6. Производственная и экологическая безопасность.

   1. Введение.

Эргономика - наука об отношениях между человеком, производственной средой и средствами производства. Современная эргономика занимается исследованием и решением следующих проблем проблемы отношений в системе “человек - машинно-производственная среда”:

• факторы внешней среды, воздействующие на эффективность труда, поведение и настроение человека во время работы;

• конструкция и организация рабочего места;

• психические и физические нагрузки на человека во время работы;

• положение головы, тела, а также движения человека во время работы;

• надежность систем “человек-машина”;

• интерфейс между человеком и машиной и выбор единой визуальной системы.

Прикладная эргономика занимается стандартизацией требований, предъявляемых при создании производственной сферы, конструировании средств производства и разработке методов труда, для обеспечения максимального удобства работающему человеку с целью повышения производительности труда.

2. Рабочее место программиста.

Стандартное автоматизированное рабочее место программиста имеет необходимые составные части:

• системного блока, включающий в себя основную аппаратную логику, обеспечивающую нормальное функционирование компьютера;

• монитор, являющимся основным средством вывода информации, через который выдается подавляющее количество всей выводимой информации;

• с учетом значительного распространения мультимедиа -акустической системы, состоящей, как правило, из звуковой платы и двух небольших колонок;

• клавиатуры как основного средства ввода;

• манипулятора типа "мышь".

Гораздо реже программист имеет дело с дополнительными периферийными устройствами, такими как принтер, модем, поэтому эти устройства не играют решающей роли в обеспечении экологической безопасности рабочего места программиста и исключены из дальнейшего рассмотрения. На рис.6.1 показано в процентном отношении, сколь важны различные части ПК на эргономичность компьютера.

Из этой диаграммы видно, что основное воздействие оказывают монитор и клавиатура, манипулятор "мышь" по степени воздействия оказывается на третьем месте. Остальные части компьютера (системный блок, дисководы, звуковые платы и прочее в сумме набрали всего 8 процентов, поэтому ими можно смело пренебречь в дальнейшем).

Рис.6.1.

3. Вредные производственные факторы и их нейтрализация для создания комфортных условий труда.

К вредным производственным факторам, оказывающим влияние на работу программиста относятся:

• микроклимат

• электрическая опасность

• пожароопасность

• электромагнитное излучение

• нерациональное освещение

• шумы

• психофизиологические факторы

Поясним, что это такое и какие методы существуют для устранения, либо ослабления влияния этих факторов.

1. Микроклимат

Хотя современные вычислительные машины и рассеивают в окружающую среду гораздо меньшее количество тепловой энергии, чем первые их модели, тем не менее они все же остаются в числе нарушителей температурного баланса на рабочем месте. Температура воздуха на рабочем месте должна находиться в пределах от +18 до +25 C с оптимальной величиной 22^оС. Также для нормальной работы программиста и функционирования ЭВМ относительная влажность воздуха для рабочего места должна быть 40% - 60%, с оптимальной величиной 52 + / - 7%, запыленность 1 мг/м3 [8], скорость движения воздуха 0.3-0.7 м/с.

Такие условия могут поддерживаться только кондиционером. Кондиционирование воздуха создает и автоматически поддерживает внутри помещения независимо от наружных метеоусловий заданную температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха. Кондиционеры автономные общего назначения обеспечивают автоматическое регулирование воздуха в помещениях от 18 до 28 градусов Цельсия с точностью до одного градуса. Изготавливают кондиционеры с регулированием относительной влажности от 30 до 10%.

Одним из основных параметров по оптимизации микроклимата и состава воздуха в помещении является обеспечение надлежащего воздухообмена.

Санитарными нормами установлено, что объем производственных помещений на одного работающего должен составлять не менее 15 кубометров, а площадь помещения не менее 4.5 м².

В производственных помещениях объемом до 20 кубометров на одного работающего при отсутствии загрязнения воздуха производственными вредностями вентиляция должна обеспечивать подачу наружного воздуха в количестве не менее 30 м³/час на одного работника, а в помещениях объемом 20 кубометров на одного работающего - не менее 20 м³/час. Во всех указанных случаях при этом должны быть выдержаны нормы по температуре и влажности воздуха.

