Психофизические основы безопасности среды. Психофизические основы безопасности среды Психофизиологические и эргономические основы безопасности труда
 Скачать 110.55 Kb.
|
|
Организация рабочего места - это результат проведения системы мероприятий по функционированию и пространственному размещению основных и вспомогательных средств труда для обеспечения оптимальных условий трудового процесса. Оснащение рабочего места включает все элементы, необходимые для решения работающим поставленных перед ним производственных задач. К ним относятся основные и вспомогательные средства труда и техническая документация. Основные средства труда - это основное оборудование, с помощью которого человек выполняет трудовые операции. Вспомогательные средства труда подразделяются по назначению на технологическую и организационную оснастку. Технологическая оснастка обеспечивает эффективную эксплуатацию основного производственного оборудования на рабочих местах (средства заточки, ремонта, наладки, контроля и т.д.). Организационная оснастка обеспечивает эффективную организацию труда человека путем создания удобств и безопасности в эксплуатации и обслуживании основного производственного оборудования. В состав организационной оснастки входят: рабочая мебель (верстаки, инструментальные тумбочки, сиденья и т.д.); устройства и приспособления для транспортировки и хранения предметов труда (лифты, поддоны и т.д.); средства сигнализации, связи, освещения, тара, предметы для уборки рабочего места и т.д. Пространственная организация рабочего места должна обеспечивать: • соответствие планировки рабочего места санитарным и противопожарным нормам и требованиям; • безопасность работающих; • возможность выполнения основных и вспомогательных операций в рабочем положении, соответствующем специфике трудового процесса, в рациональной рабочей позе и с применением наиболее эффективных приемов труда; • свободное перемещение работающего по оптимальным траекториям; • достаточную площадь для размещения оборудования, инструмента, средств контроля, деталей и т.д. Обязательным условием является то, что на рабочем месте должны находиться только те технические средства, которые необходимы для выполнения рабочего задания, и располагаться они должны в пределах границ досягаемости, в целях исключения частых наклонов и поворотов корпуса работающего. Эргономика рабочего места Под рабочим местом понимается зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой совершается трудовая деятельность исполнителя или группы исполнителей, совместно выполняющих одну работу или операцию. Организацией рабочего места называется система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и их размещению в определѐнном порядке. По уровню механизации рабочие места делятся на автоматизированные, механизированные и рабочие места, где выполняются ручные работы. Рабочие места подразделяются на индивидуальные и коллективные. В зависимости от специализации рабочие места могут быть: - универсальными; - специализированными; - специальными. Под рабочим местом человека-оператора автоматизированной системы управления понимается место в системе «человек – машина», оснащенное средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием, где осуществляется трудовая деятельность указанного специалиста. Общие эргономические требования к рабочему месту Рабочее место должно быть приспособлено для конкретного вида труда и для работников определенной квалификации с учетом их физических и психических возможностей и особенностей. Для некоторых групп рабочих мест можно определить общие требования. При проектировании рабочего места необходимо исходить из конкретного анализа трудового процесса человека на данном оборудовании и учитывать антропометрические данные, физиологические и психологические характеристики трудового процесса, санитарно- гигиенические условия работы. Пространственная организация рабочего места включает в свой состав учет антропометрических данных, выбор рационального расположения рабочих зон, рабочих поверхностей, физиологически рациональной рабочей позы, а также проектирование рациональных конструкций организационной оснастки. При конструировании рабочих мест должны быть соблюдены следующие основные условия: - достаточное рабочее пространство для работающего человека, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании оборудования; - достаточные физические, зрительные и слуховые связи между работающим человеком и оборудованием, а также между людьми в процессе выполнения общей трудовой задачи; - оптимальное размещение рабочих мест в производственных помещениях, а также безопасные и достаточные проходы для работающих людей; - необходимое естественное и искусственное освещение для выполнения трудовых задач, технического обслуживания; - допустимый уровень акустического шума и вибрации создаваемых оборудованием рабочего места или другими источниками шума и вибрации; - необходимые средства защиты работающих от действия опасных и вредных производственных факторов (физических, химических, биологических и психофизиологических). При конструировании и размещении рабочих мест следует предусматривать меры, предупреждающие или снижающие преждевременное утомление работающего человека, предотвращающие возникновение у него психофизиологического стресса, а