Практическая работа № 2 оценка соответствия условного рабочего места санитарно-гигиеническим нормативам

Эргономика – это научная и проектировочная дисциплина, комплексно изучающая деятельность человека в условиях производства с целью оптимизации условий труда, повышения эффективности функционирования системы «человек – машина», сохранения здоровья и развития личности. Для эргономического исследования важно влияние среды на эффективность и качество деятельности человека, его работоспособность, физическое и психическое благополучие. Объектом изучения эргономики является система «человек-машина», предметом исследования – деятельность человека или группы людей с техническими средствами. В данной системе эргономика решает задачи по распределению и согласованию функций между человеком и технической системой, проектирует и организует деятельность, обосновывает требования к техническим средствам и условиям осуществления деятельности, разрабатывает методы реализации требований в процессе проектирования и использования систем.

Нормальную работоспособность и высокую эффективность труда обеспечивают не только соответствующие условия микроклимата, освещение, воздухообмен и состав воздуха, теплообмен, обучение, а также пространственное формирование габаритов рабочего места и удобное расположение органов управления и приборов предоставления информации.

Предпосылки к возникновению травмоопасных ситуаций создаются при недооценки требований антропометрии. Наука об изучении размеров человеческого тела была предложена бельгийским математиком А. Кетле (1796-1874) в основных трудах «Социальная физика», «Антропометрия». Антропометрия является один из основных методов антропологического исследования, который заключается в измерении тела человека и его частей с целью установления возрастных, половых, расовых и других особенностей физического строения, позволяющий дать количественную характеристику их изменчивости. Суть этого направления заключается в следующем: выделяют на основе статистических данных наиболее вероятностные размеры тела человека и отклонения от средних показателей. Полученные математические ожидания размеров тела человека используют при формировании большинства рабочих мест, строительных конструкций, мебели, технологического оборудования.

Рекомендации по формированию среды человека в обобщенном виде звучат так:

1. Высокая производительность и эффективность труда соответствуют наиболее удобным и комфортным значениям размеров всех конструктивных элементов среды обитания. При комфортных значениях наблюдается и наибольшая безопасность жизнедеятельности.

2. Допускается использовать допустимые размеры конструктивных элементов (10%, усредненные значения габаритов мужчин и женщин), они обеспечивают возможность осуществления трудовой деятельности.

3. При формировании приемлемой среды обитания необходимо учитывать национальные, возрастные, половые, особенности населения. А также необходимо учитывать динамику изменений антропометрических показателей от условий среды (уровня социально-экономического, калорийности и качества питания, температурного режима, максимальные приемлемые значения конструктивных элементов (ширина и высота проходов, ширина стульев и кресел, ширина спальных мест, площадь педалей, ступени лестничных маршей, диаметры люков) с учетом средне статистических показателей, минимальные приемлемые значения конструктивных элементов (досягаемость тумблеров, высота ступеней, расположение полок и подвесных элементов, диаметры поручней и рукояток инструментов) без ущемления возможностей людей с большими размерами.

4. Необходимо использовать принципы регулируемости и универсальности рабочего места. Оптимальная поза человека в процессе трудовой деятельности обеспечивает высокую работоспособность и производительность труда.

Неправильное положение тела на рабочем месте приводит к:

- быстрому возникновению статической усталости;

- снижению качества и скорости выполняемой работы;

- снижению реакции на опасности.

Нормальной рабочей позой следует считать, при которой работнику не требуется наклоняться вперед больше чем на 10º - 15º; наклоны назад и в стороны нежелательны; основное требование к рабочей позе – прямая осанка.

Выбор рабочей позы зависит от мышечных усилий во время работы, точности и скорости движений, а также от характера выполняемой работы. При усилиях не более 50 Н можно выполнять работу сидя. При усилиях 50 - 100 Н работа может выполняться с одинаковым физиологическим эффектом как стоя, так и сидя. При усилиях более 100 Н желательно работать стоя.

Работа, стоя целесообразнее при необходимости постоянных передвижений, связанных с настройкой и наладкой оборудования. Она создает максимальные возможности для обзора и свободных движений. Однако при работе стоя повышается нагрузка на мышцы нижних конечностей, повышается напряжение мышц в связи с высоким расположением центра тяжести и увеличиваются энергозатраты на 6 - 10 % по сравнению с позой сидя.

