Введение
Данный раздел дипломного проекта посвящен вопросам экологии и безопасности жизнедеятельности. Тема дипломного проекта связана с непосредственной разработкой программного обеспечения, основная работа по созданию которого выполняется инженером-программистом.
При правильной организации рабочего места и обеспечения
оптимальных параметров окружающей среды производительность труда
разработчика значительно возрастает.
Анализ условий труда
Нормальная и безопасная работа инженера-программиста за экраном дисплея во многом зависит от того, в какой мере условия его работы соответствуют оптимальным. При этом, под условиями работы подразумевают комплекс физических, химических, биологических и психофизических факторов, установленных стандартами по безопасности труда (ГОСТ 26883-86 «Внешние воздействующие факторы. Термины и определения»).
К физическим факторам относятся:
- вибрация и шум из-за движущихся машин, механизмов и их элементов, запыленность и загазованность воздуха, температура поверхностей оборудования, материалов и воздуха;
- плотность воздуха, ее резкое изменение, подвижность и ионизация воздуха;
- ионизирующие и электромагнитные излучения, статические заряды и повышение напряжения в цепи, электрические и магнитные поля;
- отсутствие или недостаток естественного света, повышенная или пониженная освещенность, яркость и контрастность, блёсткость поверхности, пульсация светового потока;
- ультрафиолетовое или инфракрасное излучение.
К химическим факторам относятся:
- общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные;
- действующие через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный покров.
К биологическим факторам относятся:
- микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы и т.д.);
- макроорганизмы (растения и животные).
К психофизическим факторам относятся перегрузки:
- физические (статические, динамические, гиподинамия);
- нервно-психические (умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).
При проектировании рабочего места пользователя ПК необходимо учитывать и нормировать все указанные группы факторов, поскольку при определенных условиях они могут вызвать нежелательные функциональные сдвиги в организме оператора, снизить качество и эффективность его работы, оказать отрицательное влияние на его здоровье.
Программирование на ПЭВМ относится к категории работ 1а.
Наиболее значительным фактором является микроклимат (ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»), особенно температура и влажность воздуха. Исследования показывают, что высокая температура в сочетании с высокой влажностью воздуха оказывают большое влияние на работоспособность человека. 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. При +11ºС начинается окоченение конечностей, такая температура минимально допустима. Наиболее благоприятный диапазон температур в летнее время от +18ºС до +24ºС, в зимнее время от +17ºС до +22ºС.
Движение воздуха позволяет увеличить рабочий диапазон температур. Так при скорости движения воздуха 0.1, 0.5, 0.9 м/с верхняя допустимая граница рабочего диапазона сдвигается соответственно до +22º, +24º, +26ºС.
Атмосферное давление в пределах 80-106 кПа легко переносимо человеком. При давлениях, выходящих за эти пределы, человеку требуется предварительная акклиматизация.
Фактические показатели соответствуют приведённым выше нормам.
Результаты работы пользователя ПК в большой степени зависят и от освещенности рабочего места. Чтобы правильно спланировать рациональную систему освещения, необходимо учитывать яркость источников света, их расположение в помещении, яркостной контраст между устройствами ЭВМ и фоном, блёсткость поверхностей, качество и цвет светильников и поверхностей. Для большой контрастности при светлом фоне наименьший уровень освещенности должен быть 200 лк.
Фактические показатели соответствуют приведённым выше нормам.
Зрительная работа является работой средней точности согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
В помещениях, где эксплуатируют ЭВМ, необходимо предусматривать систему искусственного освещения из люминесцентных ламп дневного света или ламп накаливания. Существуют прямая, отраженная и диффузная системы искусственного освещения. При прямом освещении свет попадает на объект непосредственно от источников света. При этом 90-100% мощности светильника направлено на рабочую поверхность, что вызывает яркостные контрасты, резкие тени и блёсткость (свойство ярко освещенной поверхности вызывать ослепление или дезадаптацию наблюдателя). При освещении отраженным светом 90-100% света направляется на потолок и верхнюю часть стен, от которых свет более или менее равномерно отражается по всему помещению. При этом достигается равная освещенность без теней и блесткости. Диффузное освещение обеспечивает рассеянный свет, одинаково распределенный по всем направлениям. Такая система освещения требует меньшей мощности, чем две предыдущие, но вызывает частичное образование теней и блёсткости.
