10. Ломов Б. Ф. Человек и техника. Л., Изд-во Ленингр. ун-та, 1963.
11. Любомирский Л. Е. Управление движениями у детей и подростков. М., «Педагогика», 1974.
12. Мойкии Ю. В. Особенности становления сложных трудовых двигательных навыков. Канд. дис. М., 1968.
13. Розе Н. Н. Психомоторика взрослого человека. Л., Изд-во Ленингр. ун-та, 1970.
14. Руководство по физиологии труда. Под ред. М. И. Виноградова. AL, «Медицина», 1969.
15. Сеченов И. М. Очерки рабочих движений человека. М., 1900.
16. Смирнов Е. Л. Справочное пособие по НОТ. М., «Экономика», 1973. .17. Ш ер pep Ж. Физиология труда. Пер. с франц. Под ред. 3. М. Золиной. М., «Медицина», 1973.
9
Учет факторов среды при оптимизации системы «человек—машина»
§ 1. Основные направления работ, термины и определения
В эргономике, рассматривающей человека (группу людей), машину и среду как сложное, функционирующее целое, уделяется большое внимание изучению факторов среды. При. этом эргономика руководствуется положениями и использует данные гигиены труда, которая изучает влияние на организм человека трудовых процессов и окружающей человека производственной среды и разрабатывает гигиенические нормативы и мероприятия для обеспечения благоприятных условий труда и предупреждения профессиональных болезней. Вместе с тем эргономика ставит перед гигиеной труда и совместно с ней решает целый ряд новых проблем, связанных с рассмотрением факторов среды во взаимосвязи с другими компонентами системы с целью оптимизации деятельности человека и функционирования системы в целом. Так, проблемы, которые находятся в центре внимания эргономики при разработке стандартов на показатели окружающей производственной среды, рассмотрены на примере подготовки стандартов на шум. К ним относятся: влияние разных типов шума на скорость и точность решения интеллектуальных задач, использования непрерывного тонового шума для маскировки импульсных шумов; специальные языки звуковой коммуникации в условиях шума; модификация разборчивости речи с помощью громких возгласов или усиливающих устройств; влияние временных пороговых сдвигов на речь и разборчивость акустических сигналов в условиях шума; проектирование акустических сигналов с учетом акустических характеристик среды [36].
В эпоху научно-технической революции происходят существенные изменения как условий жизни человека, так и представлений об оптимальности этих условий [17]. Существуют различные толкования понятия и сущности условий труда. Под условиями труда понимается совокупность факторов производственной среды, оказыва-ющих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. Условия труда — это сложное объективное общественное явление, формирующееся в процессе труда под воздействием взаимосвязанных факторов социально-экономического, тех* нико-организационного и естественно-природного характера и влияющее на здоровье, работоспособность человека, его отношение к труду, степень удовлетворенности трудом, эффективность и другие экономические результаты производства,. на уровень жизни и всестороннее развитие человека как главной производительной силы общества и социалистической личности [6, 12].
НИИ труда совместно с другими институтами разработали классификацию факторов, воздействующих на формирование условий труда, которая включает три аспекта: социально-экономический, технико-организационный и естественно-природный. Реально существует большое разнообразие элементов, составляющих условия труда на предприятиях различных отраслей народного хозяйства. В предлагаемой схеме элементы условий труда разделены на четыре группы [6, 12].
Первая группа — санитарно-гигиенические элементы (микроклимат, освещенность, механические колебания, излучения и др.), составляющие характеристики внешней среды рабочей зоны, создающейся под воздействием функционирования орудий и предметов труда, а также технологических процессов. Эти элементы оцениваются количественно и нормируются. Их отрицательное влияние может коррегироватьея при помощи различных мер защиты.
Вторая группа — психофизиологические элементы (физическая нагрузка, нервно-психические напряжения, рабочая поза и др.), обусловленные условиями труда; элементы данной группы, кроме динамической работы, являющейся составной частью физической нагрузки, не 'нормируются. Для лих еще нет стандартных общепринятых единиц измерения.
Третья группа —эстетические элементы, раскрывающие, какие элементы процесса производства и труда могут вызывать эстетическое отношение и в каких единицах оно может измеряться. Полный перечень эстетических элементов и их параметров выражает общую эстетическую составляющую условий труда, которая, будучи измеренной, позволяет в дальнейшем более полно оценивать количественное состояние условий труда. Имеются примеры определения: эстетического уровня отдельных элементов условий труда с помощью методов экспертной оценки. Четвертая группа — социально-психологические элементы, составляющие характеристики так называемого «психологического» климата, в котором протекает процесс труда, а также некоторые социальные характеристики трудового процесса. Эта группа порождается общей для всех групп причиной — социально-экономическими отношениями в обществе, в том числе отношением к труду. Элементы этой группы пока еще не имеют единиц измерения, нет на них норм и стандартов.