Кроме этого, для обеспечения вентиляции в машинном зале должен быть предусмотрен двойной пол - основной и технологический (фальшпол); на технологическом устанавливаются устройства ЭВМ. Пространство между основным и технологическим полом также используется в качестве приточного вентиляционного канала.

2. Электрическая опасность.

Оценим электрическую опасность работы пользователя за персональным компьютером:

Напряжение в сети Uсети=220 B;

Потребляемая мощность P250Вт

Находим Iсети1,14А. Таким образом, работа является электрически опасной.

Помещение машинного зала ПЭВМ не должно относится к категории помещений с повышенной электроопасностью, то есть:

• Относительная влажность воздуха в помещении должна быть не более 75%.

• Должна отсутствовать токопроводящая пыль.

• Не должно быть повышенной температуры воздуха в помещении (температура постоянно или периодически, более одних суток, превышает +35 ºС).

• Должна отсутствовать возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлическим конструкциям здания, оборудованию и т. д., с одной стороны, и к металлическим корпусам аппаратуры или токоведущим частям, с другой стороны.

• Не должно быть токопроводящих полов.

Кроме того, должны применяться такие основные технические средства защиты от поражения электрическим током в помещении машинного зала ПЭВМ, как:

• Электрическая изоляция токоведущих частей.

• Защитное заземление.

• Защитное отключение.

Вся, подлежащая заземлению аппаратура должна подсоединяться к заземляющей шине отдельными заземляющими проводниками.

Все заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра и защищены от механических повреждений.

Защита от статического электричества.

Электрический ток статического разряда мал и не может вызвать поражения человека. Однако искровой разряд может явиться косвенной причиной несчастного случая (возникновения пожара, порчи аппаратуры и т. д.). Для снижения величин статических разрядов в помещении машинного зала ПЭВМ покрытие полов следует выполнять из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума типа АСН. Кроме того, в помещении относительная влажность должна быть не ниже 40%.

3. Пожароопасность

Главную пожарную опасность в машинном зале представляет электрооборудование. При эксплуатации электрооборудования должны выполняться инструкции техники безопасности.

Также мебель, корпуса аппаратуры, выполненные из легковоспламеняющихся материалов, могут послужить причиной пожара.

Помещение должно соответствовать нормативам по огнестойкости строительных конструкций, планировке зданий, этажности, оснащенности устройствами противопожарной защиты.

Система профилактики пожара предусматривает обеспечение пожарной безопасности оборудования, электроустановок, систем отопления и вентиляции, предотвращение образования и внесения источников зажигания, предотвращение образования горючей среды.

Система пожарной защиты предусматривает применение негорючих и трудногорючих материалов, изоляцию горючей среды, применение средств для тушения пожара, пожарной сигнализации и извещения о пожаре, применение средств защиты людей, организацию пожарной охраны объекта.

В качестве средств тушения пожаров используются вода, химическая и механическая пена, негорючие газы и пары, порошкообразные вещества, покрывала из негорючих материалов и др.

Помещение машинного зала должно обладать I или II степенью огнестойкости (см. СНиП 2.01.02-85 “Противопожарные нормы”), то есть самой высокой.

4. Электромагнитное излучение.

Наиболее вредным производственным воздействием является электромагнитное и радиационное излучения. Практически все вредное излучение возникает в результате работы монитора компьютера - доля электромагнитных полей, создаваемых компонентами системного блока компьютера незначительны.

Монитор является источником сразу нескольких видов излучений, каждое из которых имеет свои вредные факторы.

Побочное электромагнитное излучение (ЭМИ) создается трансформатором строчной развертки. Как показано в [5] высокий уровень сверхнизкого ЭМИ в диапазоне до 100 Гц способствует развитию у человека раковых заболеваний. Следует иметь ввиду, что сверхнизкое ЭМИ практически не ослабляется никакими защитными экранами или фильтрами. Важной особенностью современных мониторов является конструкция электронно-лучевой трубки, которая уменьшает до минимума излучение в сторону оператора. Соответственно максимум излучения сосредоточен по бокам и в задней части монитора, что предъявляет определенные требования к планированию взаимного расположения рабочих мест - операторы не должны находиться под влиянием ЭМИ соседних компьютеров.

