Лекции по дисциплине безопасность жизнедеятельности и экология

ВОПРОС № 1
Дисциплина БЖД, цель, задача и ее содержание. Данная дисциплина представляет область знаний, в которой изучаются опасности (негативные воздействия), угрожающие человеку, закономерности их проявления и способы защиты от них. Как видим, она посвящена решению задач сохранения здоровья и жизни человека в среде его обитания. Ни одна из изучаемых студентами учебных дисциплин не решает эти вопросы.
Дисциплина "БЖД" интегрирует области знаний по охране труда (ОТ), охране окружающей среды (ООС) и гражданской обороне (ГО). Объединяющим ее началом стали: воздействие на человека одинаковых по физике опасных и вредных факторов среды его обитания, общие закономерности реакций на них у человека и единая научная методология, а именно, количественная оценка риска несчастных случаев, профессиональных заболеваний, экологических бедствий и т.д. БЖД базируется на достижениях и таких наук, как психология, эргономика, социология, физиология, философия, право, гигиена, теория надежности, акустика и многие другие. В итоге эта дисциплина рассматривает вопросы по БЖД со всех точек зрения, т.е. комплексно решает исследуемый вопрос. Поэтому дисциплина "БЖД" использует знания, полученные студентами при изучении гуманитарных, социально-экономических, математических и естественнонаучных дисциплин, а также общепрофессиональных и специальных дисциплин данного направления, ее изучение является завершающим этапом формирования технического специалиста
(бакалавра, инженера и магистра) в вузе по избранному направлению, поэтому она относится к обязательным общбпрофесоиональным дисциплинам.
Цель дисциплины - вооружить будущих специалистов теоретическими знаниями и практическими навыками, необходимыми для: 1) создания оптимального
(нормативного) состояния среды обитания в зонах трудовой деятельности и отдыха человека; 2) идентификации (распознание и количественная оценка) опасных и вредных факторов среды обитания естественного и антропогенного происхождения; 3) разработки и реализации мер защиты человека и среды обитания от негативных воздействий (опасностей); 4) проектирования и эксплуатации техники, технологических процессов и объектов народного хозяйства (ОНХ) в соответствии с требованиями по безопасности и экологичности; 5) обеспечения устойчивости функционирования ОНХ и ТС в штатных и чрезвычайных ситуациях; 6) прогнозирования развития и оценка последствий ЧС; 7)принятия решений по защите производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий и применения современных средств поражения, а также принятия мер по ликвидации их последствий. Эта цель реализуется решением следующих задач изучения дисциплины.
Во-первых, студент должен иметь представление: 1) о взаимодействии человека со средой обитания; 2) о методах качественного и количественного анализа особо опасных, опасных и вредных факторов; 3) о научных и организационных основах ликвидации последствий аварий, катастроф и стихийных явлений.
Во-вторых, он должен знать: 1) правовые, нормативно-технические и организационные основы обеспечения БЖД при нормальном функционировании ОНХ в условиях ЧС; 2) принципы, методы и средства обеспечения БЖД на рабочих местах (РМ), участках и в цехах предприятий, АО и фирм при нормальном и аварийном их функционирования.
В-третьих, студент должен уметь: 1) идентифицировать, измерять с помощью современных методик и приборов и оценивать опасные и вредные факторы среды обитания; 2) оценивать степень опасности (пожаровзрывной, электрической, экологической и др.) применяемых ТС и технологических процессов по избранному направлению профдеятельности; 3) разрабатывать организационные мероприятия и рассчитывать (в том числе с применение ПЭВМ) важнейшие коллективные средства защиты для обеспечения БЖД работающих на ОНХ своего направления деятельности; 4) расследовать несчастные случаи на производстве и оформлять соответствующие документы.
В четвертых, он должен иметь навыки: 1) анализа и оценки безопасности
(пожаровзрывной, электрической, радиационной, экологической и др.) в условиях производственной деятельности и ЧС на ОНХ избранного направления;
2) принятия основных мер и средств по обеспечению БЖД работающих в этих условиях; 3) обеспечения личной безопасности в среде обитания.
Студенты осваивают эти задачи на лекционных, практических и лабораторных занятиях, а также при выполнении курсовой работы и в ходе самостоятельной работы над отдельными вопросами.
Этапами формирования дисциплины "БЖД", а следовательно этапами решения оптимального взаимодействия человека со средой обитания являются: 1) техника безопасности (ТБ) - это идентификация и защита человека от опасных производственных Факторов; 2) ОТ - это идентификация и защита человека от опасных и вредных производственных Факторов; 3) ООС (промышленная экология)
- это идентификация негативных воздействий производств и ТС на биосферу, разработка и применение средств для снижения этого воздействия до допустимых значений и развитие основ мало- и безотходных технологий и производств; 4) ГО - это идентификация негативных воздействий от оружия массового поражения я других современных средств нападения противника защита населения и ОНХ от них, проведение спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в очагах поражения и зонах ЧС мирного времени; 5) защита в ЧС - это идентификация негативных воздействий стихийных явлений и антропогенных аварий и катастроф, разработка и использование средств для защиты людей, ОНХ и ликвидации последствий негативного воздействия. Как видим, это достаточно длительный и сложный процесс как формирования дисциплины "БЖД", так и решения оптимального взаимодействия человека со средой обитания. Сейчас дисциплина "БЖД" включает в себя достижения по ОТ, ООС и ГО (защита в ЧС) и рассматривает социальные, медико-биологические, экологические, технические, правовые и международные аспекты БЖД.
Научное содержание дисциплины - это теоретические основы БЖД в системе
«человек-среда обитания-машина-ЧС», которые даны ниже.
В дисциплине БЖД рассматриваются как общие вопросы безопасности, ООС и
ГО, так и вопросы, имеющие непосредственное отношение к избранному студентом направлению своей деятельности. Дисциплина "БЖД" освещает современные этапы обеспечения комфортного и безопасного взаимодействия человека со средой обитания. Такими этапами являются идентификация опасностей и определение принципов, приемлемых методов и средств обеспечения БЖД. Они должны реализовываться на всех стадиях деятельности человека, а именно: научный замысел, НИР, ОКР, проект, реализация проекта, испытания, транспортирование, эксплуатация, модернизация м реконструкция, консервация и ликвидация, захоронение.

