Производственное освещение

9.5 Производственное освещение

Нормирование освещения.

Основной целью нормирования освещения является обеспечение единого подхода в осуществлении оптимальных условий работы зрения и достижение необходимой видимости объектов различения. С целью получения требуемого уровня видимости установлены нормативы освещенности для зрительных работ разной точности. Чем меньше размер объекта, его контраст с фоном и коэффициент отражения освещаемой поверхности, тем больше должна быть освещенность.

Основным нормативным документом, регламентирующим требования к освещению, являются строительные нормы и правила по проектированию естественного и искусственного освещения (СНиП П-4-79). В этом документе объединены все требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению.

По назначению освещение можно разделить на четыре основные группы: освещение производственных и вспомогательных помещений промышленных предприятий; освещение промышленных площадок предприятий и мест производства работ, расположенных вне зданий; освещение общественных и жилых зданий; освещение улиц, дорог и площадей населенных пунктов [24].

Основное требование к освещению производственных помещений заключается в создании условий освещения на рабочем месте, обеспечивающих необходимый уровень видимости объекта различия при выполнении различных технологических операций. Для освещения объектов второй группы предъявляются аналогичные характерные требования, но уровни количественных и качественных показателей более низкие. Освещение объектов третьей группы должно удовлетворять художественно-эстетическим требованиям. Требования к освещению объектов четвертой группы определяются особенностями зрительной работы водителей транспорта, которые должны различать объекты сравнительно больших угловых размеров в ограниченное время [25].

Согласно СНиП П-4-79 все помещения по условиям зрительной работы разделены на четыре группы. Основные помещения телекоммуникаций относятся к 1-группе.

Нормативы, установленные СНиП Н-4-79, предусматривают преимущественное использование газоразрядных ламп.

При невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования газоразрядных ламп допускается применение ламп накаливания. Нормируемая освещенность, в этом случае, снижается по шкале освещенности, имеющей следующие ступени в лк: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 7; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

В зависимости от условий, осложняющих или, наоборот, облегчающих зрительную работу, характеризуемых повышенной вероятностью травматизма или улучшенными санитарно-гигиеническими условиями, нормативы освещенности могут быть, соответственно, повышены или понижены на одну ступень. Например, освещенность повышается на одну ступень, когда напряженная зрительная работа, характерная для I-IV разрядов, выполняется в течение всего рабочего дня (таблица 2.1) [25].

Естественное освещение.

Естественное освещение необходимо во всех помещениях, предназначенных для постоянного пребывания людей. Без такого освещения СниП II-4-79 разрешает проектировать: конференц-залы и залы заседаний, выставочные залы, раздевалки бань, душевые, гардеробные, коридоры, проходы и т.п.

В таблице 2.1 (графы 9-14) приведены нормы естественного и совмещенного освещения, которые нормируются коэффициентом естественной освещенности (КЕО), определяемым отношением естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения Е_вн к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е_нар [25].

 (9.15)

Естественное освещение подразделяется на боковое (светопроемы - окна, расположенные в стене помещения), верхнее (светопроемы -фонари, расположенные на крыше здания) и комбинированное (боковое + верхнее).

При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов и на высоте условной рабочей поверхности (0,8 м от пола) или на уровне пола. При двухстороннем симметричном боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной посередине помещения на высоте условной рабочей поверхности или пола. При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на расстоянии 1 м от поверхностей стен и перегородок, на уровне условной рабочей поверхности или пола.

Норматив КЕО зависит от пояса светового климата. В СниП 11-4-79 приведена карта светового климата стран СНГ. Согласно карте, вся территория стран СНГ разделена на пять поясов светового климата. В таблице 2.1 представлены нормативы КЕО для третьего пояса светового климата е_н^ш. Нормируемые значения КЕО для I, II, IV и V поясов светового климата определяются по формуле [25]:

 (8.16)

где m - коэффициент светового климата (таблица 9.1); с - коэффициент солнечности климата, учитывающий дополнительный световой поток, проникающий через световые проемы в помещения за счет прямого и отраженного от подстилающей поверхности солнечного света в течение года (таблица 2.3) [25].