В стандарте на общие эргономические требования к системе «человек — машина» применяется термин «обитаемость», под которым понимают совокупность физических, химических, биологических и эстетических факторов внешней среды на рабочем месте, влияющих на функциональное состояние человека-оператора, его работоспособность и здоровье.
Комфортным называется состояние внешней среды на рабочем месте, обеспечивающее оптимальную динамику работоспособности, хорошее самочувствие и сохранение здоровья работающего человека. Относительно дискомфортным называется состояние внешней среды на рабочем месте, которое при воздействии в течение определенного интервала времени обеспечивает заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывает у человека неприятные субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы. Экстремальным называется состояние внешней среды на рабочем месте, которое приводит к снижению работоспособности человека и вызывает функциональные изменения, выходящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим нарушениям. Сверхэкстремальным называется состояние внешней среды на рабочем месте, которое приводит к возникновению в организме человека патологических изменений (или невозможности выполнения работы). Оптимальным значением фактора называется такое, которое обеспечивает создание комфортной внешней среды на рабочем месте. Предельно допустимое значение фактора обеспечивает создание относительно дискомфортной внешней среды на рабочем месте, а предельно переносимое значение фактора ведет к созданию экстремальной внешней среды на рабочем месте.
В Советском Союзе большой размах придан исследованиям в области физиологии и гигиены труда, работам по гигиеническому нормированию факторов производственной среды. Достаточно сказать, что только за годы девятой пятилетки около 100 учреждений, работающих на единому плану, подготовили 25 государственных стандартов на гигиенические требования и методы измерения, 58 санитарных правил для отдельных производств и отраслей промышленности, обосновали гигиенические нормативы для различных производственных факторов (в том числе 223 предельно допустимых концентраций пыли в воздухе производственных помещений), разработали 311 гигиенических рекомендаций.
. Разработка эргономических стандартов на показатели окружающей среды предусматривает решение следующих трех групп вопросов: 1. Кто подвержен и каким влияниям? 2. Какая комбинация продолжительности воздействия и факторов среды вызывает эти влияния? 3. Каковы допустимые, приемлемые и оптимальные условия среды с точки зрения этих влияний? [36].
Первый вопрос предполагает несколько подвопросов, касающихся индивидуальных характеристик (возраст, пол, соответствие, обучение, адаптация, акклиматизация, регулярная или периодическаяподверженность) и характеристик возможных влияний (безопасность, здоровье, эффективность, комфорт). Второй вопрос связан с точным определением каждого типа влияния и оценки всех факторов, имеющих отношение к данной проблеме, а также ориентирует на точное знание физических, физиологических и психологических механизмов воздействия на организм факторов среды. Третий вопрос имеет отношение к принятию решения об относительной важности различных влияний, если это требуется ввиду разного взаимодействия этих влияний [36].
При эргономическом подходе необходимо определить, как влияет нормируемый фактор на четыре основных компонента деятельности человека: 1) интенционный компонент (мотивация, готовность выполнять работу и т. д.); 2) операционный компонент (сам процесс деятельности, ее эффективность); 3) активационно-регуляторный компонент (состояния, регулирующие специфическую деятельность); 4) базовый компонент (состояние физических функций, обеспечивающих неспецифическую работоспособность [9]), при этом необходимо обеспечить многомерный учет комплекса воздействующих факторов и научнообоснованную их субоптимизацию.
Наряду с разработкой гигиенических стандартов и санитарных норм подчеркивается важность другого аспекта проблемы — проектирования техники с учетом минимума влияния ее на окружающую человека среду и, в частности, разработки технических средств обеспечения комфортных для человека значений параметров окружающей среды. Наибольших успехов в решении этих задач в настоящее время добились конструкторы пилотируемых космических кораблей. С увеличением длительности полетов и числа космонавтов, входящих в экипаж, проблемы создания оптимальных условий работы и быта на борту космических аппаратов приобретают еще большее значение [3].
Специальные системы жизнеобеспечения, функцией которых является поддержание на борту космического корабля гигиенических допустимых условий жизнедеятельности космонавтов, вполне пригодны для решения многих «земных» задач, связанных с поддержанием благоприятных для человека условий окружающей среды [17]. В результате специальных исследований, проведенных в целях обоснования систем жизнеобеспечения космических кораблей, сформулированы и вошли в широкую практику нормативы ряда параметров среды обитания человека и выполнен ряд работ, имеющих прямую связь с гигиенической практикой в широком смысле этого слова [3].
Большое внимание уделяется дальнейшей разработке теоретических вопросов гигиенического нормирования факторов адаптации организма к действию производственных факторов, комбинированного и комплексного их воздействия, отдаленных и специфических эффектов воздействия производственных факторов [10, 11]. Продолжаются комплексные исследования в условиях производства, эксперимента и клиники воздействия на работающих вибрации и шума, исследуется биологическое воздействие низкочастотного производственного ультразвука {1, 2].
Разработке новых, более эффективных методов и способов борьбы с чрезмерным шумом в промышленности, на транспорте и в быту будут способствовать научные исследования, проводимые в следующих направлениях: 1) дальнейшая разработка критериев для научного регламентирования шума с учетом: необходимости ограничения действия шума по времени в зависимости от пола, возраста и исходного функционального состояния человека; индивидуальной чувствительности к шуму, суммарного (дозового) действия производственных и бытовых шумов; комбинированного действия шумового и других факторов среды; 2) разработка прогностических методов, позволяющих на этапах первоначального профессионального отбора выявлять лиц с повышенной чувствительностью к шуму; 3) уточнение глубины поражений, вызываемых чрезмерным шумом; проведение работ по изучению влияния шума на систему генетической информации у человека; изучение сущности неблагоприятных изменений, вызываемых шумом на субклеточном и молекулярном уровнях; 4) уточнение патогенеза шумовой болезни с учетом комбинированного действия шума и других профессиональных факторов [14, с. 49].
Обращается внимание на необходимость проведения исследований, направленных на углубление имеющихся знаний в области вибрационного воздействия: определение сущности неблагоприятных изменений на молекулярном уровне, выявление генетических последствий вибрационного стресса, особенностей действия вибрации сложного спектра, влияние на операторскую деятельность, зрительную работоспособность. В области нормирования вибрации необходимы дальнейшее изучение количественных функциональных зависимостей между физическими характеристиками действующего фактора и вызываемыми им патофизиологическими сдвигами, а также более точное описание процессов адаптации и ее срыва. Выдвигается задача постепенного перехода от норм, не вызывающих патологии, к нормам эргономическим, обеспечивающим оптимальные условия для наиболее продуктивного труда при наименьшем напряжении функциональной деятельности организма. Эргономические характеристики вновь проектируемых машин должны учитывать влияние вибрации в сочетании с другими факторами обитания и деятельности человека на производительность труда, утомляемость и работоспособность, точность выполнения сложных рабочих операций, а также безопасность труда [15]. Проводятся исследования по изучению вибрации не только как неблагоприятного, но и лечебного фактора [13].
Изучение влияния электромагнитных полей радиочастот на целостный организм, его иммунибиологическую реактивность и наследственность становится все более актуальным в связи с тем, что уровни интенсивности электромагнитных излучений с каждым годом возрастают [8]. Изучение физиологических функций персонала, работающего в условиях контакта с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, имеет также очень важное значение как для выявления ранних изменений в состоянии здоровья и работоспособности под влиянием указанных факторов, так и для предупреждения утомления и связанных с ним возможных ошибок работающего человека [20].
Осуществляются клинико-физиологические исследования новых форм труда, связанных с гиподинамией. Важное значение приобретают психофизиологические исследования трудовой деятельности, связанной с необходимостью длительного пребывания в пространстве малого объема, ограничивающем движения человека (гипокинезия), доставляющем человеку весьма бедные и однообразные впечатления (сенсорная изоляция), значительно суживающем возможности общения человека с другими людьми (изоляция от привычной социальной среды) [22]. В изучении гипокинезии выделяется несколько направлений — своеобразие деятельности организма в условиях ограничения мышечных движений, значение такого ограничения для интеллектуальных процессов, определение оптимума двигательной активности и последствия нарушения оптимума [27]. Большое внимание уделяется полному обеспечению на основе санитарно-гигиенических исследований здоровых условий труда при комплексной автоматизации производства [23].
Исследуется состояние сердечно-сосудистой системы при действии различных производственных факторов. Для обоснования соответствующих гигиенических нормативов производится экспериментальное изучение токсичности новых химических веществ и исследование физических факторов, в том числе лазерного излучения. На основе достигнутых успехов в обосновании гигиенических нормативов микроклимата ставится задача разработки дифференцированных нормативов для основных отраслей производства, для работ с различной степенью нервно-эмоционального напряжения. Разрабатываются дифференцированные нормы микроклимата с учетом особенностей терморегуляции организма женщин и лиц старшего возраста [10, 11, 33].
Разработка комплексной проблемы света как элемента жизненной среды человека открывает новые возможности для развития и совершенствования принципов освещения и создания единой методики его проектирования. Целенаправленное использование психофизиологических, морфофункциональных, некробиотических и эстетических действий света на человека позволяет добиваться оптимизации световых параметров жизненной среды, что, в свою очередь, обеспечивает повышение производительности промышленного и управленческого труда, снижение числа и продолжительности заболеваний (особенно во время инфекционных эпидемий), улучшение условий труда и отдыха, сохранение здоровья людей (35).
Обсуждается вопрос о целесообразности выделения различных уровней нормирования. Предельно допустимые уровни фиксируются, как это предусматривается действующими санитарными нормами, для загрязнения воздуха, шума, радиации и других неблагоприятных факторов. При этом обращается внимание на целесообразность варьирования предельных уровней в зависимости от длительности воздействия или его суммарной величины. Для ряда факторов: напряженности, монотонности труда, для освещения и микроклимата предлагается выделять два уровня — границы оптимального диапазона и наряду с этим пределы допустимых отклонений [28]. В. И. Медведев обосновывает необходимость выделения четырех уровней нормирования гигиенических факторов среды: оптимальный, допустимый, предельный, предельно переносимый [16].