Далее приводятся показатели, взятые из различных стандартов, источником явилась литература [6]. К сожалению, в нашей стране еще нет стандарта на максимально допустимую интенсивность ЭМИ, поэтому ниже приводятся показатели, взятые из стандартов на интенсивность ЭМИ MPR-II, выпущенном в 1990 году Шведским национальным департаментом стандартов и утвержденном ЕЭС и TCO'92, разработанным Шведской конфедерацией профсоюзов и Национальным советом индустриального и технического развития Швеции (NUTEK).

Диапазон частот	MPR-II	TCO'92
Электрическое поле (расстояние 0.5 м)
Сверхнизкие (5 Гц - 2 кГц)	25 В/м	10 В/м
Низкие (2 кГц - 400 кГц)	2.5 В/м	1 В/м
Магнитное поле (расстояние 0.5 м)
Сверхнизкие (5 Гц - 2 кГц)	250 нТ	200 нТ
Низкие (2 кГц - 400 кГц)	25 нТ	25 нТ

Следует заметить, что в Европе уже невозможно продать монитор, не удовлетворяющий этим стандартам. Более того, в 1995 году требования стандарта TCO'92 были ужесточены и получили название стандарта TCO'95, которому удовлетворяют лишь мониторы ведущих производителей. Можно также сослаться на программу Energy Star Агентства защиты окружающей среды США (EPA), описывающие требования к энергосбережению, использованию нетоксичных материалов и возможности их утилизации. Именно на этих требованиях базируется промышленный стандарт DPMS (Display Power Management Signaling) ассоциации VESA. О том, насколько тяжело достичь соответствия всем этим требованиям говорит тот факт, что в настоящий момент лишь несколько моделей мониторов компаний Hitachi, Sony, ViewSonic, LG, Samsung отвечают стандартам MPR II, TCO’92 (либо TCO’95), Energy Star и DPMS. Приятное исключение - мониторы PanaSync компании Matsushita - все модели этой марки соответствуют упомянутым стандартам.

Другим видов вредного излучения является радиационное излучение, возникающее вместе со свечением люминофора в результате бомбардировки поверхности экрана электронами. В соответствии с ГОСТ 27954-88 ([6]) мощность дозы рентгеновского излучения на расстоянии 5 см от поверхности экрана при 41-часовой рабочей неделе не должна превышать 0.03 мкР/с. В приложении приводятся статьи, из которых почерпнут данный материал.

Существует два метода защиты от излучения:

• экранирование посредством защитных фильтров, что, впрочем утратило свою актуальность в последнее время ввиду значительного улучшения качества самих мониторов;

• защита расстоянием - рекомендуемое минимальное расстояние от глаз оператора до поверхности монитора составляет 30 см.

5. Нерациональное освещение.

Если рабочее место не освещается достаточно мощным световым потоком, то это ведет к преждевременному утомлению программиста и уменьшения его работоспособности. Главным образом нерациональное освещение сказывается на зрении человека. Производственное освещение должно удовлетворять следующим требованиям:

• освещенность на рабочем месте должна соответствовать санитарным нормам СНиП П-4-79 - для малой и средней контрастности поверхности ЭВМ при темном фоне наименьший уровень освещенности должен быть 150 лк. для большой контрастности при светлом или темном фоне наименьший уровень освещенности 100 лк

• равномерное распределение яркости - может быть достигнута, например за счет использования нескольких источников света, либо применением ламп дневного освещения;

• отсутствие резких теней в рабочей зоне, что достигается правильным выбором места в пространстве для источника освещения;

• отсутствие в поле зрения прямой и отраженной блестности, для чего следует избегать использования гладких, блестящих поверхностей в зоне видимости с рабочего места оператора;

• величина освещенности должна быть постоянной во времени - это означает отсутствие мигания источников освещения;

• оптимальная направленность светового потока - рекомендуемый угол падения света на рабочую поверхность 60 градусов к ее нормали;

• выбор спектрального состава, то есть естественное освещение плюс искусственный источник со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.