Следует отметить, что вся территория Казахстана согласно СНиП П-4-79, расположена в зоне IV пояса светового климата.

Таблица 9.1 – Коэффициент светового климата

Для учета снижения КЕО и освещенности в процессе эксплуатации осветительных установок, вследствие загрязнения и старения световых проемов, ламп и светильников, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения, вводится коэффициент запаса К₃ (таблица 2.4) [25]:

Предварительный расчет площади световых проемов производится:

а) при боковом освещении помещений по формуле:

 (9.17)

б) при верхнем освещении по формуле:

 (9.18)

где S₀ - площадь световых проемов при боковом освещении, м²; S_n - площадь пола помещения, м²; S_ф - площадь световых проемов при верхнем освещении, м²; е_н - нормированное значение КЕО с учетом коэффициентов светового климата и солнечности климата; К₃ - коэффициент запаса;  - световая характеристика окон (таблица 2.5); К_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (таблица 2.6); r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (таблица 2.7); _ф - световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия (таблицы 2.8 и 2.9); r₂ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении, благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения (таблица 2.10); К_ф - коэффициент, учитывающий тип фонаря (таблица 2.11);  - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле [25]:

 (9.19)

где - коэффициент светопропускания материала (таблица 2.12); - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема (таблица 2.12); - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (таблица 2.12), при боковом освещении =1; - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных конструкциях (таблица 2.13);  - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, для верхнего освещения =0,9, для бокового освещения =1.

При определении коэффициентов  и  по таблицам 2.7 и 2.10 необходимо знать средневзвешенный коэффициент отражения стен, потолка и пола, который рассчитывается по формуле [25]:

 (9.20)

где р_п, р_пт, р_ст- коэффициенты отражения, соответственно, пола, потолка и стен, доли единицы; S_п, S_пт, S_ст, - площади поверхностей, соответственно, пола, потолка и стен, м².

Произведем расчет бокового одностороннего естественного освещения автозала помещения АТС-23. Размеры автозала длина стены с окнами 10 м, ширина – 7 м, высота - 3,2 м. Высота подоконника над полом 0,72 м. Окна выполнены из двойного листового стекла, со спаренными деревянными переплетами, загрязнение незначительное. Высота от уровня условной рабочей поверхности до верхнего края окна h₁ - 1,82 м. Над окнами лаборатории установлены стационарные горизонтальные козырьки с защитным углом менее 30°. Коэффициенты отражения потолка р_пт=0,7, стен р_ст=0,5, пола р_п=0,3. Световые проемы лаборатории имеют азимут 110°. Характеристика зрительной работы соответствует средней точности. Автозал расположен на 2 этаже, отношение расстояния от здания АТС до противостоящего здания Р к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником окна автозала более 3.

По таблице 2.1 для зрительных работ средней точности при боковом освещении определяем норматив КЕО е_н^ш=1,5 [25].

2) По таблице 2.2 для IV пояса светового климата определяем коэффициент светового климата m=0,9. По таблице 2.3 для г.Кокшетау, расположенного южнее 50°с.ш. и азимута 110°, определяем коэффициент солнечности климата с=0,75 [25].

По формуле (9.16) определим нормированное значение КЕО для здания АТС:

3) Определим площади поверхностей пола и потолка:

 (9.21)

4) По формуле (9.20) определим средневзвешенный коэффициент отражения потолка, пола и стен:

5) По таблице 2.4 для автозала - при вертикальном расположении световых проемов - коэффициент запаса К₃=1,2 [25].

6) Зная отношение длины помещения к его глубине L/B=12/6=2 и отношение глубины помещения к высоте уровня условной рабочей поверхности до верхнего края окна B/h₁=6/1,82=3,3, по таблице 2.5 ме тодом интерполяции определяем световую характеристику окна -  [25].

7) Поскольку отношение расстояния между зданием АТС и противостоящим зданием к высоте расположения карниза противо стоящего здания над подоконником окна лаборатории более 3, то по таблице 2.6 принимаем коэффициент К_зд, учитывающий затенение окон противостоящим зданием, равным 1 [25].