ВОПРОС № 2
Основные термины и определения в дисциплине "БЖД". К ним относятся следующие термины и определения. Опасность (негативное воздействие или негативный фактор) - это негативное свойство системы "человек-среда обитания-машина-ЧС", способное причинять ущерб здоровью) человека, ОНХ и ПС и обусловленное энергетическим состоянием среды, действиями человека, машины и ЧС.
Опасный фактор (по ГОСТ 12.0.002-80) - негативный фактор, воздействие которого на человека приводят к травме (нарушение целостности ткани) или другому внезапному резкому ухудшению здоровья (например, отравлению).
Вредный фактор (по ГОСТ 12.0.002-80) - негативный фактор, воздействие которого на человека приводят к заболеванию или снижению работоспособности.
Авария - это повреждение, выход из строя какого-либо механизма, машины, транспортного средства и т.п. во время работы, движения.
Катастрофа - это событие с несчастными, трагическими последствиями
(травмирование или гибель пяти и более человек, пропажа без вести людей).
Загорание ( по ГОСТ 12.1.033-81х) - это неконтролируемое горение вне специального очага, без нанесения ущерба; пожар - это загорание, но с материальным ущербом.
Взрыв (по ГОСТ 12.1.010-76*) - это быстрое экзотермическое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных проводить работу.
ЧС - это обстановка на определенной территорий, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или ПС, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности. Техносфера - это регион биосферы, в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого дли косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия людским, социально- экономическим потребностям.
Технические системы (ТС) - это производственное оборудование, механизмы, машины, аппаратура управления определенной степени сложности, с которыми взаимодействует человек в процессе трудовой деятельности.
Рабочая зона - это пространство высотой 2 м над уровнем земли, пола или площадка, на которой расположено рабочее место (РМ) - зона постоянной или временной деятельности человека.
Риск - это вероятность реализации опасности в зоне пребывания человека.
Безопасность труда (БТ) - это состояние условий труда (УТ), при котором исключено воздействие на работающих вредных и опасных факторов (по ГОСТ
12.0.002-80).
УТ (по ГОСТ 19605-74) - это совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда.
Средство защиты (по ГОСТ 12.0.002-80) - это средство, применение которого предотвращает или уменьшает воздействие на одного или более работающих опасных и (или) вредных факторов. По ГОСТ 12.4.011-87 все средства защиты
(СЗ) делят на средства коллективной (одновременная защита двух и более работающих) и индивидуальной защиты (сокращенно ОКЗ и СИЗ).
Другие термины и определения по дисциплине "БЖД" приведены в соответствующих разделах и подразделах данного пособия.

