Комфортные условия жизнедеятельности и физиология труда

Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности. Эргономика. Эргономическое обеспечение комфортных и безопасных условий труда. Классификация работ по тяжести.

Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности.

Антропометрические характеристики определяются общими размерами тела человека и его отдельных частей и используются для проектирования наиболее рациональных, удобных и безопасных орудий труда. Они позволяют рассчитывать пространственную организацию рабочего места, устанавливать зоны досягаемости и видимости, размеры конструктивных параметров рабочего места и приспособлений. Для этого часть пространства рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы, должна быть разделена на рабочие зоны. Величину рабочей зоны и соотношение между антропометрическими характеристиками человека и пространственной организацией рабочих мест решает наука эргономика.

Эргономика (эргономика — от греческих слов ergon — работа, noinos — закон.) — научная дисциплина, изучающая человека и его деятельность в процессе современного производства с целью оптимизации орудий, процессов и условий труда, создания таких условий, которые делают труд более эффективным и обеспечивают необходимый комфорт для человека. Для эргономики характерен системный подход к решению перечисленных вопросов. Эргономика изучает функциональные возможности человека в процессе трудовой деятельности для того, чтобы максимально учитывать их при создании конструкций машин, аппаратов, коммуникационных систем.

Антропометрические характеристики делятся на динамические и статические. Динамические характеристики используются для определения объема рабочих движений, зон досягаемости и видимости. По ним рассчитывают пространственную организацию рабочего места.

Статические характеристики могут быть линейными и дуговыми. В зависимости от ориентации тела в пространстве линейные размеры делятся на продольные (высота различных точек над полом или сиденьем), поперечные (ширина плеч, таза и т. п.) и передне-задние (передняя досягаемость рук и др.).

Эргономика проводит исследования рабочих поз. Рабочая поза «стоя» требует больших энергетических затрат и менее устойчива из-за поднятого центра тяжести, поэтому при этой позе быстрее наступает утомление. Рабочая поза «сидя» имеет целый ряд преимуществ: резко уменьшается высота центра тяжести над точкой опоры, благодаря чему возрастает устойчивость тела. Значительно сокращаются энергетические затраты организма для поддержания такой позы, вследствие чего она является менее утомительной. Однако длительные статические напряжения мышц могут вызвать быстрое утомление, снижение работоспособности, профзаболевания (искривление позвоночника, расширение вен, плоскостопие) и привести к травматизму. Статичная поза утомительнее, нежели динамическая.

Рабочую зону, удобную для действия обеих рук, нужно совмещать с зоной, удобной для охвата человеческим взором. На рисунке 1 представлена структурная схема рабочих зон для положения «сидя».

комфорт условие труда вентиляция вибрация.

Зона 1 является самой благоприятной, она наиболее удобна для выполнения точных и мелких сборочных работ, так как здесь работают обе руки и хорошо осуществляется зрительный контроль. В случае выполнения оперативной работы следует разместить органы управления и индикаторы, которые оператор использует наиболее часто, для интенсивного и быстрого исполнения работы именно в этой зоне. Зоны 2 и 3 хорошо доступны для одной и малодоступны для другой руки, зрительный контроль осложнен. В этих зонах удобно размещать инструменты и материалы, которые рабочий часто берет правой (левой) рукой, или органы управления, зрительный контроль за которыми постоянно не требуется. Зона 4 (запасная) — труднодоступная зона. Вней могут быть размещены инструменты и материалы, которые требуются не часто. Зона 6 (5) доступна только для правой (левой) руки. Здесь можно разместить инструменты и материалы, которые редко употребляются, или органы управления, которыми пользуются «не глядя». В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе и в любой машине. Органы управления машиной могут быть ручными и ножными. Предпочтительнее управление ручное, причем выгоднее использовать регуляторы, которые приводятся в движение рукой к себе или от себя. Движения руки к себе более быстрые, но менее точные, тогда как от себя — более точные, но менее быстрые.

Если органы управления не требуют усилий, то оператор «не чувствует» рукоятки и действует очень неточно. Для предотвращения дрожания руки и повышения точности движений требуется искусственно создавать момент сопротивления рукоятки в пределах 3,0… 16,7 Н/м. Для ножных педалей при полном их нажатии момент сопротивления должен составлять от 20 до 80 Н/м. Ножные органы управления используют тогда, когда требуются большие усилия и небольшая точность включения — выключения, достаточна грубая регулировка. Исследуя вопросы совместимости человека с машиной и с рабочей средой, эргономика выделяет пять видов совместимости, обеспечение которых гарантирует успешное функционирование системы «человек—машина—производственная среда»:

• — информационная,
• — биофизическая,
• — энергетическая,
• — пространственноантропометрическая,
• — техникоэстетическая.