8) Зная отношение B/h₁=3,3, отношение L/B=2 и р_ср=0,5, по таблице 2.7 определим значение коэффициента  учитывающего повышение КЕО благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения, для l/В=5/6=0,833 методом интерполяции =4,16, где l = 5 м расстояние от наружной стены до расчетной точки, расположенной на расстояниии 1 м от внутренней стены [25].

9) По таблице 2.12, для двойного листового стекла коэффициент светопропускания =0,8; для деревянных спаренных окон коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроемов =0,7. Для бокового освещения =1 и =1. По таблице 2.13 для окон, имеющих горизонтальные козырьки с защитным углом не более 30°, =0,8 [25].

10) По формуле (9.19) определим общий коэффициент светопропускания:

11) Преобразуя формулу (9.17) определим минимально необходимую площадь световых проемов:

12) В автозала установлены 3 окна размерами 1,95x2,7 м, что обеспечивает площадь световых проемов 3x1,95x2,7=21,06 м².

Таким образом, естественное освещение в автозала соответствует требованиям организации естественного освещения. Более того, площадь световых проемов 21,06 м² позволяет проводить в автозале работы наивысшей точности по характеристике зрительной работы [25].

Искусственное освещение.

Искусственное освещение по характеру выполняемых задач подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, дежурное и охранное. Рабочее освещение предусматривается для всех помещений зданий, а также на открытых территориях, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное освещение необходимо в случае выхода из строя рабочего освещения, когда прекращение или нарушение обслуживания оборудования может вызвать пожар, взрыв, отравление людей и т.п. Минимальная освещенность рабочих поверхностей, требующих обслуживания в аварийном режиме, должна быть не менее 5% нормируемой освещенности при системе общего освещения [25].

Эвакуационное освещение (аварийное для эвакуации людей) выполняют в местах, опасных для передвижения людей (в проходах и на лестничных клетках), а также в помещениях, выход людей из которых при аварии освещения связан с опасностью травмирования. Наименьшая освещенность на уровне пола должна быть в помещениях 0,5 лк, а на открытых территориях - 0,2 лк. Для аварийного и эвакуационного освещения разрешается использовать только лампы накаливания. Люминесцентные лампы можно использовать лишь в помещениях с температурой воздуха не ниже +5°С, при условии питания ламп напряжением не менее 90% номинального. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильных приборов рабочего освещения.

Охранное освещение устраивают вдоль границ площадок предприятия, охраняемых в ночное время. При необходимости часть светильников любого освещения можно использовать для дежурного освещения.

По конструктивному исполнению рабочее освещение подразделяется на общее и комбинированное, для каждого из которых установлены соответствующие нормативы (таблица 2.1). При общем освещении все рабочие места в помещении освещаются с равномерным или локализованным размещением светильников. Если к общему освещению добавляют местное, сосредотачивающее световой поток непосредственно на рабочих местах, то такое освещение называют комбинированным [25].

Освещенность, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10% нормируемой величины, но не менее 150 лк для газоразрядных ламп и 50 лк для ламп накаливания. Применение одного местного освещения не допускается, так как вызывает частую переадаптацию зрения, создает резкие и глубокие тени и обуславливает этим повышенную опасность травмирования и другие неблагоприятные последствия.

Методы светотехнических расчетов.

Основой любой осветительной установки являются электрические источники света. Электрическим источником света называют устройство, предназначенное для превращения электрической энергии в видимое излучение. По физической природе преобразования электрической энергии источники света делятся на тепловые и газоразрядные.

Все многообразие применяемых способов расчета освещения сводится к двум принципиально различным методам: точечному и методу коэффициента использования светового потока [24].

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для определения средней горизонтальной освещенности с учетом отражения светового потока от поверхностей пола, потолка и стен помещения. Применение этого метода целесообразно во всех случаях, когда расчет ведется на среднюю освещенность, то есть для расчета общего равномерного освещения производственных, вспомогательно-бытовых и административно-конторских помещений.