ВОПРОС № 3
Теоретические основы БЖД. В основу теории БЖД положена аксиома, что любое взаимодействие человека со средой обитания потенциально опасно. Ее справедливость можно проследить на всех этапах развития системы "человек- среда обитания". Так, на ранних стадиях своего развития (система "человек-
ПС"), когда отсутствовали технические средства, человек испытывал значительные воздействия опасных и вредных факторов естественного происхождения (например, повышенная и пониженная температура воздуха, атмосферные осадки, грозовые разряды, контакты с дикими животными и т.п.).
Сейчас, (система "человек-техносфера") к естественный прибавились многочисленные факторы антропогенного происхождения (например, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах и почве, ионизирующие излучения, электромагнитное поле и др.). Эта аксиома также предопределяет, что все действия человека и все компоненты среды обитания
(прежде всего ТС и технологии) кроме позитивных свойств и результатов обладают способностью генерировать опасные и вредные факторы. При этом любое позитивное действие неизбежно сопровождается возникновением новой потенциальной опасности или даже группы опасностей (например, при применении электрической, атомной или лазерной энергий; автомобилей, тепловозов или самолетов).
В результате взаимодействия человека со средой обитания наблюдаются: 1) рост числа травмируемых и погибших, как на производстве, так и в быту; 2) сокращение продолжительности жизни, особенно среди мужчин; 3) возрастание материального ущерба, как на производства, так и в быту и (или) ПС.
Хозяйственная деятельность человека также связана с получением огромных отходов (в Россия и развивающихся странах из 40 кг сырья только 10 кг превращаются в полезную продукцию), которые загрязняют атмосферу, гидросферу и литосферу, что, конечно, нарушает устойчивое развитие как природных, так и искусственных экосистем. Кроме того, человек взаимодействует со средой обитания посредством той или иной машины, которая может иметь свои какие-то опасные и вредные факторы. Последние при определенных условиях могут воздействовать как на человека, так и среду его обитания. А неконтролируемый выход энергии, ошибочные и несанкционированные действия человека и различные стихийные явления в природе могут стать причиной возникновения и развитая ЧС как антропогенного, так и природного характера. Эти ситуации характеризуются своими опасными и вредными факторами, которые сильно воздействуют как на человека, так и на ОНХ и ПС.
Они являются первичными негативными факторами, которые, как правило, вызывают возникновение вторичных и третичных факторов на ОНХ и прилегающей местности. Последние имеют значительный энергетический уровень и более мощно действуют на человека и среду его обитания.

Таким образом, в процессе взаимодействия человека со средой обитания налицо сложная многоуровневая система "человек-среда обитания-машина-ЧС", каждый уровень которой несет свои опасные и вредные Факторы соответствующего энергетического уровня. Об этом должен помнить будущий специалист и обеспечивать оптимальное взаимодействие человека со средой обитания.

ОПРОС № 4

Обеспечение БЖД - это сложный процесс. Он состоит из решения как научных, так и практических (инженерно-технических) задач. Первые сводятся к теоретическому анализу и разработке методов идентификации опасных и вредных факторов, генерируемых элементами системы "человек-среда обитания-машина-
ЧС"; комплексной оценке многофакторного влияния их на работоспособность и здоровье человека; оптимизации условий деятельности и отдыха; реализации новых методов защиты; моделированию опасных и чрезвычайных ситуаций и т.д.
Практические задачи БЖД - это выбор принципов я методов защиты, разработка и рациональное использование СЗ человека и ПС от негативных воздействий этих факторов, а также средств, обеспечивающих комфортное состояние среды жизнедеятельности.