Большое влияние на деятельность инженера-программиста оказывает и уровень акустического шума. Шум резко снижает производительность труда и увеличивает травматизм. Физиологически шум воздействует на органы зрения и слуха, повышает кровяное давление, при этом притупляется внимание.
Шум оказывает также и эмоциональное воздействие: он является причиной возникновения таких отрицательных эмоций, как досада, раздражение. Особенно неприятны высокочастотные и прерывистые шумы.
В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования и безопасность» уровни звукового давления для программистов лежат в пределе 38-68 дБ в зависимости от частоты шума. Фактически уровень звукового давления не превышает 30дБ, что соответствует установленным нормам и требованиям.
Основным из механических факторов производственной среды являются вибрации (ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования»). Они не только вредно воздействуют на организм, но и мешают человеку выполнять как мыслительные, так и двигательные операции. Под действием вибраций ухудшается зрительное восприятие, в особенности на частотах между 25 и 40 Гц и между 60 и 90 Гц. Наиболее опасна вибрация с частотой 6-8 Гц, так как в этом диапазоне лежит собственная резонансная частота тела, головы и брюшной полости человека.
Вибрации создаваемые системными блоками ПЭВМ не превышают установленные ГОСТом параметры.
К числу неблагоприятных факторов относятся электромагнитные поля (ЭМП) высоких частот (СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях»). Их воздействие на человека может вызвать функциональные сдвиги в организме: быструю утомляемость, головные боли, нарушение сна, раздражительность, утомление зрения и т.п.
Предельно допустимые уровни ЭМП следующие:
в диапазоне до 300 МГц по электрической составляющей 5 В/м, по магнитной составляющей - 5 А/м. С учетом этого стандарта было исследовано свыше 150 мониторов различных типов.
На жизнедеятельность человека большое влияние оказывает газовый состав воздуха. Здесь обычно исследуется две группы факторов: изменение обычного состава воздуха (кислорода и углекислого газа) и посторонние добавки к нему в результате работы техники.
В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» - благоприятными условиями газового состава воздуха считается содержание кислорода 19-20%, углекислого газа около 1%; допустимые значения, при которых не происходит выраженного снижения работоспособности, составляют: кислорода - 18-29%, углекислого газа - 1-2%. Снижение содержания кислорода ниже 16% и повышение содержания углекислого газа выше 3% являются недопустимыми и могут привести к нежелательным последствиям. Важнейшим способом борьбы с неблагоприятным воздействием на человека химических факторов является соблюдение их предельно допустимых концентраций в производственных помещениях. Предельно допустимыми считаются такие максимальные концентрации вредных веществ, которые при ежедневной работе не могут вызывать у работающих заболевания или отклонения в состоянии здоровья. Такими концентрациями считаются, например, для аммиака - 20 мг/м, анилина - 3 мг/м, ацетона - 200 мг/м, бензола - 5 мг/м, бензина - 100 мг/м, серной кислоты - 1 мг/м.
Фактические показатели соответствуют приведённым выше нормам.
Персональный компьютер питается напряжением 220В/50Гц, которое превышает безопасный предел 42 В. Следовательно, возникает опасность поражения электрическим током.
Воздействие на человека электрического тока приводит к общим травмам (электроудары) и местным (ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия, механические повреждения).
Данное помещение можно классифицировать как помещение без повышенной опасности поражения людей электрическим током, в соответствии с Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ - 7-е издание).
Компьютеры, на которых будет применяться «Обучающая интеллектуальная программа диалогового построения трасс логического вывода», являются IBM PC совместимыми, а мониторы - с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).
В России безопасность уровней излучений компьютерных мониторов регламентируется ГОСТ Р 50948-2001 «Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности».
Возникновение рентгеновского излучения обусловлено наличием на аноде электронно-лучевой трубки дисплея напряжения до 30 кВ (а при напряжении 3-500 кВ присутствует рентгеновское излучение различной жесткости). Пользователь попадает в зону мягкого рентгеновского излучения.
При воздействии рентгеновского излучения на организм человека, происходит:
- образование чужеродных соединений молекул белка, обладающих даже токсическими свойствами;
- изменение внутренней структуры веществ в организме, приводящее к развитию малокровия, образованию злокачественных опухолей, катаракты глаз.