Размерные соотношения на рабочем месте при работе стоя строятся с учетом того, что рост мужчин и женщин в среднем отличается на 11,1 см, длина вытянутой в сторону руки – на 6,2 см, длина втянутой вперед руки – на 5,7 см, длина ноги – на 6,6 см, высота глазная уровнем пола – на 10,1 см. На рабочем месте в позе сидя различия в размерных соотношениях у мужчин и женщин выражаются в том, что в среднем длина тела мужчин на 9,8 см и высота глаз над сиденьем на 4,4 см больше, чем у женщин.

Работа в позе сидя более рациональна и менее утомительна, так как уменьшается высота центра тяжести над площадью опоры, повышается устойчивость тела, снижается напряжение мышц, уменьшается нагрузка на сердечно-сосудистую систему. В положении сидя обеспечивается возможность выполнять работу, требующую точность движе­ния. Однако и в этом случае могут возникать застойные явления в органах таза, затруднение работы органов кровообращения и дыхания.

На формирование рабочей позы в положении сидя влияет высота рабочей поверхности, определяемая расстоянием от пола до горизонтальной поверхности, на которой совершаются трудовые движения. Высоту рабочей поверхности устанавливают в зависимости от характера, тяжести и точности работ. Оптимальная рабочая поза при работе сидя обеспечивается также конструкцией стула: размерами, форм площадью и наклоном сиденья, регулировкой по высоте. Основные требования к размерам и конструкции рабочего стула в зависимости от вида выполняемых работ приведены в ГОСТ 12.2.032–78 и ГОСТ 21889-76.

Оптимальным является выполнение работы как стоя, так и сидя, так как смена позы приводит к перераспределению нагрузки на группы мышц, улучшению условий кровообращения, ограничивает монотонность.

При организации производственного процесса следует учитывать:

- антропометрические и психофизиологические особенности человека;

- его возможности в отношении величины усилий, темпа и ритма выполняемых операций;

- анатомофизиологические различия между мужчинами и женщинами.

а) работа в положении стоя; б) работа в положении сидя

Рис.2.1. Положения тела на рабочем месте

Существенное влияние на работоспособность оператора оказывает правильный выбор типа и размещения органов и пультов управления машинами и механизмами [5,6].

При компоновке постов и пультов управления необходимо знать, что в горизонтальной плоскости зона обзора без поворота головы составляет 120°, с поворотом-225°; оптимальный угол обзора по горизонтали без поворота головы — 30°—40° (допустимый 60°), с поворотом — 130°. Допустимый угол обзора по горизонтали оси зрения составляет 130°, оптимальный — 30° вверх и 40° вниз.

Наиболее важные органы управления следует располагать спереди и справа от оператора. Максимальные размеры зоны досягаемости правой рукой — 70 - 110 см. Глубина рабочей панели не должна превышать 80 см. Высота пульта, предназначенного для работы сидя и стоя, должна быть 75 - 85 см. Панель пульта может быть наклонена к горизонтальной плоскости на 10° - 20°, наклон спинки кресла при положении сидя — 0° - 10°.

В стандарте ГОСТ Р ИСО 6385-2007«Эргономика. Применение эргономических принципов при проектировании производственных систем. Параметры конструкции» указаны различные параметры конструкций оборудования, например, регулировке подлежат следующие параметры конструкции: высота сиденья; глубина сиденья; ширинасиденья; опора для спины; подлокотники, если имеются [7].

Высота сиденья складывается из длины подколенной части голени и толщины подошвы обуви. Рабочие кресла, спроектированные для определенной совокупности пользователей, должны иметь регулировку высоты сиденья для обеспечения соответствия группе предполагаемых пользователей. Наличие диапазона регулирования обеспечивает выполнение принципа пригодности. В пределах выбранного диапазона регулировки высота сиденья должна корректироваться пользователем самостоятельно.

Таблица 2. 1

Свойства конструкции и релевантные справочные параметры

Высота сиденья – это максимальное расстояние от нижней поверхности бедра, примыкающей к колену, до ступни. Для него применяют термин «подколенная высота в положении сидя» (g) (длина от нижней поверхности бедра до ступни). Этот размер важен при обеспечении комфортного расположения нижних конечностей для устранения давления на нижнюю сторону бедра, вызванного слишком высоким сиденьем или излишним наклоном спинки. Он также важен для обеспечения позиции рук при сидении и, учитывая, что он определяет высоту уровня глаз, этот размер является критическим фактором в определении линии зрения.