В начале обеспечения БЖД выделяются элементарные составляющие (идея, мысль, основные положения), именуемые принципами. С их помощью определяется уровень знаний об опасностях системы "человек-среда обитания-машина-ЧС" и, следовательно, формируются требования к проведению защитных мероприятий и методы их расчета. Они позволяют находить оптимальные решения защиты от опасностей на основе сравнительного анализа конкурирующих вариантов.

Принципов обеспечения БЖД много, так как они определяются спецификой производства, особенностями технологических процессов, разнообразием оборудования и т.д. По признаку их реализации они делятся на ориентирующие, технические, управленческие и организационные.

Ориентирующие принципы определяют основополагающие идеи для поиска безопасных решений. Они служат методической и информационной базой БЖД. К ним относятся принципы активности оператора, гуманизации деятельности, замены оператора, классификации, ликвидации или снижения опасности, системности и т.д.

Технические принципы направлены на предотвращение действия опасных и вредных факторов и основаны на использовании физических законов. К ним относят принципы блокировки, вакуумирования, герметизации, защиты расстоянием, компрессий, прочности, слабого звена, флегматизации, снижения потенциала земли или напряжения прикосновения и т.д.
Управленческие принципы позволяют определять взаимосвязь и отношения между отдельными стадиями, этапами процесса обеспечения БЖД. К ним относят принципы контроля, адекватности, обратной связи, ответственности, плановости, стимулирования, управления, эффективности, однозначности и т.д.
Организационные принципы реализуют положения НОТ. К ним относят принципы несовместимости, эргономичности, подбора кадров, последовательности, резервирования, нормирования, компенсации, информации, защиты времени, рациональной организаций труда на РМ и т.д.
По сфере реализации все принципы обеспечения БЖД подразделяют на группы: общественно-методологические, медико-биологические и инженерно-технические.
Общественно-методологические принципы применяют во всех сферах деятельности. К ним относят принципы системности, информации, классификации, организации, планирования, контроля, анализа, управления, эффективности, обучения и т.д.
К медико-биологическим принципам относят принципы нормирования вредных веществ, санитарного зонирования, медицинского профилактического предупреждения, компенсации и т.д.
Самые многочисленные принципы инженерно-технические: экранирования, прочности, слабого звена, недоступности, блокировки, резервирования, дублирования, вакуумирования, ограничения, несовместимости и т.д.
Принципы обеспечения БЖД следует рассматривать во взаимосвязи, т.е. как элементы, дополняющие друг друга. Детально они рассматриваются ниже, в ходе изложения вопросов обеспечения БЖД.
Метод - это способ достижения цели, которой является обеспечение безопасности. Применяемые методы в БЖД основаны на вышеуказанных принципах.
Они осуществляют конструктивное и техническое воплощение принципов в реальной действительности. Сейчас обеспечение безопасности достигается тремя основными методами:
А - метод, использующий пространственное и (или) временное разделение гомосферы [1]и ноксосферы. Это достигается при механизации и автоматизации производственных процессов, дистанционном управлении оборудованием, использовании манипуляторов и роботов различных поколений;
Б - метод, направленный на нормализации ноксосферы путем исключения опасностей и на приведение характеристик ноксосферы в соответствие с характеристиками человека. Это совокупность мероприятия, защищающих человека от шума, вибраций, газа, пыли, опасности травмирования и т.д. с помощью СКЗ;
В - метод, направленный на адаптацию человека к соответствующей среде и повышению его защищенности (например, с помощью СИ3). Он реализуется путем профотбора, обучения, инструктирования, психологического воздействия и т.д.
Как правило, в процессе проектирования техники и технологии стремятся применять первые два метода, Если же они не обеспечивают требуемого уровня безопасности, то применяют В-метод, использующий различные СИЗ. В реальных условиях используют названные методы в том или ином сочетании (Г-метод).
Для реализации этих методов чаще всего используют различные СКЗ и СИ3.
При этом СКЗ классифицируют на основании защиты от тех или иных опасных и вредных факторов (например, СЗ от шума, вибрации, электростатических зарядов и т.д.), а СИЗ - от защищаемых органов или групп органов (например,
С3 органов дыхания, рук, головы, лица, глаз, слуха и т.д.).
По техническому исполнению СКЗ разделены на следующие группы: ограждения, блокировочные, тормозные и предохранительные устройства, световая и звуковая сигнализация, приборы безопасности, цвета сигнальные, знаки безопасности, устройства автоматического контроля, дистанционного управления, защитного заземления, зануления, вентиляция, отопление, кондиционирование, освещение и др.
К СИЗ относят гидроизолирующие костюмы и скафандры, противогазы, респираторы, различные виды специальной одежды и обуви, рукавицы, перчатки, каски, шлемы, шапки, противошумные шлемы, наушники, вкладыши, защитные очки и др.
Все С3 должны соответствовать требованиям эстетики и эргономики, в частности, обеспечивать нормальные условия для деятельности человека. При применении СИЗ следует учитывать техническое нормирование, так как многие из них создают определенные неудобства и ведут к снижению работоспособности человека. Отсутствие учета этого требования часто является причиной отказа от применения СИЗ, что снижает уровень безопасности и повышает уровень риска для человека.
Современными методами обеспечения БЖД являются: 1) создание оптимальных
(нормативных) условий в зонах жизнедеятельности человека; 2) идентификация опасных и вредных факторов в этих зонах и снижение их до нормативно допустимых уровней; 3) прогнозирование зон повышенного риска и использование защитных мер и специальных служб и формирований для локализации и ликвидации негативных воздействий на объектах с повышенным техногенным риском и для защиты от естественных негативных воздействий; 4) подготовка кадров по вопросам БЖД.
[2] Гомосфера - это пространство, где находится человек в процессе рассматриваемой деятельности; ноксосфера - это пространство, в котором постоянно существуют или периодически возникают опасности