Метод коэффициента использования получил наибольшее распространение в практике проектирования, так как позволяет быстро и с достаточной степенью точности определить необходимый световой поток лампы, исходя из размеров помещения и разряда зрительной работы, выполняемой в этих помещениях:

 (9.22)

где Ф - расчетный световой поток лампы, обеспечивающий уровень нормируемой освещенности, лм; Е_н - минимальная нормируемая освещенность, в соответствии с разрядом зрительной работы, выполняемой в данном помещении (таблица 2.1), лк; S - освещаемая площадь, м²; К_ч - коэффициент запаса, зависящий от типа ламп и запыленности помещений; определяется по таблице 2.4; Z - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения; представляет собой отношение средней освещенности к минимальной: Z=E_cp/E_MИH, для ламп накаливания и ДРЛ Z=l,15, для люминесцентных ламп Z= 1,1; - коэффициент использования светового потока (таблицы 2.19 и 2.20); п_св - число светильников, установленных в помещении; п_л - число ламп в светильнике [25].

Коэффициент использования светового потока  показывает, какая часть светового потока светильника падает на рабочую поверхность. Величина коэффициента  зависит от значений коэффициентов отражения потолка р_пт, стен р_ст, расчетной поверхности р_р и индекса помещения i.

Ориентировочные значения коэффициентов отражения приведены в таблице 2.18. Индекс помещения i определяют по формуле [25]:

 (9.23)

где А и В -длина и ширина помещения, м; h_p - высота подвеса светильников над расчетной поверхностью, м;

 (9.24)

где h_n - высота рабочей поверхности, м; h_c - свес светильника, то есть расстояние от потолка до лампы, м.

Высота рабочей поверхности зависит от характера работ, выполняемых в помещении (таблица 2.21). Свес для ламп накаливания обычно равен 0,5-0,7 м, для люминесцентных ламп 0,1-0,5 м [25].

По рассчитанному значению светового потока Ф и напряжению электрической сети выбирают ближайшую стандартную лампу (таблицы 2.14, 2.16, 2.17), световой поток (Ф_л) которой не должен отличаться от расчетного, больше чем на (-10 - +20)%. При невозможности выбора лампы с таким отклонением светового потока корректируется либо число ламп в светильнике, либо число светильников [25].

Если число светильников неизвестно, то, преобразуя формулу (9.22) относительно п_св, можно получить уравнение для определения числа светильников, ориентируясь на световой поток Ф_л, какой-то определенной лампы [25]:

 (9.25)

Расположение светильников определяет экономичность и качество освещения, а также удобство эксплуатации. Светильники с лампами накаливания и ДРЛ располагают обычно по вершинам квадратных, прямоугольных, ромбовидных или треугольных полей с отношением сторон не более 1,5. Светильники с люминесцентными лампами рекомендуется устанавливать рядами, параллельно длинной стороне помещения или стены с окнами.

Для различных типов светильников определены наивыгоднейшие отношения расстояния L между светильниками к высоте подвеса светильника над расчетной поверхностью =L/h_p. Наивыгоднейшие значения , в зависимости от типа кривой силы света, приведены в таблице 2.22. Следует отметить, что все светильники люминесцентных ламп, приведенные в таблице 2.20, имеют кривую силы света типа Д. Светильники ламп ДРЛ - кривые силы света типа Г или К. Светильники ламп накаливания ППД - типа Д, С_к - 3000 - типа Л, НСПО9 - типа Г [25].

Расстояние от крайних светильников до стены принимается в пределах (0,3-0,5)L, в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест. Причем величина L, найденная по  (исходя из кривой силы света), является оптимальной, но отнюдь не обязательной. Главное при размещении светильников обеспечить равномерное освещение помещения.

В процессе проведения расчетов освещения люминесцентными лампами возможно получение различных ситуаций при сопоставлении суммарной длины п_св светильников с длиной помещения:

1)  суммарная длина светильников превышает длину помещения - не обходимо увеличить число рядов светильников или использовать более мощные лампы, что позволит снизить число светильников;

2)  суммарная длина светильников равна длине помещения - установка непрерывного ряда светильников [24];

3)  суммарная длина светильников меньше длины помещения - прини мается ряд с равномерно распределенными разрывами (исходя из величины ) между светильниками.

Таким образом, на основе технико-экономических сопоставлений между несколькими вариантами выбирают лучший.

