучения положительно влияет на здоровье человека, существенно снижает заболеваемость во время эпидемий.

Возникло новое направление—создание в помещении динамического освещения, которое рассматривается как изменение интенсивности света, т. е.уровней освещенности во времени и как разнообразие освещенности или спектра излучения в пространстве. Такой характер освещения способствует снятию ощущения монотонности и отдалению наступления утомления и снижению уже развившегося утомления.

Поскольку свет в производственном помещении не только обеспечивает зрительную работоспособность, но и выполняет психологические, биологические и эстетические функции, постольку пути определения оптимального учета всех требований находятся в руках проектировщика-светотехника, квалификация и опыт которого и определяют окончательное решение вопросов освещения.

Необходимо разработать различные способы моделирования условий освещения, которые позволят архитектору и художнику-конструктору выбирать наиболее совершенные в художественном отношении варианты освещения, а светотехникам реализовать решения проектировщика.

Значительное влияние на условия труда оказывает производственный шум, который может вызывать профессиональное поражение органов слуха. Он приводит к изменениям в функциональном состоянии организма. Вредное влияние шума существенно сказывается на реакции работающего человека, ведет к ослаблению его внимания.

Шум воздействует на общее психическое состояние человека, вызывает ощущение плохого самочувствия, стесненности, тревоги и неуверенности. Шум является одним из главных факторов утомляемости, которая приводит к увеличению травматизма, снижению работоспособности и производительности труда.

Стабильные широкополосные акустические шумы, превышающие определенный уровень, вызывают серьезное снижение темпа, эффективности и качества работы операторов АСУ, занятых, как правило, переработкой значительных объемов информации, и управляющего персонала АСУ, осуществляющего принятие ответственных решений.

Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах спектра шума устанавливаются «Гигиеническими нормами допустимых уровней звукового давления и уровней звука на рабочих местах» (МЗ СССР, № 1004-73, 1973), которые в основном соответствуют рекомендациям Технического комитета по акустике Международной организации по стандартизации.

Шум считается допустимым, если измеряемые его уровни во всех полосах спектра не превышают значений, указанных нормативной кривой. Нормируемыми параметрами являются общий уровень звука, измеряемый по шкале шумометра «А» (в децибелах «А»), а также уровни (в децибелах) среднеквадратических звуковых давлений, измеряемых на линейной характеристике шумомера (или шкале «С») в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Нормы предусматривают в определенной степени дифференцированный подход в зависимости от характера трудовой деятельности в условиях шума. В нормах учитывается суммарная длительность воздействия шума в течение рабочего дня и определяются поправочные коэффициенты к уровню звукового давления в зависимости от времени нахождения рабочих в условиях шума, а также характер шума (широкополосный, тональный или импульсный).

Характеристики и нормы шума на рабочих местах производственных предприятий, в подвижном составе железнодорожного транспорта, на морских, озерных и речных судах, пассажирских транспортных самолетах и строительно-дорожных, землеройно-транспортных и мелиоративных видах машин, а также на грузовом транспорте регламентируются «ГОСТ 12. 1. 003-76. Шум. Общие требования безопасности».

Для производственных помещений, в которых помимо шума на человека действуют другие неблагоприятные факторы, предельно допустимые уровни шума должны быть ниже. Например, у лиц, работа которых протекает на фоне шума в среде с повышенной температурой или при напряженном внимании, чаще наблюдается развитие гипертонической болезни, чем у работающих при таком же шуме без высоких температур и напряженного внимания или без шума, но при наличии этих факторов.

Комбинированное воздействие повышенных уровней акустических шумов и высоких температур, как показывают эксперименты, отрицательно влияет на точность работы человека [18]. Известно, что вредное влияние шума и вибрации, воздействующих на организм рабочего одновременно, усиливается.

Улучшение акустических условий на производстве предполагает проведение ряда мероприятий, направленных и на уменьшение вибрации оборудования, которая, как правило, представляет сложное колебательное движение (апериодическое или квазипериодическое) и часто носит импульсный или толчкообразный характер.

Учитывая влияние вибрации на человека, следует рассматривать: физическую характеристику колебаний человеческого тела под влиянием различных амплитуд и частот вибрации; субъективную оценку состояния, вызываемого вибрацией; влияние вибрации на некоторые физиологические функции.

Вибрация с большой частотой и малой амплитудой оказывает наиболее неблагоприятное воздействие на человека, вызывая головные боли, утомление, напряжение зрения. Под действием на организм общей вибрации (вибрации рабочих мест) очень скоро наступает сонливость и апатия, а в определенных случаях могут произойти изменения в организме человека, которые называют вибрационной болезнью.

Вибрационная патология заняла в последние годы третье место в структуре хронических заболеваний профессиональной этиологии. При толчках и тряске точность и координация двигательных реакций ухудшаются. В профессиональной деятельности появляются ошибки неспецифического характера, обусловленные в основном ошибками восприятия и исполнения рабочих команд.

При воздействии колебаний с малой частотой и большой амплитудой также отмечаются нарушения трудовой деятельности. В «Санитарных нормах и правилах при работе с инструментами, механизмами и оборудованием, создающими вибрации, передаваемые на руки работающих» (№ 626-66), устанавливаются предельно допустимые величины вибрации, возникающей при эксплуатации виброопасного оборудования.

Вес вибрирующего оборудования или его частей, удерживаемых руками, не должен превышать 10 кг, а усилие нажима — 20 кг. Определяются условия измерения нормируемых величин и условия работы с вибрирующим оборудованием.