также появление ошибочных действий. Конструкция рабочего места должна обеспечивать быстроту, безопасность, простоту и экономичность технического обслуживания в нормальных и аварийных условиях; полностью отвечать функциональным требованиям и предполагаемым условиям эксплуатации. При организации рабочего места необходимо принимать во внимание: - рабочую позу (работа «сидя», «стоя», «сидя – стоя»); - конфигурацию и способ размещения панелей индикаторов и органов управления; - потребность в обзоре рабочего места (пульта); - необходимость использования рабочей поверхности для письма или других работ, для установки телефонных аппаратов, а также хранения инструкций и других материалов, используемых работающими людьми или обслуживающим персоналом; - пространство для ног и стоп при работе «сидя». При конструировании необходимо обеспечивать зоны оптимальной и легкой досягаемости моторного поля рабочего места. Моторное поле – пространство рабочего места с размещенными органами управления и другими техническими средствами, в котором осуществляются двигательные действия человека по выполнению рабочего задания. Различают зоны досягаемости, оптимальной и легкой досягаемости. Зона досягаемости – это часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе. Зона легкой досягаемости – часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми расслабленными руками при движении их в плечевом суставе. Оптимальная зона досягаемости – часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой. При конструировании необходимо также обеспечивать оптимальную зону информационного поля рабочего места. Под информационным полем понимают пространство рабочего места с размещенными средствами отображения информации и другими источниками сведений, используемых человеком в процессе трудовой деятельности. Оптимальная зона – часть информационного поля рабочего места, обеспечивающая наилучшее восприятие информации. Важным критерием при организации рабочего места является угол обзора. По отношению к горизонтали он должен составлять 30–400, а в вертикальной плоскости 0–30° по отношению к горизонтали (15° вверх и 15° вниз от нормальной линии взгляда). При проектировании оборудования необходимо предусматривать рациональное положение тела («стоя», «сидя», «лежа»), которое должно быть удобным и свободным. По данным биомеханики, «положение тела» определяется его ориентацией и местоположением в пространстве, а также отношением к опоре. Каждое из положений характеризуется определенными условиями равновесия, которые определяются в основном величиной площади опоры, положением общего центра тяжести по отношению к площади опоры. Кроме того, каждое из этих положений характеризуется определенным взаиморасположением звеньев опорного аппарата, степенью напряжения мышц, положением внутренних органов, состоянием кровеносной и дыхательной систем и, следовательно, расходом энергии. Выбор рабочего положения обычно определяется величиной усилий, которые затрачивает человек при выполнении той или иной операции, размахом движений, необходимостью переходить с места на место или возможностью сосредоточить свою работу на одном месте, точностью и темпом выполнения трудовых операций. В каждом из положений можно различать бесчисленное количество поз. Поза – относительное расположение звеньев тела, независимое от ориентации и местоположения тела в пространстве и его отношения к опоре. Когда речь идет о трудовой деятельности, термин «рабочая поза» употребляется как наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении трудовых операций. Ниже приводится характеристика некоторых положений тела. Положение «стоя» более естественно для человека, чем положение «сидя». Его поддержание обеспечивается наличием ряда анатомо- физиологических особенностей тела человека: - изгибы позвоночного столба и определенный угол наклона таза 40–45° способствуют равномерному распределению силы тяжести тела и мышечной тяги, хрящевые межпозвоночные диски амортизируют толчки при движениях и обеспечивают подвижность позвоночника; - взаимное расположение внутренних органов и их крепление также приспособлены больше к вертикальному положению. В этом положении человек имеет благоприятные условия для зрительного обзора, передвижения и сенсомоторных координации. Однако длительное поддержание положения «стоя» более утомительно, чем положение «сидя», так как требуется значительная работа мышц по балансированию и удержанию равновесия тела, повышается и расход энергии на поддержание данной позиции. При постоянном фиксированном пребывании человека в положении «стоя» увеличивается гидростатическое давление на стенки сосудов, наблюдается застой крови в мышцах нижних конечностей. Поэтому человеку, работающему стоя, необходимо обеспечить возможность изменения рабочей позы, возможность передвижения. Нормальной рабочей позой в положении «стоя» можно считать позу, при которой человеку не требуется наклоняться вперед больше, чем на 15°. Наклоны назад и в стороны нежелательны. Следует избегать длительно фиксированных рабочих поз при работе «стоя». Положение «сидя» имеет ряд преимуществ по сравнению с положением «стоя». Уменьшаются статические нагрузки для поддержания веса тела, происходит разгрузка органов кровообращения, что снижает энергетические затраты. Но длительная