11. ОХРАНА ТРУДА.

         11.1. Вводная часть.

         Охрана труда - это система законодательных актов, социаль-
    но-экономических, организационных, технических, гигиенических и
    лечебно-профилактических мероприятий и  средств, обеспечивающих
    безопасность, сохранение  здоровья и работоспособности человека
    в процессе труда.
         Полностью безопасных и безвредных производственных процес-
    сов не существует.  Задача охраны труда - свести к  минимальной
    вероятность поражения или заболевания работающего с одновремен-
    ным обеспечением комфорта при  максимальной  производительности
    труда.
         В данном разделе дипломного проекта будет произведен  рас-
    чет информационной   нагрузки программиста и спроектировано оп-
    тимальное рабочее место с точки зрения эргономики,  а также бу-
    дет произведен расчет вентиляции.
         Видеотерминалы становятся   все   более   распространенным
    средством взаимодействия человека с ЭВМ.  Таким образом, встает
    важная задача:  сконструировать  рабочее  место  оператора так,
    чтобы взаимосвязи в системе "человек-машина"  были оптимальными
    со всех точек зрения.
         Утомляемость операторов, работающих за дисплейным термина-
    лом представляет собой серьезную проблему.
         Оценка информационной нагрузки заключается  в  проверке  и
    предотвращении условий,  вызывающих  информационную  перегрузку
    пользователя видеотерминала.
.

         11.2. Влияние  дисплеев на здоровье пользователей и борьба
               с вредными воздействиями.

         Работа у видеотерминалов включает самые  различные задачи,
    которые объединяются такими общими факторами,  как то,  что ра-
    бота производится в сидячем положении и  требует внимательного,
    непрерывного и иногда продолжительного наблюдения.[   ]
         Выделяются три группы основных задач,  которые решаются на
    видеотерминалах.
         1. задачи контроля и наблюдения;
         2. диалог;
         3. сбор информации.
         Эти задачи различаются по длительности использования дисп-
    лея и по степени внимания, которой они требуют.
         Весьма важен  вопрос  о режиме труда и отдыха при работе с
    видеотерминалами.
         Выделяются 7 условий для того, чтобы деятельность на рабо-
    чем месте,  оснащенном дисплеем, осуществлялась без жалоб и без
    усталости.
         1. Правильная установка рабочего стола:
         - при фиксированной высоте - лучшая высота - 72 см;
         - должен обеспечиваться необходимый простор для рук по вы-
    соте, ширине и глубине;
         - в области сиденья не должно быть ящиков стола.
         2. Правильная установка рабочего стула:
         - высота должна регулироваться;

         - конструкция должна быть вращающейся;
         - правильная высота сиденья: площадь сиденья на 3 см ниже,
    чем подколенная впадина.
         3. Правильная установка приборов:  необходимо так  устано-
    вить яркость знаков и яркость фона дисплея,  чтобы не существо-
    вало слишком  большого  различия  по   сравнению   с   яркостью
    окружающей обстановки, но чтобы знаки четко узнавались на расс-
    тоянии чтения.
         Не допускать:
         - слишком большую яркость (вызывает мерцание);
         - слишком слабую яркость (сильная нагрузка на глаза);
         - слишком черную фоновую яркость дисплея (сильная нагрузка
    на глаза).
         4.Правильное выполнение работ:
         - положение туловища прямое, ненапряженное;
         - положение головы прямое, свободное, удобное;
         - положение рук - согнуты чуть больше, чем под прямым уг-
    лом;
         - положение ног - согнуты чуть больше,  чем под прямым уг-
    лом;
         - правильное расстояние для зрения, клавиатура и дисплей -
    примерно на одинаковом расстоянии для  зрения:  при  постоянных
    работах - около 50 см, при случайных работах - до 70 см.
         5. Правильное освещение:
         - освещение по возможности со стороны, слева;
         - по возможности - равномерное  освещение  всего  рабочего
    пространства;