Задача эргономики в обеспечении информационной совместимости состоит в создании такой информационной модели, которая отражала бы все нужные характеристики машины в данный момент времени, позволяла бы оператору безошибочно принимать и перерабатывать информацию, не перегружая его внимание и память. Информационная модель должна соответствовать психофизиологическим возможностям человека. Например, оператор зачастую уда лен от объектов управления (двигателя локомотива, систем топливоподачи, электроснабжения и др.). Оператор должен хорошо видеть показания приборов, экраны, мнемосхемы, слышить звуковые сигналы, свидетельствующие о ходе процесса. Все эти устройства называют средствами отображения информации. Управляя машиной, оператор должен пользоваться легко досягаемыми кнопками, рычагами, ручками, выключателями и другими органами управления, образующими сенсомоторное поле. В совокупности средства отображения информации и сенсомоторные устройства создают информационную модель машины (комплекса), соответствующую физиологическим и психическим возможностям человека, его антропометрическим характеристикам.

Биофизическая совместимость. Человек по-разному себя чувствует и имеет различную работоспособность в зависимости от состояния загрязнения рабочей среды (шумы, вибрации, электромагнитные поля, вредные химические или биологические вещества), а также в зависимости от параметров загрязняющих факторов. Физиологическое и психическое состояние оператора зависит от вида обслуживаемой машины, качества ее конструкторской разработки и исполнения, экологической чистоты совершаемых технологических процессов, что, в свою очередь, во многом определяет своевременность и качество обслуживания машины. Биофизическая совместимость подразумевает создание такой рабочей среды, которая обеспечивала бы приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние оператора. Для многих негативных факторов производственной среды законодательством РФ установлены предельно допустимые значения, эти значения должны увязываться с рабочими задачами оператора. Поэтому при разработке конкретных машин или технологических процессов для достижения биофизической совместимости должны выполняться специальные исследования, а нормы предельно допустимых значений ужесточаться.

Энергетическая совместимость предусматривает согласование конструкций органов управления машиной и точности движений оператора с соответствующими физиологическими и психическими возможностями человека, его антропометрическими характеристиками. Силовые и энергетические параметры человека имеют определенные пределы.

Пространственно антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, положение оператора в процессе работы, возможности обзора внешнего пространства. При решении этой задачи определяют объем рабочего места, зоны досягаемости рук оператора до приборного пульта, ног — до педалей и др.

Техникоэстетическая совместимость заключается в обеспечении для человека чувства комфортности от общения с машиной, от самого процесса тру да. Для решения многочисленных и чрезвычайно важных техникоэстетических задач эргономика привлекает художников конструкторов, дизайнеров.

Классификация работ по тяжести.

Энергозатраты человека в процессе жизнедеятельности определяются интенсивностью мышечной работы, степенью нервно-эмоционального напряжения, а также условиями окружающей человека среды. Суточные затраты энергии для лиц умственного труда составляют 10…12 МДж, работников механизированного труда и сферы обслуживания — 12,5…13 МДж, работников тяжелого физического труда — 17…25 МДж.

Специалистами по гигиене условия труда человека классифицированы по степени тяжести и напряженности трудового процесса и по показателям вредности и опасности факторов производственной среды (Р 2.2.2006;05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда»).

Факторы трудового процесса, характеризующие тяжесть физического труда, — это в основном мышечные усилия и затраты энергии: физическая динамическая нагрузка, масса поднимаемого и перемещаемого груза, стереотипные рабочие движения, статическая нагрузка, рабочие позы, наклоны корпуса, перемещение в пространстве.

Факторы трудового процесса, характеризующие напряженность труда, — это эмоциональная и интеллектуальная нагрузка, нагрузка на анализаторы человека (слуховой, зрительный и т. д.), монотонность нагрузок, режим работы.

Труд по степени тяжести трудового процесса подразделяется на следующие классы: легкий (оптимальные по физической нагрузке условия труда), средней тяжести (допустимые условия труда) и тяжелый трех степеней (вредные условия труда).