При работе за экраном электронно-лучевой трубки дисплея, пользователь попадает под воздействие ультрафиолетового излучения с длинами волн < 320 нм. Также при образовании строчной и кадровой разверток дисплея, возникает излучение электромагнитных полей частотой до 100 кГц. Это может являться причиной возникновения следующих заболеваний:
- обострение некоторых заболеваний кожи (угревая сыпь, себорроидная экзема, розовый лишай, рак кожи и др.);
- нарушение в протекании беременности;
- увеличение в 2 раза вероятности выкидышей у беременных женщин;
- нарушение репродуктивной функции и возникновение рака;
- нарушение режима терморегуляции организма;
- изменения в нервной системе (потеря порога чувствительности);
- понижение/повышение артериального давления.
При работе на персональном компьютере человек попадает под воздействие статического электричества. Под действием статических электрических полей дисплея пыль помещения электризуется и переносится на лицо пользователя, что приводит к заболеваниям (раздражению) кожи (дерматит, угри).
Перечень вредных и опасных производственных факторов, которым подвергается пользователь, работающий с персональным компьютером в данном помещении, в соответствии с ГОСТ 12.0.003-74, а также источники их возникновения приведены в таблице 4.1:
Таблица 4.1 - Перечень вредных и опасных производственных факторов
| # | Наименование фактора | Источник возникновения |
| Пожароопасность помещения | Наличие сгораемых материалов и возможных источников зажигания | |
| Недостаточная освещенность | Состояние системы естественного и искусственного освещения. | |
| Повышенный уровень шума | Внешний шум, вентиляция | |
| Электромагнитные излучения, в том числе рентгеновские | ЭЛТ-монитора | |
| Повышенный потенциал электростатического поля | ЭЛТ-монитора, диэлектрические поверхности | |
| Ионизация воздуха рабочей зоны | Рентгеновские излучения монитора, статическое электричество | |
| Электрический ток | Питающая электрическая сеть | |
| Неблагоприятный микроклимат помещения. Повышенная или пониженная подвижность воздуха, температура, влажность | Неудовлетворительное состояние системы вентиляции и отопления | |
| Прямая и отраженная блескость. | Наличие источников естественного и искусственного освещения и блестящих поверхностей. | |
| Психофизиологические нагрузки | Монотонность труда, умственное напряжение, перенапряжение зрительных анализаторов, статичность и неудобство позы и др. |
Оптимальное рабочее место
Рабочее место, расположение всех его элементов относительно друг друга должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет характер работы. Например, при организации рабочего места инженера-программиста должны соблюдаться следующие условия: оптимальное размещение оборудования, которое входит в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, которое позволяет осуществлять необходимые движения и перемещения.
Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места [7].
Главными элементами рабочего места инженера-программиста являются стол и кресло. Положение сидя является основным рабочим положением. Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление инженера-программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства (рисунок 6.2).
Оптимальное размещение предметов труда в зонах досягаемости:
Дисплей размещается в зоне А (в центре);
· Системный блок размещается в предусмотренной нише стола;
· Клавиатура - Б зоне г/д;
· «Мышь» - в зоне В справа;
· Сканер в зоне А/Б (слева);
· Принтер находится в зоне А (справа);
Рисунок 6.3- Организация рабочего места в изометрии.
Характеристики рабочего места, выбранные и рекомендуемые, приведены в таблице 6.5.1.1.
Таблица 6.5.1.1. Характеристики рабочего места
| № | Перечень характеристик | Выбранные, мм | Рекоменд., мм |
| Высота рабочей поверхности стола | 680-800 | ||
| Высота пространства для ног | >600 | ||
| Ширина пространства для ног | >500 | ||
| Глубина пространства для ног | >450 | ||
| Расстояние от глаза до клавиатуры | 500-700 | ||
| Расстояние от глаза до документов | 300-450 | ||
| Расстояние от глаза до экрана | 500-700 | ||
| Высота сиденья рабочего стула | 400-500 | ||
| Ширина сиденья | >400 | ||
| Глубина сиденья | >380 | ||
| Высота опорной поверхности спинки | >300 |
Так же, согласно рекомендациям [5] на рабочем месте: возможно изменение угла наклона спинки стула в пределах 90-1100; поверхность сиденья мягкая с закругленным передним краем; возможно регулирование экрана по высоте, по наклону, в левом и в правом направлениях; предусмотрена возможность размещения документов справа и слева; установлен светильник местного освещения так, чтобы он не создавал бликов на поверхности экрана и не увеличивал освещенность экрана более чем на 300 лк.