Произведем расчет общего освещения автозала АТС. Размер помещений представлен на рисунке 9.3. Высота помещений Н=3,2 м. Для освещения использовать люминесцентные лампы, установленные в двухламповые светильники ЛСП 01-2х40. Потолок и стены в помещениях побелены.

1) Расчет помещения АТС, А=10 м, В=7 м. Согласно таблице 2.21 для помещения АТС при освещении люминесцентными лампами нормативная освещенность Е_н=300 лк. Поскольку у нас стоит задача общего освещения помещения, то примем высоту расчетной поверхности h_n=0,8 м. Свес для люминесцентных ламп h_c=0,l м. По формуле 9.24 определим высоту подвеса светильников над расчетной поверхностью:

Индекс помещения (формула 9.23):

По таблице 2.18 для побеленного потолка и стен коэффициенты отражения р_пт=0,1_ч р_ст=0,5. По индексу помещения i=1,79 и коэффициентам отражения для светильников ЛСП 01-2х40 «Сигма-4», по таблице 2.20 методом интерполяции определяем коэффициент использования светового потока =0,534 [25].

Поскольку светильники люминесцентных ламп ЛСП 01-2х40 «Сигма-4» имеют кривую силы света типа Д (=1,4, таблица 2.22), то зная h_р, определим оптимальное расстояние между светильниками [25]:

 (9.26)

Исходя из размеров помещения 10x7 и величины L_опт, примем первоначально схему размещения — 2 ряда по 3 светильника в каждом, параллельно длинной стороне А.

По таблице 2.4 коэффициент запаса К₃=1,5. Для люминесцентных ламп коэффициент неравномерности освещения Z=l,l. Используя полученные значения коэффициентов, по формуле 9.22 определим расчетный световой поток лампы [25]:

По таблице 2.16 выбираем для использования лампу ЛБ-80 со световым потоком Ф_л=5220 лм.

Определим фактическую освещенность:

 (9.27)

Поскольку фактическая освещенность отличается от нормативной на 3,5%, то окончательно принимаем для установки в помещении АТС шесть двухламповых светильников ЛСП 01-2х40 «Сигма-4» с лампами ЛБ-80.

Мощность осветительной установки Р_оу составит:

 (9.28)

Проведем корректировку расстояния между светильниками, Обеспечивающую равномерное освещение всего помещения:

 (9.29)

 (9.30)

Нанесем светильники на план-схему (рисунок 9.3). Очевидно, что L_AИ L_B отличаются от L_onr для светильников ЛСП 01-2х40 «Сигма-4» менее, чем на 10%.

Автоматизация и компьютеризация систем связи привели к коренному изменению средств и характеристик трудовой деятельности, а следовательно, и условий труда. Труд облегчается, оздоровляются его условия, так как он переходит в сферу операторской деятельности, связанную с управлением и контролем за объектом (сеть связи) на основании модели сети и внешней обстановки. Однако, автоматизация и компьютеризация производства может иметь и определенные отрицательные социальные последствия, так как предъявляются повышенные требования к психофизиологическим возможностям человека-оператора он отвечает за эффективность функционирования системы, в том числе и в экстремальных ситуациях. Кроме того, для операторской деятельности характерным является снижение двигательной активности в процессе труда, что может повлиять на здоровье работающих. Поэтому, в условиях современного производства возникла задача согласования конструкции технической системы и условий их функционирования с психофизиологическими возможностями работающего человека (т.е. достижения эргономичности рабочего места). Конструкция рабочего места должна обеспечивать быстроту, безопасность, простоту и экономичность технического обслуживания, полностью отвечать функциональным требованиям и условиям эксплуатации. В тоже время рабочее место оператора АСУ (автоматизированная система управления) должно обеспечивать оптимальные условия труда, которые подразумевают [25]:

- достаточное рабочее пространство;

-остаточные физические, зрительные и слуховые связи между работающим человеком и оборудованием;

-необходимое естественное и искусственное освещение;

-допустимый уровень шума и вибрации;

- наличие необходимых средств защиты (защитные экраны на дисплеях и т.п.).

Естественно, что любая АСУ, помимо эргономичности, должна обеспечивать безопасность и здоровые условия труда.

Функционирование АСУ состоит в преобразовании информации в системе, включая деятельность оператора и функционирование машины [25].