Диапазон регулировок высоты сиденья должен удовлетворять требованиям по высоте от малых до больших значений процентилей распределения в совокупности пользователей, для которых предназначена конструкция. Антропометрические данные обычно соответствуют вертикальному расположению нижних конечностей. Кроме того, необходимо делать припуск для обуви и следует учитывать разнообразие поз при сидении. Более того, трудно предполагать, что пользователи всегда будут располагать голени вертикально. Это означает, что у ног должна быть возможность касаться пятками пола впереди колена, давая преимущество углам сгиба колена, большим, чем 90°.

Подгонка глубины сиденья производится в случае, когда глубина сиденья меньше длины нижней поверхности бедра в положении сидя. Рабочие кресла, предназначенные для использования определенной совокупностью пользователей, должны иметь регулировку в необходимом диапазоне с учетом данного ряда типоразмеров для обеспечения пригодности для предполагаемых пользователей.

Глубина сиденья - это максимальный размер сиденья по направлению к лицевой части спинки сиденья. Для него применяют соответствующий термин «длина «ягодица - подколенная впадина (глубина сиденья)» (i).

Этот размер важен как для исключения давления на подколенную часть ноги, так и для обеспечения посадки на всю длину ягодиц.

Подколенная область имеет чувствительный кожный покров и выступающие сухожилия, поэтому глубина сидения должна быть немного короче расстояния от ягодиц до задней части колена. Припуски, учитывающие присутствие одежды на вышеуказанных частях тела, также должны быть учтены.

При проектировании промышленной продукции, если не предполагается оснащение конструкции сиденья необходимой регулировкой, глубину сиденья обычно определяют исходя из размеров самого маленького представителя группы пользователей. Отрицательный эффект слишком длинного для данного пользователя сиденья заключается в том, что в этом случае не используется спинка сиденья для поддержки нижней части спины. Отсутствие такой поддержки приводит к явному, направленному назад, искривлению позвоночника (кифозу) и дискомфорту.

Необходимая глубина регулируемого сиденья может быть достигнута или перемещением спинки кресла относительно самого кресла, или перемещением сиденья относительно спинки кресла. Правильная регулировка спинки кресла является более приоритетной по сравнению с регулировкой глубины сиденья, так как настройка правильной опоры для спины важнее создания опоры для бедер по всей их длине.

Размер зоны от поверхности сиденья до нижней части рабочей поверхности определяет свободу перемещения, что крайне важно для обеспечения изменения поз голени. Он может также иметь важное влияние на высоту, на которой, как ожидается, будет осуществляться работа руками.

Для определения размера зоны от поверхности сиденья до нижней части рабочей поверхности используют измерения максимальной толщины бедра над поверхностью сиденья с припуском, необходимым для возможности перемещения бедра. Для этого показателя используют термин «высота клиренса (высота бедра над сиденьем)» (смотри рис.2.2, е).

Толщина рабочей поверхности равна разности между высотой локтя над поверхностью сиденья и максимальной высотой бедра пользователя. Следует учитывать наличие пользователей небольшого роста с большими бедрами. Высота сиденья, которую устанавливают пользователи, связана с высотой нижней стороны рабочей поверхности и высотой бедер, так что пользователи небольшого роста, как правило, поднимают сиденье настолько высоко, насколько это возможно, чтобы не касаться бедрами нижней стороны рабочей поверхности. Отрегулированная таким образом высота может быть больше, чем высота сиденья, отрегулированная на основании подколенной высоты до пола для пользователя большого роста.

Рис.2.2. Основные антропометрические размеры тела, используемые при выборе конструкции сиденья и размещения рабочей станции: а - высота нижнего выступа лопатки; b - высота уровня глаз в положении сидя; с - высота надплечья в положении сидя; d - высота локтя в положении сидя; е - высота клиренса (высота бедра над сиденьем); f - высота ягодиц над поверхностью сиденья; g - подколенная высота в положении сидя; h - длина «ягодица - колено» (длина бедра); i - длина «ягодица - подколенная впадина» (глубина сиденья); k - глубина «ягодица - живот» в положении сидя; l -ширина «локоть - локоть»; m - ширина бедер в положении сидя; n - высота уровня глаз; о - высота локтя

Во многих случаях пользователи небольшого роста должны будут использовать скамеечку для ног, чтобы сохранить достаточную поддержку голеней на комфортной высоте. Максимальную высоту бедра вместе с подколенным расстоянием до пола также используют для определения свободного пространства для голеней у пользователей большого роста.