         - приборы по возможности устанавливать в местах, удаленных
    от окон;
         - выбирать непрямое освещение помещения или укрывать  кор-
    пуса светильников;
         - поступающий через окна свет смягчать с помощью штор;
         - так организовать рабочее место, чтобы направление взгля-
    да шло по возможности параллельно фронту окон.
         6. Правильное  применение вспомогательных средств:  подло-
    котники использовать,если клавиатура выше 1.5 см; подставку для
    документов и опору для ног.
         7. Правильный метод работы:
         - предусматривать по возможности перемену задач и нагрузок;
         - соблюдать перерывы в работе:  5 минут через 1 час работы
    на дисплее или 10 минут после 2-х часов работы на дисплее.
         В создании благоприятных условий для повышения  производи-
    тельности и уменьшения напряжения значительную роль играют фак-
    торы, характеризующие состояние окружающей  среды:  микроклимат
    помещения, уровень шума и освещение.
         Рекомендуемая величина относительной влажности  -  65-70%.
    Рабочее место должно хорошо вентилироваться.  В настоящее время
    с точки зрения шумовой нагрузки  достигнут  значительный  прог-
    ресс. Уровень шума в зале (примерно 40 дб) не превышает уровень
    шума в КБ, независимо от количества используемой аппаратуры. По
    последним исследованиям  -  работа за видеотерминалом не предс-
    тавляет опасности с точки зрения рентгеновского излучения.
.

         11.3. Оптимальное рабочее место.

         Проектирование рабочих мест,  снабженных видеотерминалами,
    относится к числу важнейших проблем эргономического  проектиро-
    вания в области вычислительной техники.  Эргономическими аспек-
    тами проектирования видеотерминальных рабочих мест,  в частнос-
    ти, являются:  высота рабочей поверхности, размеры пространства
    для ног,  требования к расположению документов на рабочем месте
    ( наличие и размеры подставки для документов,  возможность раз-
    личного размещения документов,  расстояние от глаз пользователя
    до экрана,  документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабо-
    чего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулиру-
    емость рабочего места и его элементов.
         Высота рабочей  поверхности   рекомендуется   в   пределах
    680-760 мм. Высота рабочей поверхности, на которую устанавлива-
    ется клавиатура, должна быть 650 мм.
         Большое значение  придается характеристикам рабочего крес-
    ла. Так,  рекомендуется высота сиденья над уровнем пола  должна
    быть в  пределах 420-550 мм.  Поверхность сиденья рекомендуется
    делать мягкой, передний край закругленным, а угол наклона спин-
    ки рабочего кресла - регулируемым.
         Необходимо предусматривать при  проектировании возможность
    различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, меж-
    ду монитором и клавиатурой и т.п.  Кроме того, в случаях, когда
    видеотерминал имеет  низкое качество изображения,  например за-
    метны мелькания,  расстояние от глаз до  экрана  делают  больше
    (около 700  мм),  чем расстояние от глаза до документа (300-450
    мм). Вообще при высоком качестве изображения  на видеотерминале

    расстояние от глаз пользователя до экрана,  документа и клавиа-
    туры может быть равным.
         Положение экрана определяется:
         - расстоянием считывания (0.60 + 0.10 м);
         - углом считывания, направлением взгляда на 20  ниже гори-
    зонтали к центру экрана,  причем  экран  перпендикулярен  этому
    направлению.
         Должна предусматриваться возможность регулирования экрана:
         - по высоте +3 см;
         - по наклону от 10  до 20  относительно вертикали;
         - в левом и правом направлениях.
         Зрительный комфорт подчиняется двум основным требованиям:
         - четкости на экране, клавиатуре и в документах;
         - освещенности и равномерности яркости  между  окружающими
    условиями и различными участками рабочего места.
         Большое значение также придается правильной  рабочей  позе
    пользователя. При неудобной рабочей позе могут появиться боли в
    мышцах, суставах и сухожилиях.  Требования к рабочей позе поль-
    зователя видеотерминала следующие: шея не должна быть наклонена
    более чем на 20 (между осью "голова-шея" и осью туловища), пле-
    чи должны  быть расслаблены,  локти - находиться под углом 80 -
    100 ,  а предплечья и кисти рук - в  горизонтальном  положении.
    Причина неправильной  позы пользователей обусловлена следующими
    факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура на-
    ходится слишком высоко, а документы - слишком низко, некуда по-
    ложить руки и кисти, недостаточно пространство для ног. В целях
    преодоления указанных  недостатков  даются  общие рекомендации:

    лучше передвижная клавиатура,  чем встроенная; должны быть пре-
    дусмотрены специальные  приспособления для регулирования высоты
    стола, клавиатуры,  документов и экрана,  а также подставка для
    рук.

         Характеристики  используемого рабочего места:
         - высота рабочей поверхности стола 750 мм;
         - высота пространства для ног 650 мм;
         - высота сиденья над уровнем пола 450 мм;
         - поверхность сиденья мягкая с закругленным передним  кра-
    ем;
         - предусмотрена возможность размещения документов справа и
    слева;
         - расстояние от глаза до экрана 700 мм;
         - расстояние от глаза до клавиатуры 400 мм;
         - расстояние от глаза до документов 500 мм;
         - возможно регулирование экрана по высоте,  по наклону,  в
    левом и в правом направлениях.

         11.4. Расчет информационной нагрузки программиста.

         Программист, в  зависимости от подготовки и опыта,  решает
    задачи разной сложности,  но в общем случае работа программиста
    строится по следующему алгоритму:
         1. Постановка задачи.
         2. Изучение материалов.

         3. Определение метода решения задачи.
         4. Составление алгоритма решения задачи.
         5. Программирование.
         6. Подготовка к отладке.
         7. Отладка.
         Данный алгоритм  отражает  общие действия программиста при
    решении поставленной задачи независимо от ее сложности.[   ]
         Все операции, производимые программистом, можно разбить на
    три группы: афферентные (операции без воздействия), эфферентные
    (операции по  управлению)  и логические условия (информационная
    единица образа, понятия, суждения).
         Подсчитаем количество членов алгоритма и их частоту (веро-
    ятность) относительно общего числа, принятого за единицу.
         Вероятность повторения i-той ситуации определяется по фор-
    муле:
                 Pi=k/n ,       (11.1)
    где k - количество повторений каждого элемента одного типа;
        n - суммарное количество повторений от источника информации
    одного типа.
         Результаты расчета для алгоритма сведены в таблицу 11.1.
.

                                                   Таблица 11.1.
         Количественные характеристики алгоритма.

    Ист.         Член алгоритма         Кол-во  Частота  Энтропия
    инф.                                членов    Pi     Hj,б/сиг

     1.     Афферентные - всего (n),      9       1.00     0.92
            в том числе (k):
          - изучение технической доку-
            ментации и литературы         3       0.33     0.53
          - наблюдение полученных
            результатов                   6       0.67     0.39
     2.     Эфферентные - всего,          30      1.00     2.01
            в том числе:
          - уточнение и согласование
            полученных материалов         5       0.17     0.44
          - выбор наилучшего варианта     9       0.30     0.30
          - исправление ошибок            4       0.13     0.38
          - анализ полученных рез-тов     8       0.27     0.51
          - выполнение механичкеских
            действий                      4       0.13     0.38
     3.     Логические условия - всего,   18      1.00     1.53
            в том числе:
          - принятие решения на основе
            изученной литературы          6       0.33     0.53
          - графического материала        4       0.22     0.48
          - полученного текста            8       0.45     0.52

               Всего:                     57               4.46
.

          Количественные характеристики  алгоритма позволяют рассчи-
    тать информационную нагрузку программиста.  Энтропия информации
    элементов каждого источника информации рассчитывается по форму-
    ле:                m
                Hj = -     Pi*log  Pi       (11.2)
                       i=1
    где m  - число однотипных членов алгоритма рассматриваемого ис-
    точника информации.
         Затем определяется общая энтропия информации, бит/сигн:
               H = H + H + H  = 4.46 ,             (11.3)

    где  Нi - энтропия информации афферентных,  эфферентных элемен-
    тов и логических условий соответственно.
         Определяем поток информационной нагрузки, бит/мин,
                    Н * N     4.46 * 57
              Ф = --------  = --------- = 1.41     (11.4)
                      t          180
    где N - суммарное число всех членов алгоритма;
        t - длительность выполнения всей работы ( t=180 мин ).
         Рассчитанная информационная нагрузка удовлетворяет услови-
    ям нормальной работы:

             0.8 < Фрасч < 3.2 , бит/мин.

         11.5. Расчет вентиляции.

         Вентиляционные установки -  устройства,  обеспечивающие  в
    помещении такое  состояние  воздушной среды,при котором человек
    чувствует себя нормально и микроклимат помещений  не  оказывает
    неблагопричтного действия на его здоровье.[   ]
         Для обеспечения требуемого по санитарным  нормам  качества
    воздушной среды  необходима  постоянная смена воздуха в помеще-
.