С освещенностью тесно связано требование оптимального сочетания цветов потолка, стен и пола помещения и установленного в нем оборудования, которое должно основываться на учете как физических, так и психологических факторов. При выборе цвета нужно исходить из требования создания условий для хорошего распределения общего освещения, что улучшает условия зрительного восприятия. Светлые оттенки всех цветов уменьшают поглощение цвета. Наибольшие коэффициенты отражения требуются для потолков, несколько меньше - для стен и пола. Рекомендуется выбирать цвета бледных, «пастельных» тонов. При этом следует использовать совместимые группы цветов, Тогда потолок сможет отразить 80 - 90% света, стены 50 - 60%, пол - 15 - 30%. Примером совместимой окраски цветов служит следующая окраска помещения: потолок белого цвета, верхняя часть стен - бледно-зеленого цвета, остальная часть стен, а также пол и драпировка - зеленого цвета средней насыщенности, мебель - зеленовато-серого или светло коричневого.

6. Шумы.

Шум на рабочих местах в помещениях вычислительного комплекса создается внутренними источниками: техническими средствами, кондиционерами и другим оборудованием. Чем сильнее шум и продолжительность его воздействия на человека, тем ниже производительность труда и тем больше ошибок в работе обслуживающего персонала.

По данным НИИ строительной физики шум вреден для человека начиная с 65 - 70 дБ. Уровень шумов в машинных залах без шумоизоляции достигает 75 - 85 дБ. Снижение уровня производственных шумов в машинных залах достигается ослаблением шумов самих источников и специальными архитектурно-планировочными мероприятиями. Мероприятия по погашению шумов следующие: облицовки стен, колонн и потолков звукопоглощающими перфорированными плитами с прокладкой из пористых поглотителей шума (уровень уменьшается на 6 дБ, что соответствует снижению силы звука на 30%), уменьшение площади стеклянных ограждений и оконных проемов, установка особо шумящих устройств на упругие прокладки, применение на рабочих местах звукогасящих экранов, отделение помещений с высоким уровнем шума от других помещений звукоизолирующими перегородками.

Сопровождающие шум механические вибрации не только вредно воздействуют на организм, но и мешают человеку выполнить как мыслительные, так и двигательные операции. Зрительное восприятие ухудшается под действием вибрации, особенно на частотах между 25 и 40 Гц и между 60 и 90 Гц. Человеческое тело реагирует на вибрацию в основном также, как и механические системы. Когда частота внешних вибраций приближается к частоте собственных колебаний человеческого тела, равной примерно 5 Гц, действие вибраций на человека особенно опасно.

7. Психофизиологические факторы.

Психофизиологические факторы в зависимости от характера действия делятся на следующие группы: физические перегрузки (статические, динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, зрительное утомление, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

Монотонность или монотония - психическое состояние человека, вызванное однообразием восприятий или действий.

Под утомлением понимается процесс понижения работоспособности, временный упадок сил, возникающий при выполнении определенной физической или умственной работы.

Для уменьшения влияния этих факторов необходимо применять оптимальные режимы труда и отдыха в течении рабочего дня:

- общее время работы за дисплеем не должно превышать 50% всего рабочего времени оператора ЭВМ;

- при обычной работе за компьютером необходимо делать 15-минутные перерывы через каждые два часа, а при интенсивной работе - через каждый час;

- не следует превышать темп работы порядка 10 тысяч нажатий клавиш в час (примерно 1500 слов);

- обязательно ставить на дисплеи экранные, в частности, поляризационные, фильтры, в несколько раз снижающие утомляемость глаз;

Рабочая поза оказывает значительное влияние на эффективность работы человека. Основные требования к рабочим местам при выполнении работы сидя приведены в ГОСТ 12.2.033-78 "ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования".