Расчетно графическая работа по курсу БЖД

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЯ ОТДЕЛА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ /1/.

В проектированном помещении необходимо разместить четыре рабочих места, оснащенных ПЭВМ.

Площадь на одно рабочее место должно составлять не менее 6 кв.м, а объём помещения не менее 24 м³ . Поэтому размеры помещения составляют: длина 10 м, ширина 6 м, высота 3 м. Общая площадь равна 60 кв.м.

К организации рабочих мест предъявляются особые требования:

1. Расстояние между рабочими местами с боковых сторон должна быть не менее 1,2м, при расположении пользователей последовательно не менее 2-х метров, лицом друг к другу – 0,6м.

2. Размещать ПЭВМ экраном к окну не допускается, так как это создаёт тень и блики на экране монитора.

3. Размещать ПЭВМ в близи к стены не рекомендуется, так как пользователь не сможет проделывать зрительные упражнения. Также стена отражает электромагнитное излучение от ПЭВМ на пользователя.

4. Рабочее место, оснащенное ПЭВМ, не должно размещаться так, чтобы пользователь находился лицом к окну, что создаёт неудобство и дополнительную нагрузку на глаза.

5. Пользователи будут мешать друг другу, если они будут находится спиной к спине.

6. Естественное освещение должно находиться с левой стороны, также допускается и с правой.

В соответствии с перечисленными требованиями запроектируем помещение отдела информационных технологий (см. рис. 1).

СХЕМА ПОМЕЩЕНИЯ ОТДЕЛА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Рис. 1.

1. Вешалка

2. Полка

3. Шкафы

4. Диван

5. Диван

6. Стол

7. Стол со стульями.

2. РАССЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ МЕТОДОМ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА /1,2,3,5/

Проведем расчет искусственного освещения в следующем порядке:

1.Выбирем систему освещения.

В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, разрешено применение системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

Но в связи с тем, что работа производится по всей поверхности и нет необходимости в лучшем освещении отдельных участков применим систему общего равномерного освещения.

2.Выбираем источник света.

Существуют множество типов ламп. Лампы накаливания недолговечны и освещают небольшую площадь. Люминисцентные лампы создают равномерное освещение и долговечны. Галогенные лампы долго разгораются, создают яркий направленный поток света.

Поэтому выберем люминисцентные лампы, которые обеспечивают равномерную освещенность на рабочей поверхности.

3.Выбираем тип светильников и определим высоту подвеса над рабочей поверхностью.

Для помещения с нормальными условиями среды и хорошо отражающими стенами и потолком, выберем светильники ШОД на 2 лампы 40 и 80 Вт, рассеянного света с защитным углом - 30°.

Наименьшая допустимая высота над полом у светильника ШОД составляет 2,5м.

h свеса

H h

hn

H – высота помещения ;

h свеса = 0,5 – размер свеса светильника;

h n = 0,8 – уровень рабочей поверхности;

h = H - h n – h свеса = 3 - 0,8 - 0,5 = 1,7м – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

4.Определим освещенность на рабочих местах.

Согласно СниПу 23.05-95 освещенность на рабочих местах должна быть

ξн = 300 – 500 л.к.

Возьмем ξн = 300 л.к.

5.Определим коэффициент запаса для данных производственных условий.

Коэффициент запаса для помещения с малым выделением пыли ќ = 1,5.

6.Определим необходимое количество светильников и их мощность.

Размещение осветительных приборов рассчитывается по формуле L = λ*h,

где h – высота подвеса над рабочей поверхностью, λ – наивыгоднейшее расстояние между светильниками.

▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪

l

▪▪▪▪▫

L

Рис. 3.

λ = 1,1 – 1,3.

h = 1, 7.

Рассчитаем L = 1,2 х 1,7 = 2,04м.

Количество рядов светильников в помещении рассчитывается по формуле:

n ряд = A/L,

где n ряд – количество рядов светильников;

A – ширина помещения;

L – расстояние между рядами светильников.

Из формулы n ряд = 3.

Количество светильников в ряде определяется по формуле:

n св = (B – l св) /L св,

где n св - количество светильников в ряде;

В – длина помещения;

l св – длина светильника.

Возьмём длину светильника l св = 2м, тогда n св = 4.

Общее количество светильников находится по формуле:

N = n ряд х n св,

N – общее количество светильников в помещении.

N = 3 х 4 = 12.

7. Рассчитаем методом коэффициента использования светового потока суммарный световой поток всех ламп по формуле:

ΣΦ = ξн х ќ х Ŝ х ż/η,

где ΣΦ - световой поток всех ламп;

ξн – 300 л.к.

