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.

задачи контроля и наблюдения;

диалог;

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:

Постановка задачи.

Изучение материалов.

Определение метода решения задачи.

Составление алгоритма решения задачи.

Программирование.

Подготовка к отладке.

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.