Большое место отводится разработке практических рекомендаций, направленных на улучшение условий труда женщин, включая физиолого-гигиеническое обоснование мероприятий по рационализации технологии, конструкции оборудования, рабочей мебели и средств индивидуальной защиты с учетом анатомо-физиологических особенностей женского организма. Намечается расширение и углубление исследований, связанных с разработкой гигиенических рекомендаций по использованию труда инвалидов и престарелых. Использование государственных стандартов на гигиенические требования и санитарных нормативов при эргономическом проектировании и оценке технических средств является необходимым, но не достаточным условием создания современной техники с точки зрения учета человеческого фактора. Объясняется это следующими обстоятельствами. «Во-первых, нормированы далеко не все неблагоприятные факторы (например, не учитывается физическое и психическое напряжение). Во-вторых, ряд санитарных норм и ГОСТов является временным компромиссом между современным состоянием эксплуатируемой техники и обеспечением безопасности труда (нормы по пыли и шуму). В-третьих, нормы не всегда учитывают вредные факторы, влияющие на организм человека самостоятельно и усиливающие одно действие другим. В-четвертых, нормы чаще всего не регламентируют время и характер контакта рабочего с неблагоприятным фактором. И, наконец, в-пятых, разные машины могут иметь разную степень соответствия тем или иным требованиям санитарных норм ... Кроме того, обычно в критериях нормированные величины различных факторов условно принимаются физиологически равнозначными, что не совсем правомерно» [4, с. 68].
Обращается внимание на важность физиолого-гигиенических исследований в эргономике [4, 24 и др.], которые в органическом сочетании с использованием нормативно-технических документов позволяют более эффективно решать задачи оптимизации систем «человек (группа людей) — машина — производственная среда». Одновременно подчеркивается, что для эргономики крайне необходимы клинико-физиологические наблюдения за рабочим при многолетней эксплуатации машины. Оценивая машину при коротком периоде ее воздействия, как это принято в физиологических исследованиях, можно подвергнуть изучению, по существу, только характер первой встречи работающего человека с комплексом факторов. Заслуживает внимания опыт работы лаборатории функциональной диагностики, организованной на одном из заводов Новосибирска Институтом горного дела СО АН СССР совместно с медико-санитарной частью, с целью осуществления длительного комплексного изучения влияния профессиональной нагрузки на динамику физиологических показателей рабочего и выявления на этой основе наиболее неблагоприятных по условиям труда типов машин, операций, отдельных рабочих мест и участков [4].
Представляется перспективным комплексное, динамическое, социально-гигиеническое изучение роли условий труда и семейно-бытовых факторов в формировании уровней заболеваемости с временной утратой трудоспособности, инвалидности и физического развития женщин, работающих в текстильной промышленности. В работе впервые освещается роль не только условий труда, но и быта в формировании здоровья текстильщиц [7].
Отмечается, что при производственных исследованиях, направленных на оценку влияния условий труда на организм человека, как правило, изучают динамику самых общих физиологических показателей (анализ артериального давления, изменения частоты пульса, частоты дыхания, минутного объема дыхания, зрительно-моторной реакции, мышечной силы и выносливости и некоторых других показателей) и не подвергают исследованию функциональные системы в целом. «Практически важное значение исследований на производстве связано с тем, что, во-первых, комплексное функциональное исследование основных жизнеобеспечивающих систем может способствовать выявлению механизмов воздействия неблагоприятных условий на организм человека, адаптационные возможности которого, как известно, существенно отличаются от организма животного, служащего до сих пор основной моделью для выяснения адаптационных, камуляционных и раздражающих свойств химических соединений. Во-вторых, значение обследований работающих в момент совершения ими производственных операций связано с тем, что проведение комплексных исследований содействовало бы созданию методического комплекса, позволяющего оценивать состояние функциональных систем как единства органов и регулирующих их нейрогуморальных механизмов, и на основании данных, полученных с его помощью, решать практические и теоретические задачи по раскрытию взаимоотношений «человек — условия труда» [34, с. 27].
В связи с проблемами изучения здорового человека и так называемой «физиологической нормы» все острее ощущается необходимость в новых комплексных методологических подходах для оценки сложных взаимосвязей отдельных систем в реакциях организма как целого. «Исследования, осуществляемые в процессе трудовой деятельности человека, являются основной задачей комплексного изучения здорового человека. Здесь необходимость комплексного подхода выступает особенно ярко, поскольку даже самое детальное изучение отдельных систем и органов не может дать представления о реакциях организма как целостной системы, обеспечивающей тот или иной вид деятельности» [19, с. 343].
Комплексный подход к изучению висцеральных систем с позиций адаптации целостного организма к факторам среды позволил установить, что оценку и прогнозирование работоспособности человека необходимо осуществлять с обязательным учетом резервов вегетативно-биохимической регуляции [19].
Для теории и практики эргономики представляется важной проблема соотношения инженерно-психологических и физиолого-гигиенических рекомендаций при оптимизации систем «человек — машина». Однако до сих пор отсутствует планомерная систематическая работа в этом направлении и прежде всего в изучении фундаментальной проблемы взаимосвязи между физиологическими функциями, лежащими в основе жизнедеятельности организма, и психическими процессами, обусловливающими целенаправленную трудовую деятельность [26]. Проводятся работы по созданию методики эргономического комплексного анализа, которая приобрела бы статус стандарта в области гигиены труда [37].
Высказывается мысль о том, что в перспективе необходима разработка «матрицы соответствия» параметров человека с многомерным пространством условий среды в широком смысле слова. Только на этой основе возможно создание индустрии эксперимента [25]. Одной из важных задач становится разработка теории систем жизнеобеспечения широкого назначения, наиболее развитым разделом которой является теория космических систем жизнеобеспечения [17].
§ 2. Общая характеристика факторов среды
Эргономика рассматривает среду системы «человек — машина» как интегральное целое и изучает ее влияние на функциональное состояние, работоспособность и здоровье человека, от которых во многом зависит эффективность функционирования системы в целом. Среда системы имеет сложное, многоуровневое строение. Выделяют санитарно-гигиенический, психофизиологический, эстетический и социально-психологический уровни формирования среды, для каждого из которых установлена определенная номенклатура элементов, его образующих. В эргономике используется схема классификации элементов, составляющих условия труда, о которой уже упоминалось. При проектировании систем «человек — машина» ориентируются на оптимальные для жизнедеятельности и работоспособности человека параметры элементов, составляющих условия труда. Обязательным при этом является соблюдение требований, содержащихся в системе стандартов безопасности труда (ССБТ), стандартов системы «человек — машина» (СЧМ), стандартов на термины и номенклатуру эргономических показателей качества продукции, санитарных нормах и правилах.
Основными факторами, создающими дискомфортные метеорологические условия в производственных помещениях, являются повышенная или пониженная температура воздуха, лучистая энергия, часто в сочетании с высокой влажностью и интенсивным движением воздуха. Патогенетическим механизмом, определяющим всю картину изменений состояний человека при указанных дискомфортных условиях, является изменение теплообмена и возникающее в связи с этим охлаждение или перегревание организма. Наблюдается прямая зависимость между уровнем перегрева и степенью, нарушения деятельности, однако часто это нарушение значительно отстает во времени. При переохлаждении наблюдаются более линейные сдвиги, когда по мере нарастания выраженности вегетативных и мышечных реакций происходит постепенное ухудшение профессиональной деятельности [9].
Для большинства людей комфортными являются условия при температуре окружающей среды примерно на уровне 20—22СС, влажности в пределах 30—60% и скорости движения воздуха не более 0,2 м/с.
Метеорологические условия (оптимальные и допускаемые температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха) рассчитываются для рабочей зоны производственных помещений в соответствии с санитарными нормами (СН 245—71).
Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей, работающих в помещении. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей, тренирующий терморегуляционный аппарат и тонизирующий первую систему. Установлено, что «щадящий температурный комфорт», «тепличные условия» могут действовать как монотонный раздражитель, вызывающий тормозное состояние. Однако температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более чем на 5°.
В производственных помещениях, помимо естественной вентиляции, предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т. е. автоматическое поддержание его состояния в производственных помещениях в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, чистота) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении. Кондиционирование воздуха необходимо, если температура воздуха в помещении в течение длительного времени превышает 29°С. Выбор способов вентилирования определяется в значительной степени характером внешней среды, обусловленным в основном технологическими процессами производства.
Факторами, ухудшающими на производстве внешнюю и особенно воздушную среду, могут быть следующие: 1) выделение тепла (конвекционного и лучистого); 2) выделение влаги (водяных паров) ; 3) выделение газов и паров химических веществ общетоксического или раздражающего действия; 4) выделение токсической и нетоксической пыли; 5) выделение радиоактивных веществ; 6) различные комбинации указанных выделений [31]. Оптимизация воздушной среды на производстве предполагает значительное уменьшение содержания различных химических токсических веществ в воздухе по сравнению с предельно допустимыми их концентрациями, которые не могут быть признаны оптимальными [21]. Идеальным является положение, когда эти концентрации приведены к нулевым значениям.
Острые и хронические изменения функционального состояния человека происходят под влиянием химических факторов. При хроническом воздействии более выражены неспецифические изменения, связанные с рядом расстройств нервной системы, появлением разнообразных субъективных симптомов (болей, раздражительности, нарушения сна и т. п.)- При этом состоянии отмечается значительное снижение продуктивности трудовой деятельности, особенно во вторую половину рабочей смены [9].
Рациональное освещение производственных помещений — один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека. Без рационального освещения не могут быть созданы оптимальные условия для общей работоспособности человека и тем более для эффективного функционирования зрительной системы. Последнее обстоятельство приобретает особую значимость для тех профессий, в которых зрительная система играет главную роль в трудовой деятельности, испытывает большие нагрузки и зачастую является источником ошибок.
