Тема 12. Факторы производственной среды

12.1. Классификация и общая характеристика факторов

Производственная среда - часть окружающей человека среды, образованная природно - климатическими и профессиональными факторами, воздействующими на него в процессе трудовой деятельности.

Факторы производственной среды оказывают существенное влияние на функциональное состояние и работоспособность оператора. Факторы можно разделить на две группы - физические и химические.

К группе физических факторов относятся:

- метеорологические, или микроклимат рабочего помещения (температура, влажность и скорость движения воздуха);

- светотехнические факторы (освещенность и цветоритмы);

- бароакустические факторы (атмосферное давление, шумы);

- радиационные факторы (ионизирующие, тепловые излучения);

- электромагнитные (электрические и магнитные поля, атмосферное электричество);

- механические (ускорения, вибрации).

По особенностям влияния на состояние человека весь комплекс физических и химических факторов можно разбить на две группы: вызывающие состояние мобилизации организма и ведущие к развитию состояния динамического рассогласования.

При проектировании систем "человек - машина" с целью уменьшения неблагоприятного воздействия факторов производственной среды необходимо учитывать следующие положения:

во - первых, производственные факторы не должны оказывать отрицательного влияния на здоровье человека при профессиональной деятельности в течение продолжительного времени (года);

во - вторых, допустимые параметры неблагоприятных факторов по длительности и интенсивности воздействия не должны вызывать в процессе рабочего дня снижения надежности и эффективности деятельности оператора.

При нормировании факторов производственной среды различают следующие четыре уровня.

Первый - определяет величины параметров, оптимальных для работы человека. Это такой уровень факторов, который при неопределенно долгом воздействии не вызывает напряжения физиологических систем организма. Данный уровень учитывается при проектировании жилых домов, школ, больниц и т.д.

Второй уровень представляет собой эксплуатационные нормы. Они предполагают определенное напряжение физиологических систем и рассчитываются на определенный срок пребывания человека в данных условиях, обычно ограниченный продолжительностью рабочей смены с учетом многократного действия. При проектировании СЧМ как раз и ориентируются на эксплуатационные нормы факторов производственной среды.

Третий уровень представляет собой предельно допустимые нормы. Они используются тогда, когда предполагается эпизодическое пребывание человека в данных условиях, и характер работы допускает временное снижение работоспособности.

Четвертый уровень определяет предельно-переносимые величины, при которых обеспечивается жизнь человека при минимальной трудовой деятельности. Этот уровень используется только для аварийных ситуаций.

Способы защиты оператора от неблагоприятных факторов могут быть в зависимости от конкретной ситуации активными и пассивными.

Способы активной защиты связаны с выявлением неблагоприятного фактора и его ликвидацией.

Методы пассивной защиты в зависимости от объема и способов ее применения могут быть общими (защита всего помещения) или индивидуальными (индивидуальный обдув, вентиляция и т.п.).

12.2. Физические факторы производственной среды

Наиболее значительным физическим фактором является микроклимат, особенно температура и влажность воздуха. Исследования показывают, что высокая температура в сочетании с высокой влажностью воздуха оказывает большое влияние на работоспособность операторов. Резко увеличивается время сенсорных и моторных реакций, нарушается координация движений, увеличивается количество ошибок. Высокая температура отрицательно сказывается и на ряде психологических функций человека. Уменьшается объем оперативной памяти, резко суживается способность к ассоциациям, ухудшается протекание счетных операций, понижается внимание.

В помещения, где установлена техника, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата.

Время года	Зона	Температура воздуха, С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный период	Оптимальная	18-21	60-40	<0,2
Переходный период	Допустимая	17-21	<75	<0,3
Теплый период (t 10 С)	Оптимальная	20-25	60-40	<0,3
	Допустимая	<28 в 13 часов самого жаркого месяца	<75	<0,5

При влажности, достигающей 99-100%, практически выключается регулирующий механизм потоотделения и быстро наступает перегревание.

Большую роль в сохранении работоспособности человека играет свет. Недостаточное освещение ведет к перенапряжению глаз и общему утомлению организма. Снижается внимание, ухудшается координация движений, что приводит к увеличению несчастных случаев, способствует развитию близорукости, расстройству нервной системы.

Для работы наиболее оптимальным является естественный дневной свет. Для искусственного освещения используются лампы двух видов: накаливания и люминесцентные ("дневного света"). Для работы больше подходят светильники с лампами накаливания. Микропульсации светового потока ламп дневного света воздействуют на глаза, вызывают мигрень, а в некоторых случаях - начинается повышенное сердцебиение. Но люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют ряд существенных преимуществ: по спектральному составу света они близки к дневному, естественному свету; обладают более высоким КПД (в 1,5 -2 раза выше, чем КПД ламп накаливания); обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания), имеют более длительный срок службы.

Наилучшая освещенность достигается при одновременном использовании как общего, так и местного освещения рабочего места при помощи светильника, спущенного с потолка.