• — Критериями отнесения труда к тому или иному классу являются:
• — величина внешней механической работы, выполняемой за смену;
• — масса поднимаемого и перемещаемого вручную груза;
• — количество стереотипных рабочих движений в смену;
• — величина суммарного усилия, прилагаемого за смену для удержания груза;
• — удобство рабочей позы;
• — количество вынужденных наклонов в смену и километров, которые вынужден проходить человек при выполнении работы.

На рисунке 2 изображена структурная схема классификации условий труда по тяжести и напряженности.

Рисунок 2. Классификация условий труда по тяжести и напряженности.

Труд по степени напряженности трудового процесса подразделяется на следующие классы: оптимальный — 1-й класс, допустимый — 2-й класс, напряженный — 3-й класс — труд трех степеней.

Критериями отнесения труда к тому или иному классу являются:

• — степень интеллектуальной нагрузки, зависящая от содержания и характера выполняемой работы, степени ее сложности;
• — нагрузка на анализаторы: длительность сосредоточенного внимания, количество сигналов за час работы, число объектов одновременного наблюдения; нагрузка на зрение, определяемая в основном величиной минимальных объектов различения, длительностью работы за экранами мониторов;
• — эмоциональная нагрузка, зависящая от степени ответственности и значимости ошибки, степени риска для собственной жизни и безопасности других людей;
• — монотонность труда, определяемая продолжительностью выполнения простых или повторяющихся операций;
• — режим работы, характеризуемый продолжительностью рабочего дня и сменностью работы.

Характер и организация трудовой деятельности оказывают существенное влияние на изменение функционального состояния организма человека. Трудовая деятельность делится на физический и умственный труд.

Физический труд характеризуется повышенной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы, обеспечивающие его деятельность. Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, в то же время имеет ряд отрицательных последствий. Прежде всего, это социальная неэффективность физического труда, связанная с низкой его производительностью, необходимостью напряжения физических сил и потребностью в длительном отдыхе (до 50% рабочего времени).

Умственный труд объединяет работы, связанные с приёмом и переработкой информации, требующей преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления, эмоциональной сферы. Для данного вида труда характерна гипокинезия, т. е. значительное снижение двигательной активности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Гипокинезия является одним из условий формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда. Длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания, памяти, восприятия.

Например, труд авиадиспетчера требует большой интеллектуальной нагрузки, связанной с восприятием сигналов с последующей комплексной оценкой взаимосвязанных параметров в условиях дефицита времени и при повышенной ответственности за конечный результат. Труд характеризуется большой длительностью сосредоточенного наблюдения за экраном видеотерминала, плотностью сигналов и числом одновременно наблюдаемых объектов; высокой эмоциональной нагрузкой в связи с очень большой ответственностью и значимостью ошибки для жизни большого числа людей. По этим показателям труд авиадиспетчера можно отнести к напряженному труду третьей степени.

Таким образом, физический труд классифицируется по тяжести труда, умственный — по напряженности.

Труд, требующий физической нагрузки, эмоционального, интеллектуального напряжения, ответственности, напряжения анализаторов и т. д., классифицируется как по тяжести, так и по напряженности труда.

К таким видам труда можно отнести труд водителей, наборщиков типографий, пользователей ЭВМ, вводящих в память большие объемы информации и т. д. Труд людей этих профессий характеризуется стереотипностью рабочих движений с участием мышц пальцев, кистей, рук или плечевого пояса, постоянством рабочей позы, напряжением анализаторов (прежде всего зрения), длительностью сосредоточенного наблюдения и т. д.

Труд спасателей характеризуется большими физическими нагрузками, эмоциональным напряжением из-за ответственности за жизнь людей, нерегулярностью работы в любое время суток. Однако особенностью труда спасателя является непостоянство физического и эмоционального напряжения.

Гигиена труда — это область медицины, изучающая трудовую деятельность человека и производственную среду с точки зрения их влияния на организм, разрабатывающая меры и гигиенические нормативы, направленные на оздоровление условий труда и предупреждение профессиональных заболеваний. Задачи гигиены труда: определение предельно допустимых уровней вредных производственных факторов, классификация условий трудовой деятельности, оценка тяжести и напряженности трудового процесса, рациональная организация режима труда и отдыха, рабочего места, изучение психофизиологических аспектов трудовой деятельности и т. д.

При оценке качества окружающей среды необходимо изучить не только влияние различных параметров, но и их взаимодействие и выработать соответствующие комплексные показатели (например, показатель теплового стресса).

Методы гигиены включают инструментальные исследования факторов окружающей среды, физиологические и клинические наблюдения, а также методы санитарного обследования и медицинской статистики.