Функционирование машины направлено на преобразование информации и состоит и упорядоченной совокупности машинных операций, предназначенных для решения предписанной задачи. Источником информации о состоянии объекта в АСУ является информационная модель, на основе которой оператор формирует образ реальной обстановки и осуществляет свою деятельность. Информационная модель должна обеспечивать заданную эффективность функционирования АСУ, выполнение возложенных на оператора функций с необходимой точностью, предотвращать появление ошибочных действий.

В процессе труда оператор воспринимает, удерживает в памяти и перерабатывает значительную по объему информацию о состоянии системы, принимает решение и управляет функционированием системы. Главное содержание трудовой деятельности оператора составляют умственные психические процессы — активное восприятие, запоминание, мышление.

Данные о состоянии объекта управления и результатах своей деятельности оператор получает с помощью средств отображения информации СОИ. При построении СОИ значительное место занимает зрительная индикация, которая должна удовлетворять определенным эргономическим требованиям. СОИ должны обеспечивать хорошее восприятие информации, включающее соответствующую читаемость, скорость и точность считывания.

В настоящее время в АСУ для отображения информации все большее применение находят электронно-лучевые трубки, на основе которых строятся алфавитно-цифровые и графические дисплеи. Достоинством такого рода индикаторов является их универсальность, обеспечивающая возможность получения цветных и полутоновых изображений, регулирование параметров изображения, выборочного стирания или изменения информации и т.д [25].

На качество восприятия информации с экрана дисплея значительное влияние оказывают индивидуальные характеристики оператора — характеристики зрения и скорость реакции на изменение изображения. Поэтому важную роль в оптимальной организации рабочего места оператора АСУ имеют расположение экрана и характеристики дисплея. Соответственно, СОИ должны обеспечивать возможность настройки этих параметров.

Значительная часть деятельности оператора АСУ состоит в наблюдении за состоянием системы. При этом некоторые параметры системы изменяются очень медленно или их изменение происходит случайно. Для контроля подобных характеристик объекта управления на рабочем месте следует предусмотреть дополнительные средства отображения информации — звуковую и световую сигнализацию, стрелочные индикаторы и т.д.

Оператор с помощью органов чувств воспринимает с СОИ предъявляемую информацию, на основе которой в его центральной нервной систем формируется внутренний оперативный образ (концептуальная модель), то есть совокупность представлений о состоянии объекта управления, внешней среды и способов воздействия на них. Этот образ является результатом осмысливания оператором сложившейся ситуации с учетом стоящей перед ним задач. Сравнивая оперативный образ с хранящимся в памяти требуемым (эталонным) состоянием объекта управления, оператор принимает решение об осуществлении управления. Приняв решение, оператор с помощью органов движения воздействует на органы управления машиной, то есть технического средства, предназначенные для передачи моторных управляющих воздействий от оператора к машине. Сигналы от органов управления через информационно-вычислительное устройство, где они подвергаются необходимым преобразованиям, поступают с объект управления.

Эффективность и качество работы оператора во многом определяются степенью согласования характеристик информационной модели, сформированной в машине, и его психофизиологическими возможностями по приему и переработке поступающей информации. Интегральная характеристика связи человека, машины, предмета деятельности и внешней среды, проявляющаяся при их возникновении в системе, обобщается понятием человеческий фактор. С точки зрения учета человеческого фактора система “человек-машина” обладает рядом эргономических свойств и показателей. Эргономичность системы характеризует ее эргономическую целостность и органически связана с показателями производительности, надежности и экономичности эксплуатации. Эргономичность обуславливается управляемостью, обслуживаемостью, освояемостью и обитаемостью.

Управляемость - соответствие распределения функций между человеком и машиной оптимальной структуре их взаимодействия при достижении поставленной цели, а также соответствие конструкции машины и организации рабочего места оптимальной психофизиологической структуре и процессу деятельности по ее управлению.

Обслуживаемость — соответствие конструкции машины и организации рабочего места оптимальной психофизиологической структуре и процессу деятельности при эксплуатации, обслуживании и ремонте.

Освояемость — заложенные в машине возможности ее освоения, требования к профессиональному уровню оператора, характеру и степени группового воздействия работающих.