ќ – коэффициент запаса;

Ŝ – площадь помещения;

ż – коэффициент неравномерности освещения (при люминесцентных лампах ż = 0,9 );

η - коэффициент использования светового потока.

Для светильников ШОД коэффициент отражения потолка ρ н = 70%, а стен ρ с = 30%, значение η = 46% .

Световой поток ΣΦ = 300 х 1,5 х 24 х 0,9/0,46 = 21130,43478.

Световой поток приходящийся на одну лампу находится по формуле:

Φ л = ΣΦ/n х N,

где n – количество ламп в светильнике;

N – общее количество светильников в помещении (N = 6).

Тогда световой поток приходящийся на одну лампу

Φ л = 21130,43478/12 = 1760,86.

Ставим лампы по две в светильнике ШОД мощностью 40 Вт, напряжение в сети 220 В. Светильники в количестве 12 штук размещаем в 3 ряда на расстоянии 2м друг от друга, 1м от длины стены a, и 1м от стены длины b.

(см. рис. 3)

3. РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ТЕПЛА.

Расчет потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла производиться по формуле:

Q = L изб/ζ в х С в х▲t,

где Q – потребный воздухообмен, (м³/ч) ;

L изб – избыточное тепло, (ккал/ч);

ζ в – идеальная масса приточного воздуха (ζ в = 1,206 кг/м³);

С в - теплоёмкость воздуха (С в = 0,24 ккал/кг град);

▲t – разница температуры удаляемого воздуха и приточного воздуха.

Количество избыточного тепла расчитывается по формуле:

L изб = L об + L осв + L л + L р – L отд,

где L об – тепло, выделяемое оборудованием;

L осв – тепло, выделяемое системой освещения;

L л – тепло, выделяемое людьми в помещении;

L р – тепло, вносимое за счет солнечной радиации;

L отд - теплоотдача естественным путём.

Количество тепла, выделяемое оборудованием находится по формуле:

L об = 860 х P об х ψ1,

где P об = мощность потребляемая оборудованием;

ψ1 = коэффициент перехода тепла в помещении.

Потребляемая оборудованием мощность определяется по формуле:

P об = P ном х ψ2 х ψ3 х ψ4,

где P ном – номинальная мощность (кВт);

ψ2 - коэффициент использования установленной мощности, учитывающий превышение номинальной мощности над фактически необходимой

ψ3 – коэффициент загрузки, т.е. отношение величины среднегопотребления мощности к максимальной необходимой;

ψ4 – коэффициент одновременности работы оборудования.

При ориентировочных расчетах произведение всех четырех расчетов иожно принять равным 0,25.

Для одного компьютера установленная мощность P ном = 0,4 кВт.

Расчет производится с четырьмя компьютерами, следовательно мощность равна:

P об = 4P ном* 0,25/ ψ1

Количество тепла, выделяемое оборудованием будет:

L об = 860 х 4 х 0,4 х 0,25 = 344.

Количество тепла, выделяемого системой освещения определяется по формуле:

L осв = 860 х P осв х α х β х cosφ,

где α – коэффициент перевода электрической энергии в тепловую (α = 0,46-0,48, для люминисцентрых ламп );

β – коэффициент одновременности работы (при работе всех светильников

β = 1);

cosφ – коэффициент мощности (cosφ = 0,7 - 0,8).

Мощность осветительной установки можно найти по формуле:

P осв = n х 0,03,

где 0,03 – мощность одной осветительной установки (кВт);

n – количество ламп (n = 12).

Найдем мощность осветительной установки:

P осв = 12 х 0,03 =0,36 кВт.

Количество тепла, выделяемого системой освещения будет равна:

L осв = 860 х 0,36 х 0,47 х 0,75 х 1 = 109,134

Количество тепла, выделяемое людьми расчитывается по формуле:

L л = n л х q л,

где n л – количество человек;

q л – тепловыделение одного человека.

Категория работы легкая и t = 25°С, то в таблице 8 /4/, q л = 50 ккал/ч. Так как в отделе информационных технологий будут находится клиенты, то к исходному количеству людей прибавим 3. Найдем количество тепла, выделяемое людьми: L л = 7 х 50 = 350 ккал/ч.

Количество тепла вносимое при помощи солнечной радиации расчитывается по формуле:

L р = m х F х q ост,

где m – количество окон;

F – площадь окна;

q ост – солнечная радиация, проникшая в помещение через остеклённую поверхность.

Согласно таблице 9 /4/, для окон с двойным освещением, деревянными рамами и выходящими на Северо-Восток 45° широты и q ост = 65ккал/ч.

Высота окна h = 2м, ширина L =2,5м.

