Охрана труда

11. ОХРАНА ТРУДА.

11.1. Вводная часть.

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Полностью безопасных и безвредных производственных процессов не существует. Задача охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.

В данном разделе дипломного проекта будет произведен расчет информационной нагрузки программиста и спроектировано оптимальное рабочее место с точки зрения эргономики, а также будет произведен расчет вентиляции.

Видеотерминалы становятся все более распространенным средством взаимодействия человека с ЭВМ. Таким образом, встает важная задача: сконструировать рабочее место оператора так, чтобы взаимосвязи в системе "человек-машина" были оптимальными со всех точек зрения. Утомляемость операторов, работающих за дисплейным терминалом представляет собой серьезную проблему. Оценка информационной нагрузки заключается в проверке и предотвращении условий, вызывающих информационную перегрузку пользователя видеотерминала.

.

11.2. Влияние дисплеев на здоровье пользователей и борьба с вредными воздействиями.

Работа у видеотерминалов включает самые различные задачи, которые объединяются такими общими факторами, как то, что работа производится в сидячем положении и требует внимательного, непрерывного и иногда продолжительного наблюдения.[ ] Выделяются три группы основных задач, которые решаются на видеотерминалах.

1. задачи контроля и наблюдения;

2. диалог;

3. сбор информации.

Эти задачи различаются по длительности использования дисплея и по степени внимания, которой они требуют. Весьма важен вопрос о режиме труда и отдыха при работе с видеотерминалами. Выделяются 7 условий для того, чтобы деятельность на рабочем месте, оснащенном дисплеем, осуществлялась без жалоб и без усталости.

1. Правильная установка рабочего стола:

- при фиксированной высоте - лучшая высота - 72 см;

- должен обеспечиваться необходимый простор для рук по высоте, ширине и глубине;

- в области сиденья не должно быть ящиков стола.

2. Правильная установка рабочего стула:

- высота должна регулироваться;

- конструкция должна быть вращающейся;

- правильная высота сиденья: площадь сиденья на 3 см ниже, чем подколенная впадина.

3. Правильная установка приборов: необходимо так установить яркость знаков и яркость фона дисплея, чтобы не существовало слишком большого различия по сравнению с яркостью окружающей обстановки, но чтобы знаки четко узнавались на расстоянии чтения.

Не допускать:

- слишком большую яркость (вызывает мерцание);

- слишком слабую яркость (сильная нагрузка на глаза);

- слишком черную фоновую яркость дисплея (сильная нагрузка на глаза).

4.Правильное выполнение работ:

- положение туловища прямое, ненапряженное;

- положение головы прямое, свободное, удобное;

- положение рук - согнуты чуть больше, чем под прямым углом;

- положение ног - согнуты чуть больше, чем под прямым углом;

- правильное расстояние для зрения, клавиатура и дисплей - примерно на одинаковом расстоянии для зрения: при постоянных работах - около 50 см, при случайных работах - до 70 см.

5. Правильное освещение:

- освещение по возможности со стороны, слева;

- по возможности - равномерное освещение всего рабочего пространства;

- приборы по возможности устанавливать в местах, удаленных от окон;

- выбирать непрямое освещение помещения или укрывать корпуса светильников;

- поступающий через окна свет смягчать с помощью штор;

- так организовать рабочее место, чтобы направление взгляда шло по возможности параллельно фронту окон.

6. Правильное применение вспомогательных средств: подлокотники использовать, если клавиатура выше 1.5 см; подставку для документов и опору для ног.

7. Правильный метод работы:

- предусматривать по возможности перемену задач и нагрузок;

- соблюдать перерывы в работе: 5 минут через 1 час работы на дисплее или 10 минут после 2-х часов работы на дисплее.

В создании благоприятных условий для повышения производительности и уменьшения напряжения значительную роль играют факторы, характеризующие состояние окружающей среды: микроклимат помещения, уровень шума и освещение.

Рекомендуемая величина относительной влажности - 65-70%.

Рабочее место должно хорошо вентилироваться. В настоящее время с точки зрения шумовой нагрузки достигнут значительный прогресс. Уровень шума в зале (примерно 40 дб) не превышает уровень шума в КБ, независимо от количества используемой аппаратуры. По последним исследованиям - работа за видеотерминалом не представляет опасности с точки зрения рентгеновского излучения.