Исследованиями, проведенными в лабораторных условиях и на производстве, доказано, что улучшение освещения приводит к повышению производительности труда. Причем происходит это благодаря совершенствованию условий труда, а не в результате его интенсификации.
Освещение производственного помещения должно отвечать ряДу общих требований. Важно правильно выбрать источник света и систему освещения, а также предусмотреть меры защиты от слепящего действия света и устранения бликов. Необходим достаточный уровень освещенности рабочих поверхностей. Освещенность должна соответствовать характеру выполняемой работы (нельзя считать общее освещение удовлетворительным для всех работ).
В 1971 г. Госстрой СССР утвердил раздел П-А. 9-71 Строительных норм и правил (СНиП) «Искусственное освещение. Нормы проектирования». Существенно повышены (в 2—3 раза) нормы освещенности при системе комбинированного освещения для точных зрительных работ. В несколько меньшей степени (в 1,5—2 раза) увеличены нормы освещенности при одном общем освещении для работ большей и средней точности. В нормах регламентируются новые качественные и количественные характеристики осветительных установок: показатель ослепленности и показатель дискомфорта ( в целях ограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственных и общественных зданиях), коэффициент пульсации освещенности (для производственных помещений, освещаемых газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты) и др.
Искусственное освещение может быть общим и комбинированным (когда к общему освещению добавляется местное освещение концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах).
Общее освещение подразделяется на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест).
Искусственное освещение может быть двух видов: рабочим и аварийным. Аварийное освещение применяется в случае отключения рабочего освещения, во-первых, для эвакуации работающих из помещения и, во-вторых, для продолжения работы. Освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении, используемом для продолжения работ, должна составлять не менее 5% норм, устанавливаемых для рабочего освещения этих поверхностей лампами накаливания при системе общего освещения.
В целях повышения равномерности яркости в поле зрения работающих следует предусматривать окраску стен, потолка производственных помещений и оборудования в светлые тона с большим коэффициентом отражения. Коэффициенты отражения поверхностей интерьеров следует выбирать в зависимости от местоположения в пространстве (в верхней, средней или нижней его зоне) в пределах, указанных в табл. 18 (извлечение из «Указаний по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных предприятий», СН 181-70).
Действие света на организм человека многообразно, поэтому при проектировании искусственного освещения рекомендуется учитывать более широкий круг вопросов, чем предусматривается существующими правилами и нормами. Исследования показали, что сочетание света с определенными дозами ультрафиолетового излучения положительно влияет на здоровье человека, существенно снижает заболеваемость во время эпидемий. Возникло новое направление—создание в помещении динамического освещения, которое рассматривается как изменение интенсивности света, т. е.уровней освещенности во времени и как разнообразие освещенности или спектра излучения в пространстве [29, 32]. Такой характер освещения способствует снятию ощущения монотонности и отдалению наступления утомления и снижению уже развившегося утомления.
Поскольку свет в производственном помещении не только обеспечивает зрительную работоспособность, но и выполняет психологические, биологические и эстетические функции, постольку пути определения оптимального учета всех требований находятся в руках проектировщика-светотехника, квалификация и опыт которого и определяют окончательное решение вопросов освещения. Необходимо разработать различные способы моделирования условий освещения, которые позволят архитектору и художнику-конструктору выбирать наиболее совершенные в художественном отношении варианты освещения, а светотехникам реализовать решения проектировщика.
Значительное влияние на условия труда оказывает производственный шум, который может вызывать профессиональное поражение органов слуха. Он приводит к изменениям в функциональном состоянии организма. Вредное влияние шума существенно сказывается на реакции работающего человека, ведет к ослаблению его внимания. Шум воздействует на общее психическое состояние человека, вызывает ощущение плохого самочувствия, стесненности, тревоги и неуверенности. Шум является одним из главных факторов утомляемости, которая приводит к увеличению травматизма, снижению работоспособности и производительности труда. Стабильные широкополосные акустические шумы, 'превышающие определенный уровень, вызывают серьезное снижение темпа, эффективности и качества работы операторов АСУ, занятых, как правило, переработкой значительных объемов информации, и управляющего персонала АСУ, осуществляющего принятие ответственных решений.
Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах спектра шума устанавливаются «Гигиеническими нормами допустимых уровней звукового давления и уровней звука на рабочих местах» (МЗ СССР, № 1004-73, 1973), которые в основном соответствуют рекомендациям Технического комитета по акустике Международной организации по стандартизации. Шум считается допустимым, если измеряемые его уровни во всех полосах спектра не превышают значений, указанных нормативной кривой. Нормируемыми параметрами являются общий уровень звука, измеряемый по шкале шумометра «А» (в децибелах «А»), а также уровни (в децибелах) среднеквадратических звуковых давлений, измеряемых на линейной характеристике шумомера (или шкале «С») в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Нормы предусматривают в определенной степени дифференцированный подход в зависимости от характера трудовой деятельности в условиях шума. В нормах учитывается суммарная длительность воздействия шума в течение рабочего дня и определяются поправочные коэффициенты к уровню звукового давления в зависимости от времени нахождения рабочих в условиях шума, а также характер шума (широкополосный, тональный или импульсный). Характеристики и нормы шума на рабочих местах производственных предприятий, в подвижном составе железнодорожного транспорта, на морских, озерных и речных судах, пассажирских транспортных самолетах и строительно-дорожных, землеройно-транспортных и мелиоративных видах машин, а также на грузовом транспорте регламентируются «ГОСТ 12. 1. 003-76. Шум. Общие требования безопасности».
Для производственных помещений, в которых помимо шума на человека действуют другие неблагоприятные факторы, предельно допустимые уровни шума должны быть ниже. Например, у лиц, работа которых протекает на фоне шума в среде с повышенной температурой или при напряженном внимании, чаще наблюдается развитие гипертонической болезни, чем у работающих при таком же шуме без высоких температур и напряженного внимания или без шума, но при наличии этих факторов. Комбинированное воздействие повышенных уровней акустических шумов и высоких температур, как показывают эксперименты, отрицательно влияет на точность работы человека [18]. Известно, что вредное влияние шума и вибрации, воздействующих на организм рабочего одновременно, усиливается.
Улучшение акустических условий на производстве предполагает проведение ряда мероприятий, направленных и на уменьшение вибрации оборудования, которая, как правило, представляет сложное колебательное движение (апериодическое или квазипериодическое) и часто носит импульсный или толчкообразный характер.
Учитывая влияние вибрации на человека, следует рассматривать: физическую характеристику колебаний человеческого тела под влиянием различных амплитуд и частот вибрации; субъективную оценку состояния, вызываемого вибрацией; влияние вибрации на некоторые физиологические функции. Вибрация с большой частотой и малой амплитудой оказывает наиболее неблагоприятное воздействие на человека, вызывая головные боли, утомление, напряжение зрения. Под действием на организм общей вибрации (вибрации рабочих мест) очень скоро наступает сонливость и апатия, а в определенных случаях могут произойти изменения в организме человека, которые называют вибрационной болезнью. Вибрационная патология заняла в последние годы третье место в структуре хронических заболеваний профессиональной этиологии [15]. При толчках и тряске точность и координация двигательных реакций ухудшаются. В профессиональной деятельности появляются ошибки неспецифического характера, обусловленные в основном ошибками восприятия и исполнения рабочих команд. При воздействии колебаний с малой частотой и большой амплитудой также отмечаются нарушения трудовой деятельности [9].В «Санитарных нормах и правилах при работе с инструментами, механизмами и оборудованием, создающими вибрации, передаваемые на руки работающих» (№ 626-66), устанавливаются предельно допустимые величины вибрации, возникающей при эксплуатации виброопасного оборудования. Вес вибрирующего оборудования или его частей, удерживаемых руками, не должен превышать 10 кг, а усилие нажима — 20 кг. Определяются условия измерения нормируемых величин и условия работы с вибрирующим оборудованием. Допустимые уровни вибрации рабочих мест приводятся в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71). Нормируемыми параметрами вибрации являются среднеквадратичные величины колебательной скорости или амплитуды перемещений горизонтальной и вертикальной вибрации в октавных полосах частот, возбуждаемых работой машин, станков и других видов оборудования и передаваемых на сиденья, пол и рабочие площадки в производственных помещениях. При этом предусмотрена зависимость нормируемых величин от продолжительности воздействия вибрации на протяжении рабочей смены. Имеются также «Санитарные нормы и правила по ограничению вибрации и шума на рабочих местах тракторов, сельскохозяйственных мелиоративных, строительно-дорожных машин и грузового автотранспорта» (№ 1102-73 от 18/V 1973 г.) и целый ряд других подобных документов. Введены в действие государственные стандарты, в которых определены допустимые величины вибрационных характеристик различных машин, инструментов и оборудования.
Что касается вибрации оборудования рабочих мест операторов АСУ, то она не должна создавать общей вибрации, интенсивность которой (в соответствии с зарубежными руководствами) превышала бы 90—100 дБ на частотах 0—4 Гц и 95 дБ на частотах 4 Гц.
Организация работ по предотвращению неблагоприятного воздействия шума и вибрации на организм работающих должна:
1) устранять причины шума и вибрации или по крайней мере значительно ослаблять их в самом источнике образования в процессе проектирования, конструирования и эксплуатации оборудования;
2) изолировать источник шума или вибрации от окружающей среды средствами звуко- и виброизоляции и звуко- и вибропоглощения, предотвращающими или уменьшающими распространение звуковых колебаний и вибраций от источника на рабочем месте и в соседние помещения;
3) применять рациональные планировки производственных помещений, имеющих интенсивные источники шума;
4) увеличивать звукопоглощение внутренних поверхностей помещения путем нанесения на них звукопоглощающих облицовок в виде матов и панелей;
5) применять средства индивидуальной защиты от шума и вибрации и вводить рациональный режим труда и отдыха для работающих [2, 18, 29].