Используемое рабочее место удовлетворяет рекомендованным требованиям.
Карта условий труда
Главный показатель, на основе которого можно определять меры по восстановлению исходного до рабочего состояния является категория тяжести труда. На основании краткой характеристики технологического процесса или вида трудовой деятельности составляется карта условий труда(таблица 4.4.1.1), которая позволяет определить категорию тяжести труда.
Таблица 6.1. Карта условий труда инженера-программиста на рабочем месте.
| № | Показатели условий труда. Единицы измерения. | ПДУПДК | Оценка показателя | Длительность воздействия (экспозиция) | Балл с учетом экспо-зиции | ||||
| Абсолютная | В баллах | Мин. | В % смены | ||||||
| А. Психофизиологические нагрузки. | |||||||||
| Напряжение зрения: освещенность рабочего места, лк | 1.5 | ||||||||
| размеры объекта, мм | 1.0-0.3 | ||||||||
| энтропия зрительной информации, бит/сигнал | |||||||||
| число информационных сигналов в час | >300 | 2.5 | |||||||
| Напряжение слуха: уровень шума, дб | ПДУ | ||||||||
| соотношение сигнал-шума, % | |||||||||
| энтропия слуховой информации, бит/сигнал | |||||||||
| Напряжение внимания: длительность сосредоточенного наблюдения, % времени смены | |||||||||
| число важных объектов наблюдения | >25 | ||||||||
| число движения пальцев в час | 2.5 | ||||||||
| Напряжение памяти: необходимость помнить об элементах работы свыше 2-х часов (кол-во эл.) | 3-5 | 2.4 | |||||||
| поиск рассогласований, в % от числа регулируемых параметров | 1.8 | ||||||||
| Нервно-эмоциональное напряжение. Экспертная оценка. | |||||||||
| Интеллектуальное напряжение. Экспертная оценка. | |||||||||
| Физическая нагрузка: энергозатраты, Вт | 0.6 | ||||||||
| внешняя механическая работа, Вт | 0.8 | ||||||||
| Статическая нагрузка в течение смены, кгс.сек | 1.5 | ||||||||
| на обе руки | |||||||||
| на весь корпус | |||||||||
| Рабочее место, рабочая поза, перемещение в пространстве. Экспертная оценка. | |||||||||
| Сменность | Одна | ||||||||
| Продолжительность работы в течение суток, час | |||||||||
| Монотонность: число приемов в операции | 5-3 | 2.5 | |||||||
| длительность повторяющихся операций, с | 5-9 | ||||||||
| Режим труда и отдыха | Обоснованный с музыкой | 0.1 | |||||||
| Б. Санитарно-гигиенические условия труда. | |||||||||
| Температура воздуха на рабочем месте: теплый период, С | 21-22 | ||||||||
| холодный период, С | 17-19 | ||||||||
| Вредные химические в-ва, кратность превышения ПДК | ПДК | ||||||||
| Промышленная пыль, кратность превышения ПДК | ПДК | ||||||||
| В. Оценка условий труда. | ||
| Число факторов, формирующих тяжесть труда, n | ||
| Сумма балов, ∑ki | 56.7 | |
| Усредненный бал kср | 1.95 | |
| Показатель интегральной оценки условий труда, k∑ | 32.4 | |
| Категория тяжести труда, kт | II |
Усредненный балл вычисляется по формуле (6.4.1):
kср = 1/n∑ki =1/29*56.7=1.95 (6.4.1)
Где k - баллы рассматриваемых факторов;
n - число факторов.
Показатель интегральной оценки тяжести условий труда вычисляется по формуле (4.4.2):
k ∑ =19.7·kср - 1.6· kср2 =19.7*1.95-1.6*1.952 =32.4 (6.4.2)
Выясняем, с помощью карты условий труда, что работа инженера-программиста определяется II категорией тяжести труда, а это значит условия труда допустимые, т.е. такие, которые могут вызывать временное ухудшение самочувствия человека. После отдыха состояние человека нормализуется.
Рассчитаем коэффициент работоспособности по формуле (6.4.3):
kработосп=100-[(k∑-15.6)/0.64] =100-[(32.4-15.6)/0.64]=78% (6.4.3)