Площадь окна = 2 х 2,5 = 5 кв.м.

Найдем количество тепла вносимое при помощи солнечной радиации:

L р = 3 х 5 х 65 = 975 ккал/ч.

Если нет никаких дополнительных условий то можно считать, что Lотд = Lрад.

Применим Lотд = 0 ккал/ч.

Найдем количество избыточного тепла: L изб = L об + L осв + L л + L р – L отд,

L изб = 344 + 109,134 + 975 + 350 – 0 = 1778,134.

▲t выбирается в зависимости от теплонапряженности воздуха L н которая находится по формуле;

L н = L изб + Vн,

где Vн – внутренний объем помещения (Vн = 160 м³).

Найдем L н =1778,134/160 = 11,11 ккал/ч.

При L н < 20 ккал/м³ ч, ▲t = 6°С.

Найдем потребный воздухообмен по теплоизбыткам от машин, людей, солнечной радиации и искусственного освещения.

Q = 1023,89

Найдем кратность воздухообмена по формуле: Q/ Vн = 6,4.

Кратность воздухообмена не превышает 10, следовательно воздухообмен соответствует установленным требованиям.

РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОГО УРОВНЯ ШУМА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ /7/.

Октавные уровни звукового давления на рабочем месте с одним источником шума в зоне прямого и отраженного звука рассчитываются по формуле:

L1 = Lр + 10 lg (k х Φ/S + ψ/B),

к – коэффициент влияния ближнего акустического поля;

Lр – октавный уровень звуковой мощности источника шума;

Φ – фактор направленности источника шума;

S – площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающий источник и проходящий через расчетныю точку;

ψ – коэффициент нарушения диффузности звукового поля в помещении (находится по п. 43 /7/).

Постоянная помещения находится по формуле:

В = В1000* μ,

В1000 – постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц (определяется по таблице 3 /7/);

μ – частотный множитель (определяется по таблице 4 /7/).

Объем помещения Vн = 160м³, то постоянную помещения находим по формуле: В1000 = Vн /6,

тогда В1000 = 26,6.

Коэффициент ψ определяем по формуле В/Sорг. Для помещения Sорг =237кв.м.

Площадь воображаемой поверхности S = 4πR²,

где R – минимальное расстояние между компьютерами.

Рассчитаем: S = 4 х 3,14 х 0,6² = 4,52м².

Октавный уровень звуковой мощности нескольких источников шума определяется по формуле:

L = L1 + 10lg х n,

Результаты расчетов ожидаемого уровня шума занесем в таблицу.

Таблица 1

Октавные уровни звуковой мощности не превышают предельно допустимый уровень. Из этого можно сделать вывод, что помещение не нуждается в шумопонижающих средствах.

5. РАСЧЕТ РОСТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДА И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ПРИ ПРОЭКТИРОВАНИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА. /8/

1. Учет требований эргономики при проектировании новой техникии технологических процессов осуществляется или в результате создания автоматизированных производственных процессов или же оснащением станков, машин. Затраты на внедрение требований эргономикипри проектировании эргономичных узлов и агрегатовопределяются суммированием их стоимости, а эффективность мероприятий рассчитывается сопоставлением полученных результатов с произведенными затратами.

При проектировании полностью автоматизированных производственных прцессов расчет затрат на внедрение эргономики не производится.

Оценка результативности деятельности проектно-конструкторских организаций по обеспечению требований эргономики в обоих случаях производится с помощью следующих показателей: роста производительности труда в результате внедрения новой техники и технологических процессов и, как следствие, высвобождение рабочей силы с участков производствас неблагоприятными условиями труда и возможной в этой связи экономии рабочего времени; условной экономии затрат по фонду заработной платывысвобожденных работников и.т.д.

2.Расчет численности высвобождаемых рабочих при внедрении более производительной техники и технологии находится по формуле:

Эвысв = (Чб-Чн) х Ксм,

где Эвысв - число высвобождаемых рабочих;

Чб – численность рабочих, занятых на данном участке производства;

Чн - численность рабочих, занятых на данном участке производства, после внедрения нового оборудования;

Ксм – коэффициент сменности работы оборудования.

Эвысв =(5-1) х 1 = 4.

3.Условная экономия численности рабочих рассчитывается по формуле:

Эз = (Эвысв х Вут б х Т/12)/Фб,

где Вут б – потеря рабочего времени по заболеваемости одного рабочего в год;

Т – срок действия новой техники в год;

Фб – годовой фонд рабочего времени одного рабочего в базавом периоде.

Рассчитаем условнюю экономию численности рабочих:

Эз = 4 х 16,1 х 0,5/235 = 0,13702.