работа в положении «сидя» может привести к расслаблению мышц живота и тазового дна, патологическим изменениям межпозвоночных дисков, к образованию сутулости. При выполнении некоторых видов трудовой деятельности следует предусмотреть во время работы смену рабочих положений «сидя» и «стоя», что позволяет менять группы мышц, несущих статическую нагрузку. Важными факторами для установления рабочей позы являются высота рабочей поверхности, расстояние объекта от глаза, угол зрения, зрительный фокус, размеры пространства для ног и высота сиденья при работе сидя. Они должны рассматриваться обязательно во взаимосвязи. Выбор положения тела при работе («сидя», «стоя», «переменно») определяет параметры оборудования рабочего места. Предусматривая то или иное рабочее положение, следует учитывать его достоинства и недостатки, чтобы использовать максимально первые и свести к минимуму влияние вторых. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления представлены на рисунке 3.1. В зависимости от основной рабочей позы различаются рабочие места при выполнении работ «сидя» и «стоя». Первые организуют при легкой работе, не требующей свободного передвижения рабо- тающего, а также при работе средней тяжести в тех случаях, когда это обусловлено особенностями технологического процесса. При организации рабочего места необходимо обеспечить вы- полнение трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторно- го поля, а операций «часто» (менее двух операций в 1 мин) и «очень часто» (две и более операций в 1 мин) – в пределах зоны легкой дося- гаемости и оптимальной зоны моторного поля.  Рисунок 3.1 – Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления: 1 – зона для размещения наиболее важных и очень часто используемых органов управления (оптимальная зона моторного поля); 2 – зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля); 3 – зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля) При конструировании производственного оборудования и орга- низации рабочего места необходимо предусматривать возможность регулирования отдельных элементов с тем, чтобы обеспечивать оп- тимальное положение работающего. Регулируемые параметры высо- ты рабочей поверхности, сиденья и пространства для ног следует вы- бирать по номограмме. За высоту рабочей поверхности принимается расстояние по вертикали от пола до горизонтальной плоскости (ре- ально существующей или воображаемой), в которой выполняются основные трудовые движения. Регулируемые параметры высоты рабочей поверхности в зави- симости от тяжести труда и роста работающего следует выбирать по номограмме (рис. 3.2).  Рисунок 3.2 – Номограмма зависимости высоты рабочей поверхности для разных видов работ (1–4), пространства для ног (5) и высоты рабочего сиденья (6) от роста человека, м При нерегулируемой высоте рабочей поверхности регулируют высоту подставки для ног. В этом случае высоту рабочей поверхно- сти устанавливают по номограмме (см. рис. 3.2) для работающего ростом 1800 мм. Оптимальная рабочая поза для работающих более низкого роста обеспечивается путем увеличения высоты подставки для ног на величину, равную разности между высотой рабочей по- верхности для работающего человека размером 1800 мм и высотой рабочей поверхности, оптимальной для роста данного работника. Числовые значения нерегулируемой высоты рабочей поверхно- сти определяют по таблице 3.1. Необходимо предусматривать про- странство для стоп размером не менее 150 мм по глубине, 150 мм по высоте и 530 мм по ширине, что позволяет близко подходить к столу, станку или машине. При проектировании технологической оснастки (приспособлений и инструмента) и организационной оснастки рабочего места (рабочей мебели, средств сигнализации и связи, средств освещения, тары, планшетов для хранения документации, подставок, подкладок, приспособлений для ухода за машиной и для уборки рабочего места) необходимо также учитывать требования эргономики. Технологическая и организационная оснастка должна создавать удобство в работе и повышать эффективность и качество труда. Таблица 3.1 – Высота рабочей поверхности стола рабочего места, мм Категория работы Высота рабочей поверхности для рабочего места женщин мужчин женщин и мужчин Легкая 900 1060 1025 Средняя 930 980 955 Тяжелая 870 920 895 Требования антропометрии и биомеханики При проектировании оборудования необходимо предусматривать его соответствие антропометрическим данным и биомеханическим характеристикам человека на основе учета: - динамики изменений размеров тела при перемещении всего те- ла или его частей в пространстве (динамические размеры); - диапазона движений в суставах; - правил экономии движений. При этом обеспечивается: - оптимальная рабочая поза; - оптимальные размеры рабочих зон; - оптимальные для работающего человека размеры рабочего места и взаимное расположение его элементов, обеспечивающих определенную рабочую позу. При непосредственном использовании антропометрических данных следует: - определить контингент людей, для которых будет предназначено оборудование; - выбрать антропометрический признак (группу признаков), который является основой для определения размера оборудования; - установить, какой процент работников должно удовлетворять проектируемое оборудование, и определить границы интервала, в которых учитывается при