Введение

Данный раздел дипломного проекта посвящен вопросам экологии и безопасности жизнедеятельности. Тема дипломного проекта связана с непосредственной разработкой программного обеспечения, основная работа по созданию которого выполняется инженером-программистом.

При правильной организации рабочего места и обеспечения

оптимальных параметров окружающей среды производительность труда

разработчика значительно возрастает.

1. Анализ условий труда

Нормальная и безопасная работа инженера-программиста за экраном дисплея во многом зависит от того, в какой мере условия его работы соответствуют оптимальным. При этом, под условиями работы подразумевают комплекс физических, химических, биологических и психофизических факторов, установленных стандартами по безопасности труда (ГОСТ 26883-86 «Внешние воздействующие факторы. Термины и определения»).

К физическим факторам относятся:

- вибрация и шум из-за движущихся машин, механизмов и их элементов, запыленность и загазованность воздуха, температура поверхностей оборудования, материалов и воздуха;

- плотность воздуха, ее резкое изменение, подвижность и ионизация воздуха;

- ионизирующие и электромагнитные излучения, статические заряды и повышение напряжения в цепи, электрические и магнитные поля;

- отсутствие или недостаток естественного света, повышенная или пониженная освещенность, яркость и контрастность, блёсткость поверхности, пульсация светового потока;

- ультрафиолетовое или инфракрасное излучение.

К химическим факторам относятся:

- общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные;

- действующие через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный покров.

К биологическим факторам относятся:

- микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы и т.д.);

- макроорганизмы (растения и животные). 

К психофизическим факторам относятся перегрузки:

- физические (статические, динамические, гиподинамия);

- нервно-психические (умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки). 

При проектировании рабочего места пользователя ПК необходимо учитывать и нормировать все указанные группы факторов, поскольку при определенных условиях они могут вызвать нежелательные функциональные сдвиги в организме оператора, снизить качество и эффективность его работы, оказать отрицательное влияние на его здоровье.

Программирование на ПЭВМ относится к категории работ 1а.

Наиболее значительным фактором является микроклимат (ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»), особенно температура и влажность воздуха. Исследования показывают, что высокая температура в сочетании с высокой влажностью воздуха оказывают большое влияние на работоспособность человека. Резко увеличивается время сенсорных и моторных реакций, нарушается координация движений, увеличивается количество ошибок. Высокая температура отрицательно сказывается и на ряде психологических функций человека. Уменьшается объем оперативной памяти, резко суживается способность к ассоциациям. При +11ºС начинается окоченение конечностей, такая температура минимально допустима. Наиболее благоприятный диапазон температур в летнее время от +18ºС до +24ºС, в зимнее время от +17ºС до +22ºС.

Движение воздуха позволяет увеличить рабочий диапазон температур. Так при скорости движения воздуха 0.1, 0.5, 0.9 м/с верхняя допустимая граница рабочего диапазона сдвигается соответственно до +22º, +24º, +26ºС.

Атмосферное давление в пределах 80-10⁶ кПа легко переносимо человеком. При давлениях, выходящих за эти пределы, человеку требуется предварительная акклиматизация.

Фактические показатели соответствуют приведённым выше нормам.

Результаты работы пользователя ПК в большой степени зависят и от освещенности рабочего места. Чтобы правильно спланировать рациональную систему освещения, необходимо учитывать яркость источников света, их расположение в помещении, яркостной контраст между устройствами ЭВМ и фоном, блёсткость поверхностей, качество и цвет светильников и поверхностей. Для большой контрастности при светлом фоне наименьший уровень освещенности должен быть 200 лк.

Фактические показатели соответствуют приведённым выше нормам.

Зрительная работа является работой средней точности согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

В помещениях, где эксплуатируют ЭВМ, необходимо предусматривать систему искусственного освещения из люминесцентных ламп дневного света или ламп  накаливания. Существуют прямая, отраженная и диффузная системы искусственного освещения. При прямом освещении свет попадает на объект непосредственно от источников света. При этом 90-100% мощности светильника направлено на рабочую поверхность, что вызывает яркостные контрасты, резкие тени и блёсткость (свойство ярко освещенной поверхности вызывать ослепление или дезадаптацию наблюдателя). При освещении отраженным светом 90-100% света направляется на потолок и верхнюю часть стен, от которых свет более или менее равномерно отражается по всему помещению. При этом достигается равная освещенность без теней и блесткости. Диффузное освещение обеспечивает рассеянный свет, одинаково распределенный по всем направлениям. Такая система освещения требует меньшей мощности, чем две предыдущие, но вызывает частичное образование теней и блёсткости.

Большое влияние на деятельность инженера-программиста  оказывает и уровень акустического шума. Шум резко снижает  производительность труда и увеличивает травматизм. Физиологически шум воздействует на органы зрения и слуха, повышает кровяное давление, при  этом притупляется внимание.

Шум оказывает также и эмоциональное воздействие: он является причиной возникновения таких отрицательных эмоций, как досада, раздражение. Особенно неприятны высокочастотные и прерывистые шумы.

В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования и безопасность» уровни звукового давления для программистов лежат в пределе 38-68 дБ в зависимости от частоты шума. Фактически уровень звукового давления не превышает 30дБ, что соответствует установленным нормам и требованиям.

Основным из механических факторов производственной среды являются вибрации (ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования»). Они не только вредно воздействуют на организм, но и мешают человеку выполнять как мыслительные, так и двигательные операции. Под действием вибраций ухудшается зрительное восприятие, в особенности на частотах между 25 и 40 Гц и между 60 и 90 Гц. Наиболее опасна вибрация с частотой 6-8 Гц, так как в этом диапазоне лежит собственная резонансная частота тела, головы и брюшной  полости человека.

Вибрации создаваемые системными блоками ПЭВМ не превышают установленные ГОСТом параметры.

К числу неблагоприятных факторов относятся электромагнитные поля (ЭМП) высоких частот (СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях»). Их воздействие на человека может вызвать функциональные сдвиги в организме: быструю утомляемость, головные боли, нарушение сна, раздражительность, утомление зрения и т.п. 

Предельно допустимые уровни ЭМП следующие: 

в диапазоне до 300 МГц по электрической составляющей 5 В/м, по  магнитной составляющей - 5 А/м. С учетом этого стандарта было исследовано свыше 150 мониторов различных типов.

На жизнедеятельность человека большое влияние оказывает газовый состав воздуха. Здесь обычно исследуется две группы факторов: изменение обычного  состава воздуха (кислорода и углекислого газа) и посторонние добавки к нему в результате работы техники. 

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» - благоприятными условиями газового состава воздуха считается содержание кислорода 19-20%, углекислого газа около 1%; допустимые значения, при  которых не происходит выраженного снижения работоспособности, составляют: кислорода - 18-29%, углекислого газа - 1-2%. Снижение содержания кислорода ниже 16% и повышение содержания углекислого газа выше 3% являются недопустимыми и могут привести к нежелательным последствиям. Важнейшим способом борьбы с неблагоприятным воздействием на человека химических факторов является соблюдение их предельно допустимых концентраций в производственных помещениях. Предельно допустимыми считаются такие максимальные концентрации вредных веществ, которые при ежедневной работе не могут вызывать у работающих заболевания или отклонения в состоянии здоровья. Такими концентрациями считаются, например, для аммиака - 20 мг/м, анилина - 3 мг/м, ацетона - 200 мг/м, бензола - 5 мг/м, бензина - 100 мг/м, серной кислоты - 1 мг/м.

Фактические показатели соответствуют приведённым выше нормам.

Персональный компьютер питается напряжением 220В/50Гц, которое превышает безопасный предел 42 В. Следовательно, возникает опасность поражения электрическим током.

Воздействие на человека электрического тока приводит к общим травмам (электроудары) и местным (ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия, механические повреждения).

Данное помещение можно классифицировать как помещение без повышенной опасности поражения людей электрическим током, в соответствии с Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ - 7-е издание).

Компьютеры, на которых будет применяться «Обучающая интеллектуальная программа диалогового построения трасс логического вывода», являются IBM PC совместимыми, а мониторы - с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).

В России безопасность уровней излучений компьютерных мониторов регламентируется ГОСТ Р 50948-2001 «Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности».

Возникновение рентгеновского излучения обусловлено наличием на  аноде электронно-лучевой трубки дисплея напряжения до 30 кВ (а при напряжении 3-500 кВ присутствует рентгеновское излучение различной жесткости). Пользователь попадает в зону мягкого рентгеновского излучения.

При воздействии рентгеновского излучения на организм человека, происходит:

- образование чужеродных соединений молекул белка, обладающих даже токсическими свойствами;

- изменение внутренней структуры веществ в организме, приводящее к развитию малокровия, образованию злокачественных опухолей, катаракты глаз.