11.3. Оптимальное рабочее место.

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важнейших проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники. Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте ( наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость рабочего места и его элементов.

Высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680-760 мм. Высота рабочей поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть 650 мм.

Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуется высота сиденья над уровнем пола должна быть в пределах 420-550 мм. Поверхность сиденья рекомендуется делать мягкой, передний край закругленным, а угол наклона спинки рабочего кресла - регулируемым. Необходимо предусматривать при проектировании возможность различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. Кроме того, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения, например заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около 700 мм), чем расстояние от глаза до документа (300-450 мм). Вообще при высоком качестве изображения на видеотерминале расстояние от глаз пользователя до экрана, документа и клавиатуры может быть равным.

Положение экрана определяется:

- расстоянием считывания (0.60 + 0.10 м);

- углом считывания, направлением взгляда на 20 ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.

Должна предусматриваться возможность регулирования экрана:

- по высоте +3 см;

- по наклону от 10 до 20 относительно вертикали;

- в левом и правом направлениях.

Зрительный комфорт подчиняется двум основным требованиям:

- четкости на экране, клавиатуре и в документах;

- освещенности и равномерности яркости между окружающими условиями и различными участками рабочего места.

Большое значение также придается правильной рабочей позе пользователя. При неудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие: шея не должна быть наклонена более чем на 20 (между осью "голова-шея" и осью туловища), плечи должны быть расслаблены, локти - находиться под углом 80 - 100 , а предплечья и кисти рук - в горизонтальном положении.

Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы - слишком низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног. В целях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации:

лучше передвижная клавиатура, чем встроенная; должны быть предусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты стола, клавиатуры, документов и экрана, а также подставка для рук.

Характеристики используемого рабочего места:

- высота рабочей поверхности стола 750 мм;

- высота пространства для ног 650 мм;

- высота сиденья над уровнем пола 450 мм;

- поверхность сиденья мягкая с закругленным передним краем;

- предусмотрена возможность размещения документов справа и слева;

- расстояние от глаза до экрана 700 мм;

- расстояние от глаза до клавиатуры 400 мм;

- расстояние от глаза до документов 500 мм;

- возможно регулирование экрана по высоте, по наклону, в левом и в правом направлениях.

11.4. Расчет информационной нагрузки программиста.

Программист, в зависимости от подготовки и опыта, решает задачи разной сложности, но в общем случае работа программиста строится по следующему алгоритму:

1. Постановка задачи.

2. Изучение материалов.

3. Определение метода решения задачи.

4. Составление алгоритма решения задачи.

5. Программирование.

6. Подготовка к отладке.

7. Отладка.

Данный алгоритм отражает общие действия программиста при решении поставленной задачи независимо от ее сложности.[ ] Все операции, производимые программистом, можно разбить на три группы: афферентные (операции без воздействия), эфферентные (операции по управлению) и логические условия (информационная единица образа, понятия, суждения).

Подсчитаем количество членов алгоритма и их частоту (вероятность) относительно общего числа, принятого за единицу. Вероятность повторения i-той ситуации определяется по формуле:

Pi=k/n , (11.1)

где k - количество повторений каждого элемента одного типа;

n - суммарное количество повторений от источника информации

одного типа.

Результаты расчета для алгоритма сведены в таблицу 11.1.

.

Количественные характеристики алгоритма позволяют рассчитать информационную нагрузку программиста. Энтропия информации элементов каждого источника информации рассчитывается по формуле:

где m - число однотипных членов алгоритма рассматриваемого источника информации.

Затем определяется общая энтропия информации, бит/сигн:

H = H + H + H = 4.46 , (11.3)

где Нi - энтропия информации афферентных, эфферентных элементов и логических условий соответственно.

Определяем поток информационной нагрузки, бит/мин,

где N - суммарное число всех членов алгоритма;

t - длительность выполнения всей работы ( t=180 мин ).

Рассчитанная информационная нагрузка удовлетворяет условиям нормальной работы:

0.8 < Фрасч < 3.2 , бит/мин.

11.5. Расчет вентиляции.

Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагоприятного действия на его здоровье.[ ] Для обеспечения требуемого по санитарным нормам качества воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помещении; вместо удаляемого вводится свежий, после соответствующей обработки, воздух.

В данном подразделе будет произведен расчет общеобменной вентиляции от избытков тепла. Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с вредностью, осуществляется путем подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.

Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле

где Qизб - выделение в помещении явного тепла, Вт;

C - теплоемкость воздуха (C=10 Дж/кг);

- удельная плотность воздуха ( =1.3 кг/м );

tух и tпр - температура удаляемого и приточного воздуха, град.

Температура удаляемого воздуха определяется из формулы:

tух = tрз + d(h - 2), (11.6)

где tрз - температура воздуха в рабочей зоне (tрз=20 град);

d - коэффициент нарастания температуры на каждый метр высоты (d=1.5 град/м);

h - высота помещения (h=4 м).

Отсюда tух = 23 град.

Количество избыточного тепла определяется из теплового баланса, как разница между теплом, поступающим в помещение и теплом, удаляемым из помещения и поглощаемым в нем.

Qизб = Qприх - Qрасх. (11.7)

Поступающее в помещение тепло определяется по формуле:

Qприх = Qобор + Qл + Qосв + Qрад, (11.8)

где Qобор - тепло от работы оборудования;

Qл - тепло, поступающее от людей;

Qосв - тепло от источников освещения;

.Qрад - тепло от солнечной радиации через окна.

Qобор = * Pуст = 0.15*14520 = 2178 Вт, (11.9)

где - доля энергии, переходящей в тепло;

Pуст - мощность установки.

Qл = n * q = 5*90 = 450 Вт, (11.10)

где n - количество человек в зале (n=5);

q - количество тепла, выделяемое человеком (q=90 Вт).

Qосв = * Pосв = 0.4*2000 = 800 Вт, (11.11)

где = 0.4 для люминесцентных ламп;

Pосв - мощность осветительной установки.

Qрад = А * k * S * m = 180*3*3*0.8 = 1296 Вт, (11.12)

где А - теплопоступление в помещение с 1 кв.м стекла (127-234

Вт/м );

S - площадь окна (S=3 м );

m - количество окон (m=3);

k - коэффициент, учитывающий характер остекления (k=0.8).

Из формулы (11.8) получаем

Qприх = 4724 Вт.

Qрасх = 0.1 * Qприх =472.4 Вт (11.13)

Отсюда по формуле (11.7) Qизб = 4251.6 Вт.

Находим необходимый воздухообмен:

Определяем необходимую кратность воздухообмена:

где Vпом = n * Sчел * h , (11.15)

n=5 - число людей в помещении;

Sчел - площадь производственного помещения, приходящаяся на 1 человека (по нормам для умственного труда

Sчел=4 м );

h=4 м - высота помещения.

Кратность воздухообмена:

Произведем подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам и специальным номограммам, составленным на основе стендовых испытаний различных видов вентиляторов.[ ]

Исходными данными для выбора вентилятора являются:

- расчетная производительность вентиляторо:

Vрасч = 1.1 * Vвент = 1.1*5886.83 = 6475.5 м /ч, (11.16)

где 1.1 - коэффициент, учитывающий утечки и подсосы воздуха.

- напор (полное давление), обеспечиваемый вентилятором:

где в=1.3 кг/м - плотность воздуха,

v - окружная скорость вентилятора; ограничивается предельно допустимым уровнем шума в помещении.

Для центробежных вентиляторов низкого давления в помещениях с малым шумом v должна быть не более 35 м/с. Для расчета примем v=25 м/с.

Тогда Hв=406 Па.

По исходным данным выбираем центробежный вентилятор низкого давления Ц4-70N5. По номограммам определяем его характеристики:

- число оборотов - 1000 щб/мин;

- КПД вентилятора - 0.8.

Необходимая установочная мощность электродвигателя:

где в - Rпд вентилятора.

11.6. Заключение.

Из приведенных в данном разделе расчетов следует, что используемое рабочее место, оснащенное видеотерминальным устройством (ПЭВМ), удовлетворяет допустимым нормам с точки зрения эргономики, а рассчитанная информационная нагрузка составляет 1.41 бит/мин и удовлетворяет условиям нормальной работы.

В данном разделе также был произведен расчет системы вентиляции.