проектировании необходимый объем выборки; - найти соответствующие границам интервала (границы обозначаются или в перцентилях или долях сигмы) минимальные и максимальные значения антропометрических признаков (по справочным данным или проведя специальные измерения); - учесть соответствующую поправку на вид одежды и обувь. Среди антропометрических признаков различают классические и эргономические размеры, среди эргономических – статические и динамические. Эргономическими называются размеры тела, которые могут служить основой для определения размеров различных объектов конструирования. Эти размеры по своей ориентации в пространстве наиболее соответствуют ориентации параметров проектируемого оборудования, они измеряются в разных положениях и позах, условно имитирующих рабочие позы и положения. Большинство эргономических размеров по своей структуре со- ставные, части этих размеров биологически неравнозначны, относятся к разным анатомическим системам (кость, мышцы). Особенно это относится к габаритным размерам и размерам, взятым в положении «сидя». Различия между группами населения по эргономическим размерам бывают меньше, чем по классическим, и характеризуются некоторыми особенностями. Статические антропометрические признаки – это размеры тела, измеренные однократно в статическом положении испытуемого, сохраняющего при измерении одну и ту же позу и положение. Условность и постоянство позы обеспечивают идентичность измерений. Статические антропометрические признаки делятся на размеры отдельных частей тела и габаритные размеры. Их можно рекомендовать для установления размеров рабочего места или изделия (высота, ширина, глубина и др.), уточнения этих размеров, определения диапазона регулировки регулируемых параметров, разработки условий эргономических экспериментов, проведения экспертных работ. Габаритные размеры – это наибольшие размеры тела в разных его положениях и позах, ориентированные в разных плоскостях. Они измеряются по наиболее удаленным друг от друга точкам. Габаритные размеры используются для определения минимальных размеров пространства, занимаемого человеком в разных положениях и позах, определения размеров проходов, люков, безопасных промежутков и т. п. Динамические антропометрические признаки – это размеры, из- меняющие свою величину при перемещении части тела и всего тела в пространстве. Они характеризуются угловыми и линейными перемещениями. К ним относятся углы вращения в суставах и линейные изменения одного и того же размера (эффект движения тела) в виде максимального его увеличения или уменьшения при перемещении части тела в пространстве. Например, изменение длины руки при измерении досягаемости при перемещении руки вниз, в сторону, вперед, вверх. Динамические антропометрические признаки рекомендуется использовать для определения амплитуды рабочих движений и для определения размеров сенсомоторного поля. При проектировании следует использовать в основном эргоно- мические размеры. При пользовании антропометрическими данными не допускается сложения простых классических размеров для полу- чения эргономических размеров, так как размеры, полученные путем сложения, на 5–10 см больше, чем размеры, измеренные непосредственно. При сравнении национальных групп, резко отличающихся по антропометрическим данным, допустим, литовцев, русских и армян, наблюдаются значительные различия. Например, различия в росте 5–9 см. Если же сравнить национальные группы, близкие по антропометрическим данным, например, русских, белорусов и украинцев, то различия между ними незначительны. Если объекты проектирования предназначены строго для какого-либо одного народа, то следует учитывать национальные антропометрические данные этого населения. Что касается возрастных различий, то имеется тенденция к увеличению всех продольных размеров тела у лиц молодого поколения, а поперечных, передне-задних и обхватных размеров – у лиц старшего возраста. При проектировании оборудования следует знать, что наиболь- шие различия в размерах тела наблюдаются между мужчинами и женщинами внутри любой национальной группы (10–12 см в длине тела), затем следуют национальные различия, а далее возрастные и профессиональные. Следует учитывать следующие половые различия: - продольные размеры тела мужчин в положении «стоя» на 7–12 см больше размеров женщин; - продольные размеры тела мужчин в положении «сидя» на 3–6 см больше соответствующих размеров у женщин; - поперечные, передне-задние и обхватные размеры верхней части тела мужчин на 1–3 см больше соответствующих размеров у женщин; - размеры таза и бедер у женщин на 1–3 см больше, чем у мужчин. Цифровые значения антропометрических данных можно представлять в виде таблиц, соматограмм, номограмм, манекенов (плоских и объемных) и других. Наиболее распространенный способ представления табличный. Между средним квадратическим отклонением и частотой встречаемости признака имеется прямая связь, которая выражается возможностью определить процент людей или объем выборки, у которых величина антропометрического признака укладывается в тот или иной интервал. Зная значения средней арифметической величины и среднего квадратического отклонения и используя стандартные таблицы площадей кривой нормального распределения, можно найти значения того или иного признака, которые определяют