Допустимые уровни вибрации рабочих мест приводятся в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71). Нормируемыми параметрами вибрации являются среднеквадратичные величины колебательной скорости или амплитуды перемещений горизонтальной и вертикальной вибрации в октавных полосах частот, возбуждаемых работой машин, станков и других видов оборудования и передаваемых на сиденья, пол и рабочие площадки в производственных помещениях.

При этом предусмотрена зависимость нормируемых величин от продолжительности воздействия вибрации на протяжении рабочей смены. Имеются также «Санитарные нормы и правила по ограничению вибрации и шума на рабочих местах тракторов, сельскохозяйственных мелиоративных, строительно-дорожных машин и грузового автотранспорта» (№ 1102-73 от 18/V 1973 г.) и целый ряд других подобных документов.

Введены в действие государственные стандарты, в которых определены допустимые величины вибрационных характеристик различных машин, инструментов и оборудования.

Что касается вибрации оборудования рабочих мест операторов АСУ, то она не должна создавать общей вибрации, интенсивность которой (в соответствии с зарубежными руководствами) превышала бы 90—100 дБ на частотах 0—4 Гц и 95 дБ на частотах 4 Гц.

Организация работ по предотвращению неблагоприятного воздействия шума и вибрации на организм работающих должна:

• устранять причины шума и вибрации или по крайней мере значительно ослаблять их в самом источнике образования в процессе проектирования, конструирования и эксплуатации оборудования;
• изолировать источник шума или вибрации от окружающей среды средствами звуко- и виброизоляции и звуко- и вибропоглощения, предотвращающими или уменьшающими распространение звуковых колебаний и вибраций от источника на рабочем месте и в соседние помещения;
• применять рациональные планировки производственных помещений, имеющих интенсивные источники шума;
• увеличивать звукопоглощение внутренних поверхностей помещения путем нанесения на них звукопоглощающих облицовок в виде матов и панелей;
• применять средства индивидуальной защиты от шума и вибрации и вводить рациональный режим труда и отдыха для работающих.

К числу неблагоприятных факторов внешней среды относятся электромагнитные поля сверхвысоких частот, воздействие которых на человека может вызывать функциональные сдвиги в организме: быструю утомляемость, головные боли, раздражительность, нарушение сна, утомление зрения и т. д.. Предельно допустимые дифференцированные уровни микроволнового (300— 300 000 МГц) облучения следующие:

• при интенсивности облучения не выше 10 мкВт/см2 разрешается работа на протяжении всего рабочего дня;
• при интенсивности облучения от 10 до 100 мкВт/см2 разрешается работать не более 2 ч в день;
• при интенсивности облучения в пределах 100—1000 мкВт/см2 разрешается работать в течение не более 15— 20 мин в день. В этом случае обязательным является использование специальных защитных очков.

В соответствии с «Санитарными нормами и правилами при работе с источниками электромагнитных полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот» (№ 848—70) интенсивность электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах не должна превышать:

по электрической составляющей:

• в диапазоне частот 60 кГц — 30 МГц — 20 В/м;
• в диапазоне частот 30 — 300 МГц — 5 В/м;

по магнитной составляющей:

• в диапазоне частот 60 кГц — 1,5 МГц —5 А/м;
• в диапазоне СВ4 (300 МГц —30 ГГц) при облучении в течение всего рабочего дня — 10 мк Вт/см2.

В качестве средств защиты от воздействия сверхвысокочастотного электромагнитного поля используются сплошные экранирующие щиты, мелкоячеистая латунная сетка, поглощающие экраны (специальные устройства, гасящие СВЧ-излучения), замкнутые экранирующие камеры (при работе с генераторами большой мощности), эквивалент (поглотитель мощности), обеспечивающий высокую степень снижения интенсивности излучения путем рассеивания энергии в веществе, заполняющем эквивалент (графит с цементом, песок, пластмасса, резина и др.).

К индивидуальным средствам защиты относятся защитные очки, шлемы, комбинезоны, халаты, фартуки.

Оптимизация условий трудовой деятельности предполагает исследование и ряда других факторов производственной среды и проведение специальных мероприятий по профилактике их вредного воздействия на организм работающих.

Гигиенически оптимальные параметры физической среды, в которой осуществляется трудовая деятельность,— необходимое условие проявления эффективности эргономических рекомендаций, используемых при конструировании машин и организации рабочего места.

Рассмотрение во взаимосвязи эргономических показателей физической среды на производстве и соответствующих характеристик машин и оборудования — непременное условие комплексного подхода к оптимизации трудовой деятельности, характерного для эргономики.

Оптимизация систем «человек—машина» предполагает совместный учет эргономических требований к техническим средствам и условиям деятельности человека. Предложена принципиальная схема порядка выполнения работ при таком учете эргономических требований, которая включает две линии работ.

«Одна связана с оценкой психофизиологической структуры деятельности, а другая— с оценкой психофизиологического состояния организма. Первая линия начинается с составления (уточнения) перечня задач и способов их решения оператором, вторая — с определения (уточнения) условий деятельности.

Обе линии соединяются при определении конструкции рабочего места и оценке варианта системы «человек—машина». Указанный цикл, включающий в себя ряд последовательно решаемых вопросов, повторяется на каждой стадии разработки, меняется только распределение значимости этих вопросов, степень конкретности проработки и методы оценки.

В представленной схеме предусматривается ряд промежуточных связей, вытекающих из определенных зависимостей между психическими и физиологическими процессами.