Охрана труда

11. .

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.