    нии; вместо удаляемого вводится свежий,  после  соответствующей
    обработки, воздух.
         В данном подразделе будет произведен  расчет  общеобменной
    вентиляции от избытков тепла.
         Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен,
    найденный из условий борьбы с вредностью,  осуществляется путем
    подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.
         Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле
                         3600 * Qизб
                 Vвент = -----------------,        (11.5)
                         C *   * (tух-tпр)
    где  Qизб - выделение в помещении явного тепла, Вт;
         C    - теплоемкость воздуха (C=10 Дж/кг);
              - удельная плотность воздуха (  =1.3 кг/м );
         tух и  tпр  - температура удаляемого и приточного воздуха,
                       град.
         Температура удаляемого воздуха определяется из формулы:
                 tух = tрз + d(h - 2),             (11.6)
    где  tрз - температура воздуха в рабочей зоне (tрз=20 град);
         d -  коэффициент нарастания температуры на каждый метр вы-
              соты (d=1.5 град/м);
         h -  высота помещения (h=4 м).
         Отсюда tух = 23 град.
         Количество избыточного  тепла  определяется  из  теплового
    баланса,  как разница между теплом,  поступающим в помещение  и
    теплом, удаляемым из помещения и поглощаемым в нем.
              Qизб = Qприх - Qрасх.           (11.7)
         Поступающее в помещение тепло определяется по формуле:
              Qприх = Qобор + Qл + Qосв + Qрад,  (11.8)
    где  Qобор - тепло от работы оборудования;
         Qл - тепло, поступающее от людей;
         Qосв - тепло от источников освещения;
.

         Qрад - тепло от солнечной радиации через окна.
            Qобор =  * Pуст = 0.15*14520 = 2178 Вт,  (11.9)
    где    - доля энергии, переходящей в тепло;
         Pуст - мощность установки.
            Qл = n * q = 5*90 = 450  Вт,             (11.10)
    где  n - количество человек в зале (n=5);
         q - количество тепла, выделяемое человеком (q=90 Вт).
            Qосв =  * Pосв = 0.4*2000 = 800 Вт,      (11.11)
    где   = 0.4 для люминесцентных ламп;
         Pосв - мощность осветительной установки.
            Qрад = А * k * S * m = 180*3*3*0.8 = 1296 Вт, (11.12)
    где  А - теплопоступление в помещение с 1 кв.м  стекла (127-234
            Вт/м );
         S - площадь окна (S=3 м );
         m - количество окон (m=3);
         k - коэффициент, учитывающий характер остекления (k=0.8).
         Из формулы (11.8) получаем
             Qприх = 4724 Вт.
             Qрасх = 0.1 * Qприх =472.4 Вт        (11.13)
         Отсюда по формуле (11.7) Qизб = 4251.6 Вт.
         Находим необходимый воздухообмен:
                          3600*4251.6
                 Vвент =  ----------- = 5886.83 м /ч.
                           10 *1.3*2
         Определяем необходимую кратность воздухообмена:
                     Vвент
                 K = -----,            (11.14)
                     Vпом
    где  Vпом = n * Sчел * h ,          (11.15)

         n=5 - число людей в помещении;
.

         Sчел - площадь производственного  помещения,  приходящаяся
                на 1 человека (по нормам для умственного труда
                Sчел=4 м );
         h=4 м - высота помещения.
         Кратность воздухообмена:
                    5886.83
                K = ------- = 42
                     140
         Произведем подбор вентилятора по аэродинамическим характе-
    ристикам и  специальным  номограммам,  составленным  на  основе
    стендовых испытаний различных видов вентиляторов.[    ]
         Исходными данными для выбора вентилятора являются:
         - расчетная производительность вентиляторо:
           Vрасч = 1.1 * Vвент = 1.1*5886.83 = 6475.5 м /ч, (11.16)
     где 1.1 - коэффициент, учитывающий утечки и подсосы воздуха.
         - напор (полное давление), обеспечиваемый вентилятором:
                   v
             Hв = --- *  в ,        (11.17)
                   2
     где   в=1.3 кг/м  - плотность воздуха,
         v - окружная скорость вентилятора; ограничивается предель-
    но допустимым уровнем шума в помещении.
         Для центробежных вентиляторов низкого давления в помещени-
    ях с малым шумом v должна быть не более  35  м/с.  Для  расчета
    примем v=25 м/с.
         Тогда Hв=406 Па.
         По исходным данным выбираем центробежный вентилятор низко-
    го давления Ц4-70N5.  По номограммам определяем его характерис-
    тики:
         - число оборотов - 1000 щб/мин;
         - КПД вентилятора - 0.8.
         Необходимая установочная мощность электродвигателя:
.

                  Vрасч * Hв    6475.5*406
              N = ----------- = ---------- = 912.87 Вт,   (11.18)
                  3600 *   в    3600*0.8
    где   в - Rпд вентилятора.

         11.6. Заключение.

         Из приведенных в данном разделе расчетов следует,  что ис-
    пользуемое рабочее место, оснащенное видеотерминальным устройс-
    твом (ПЭВМ), удовлетворяет допустимым нормам с точки зрения эр-
    гономики, а  рассчитанная  информационная  нагрузка  составляет
    1.41 бит/мин и  удовлетворяет условиям нормальной работы.
         В данном  разделе также был произведен расчет системы вен-
    тиляции.