При организации освещения в операторских пунктах, в которых применяются индикаторы с обратным контрастом, необходимо иметь в виду, что увеличение уровня освещенности приводит к уменьшению контрастности изображений на индикаторах

Приемлемый уровень освещения в помещении можно найти, если последовательно решить две задачи:

1. Определить требуемый для операторов уровень освещения лицевых панелей индикаторов внешними источниками света.

2. Если требуемый уровень освещенности окажется неприемлемым для других операторов, работающих в данном помещении, необходимо найти способ сохранения требуемого контраста изображения другими средствами.

Большое влияние на деятельность оператора оказывает цвет окраски помещения.

Цвет является сильным психологическим стимулятором: красный цвет увеличивает мускульное напряжение, оранжевый стимулирует деятельность, желтый - зрение и нервную систему, зеленый - успокаивает, фиолетовый - создает ощущение спокойствия. Рекомендуется, чтобы потолок отражал 80-90%, стены 50-60%, панели 15-20%, а пол 15-30% падающего света. Например, применение тонов теплой гаммы (красный, оранжевый, желтый) создает впечатление бодрости, возбуждения и замедленного течения времени. Эти же цвета вызывают у человека ощущение тепла.

Применение холодных тонов (синий, зеленый и фиолетовый) создает впечатление покоя и вызывает у человека ощущение холода. Предметы и поверхности, окрашенные в эти цвета, кажутся меньше, чем окрашенные в красно-желтые тона и как бы удаляются от смотрящего.

Одновременное использование теплых и холодных тонов может вызывать в некоторых случаях состояние растерянности и беспокойства.

От цветового решения информационной панели зависит надежность приема информации оператором. Точность считывания цифровой информации на теплом фоне существенно выше, чем на холодной. Исключение составляют лишь цифры 4 и 7, надежность опознания которых оказалась на холодном фоне выше, чем на теплом.

При теплом фоне панели у операторов проявляются менее выраженные изменения ряда психических функций, и прежде всего, внимания и памяти, а также вегетативной и сердечно - сосудистой систем.

В зависимости от ориентации окон рекомендуется следующая окраска стен и пола:

окна ориентированы на юг: - стены зеленовато - голубого или светло - голубого цвета, а пол - зеленый;

окна ориентированы на север: стены светло - оранжевого или оранжево-желтого цвета, пол - красновато - оранжевого;

окна ориентированы на восток: стены желто - зеленого цвета, пол - зеленый или красновато - оранжевый;

окна ориентированы на запад: стены желто - зеленого или голубовато - зеленого цвета, пол - зеленый или красновато - оранжевый.

Большое влияние на деятельность оператора оказывает и уровень шума.

Так, например, после шумового воздействия интенсивностью 120 дБ в течение одного часа требуется около 5 часов, чтобы вернулась к норме острота слуха. Воздействие шумом приводит к снижению скорости и точности сенсомоторных процессов, особенно заметно страдают сложнокоординированные действия. Под влиянием шума уменьшается скорость решения умственных задач и возрастает число ошибок.

Шум оказывает влияние и на концентрацию внимания, на эмоциональное состояние: он является причиной возникновения таких отрицательных эмоций, как досада, раздражение. Особенно неприятны высокочастотные и прерывистые шумы.

Основным из механических факторов производственной среды являются вибрации, которые представляют собой колебания упругих тел с определенной частотой. Степень воздействия вибраций на человека определяется тремя параметрами: амплитудой, частотой и скоростью. По своему характеру вибрации делятся на общие и местные.

Общее действие вибрации вызывается преимущественно сотрясением пола вследствие действия машин, двигателей и оборудования. Местное действие вибрации наблюдается при работе с различными видами пневматического и электрифицированного инструмента. При вибрациях понижается острота зрения, нарушается восприятие глубины пространства, появляется головная боль, головокружение, атрофия мышц верхних и нижних конечностей. Наиболее опасна вибрация с частотой 6-8 Гц, так как в этом диапазоне лежит собственная резонансная частота тела, головы и брюшной полости человека.

Основные меры устранения вибраций сводятся к оснащению оборудования виброгасящими устройствами, внедрению дистанционного управления виброустановками, применению резиновых амортизаторов, установке оборудования на виброизолирующих опорах, стены и потолок облицовывают звукопоглощающими материалами.

Уровни звукового давления различных источников

Источник шума	Уровень шума, дБ
Жесткий диск	40
Вентилятор	45
Монитор	17
Клавиатура	10
Принтер	45
Сканер	42

У лиц, работа которых протекает на фоне шума в среде с повышенной температурой или при напряженном внимании, чаще наблюдается развитие гипертонической болезни и снижение точности работы, чем у работающих при таком же шуме без высоких температур и напряженного внимания или без шума, но при наличии этих факторов.

К числу неблагоприятных факторов производственной среды относятся электромагнитные поля (ЭМП) высоких частот. Их воздействие приводит к быстрой утомляемости, головной боли, нарушению сна, раздражительности, утомлению зрения и т.п. Для лиц с сильным типом нервной системы это воздействие оказалось менее выраженным, чем для лиц со слабым типом.

В качестве средств защиты от воздействия ЭМП используются экранирующие щиты и сетки, поглощающие экраны, замкнутые экранированные камеры. К индивидуальным средствам защиты относятся защитные очки, шлемы, халаты, фартуки, комбинезоны.

12.3. Химические факторы производственной среды

На жизнедеятельность человека большое влияние оказывает газовый состав воздуха.

Благоприятными условиями газового состава воздуха считается содержание кислорода 19-20%, углекислого газа около 1%. Снижение кислорода ниже 16% и повышение содержания углекислого газа выше 3% являются недопустимыми и могут привести к нежелательным последствиям.

Наиболее постоянным компонентом всех примесей является окись углерода. Первые признаки отравления окисью углерода выражаются в головной боли, чувстве давления в голове, пульсации в висках, головокружении, спутанности сознания, вялости, слабости в ногах, нарушении координации движений, тошноте, рвоте. Появляется одышка, сердцебиение, покраснение лица. Снижается точность движений и темп выполнения сложных координированных актов.

Изменения подобного рода возникают, если концентрация в воздухе вредных веществ при длительном пребывании человека достигает величины 0,03 мг/л. При кратковременных воздействиях до одной минуты концентрация вредных веществ в воздухе может быть повышена до 1,5 мг/л.

Приведенные выше цифры относятся к человеку, находящемуся в комфортных температурных условиях и не выполняющему тяжелой физической работы. При высоких температурах токсическое действие резко возрастает.

При работе с ядовитыми веществами все большее распространение получают манипуляторы. Это своего рода "механические руки", в точности повторяющие движение рук человека, позволяющие выполнять точные работы и являющиеся одним из средств дистанционного управления.

Вопросы и задания

1. Выберите верный ответ

Атмосферное давление и шумы относятся к ... группе физических факторов:

а) метеорологической

б) светотехнической

в) бароакустической

г) радиационной

д) электромагнитной

е) механической

2. Выберите верный ответ

Ионизирующие, тепловые излучения относятся к...группе физических факторов:

а) метеорологической

б) светотехнической

в) бароакустической

г) радиационной

д) электромагнитной

е) механической

3. При проектировании систем "человек-машина" с целью уменьшения неблагоприятного воздействия факторов производственной среды необходимо учитывать следующие положения...

4. Установите соответствие

При нормировании факторов производственной среды различают уровни...

		Характеристика уровня
1-ый уровень	а	Представляет собой эксплуатационные нормы. Предполагают определенное напряжение физиологических систем и рассчитываются на определенный срок пребывания человека в данных условиях, обычно ограниченный продолжительностью рабочей смены с учетом многократного действия. При проектировании СЧМ как раз и ориентируются на эксплуатационные нормы факторов производственной среды
2-ой уровень	б	Определяет предельно-допустимые величины, при которых обеспечивается жизнь человека при минимальной трудовой деятельности. Этот уровень используется только в аварийных ситуациях
3-ий уровень	в	Определяет величину параметров, оптимальных для работы человека. Это такой уровень факторов, который при неопределенно долгом воздействии не вызывает напряжения физических систем организма. Данный уровень учитывается при проектировании жилых домов, больниц
4-ый уровень	г	Представляет собой предельно допустимые нормы. Они используются тогда, когда предполагается эпизодическое пребывание человека в данных условиях и характер работы допускает временное снижение работоспособности

5. Выберите верный ответ

Оптимальное значение температуры воздуха благоприятно сказывается на работоспособности оператора и лежит в пределах...

а) 15-18 ®

б) 18-21®

в) 18-24®

г) 21- 28®

6. Найдите приемлемый уровень освещения в помещении

7. Установите соответствие

Рекомендуется, чтобы отражающие возможности помещения были следующими:

1	Потолок	а	15-20%
2	Стены	б	50-60%
3	Панели	в	15-30%
4	Пол	г	80-90%

8. Прокомментируйте данные таблицы с точки зрения оператора и возможности использования этих данных в своей работе

Цвет	Воздействие цвета на человека при расположении этого цвета ...
		наверху	на боковых поверхностях	внизу
Оранжевый	оберегает, концентрирует внимание	согревает, обволакивает	внизу
Коричневый	прикрывает, тяжелит	производит впечатление землистости, вещественности	обжигает
Голубой	создает впечатление легкости, дружественности, неба	охлаждает, отчуждает	создает удобство для хождения
Желтый	облегчает, веселит	возбуждает	приподнимает

9. Выберите верный ответ

Благоприятными условиями газового состава воздуха считается содержание...

а) кислорода 16%, а углекислого газа 2%

б) кислорода 19-20%, а углекислого газа 1%

в) кислорода 17%, а углекислого газа 3%

в) кислорода 18%, а углекислого газа 3%

10. Перечислите первые признаки отравления окисью углерода