При работе за экраном электронно-лучевой трубки дисплея, пользователь попадает под воздействие ультрафиолетового излучения с длинами волн < 320 нм. Также при образовании строчной и кадровой разверток дисплея, возникает излучение электромагнитных полей частотой до 100 кГц. Это может являться причиной возникновения следующих заболеваний:

- обострение некоторых заболеваний кожи (угревая сыпь, себорроидная экзема, розовый лишай, рак кожи и др.);

- нарушение в протекании беременности;

- увеличение в 2 раза вероятности выкидышей у беременных женщин;

- нарушение репродуктивной функции  и  возникновение рака;

- нарушение режима терморегуляции организма;

- изменения в нервной системе (потеря порога чувствительности);

- понижение/повышение артериального давления.

При работе на персональном компьютере человек попадает под воздействие статического электричества. Под действием статических электрических полей дисплея пыль помещения электризуется и переносится на лицо пользователя, что приводит к заболеваниям (раздражению) кожи (дерматит, угри).

Перечень вредных и опасных производственных факторов, которым подвергается пользователь, работающий с персональным компьютером в данном помещении, в соответствии с ГОСТ 12.0.003-74, а также источники их возникновения приведены в таблице 4.1:

Таблица 4.1 - Перечень вредных и опасных производственных факторов

#	Наименование фактора	Источник возникновения
1	Пожароопасность помещения	Наличие сгораемых материалов и возможных источников зажигания
2	Недостаточная освещенность	Состояние системы естественного и искусственного освещения.
3	Повышенный уровень шума	Внешний шум, вентиляция
4	Электромагнитные излучения, в том числе рентгеновские	ЭЛТ-монитора
5	Повышенный потенциал электростатического поля	ЭЛТ-монитора, диэлектрические поверхности
6	Ионизация воздуха рабочей зоны	Рентгеновские излучения монитора, статическое электричество
7	Электрический ток	Питающая электрическая сеть
8	Неблагоприятный микроклимат помещения. Повышенная или пониженная подвижность воздуха, температура, влажность	Неудовлетворительное состояние системы вентиляции и отопления
9	Прямая и отраженная блескость.	Наличие источников естественного и искусственного освещения и блестящих поверхностей.
10	Психофизиологические нагрузки	Монотонность труда, умственное напряжение, перенапряжение зрительных анализаторов, статичность и неудобство позы и др.

2. Оптимальное рабочее место

Рабочее место, расположение всех его элементов относительно друг друга должно соответство­вать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое зна­чение имеет характер работы. Например, при организации рабочего места инженера-программиста должны соблюдаться следующие условия: оптимальное размеще­ние оборудования, которое входит в состав рабочего места и достаточное рабочее простран­ство, которое позволяет осуществлять необходимые движения и перемещения.

Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, тре­бования к расположению документов на рабочем месте характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элемен­тов рабочего места [7].

Главными элементами рабочего места инженера-программиста являются стол и кресло. Положение сидя является осно­в­ным рабочим положением. Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление инженера-программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размеще­ния предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения ра­бот ча­ще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства (рисунок 6.2).

Оптимальное размещение предметов труда в зонах досягаемости:

Дисплей размещается в зоне А (в центре);

• Системный блок размещается в предусмотренной нише стола;

• Клавиатура - Б зоне г/д;

• «Мышь» - в зоне В справа;

• Сканер в зоне А/Б (слева);

• Принтер находится в зоне А (справа);

Рисунок 6.3- Организация рабочего места в изометрии.

Характеристики рабочего места, выбранные и рекомендуемые, приведены в таблице 6.5.1.1.

Таблица 6.5.1.1. Характеристики рабочего места

№	Перечень характеристик	Выбранные, мм	Рекоменд., мм
1	Высота рабочей поверхности стола	750	680-800
2	Высота пространства для ног	700	>600
3	Ширина пространства для ног	600	>500
4	Глубина пространства для ног	700	>450
5	Расстояние от глаза до клавиатуры	500	500-700
6	Расстояние от глаза до документов	450	300-450
7	Расстояние от глаза до экрана	700	500-700
8	Высота сиденья рабочего стула	450	400-500
9	Ширина сиденья	430	>400
10	Глубина сиденья	400	>380
11	Высота опорной поверхности спинки	500	>300

Так же, согласно рекомендациям [5] на рабочем месте: возможно изменение угла наклона спинки стула в пределах 90-110⁰; поверхность сиденья мягкая с закругленным передним краем; возможно регулирование экрана по высоте, по наклону, в левом и в правом направлениях; предусмотрена возможность размещения документов справа и слева; установлен светильник местного освещения так, чтобы он не создавал бликов на поверхности экрана и не увеличивал освещенность экрана более чем на 300 лк.

Используемое рабочее место удовлетворяет рекомендованным требованиям.