Опора для спины (спинка кресла) должна обеспечивать пользователю поддержку спины во всех позициях сидения. Опора для спины должна оказывать поддержку для различных частей спины. И он указывает расположение лопаток. Опора для спины должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать особую поддержку для поясничной области тела. Перемещения спинки кресла и чашки сиденья должны предусматривать возможные изменения положения тела (смотри рис. 2.3.).

Нижняя часть опоры для спины должна начинаться на уровне крестцовой области, иметь максимальную выпуклость в середине поясничной области (чтобы поддержать лордоз и предохранить кифоз) и заканчиваться ниже уровня лопаток, чтобы не препятствовать перемещению верхней части тела. Для некоторых типов работ, когда наклонные положения являются основными, рекомендуется применять более высокую спинку кресла, доходящую до лопаток.

Высокая спинка кресла должна иметь выпуклость в поясничной области, которая мягко переходит в плоскость или вогнутость. Чтобы предотвратить взаимодействие спинки сиденья с лопаткой при движении руки вперед, спинка сиденья должна быть ниже высоты а. Однако при длительной работе в положении сидя, как, например, при работе с компьютером, у более высокой спинки имеется много преимуществ. Таким образом, потребность в свободе движений лопатки зависит от вида выполняемой работы. Во многих случаях верхняя часть туловища отклоняется вперед, когда производятся движения руками, и лопатки не соприкасаются со спинкой. В тех случаях, когда оператор должен повернуться в сторону или назад, не вращаясь вместе с сиденьем (например, если сиденье находится в межтумбовом проеме), спинка сиденья должна быть ниже лопаток, поскольку большая часть вращательного движения приходится на область грудной клетки [5].

Рис.2.3. Изменение положения в позе сидя с помощью перемещения спинки кресла и чашки сиденья.

При проектировании или выборе рабочих мест для использования терминала в позе стоя, как и в позе сидя, имеется лишь относительно небольшое количество учитываемых внешних размеров тела.

Соотношение между антропометрическими размерами и некоторыми параметрами конструкции приведено на рисунке 2.4..

Высота уровня локтей важна при определении высоты рабочей поверхности для офисных производственных заданий, выполняемых в положении стоя. Она равна расстоянию по вертикали от пола до низшей точки согнутого предплечья пользователя, стоящего строго вертикально, при этом плечо висит свободно, а предплечье согнуто под прямым углом к плечу. Для данного показателя используют термин «высота локтя», в положении стоя (смотри рис.2.5).

При выборе антропометрических данных необходимо, чтобы выбранные антропометрические данные адекватно отражали размеры и форму тела типичных представителей совокупности предполагаемого персонала.

Антропометрические данные должны представлять большую выборку или когда корректно применяются общепринятые статистические методы для экстраполяции с использованием малого, но репрезентативного объема выборки. Данные, используемые при конструировании мебели, должны быть выбраны так, чтобы эти данные представляли собой репрезентативную выборку для релевантной группы пользователей и являлись выборкой большого объема. Конструкция мебели должна учитывать возраст и особенности потребителей.

Рис.2.4. Определение размеров рабочего места на основе использования антропометрических данных предполагаемых пользователей.

Рис.2.5. Определение размеров рабочей станции на основе антропометрических данных предполагаемой популяции пользователей (поза стоя).

Что касается понятия «взрослый», то здесь необходимо помнить, что рост молодых людей прекращается только к 21 году, это следует учитывать, рассматривая возрастную популяцию пользователей от 16 до 65 лет.

Большинство антропометрических данных собирают в отсутствие одежды, или почти без одежды, поэтому должен быть сделан некоторый припуск на размеры для учета наличия одежды. Некоторые источники содержат антропометрические данные, уже учитывающие припуск на одежду, поэтому чрезвычайно важно изучить предоставляемую информацию, прежде чем воспользоваться ею (смотри таблицу 2.2).

Таблица 2.2