Условная экономия рабочей силы при внедрении новой техники, отвечающей требованиям эргономики, может быть получена за счет ликвидации производственно обусловленной заболеваемости занятых здесь работников в результате обеспечения благоприятных условий труда. Этот вид экономии расчитывается по формуле:

Эост = (Чн* Вутб х 0,25 х Т/12 ) )/Фб,

где 0,25 – удельный производственно обусловленной заболеваемости.

Эост = (1* 16,1 х 0,25 х 0,5)/235 = 0,00856.

5.Условная экономия от высвобождения численности работающих при внедрении автоматизированного процесса может быть получена в результате сокращения масштабов применения дополнительного отпуска и сокращенного рабочего дня, рассчитывается по:

Э в.л. = Эвысв х (Тд.б./Фб + Тб х Фб/Фч),

где Тд.б – продолжительность дополнительного отпуска;

Тб – продолжительность сокращенного рабочего дня;

Фч – годовой фонд рабочего времени одного рабочего.

Тб = 1 час, и в среднем продолжительность рабочего дня составляет 8 часов, то Фч = Фб х 8 = 1880, найдем Э в.л.

Э в.л. = 4(6/235 + 1 х 235/1880) = 0,602127.

6. Общая экономия рабочей силы по всем перечисленным факторам вычисляется по формуле (Э о = Э высв + Э з + Э ост + Э в.л.) и характеризует возможный рост производительности труда в результате внедрения новой техники и технологии, отвечающей требованиям эргономики и рассчитывается по формуле:

П т = Э о х 100/(Ч ппп - Эо),

где П т – рост производительности труда ;

Ч ппп – численность – производственного персонала;

Найдем Э о = 4 + 0,13702 + 0,00856 + 0,602127 = 4,74775,

П т = 4,74775 х 100/(1427 - 4,74775) = 0,33 = 33%.

7. Экономия фонда заработной платы высвобожденных работников определяется по формуле:

Э ф.з. = З м х Э высв х Т,

где З м - среднемесячная заработная плата одного работника;

Т – срок действия внедренного мероприятия;

Найдем Э ф.з. = 4300 х 4 х 6 = 103200.

8.Экономия средств фонда социального страхования на оплату больничных листов в результате высвобождения работников составляет:

Э с.с. = З д х ВУТ б х Э высв,

где З д – средняя дневная заработная плата одного работника;

Найдем З д = 4300/30 = 143 руб,

Э с.с. = 143,3 х 16,1 х 4 = 9228.

9. Экономия фонда заработной платы по временным льготам рассчитывается по формуле:

Э в.л. = Э высв х (Т б х Ф б х З ч + Т д.б. х З д),

где З ч – средняя часовая заработная плата;

Найдем З ч = 143,3/8 = 18.

Найдем экономию фонда заработной платы по временным льготам:

Э в.л. = 4 х (1 х 235 х 18 + 6 х 143,3 ) = 20359.

10. Суммарная экономия от внедрения достижений эргономики складывается из всех перечисленных видов экономии:

Э сум = Э ф.з. + Э с.с. + Э в.л.,

Э сум = 103200 + 9228 + 20359 = 132787.

11. Получив величину суммарной экономии, найдем годовой экономический эффект:

Э г = Э сум – (З е.д. х Е н),

где З е.д. – единовременные затраты на обеспечение требований эргономики;

Е н – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности .

Найдем годовой экономический эффект:

Э г = 132787 – (171815 х 0,08) = 13745.

Мероприятие считается экономически эффективным, если срок окупаемости единовременных затрат не превышает нормативный:

З е.д./Э сум < 12,5,

З е.д./ Э сум = 171815/132787 = 1,29.

Вывод: при данных условиях автоматизированные рабочие места ведут к росту производительности труда на 33%, и срок окупаемости не превышает нормативный, следовательно внедрение рабочих мест эффективно.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. СанПиН 2.2.2. 542 – 96 “Гигиенические требования к видео – дисплейным терминалам к ПЭВМ и организации работы”.

2. СНиП 23.05 – 95 “Естественное и искусственное освещение”.

3. ГОСТ Р 509.23 – 96 “Естественное и искусственное освещение”.

4. Методические указания кафедры БЖД “Расчет искусственного освещения”.

5. Методические указания кафедры БЖД “Кратность воздухообмена”.

6. ГОСТ 12.1.002 – 88 “Общие требования к воздуху рабочей зоны”.

7. ГОСТ 23941 – 79 “Шум. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования”.

8. Меж отраслевая методика расчета социально – экономической эффективности от внедрения достижений эргономики в народное хозяйство НИИ труда государственного комитета ССР.