К числу неблагоприятных факторов внешней среды относятся электромагнитные поля сверхвысоких частот, воздействие которых на человека может вызывать функциональные сдвиги в организме: быструю утомляемость, головные боли, раздражительность, нарушение сна, утомление зрения и т. д. [5, 30]. Предельно допустимые дифференцированные уровни микроволнового (300— 300 000 МГц) облучения следующие:
1) при интенсивности облучения не выше 10 мкВт/см2 разрешается работа на протяжении всего рабочего дня;
2) при интенсивности облучения от 10 до 100 мкВт/см2 разрешается работать не более 2 ч в день;
3) при интенсивности облучения в пределах 100—1000 мкВт/см2 разрешается работать в течение не более 15— 20 мин в день. В этом случае обязательным является использование специальных защитных очков.
В соответствии с «Санитарными нормами и правилами при работе с источниками электромагнитных полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот» (№ 848—70) интенсивность электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах не должна превышать:
по электрической составляющей: в диапазоне частот 60 кГц — 30 МГц — 20 В/м; в диапазоне частот 30 — 300 МГц — 5 В/м;
по магнитной составляющей: в диапазоне частот 60 кГц — 1,5 МГц —5 А/м; в диапазоне СВ4 (300 МГц —30 ГГц) при облучении в течение всего рабочего дня — 10 мк Вт/см2.
В качестве средств защиты от воздействия сверхвысокочастотного электромагнитного поля используются сплошные экранирующие щиты, мелкоячеистая латунная сетка, поглощающие экраны (специальные устройства, гасящие СВЧ-излучения), замкнутые экранирующие камеры (при работе с генераторами большой мощности), эквивалент (поглотитель мощности), обеспечивающий высокую степень снижения интенсивности излучения путем рассеивания энергии в веществе, заполняющем эквивалент (графит с цементом, песок, пластмасса, резина и др.). К индивидуальным средствам защиты относятся защитные очки, шлемы, комбинезоны, халаты, фартуки [30].
Оптимизация условий трудовой деятельности предполагает исследование и ряда других факторов производственной среды и проведение специальных мероприятий по профилактике их вредного воздействия на организм работающих. Гигиенически оптимальные параметры физической среды, в которой осуществляется трудовая деятельность,— необходимое условие проявления эффективности эргономических рекомендаций, используемых при конструировании машин и организации рабочего места. Рассмотрение во взаимосвязи эргономических показателей физической среды на производстве и соответствующих характеристик машин и оборудования — непременное условие комплексного подхода к оптимизации трудовой деятельности, характерного для эргономики.
Оптимизация систем «человек—машина» предполагает совместный учет эргономических требований к техническим средствам и условиям деятельности человека. Предложена принципиальная схема порядка выполнения работ при таком учете эргономических требований, которая включает две линии работ. «Одна связана с оценкой психофизиологической структуры деятельности, а другая— с оценкой психофизиологического состояния организма. Первая линия начинается с составления (уточнения) перечня задач и способов их решения оператором, вторая — с определения (уточнения) условий деятельности. Обе линии соединяются при определении конструкции рабочего места и оценке варианта системы «человек—машина» [26, с. 271—272]. Указанный цикл, включающий в себя ряд последовательно решаемых вопросов, повторяется на каждой стадии разработки, меняется только распределение значимости этих вопросов, степень конкретности проработки и методы оценки. В представленной схеме предусматривается ряд промежуточных связей, вытекающих из определенных зависимостей между психическими и физиологическими процессами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андреева-Галанина Е. Ц., Кадыскин А. В., Суворов Г. А. О некоторых нерешенных вопросах в шумовой проблеме.— «Гигиена труда и профессиональные заболевания», 1971, № 10.
2. Андреева-Галанина Е. Ц., Алексеев СВ., Кадыскин А. В., Суворов Г. А. Шум и шумовая болезнь.— Л., «Медицина», 1972.
3. Б у р н а з я н А. И., Воробьев Е. И., Газенко О. Г., Гуровс к и й Н. Н., Н е ф е д о в Ю. Г., А д а м о в и ч Б. А., Е г о р о в Б. В., К ов а л е в Е. Е., Егоров А. Д. Основные этапы и перспективы развития космической биологии и медицины.— «Космическая биология и авиационная медицина», 1977, № 5.
4. Беневоленская Н. П. Этюды по эргономике. Новосибирск, «Наука», 1977.
5. Г о р д о н 3. В. Вопросы гигиены и труда и биологическое действие электромагнитных полей сверхвысоких частот.— Л., «Медицина», 1966.
6. Г р ж е г о р ж е в с к и й А., Калинина Н. Факторы, воздействующие на формирование условий труда.— «Социалистический труд», 1977, № 6.