Обитаемость — эргономической свойство системы, при выполнении которого условия функционирования техники являются оптимальными в отношении жизнедеятельности работающих, то есть соответствие условий функционирования биологически оптимальным параметрам рабочей среды.

Кроме этих характеристик эргономические свойства системы “человек-машина” характеризуются комплексом эргономических показателей.

Социально-психологические показатели учитывают соответствие конструкции машины и организации рабочего места характеру и степени группового воздействия, а также степень опосредования межличностных отношений с содержанием совместной деятельности по управлению машиной.

Комплекс психологических, физиологических, психофизиологических, антропометрических и гигиенических показателей обуславливает эффективность деятельности самого человека в системе “человек-машина”.

Психологические, физиологические и психофизиологические показатели отражают соответствие машины силовым, скоростным, энергетическим, зрительным, слуховым, осязательным и обонятельным возможностям и способностям человека [24].

Антропометрические показатели учитывают соответствие машины размерам и формам тела работающего человека, распределению его массы.

Гигиенические показатели (освещенность, температура, влажность, давление, напряженность электрического поля, токсичность, шумы, вибрации) характеризуют степень комфортности условий труда по отношению к возможным вредным и опасным производственным факторам, т.е. роль внешней среды.

На автоматизированном рабочем месте оператора в общем случае используются:

-средства отображения информации индивидуального пользования (дисплей);

- средства ввода информации (клвиатура, различные манипуляторы);

-средства связи и передачи информации (телефонный аппарат, модем);

- средства документирования и хранения информации (принтеры, накопители);

- вспомогательное оборудование.

На автоматизированном рабочем месте должны быть обеспечены информационная и конструктивная совместимость используемых технических средств, антропометричекое и психофизфологическое соответствие характеристикам человека-оператора.

При оптимизации процедур взаимодействия оператора с техническими средствами эргономические факторы выступают в качестве основных, обуславливая вероятностно-временные характеристики и напряженность работ. Эргономические факторы могут оказаться весьма чувствительными к вариациям индивидуально-личностных свойств оператора.

Размещение технических средств и кресла оператора в рабочей зоне должно обеспечивать удобный доступ к основным функциональным узлам и блокам аппаратуры, исключение случайного приведения в действие средств управления и ввода информации, удобную рабочую позу и позу отдыха [25].

Эскиз примерного размещения оборудования оператора АСУ представлен на рисунке 9.4. Дисплей размещается так, что расстояние от глаз оператора до экрана составляет до 700 мм. (Оптимально 450 - 500 мм.). Установлено, что наименьшая утомляемость при работе с дисплеем достигается когда экран расположен ниже уровня прямого видения человека. Поэтому угол между линией прямого видения и перпендикуляром из центра экрана составляет 20 градусов. Более точно, эти характеристики определяются из параметров изображения (угловые размеры знаков на экране) и пространственных характеристик дисплея (высота, размеры экрана), а также индивидуальных особенностей человека.

Рисунок 9.4 - Эскиз размещения оборудования оператора АСУ

Высота стола должна составлять 650 - 720 мм. При работе с клавиатурой наименьшая утомляемость рук оператора достигается когда угол между предплечьем и плечом оператора близок к прямому. Исходя из этого определяется высота кресла, которая составляет 400 - 500 мм. Для обеспечения возможности выбора удобной позы кресло должно иметь возможность изменения высоты. Желательно подставку для клавиатуры сделать выдвижной на уровне пояса человека, так как наиболее удобной является поза, при которой предплечья не выдвинуты вперед, а опущены вниз.

Средства документирования и другие нечасто используемые технические средства рекомендуется располагать справа от оператора в зоне максимальной досягаемости, а средства связи — слева, чтобы освободить правую руку для записей. Если деятельность оператора связана с частым использованием телефона, то в состав технических средств рабочего места следует включить микротелефонную гарнитуру.

Экран дисплея, документы и клавиатура должны располагаться так, чтобы перепад яркостей поверхностей, зависящий от их расположения относительно источника света, не превышал 1:10 (оптимально 1:3). При номинальном значении яркостей изображения на экране 50 - 100 кд/м2, освещенность документа должна составлять 300 - 500 лк [25].