границы заданного интервала, и, наоборот, по значениям признака можно определить интервал, в котором они находятся. Для определения границ интервалов, в которых учитывается объем (процент) населения, которому должно удовлетворять проектируемое оборудование, а также для определения минимальных и максимальных значений антропометрических признаков, следует пользоваться системой перцентилей, а не долей сигмы, что более наглядно. Перцентиль это одна сотая доля объема измеренной совокупности людей, которой соответствует определенное значение антропометрического признака. Площадь, ограниченная нормальной кривой, делится на 100 равных частей, или перцентилей. Каждый перцентиль имеет свой порядковый номер. Так, например, 5-й перцентиль отсекает в левой части кривой нормального распределения 5 % совокупности людей с наименьшими значениями признака. 50-й перцентиль в нормальном распределении соответствует среднему арифметическому значению признака, а 95-й перцентиль отсекает в правой части нормальной кривой оставшиеся 5 % совокупности людей с наибольшими значениями признака. Конструкция оборудования должна обеспечивать легкость использования и удобство эксплуатации, по меньшей мере, для 90 % потребителей. Определение границ интервалов, в которых учитывается необходимый объем выборки, связано с ориентацией в пространстве параметров оборудования и функциональным назначением этих параметров. Неизменяемые высотные размеры оборудования при работе на нем только мужчин или только женщин должны рассчитываться исходя из значения антропометрического признака, соответствующего 95-му перцентилю каждой половой группы, при работе мужчин и женщин – 95-му перцентилю мужской группы. Рациональная рабочая поза людей более низкого роста должна обеспечиваться путем регулирования изменяемых параметров рабочего места (рабочее сиденье, подставка для ног). Неизменяемые размеры оборудования, связанные с вертикаль- ной досягаемостью в нижних зонах, рассчитываются исходя из значения антропометрического признака, соответствующего 95-му перцентилю каждой половой группы, если оборудование предназначено для работы только мужчин или только женщин; при работе на оборудовании мужчин и женщин – 95-му перцентилю мужской группы. Неизменяемые размеры вертикальных досягаемостей в верхних зонах рассчитываются исходя из значения антропометрического при- знака, соответствующего 5-му перцентилю каждой половой группы, если оборудование предназначено для работы только мужчин или только женщин; при работе на оборудовании мужчин и женщин – 5-му перцентилю мужской группы. Неизменяемые размеры оборудования с ограничением их максимального значения, такие, как зоны видимости, расстояния до индикаторов, контрольных точек, поручней, то есть связанные с горизонтальной досягаемостью, размах движения органов управления, которые влияют на качество работы оператора или ограничены размерами тела, должны выбираться, исходя из значения 5-го перцентиля соответствующей группы населения. Размеры оборудования с ограничением их минимального значения (не должны быть меньше), такие, как проходы, подходы, люки, безопасные промежутки, которые обеспечивают прохождение тела или его частей, должны соответствовать значению антропометрического признака соответствующему 95-му перцентилю соответствую- щей группы населения. Нижние и верхние границы измеряемых параметров оборудования при работе на нем только мужчин или только женщин должны рассчитываться, исходя из значений антропометрических признаков, соответствующих 5-му и 95-му перцентилю каждой половой группы. При работе на оборудовании мужчин и женщин нижняя граница должна соответствовать 5-му перцентилю женской группы, верхняя – 95-му перцентилю мужской группы. Высотные размеры проектируемого оборудования должны соответствовать продольным размерам тела с учетом положения послед- него. Не следует использовать размеры тела, взятые в положении «стоя», при расчете рабочих мест для работы «сидя». При расчете высотных размеров оборудования следует пользоваться антропометрическими данными молодого поколения (до 30 лет), а при расчете поперечных, глубинных размеров – данными населения старшего возраста (30–40 лет). Точность использования антропометрических данных зависит от величины порогов мышечно-суставной чувствительности человека и от эргономической значимости элемента оборудования. Величина порогов мышечно-суставной чувствительности при различении линейных и угловых характеристик рабочего места свидетельствует о том, что человек легко (субъективно и объективно) различает изменение высотных характеристик рабочего места (рабочая поверхность, сиденье, подставка для ног) на 8–10 мм и, соответственно, угловых характеристик. Этими данными следует руководствоваться при определении допустимых отклонений от оптимальных параметров рабочего места и округлении цифровых значений антропометрических признаков. Все элементы рабочего места, которые имеют непосредственное соприкосновение с телом человека, должны по возможности точно соответствовать его антропометрическим данным (размеры сиденья, рабочей поверхности, подставки для ног, органов управления и т. п.). Округление допускается до 1 см. При расчете минимальных пространств, занимаемых телом человека в разных положениях и позах, могут быть допуски 2–3 см. |