ВОПРОС № 5
Основы физиологии и гигиены труда. Физиология труда изучает особенности функционирования в процессе профессионального труда, что необходимо для оценки и нормирования рабочей нагрузки, рационализации режимов труда и отдыха (РТО) и т.д. Гигиена труда изучает влияние производственной среды на трудовые процессы в целях оздоровления труда и профилактики профзаболеваний.
С точки зрения физиологии труда, в основе любого вида деятельности лежит формирование функциональной системы, т.е. системы различно локализованных структур и процессов, организуемых центральной нервной системой для получения результата, обеспечивающего достижение поставленной цели деятельности. Функциональные системы, складываясь в процессе обучения, тренировки и профессионального труда, являются физиологической основой трудовых навыков.
Оценка и нормирование рабочей нагрузки и условий труда (УТ) проводятся применительно к различным формам трудовой деятельности. Самые общие формы - физический и умственный труд в своей основе имеют четкое преобладание физического или умственного компонента работы. Более детальная классификация включает следующие 5 форм [5]: 1) формы труда, требующие значительной мышечной активности и высоких (17...25 МДж или
4000...6000 и выше ккал в сутки) энергозатрат (ЭЗ); 2) групповые и конвейерные формы труда с однообразными операциями в заданных темпе и ритме
(монотонный труд); 3) механизированный труд с Э3 12.5...17 МДж или
3000...4000 ккал в сутки; 4) автоматизированный труд; 5) формы труда со значительными ограничениями двигательной активности (гипокинезией) и ЭЗ
10…11,7 МДж или 2000...2400 ккал в сутки.
Уровень физической нагрузки определяет тяжесть труда, нервно-психической
- его напряженность. Особые формы нагрузок создаются воздействием вредных и опасных факторов на РМ (вредность и опасность труда). В сумме тяжесть, напряженность, вредность и опасность труда определяют психофизиологическую цену деятельности, затраты организма. Нормирование рабочей нагрузки заключается в установлении нормативов для факторов, отделяющих тяжесть, напряженность, вредность и опасность труда. СН 4088-86 и ГОСТ 12.1.005-88 выделяют следующие категорий тяжести труда по ЭЗ:
I - легкие физические работы, выполняемые сидя и не требующие напряжения с ЭЭ до 139 Вт или 125 ккал/ч (категория Iа) и легкие физические работы с некоторым физическим напряжением при ЭЗ 140.. 174 Вт или 125...150 ккал/ч
(категория Iб);
II - физические работы средней тяжести с ЭЗ 175...290 Вт (150...250 ккал/ч), которые подразделяются на IIа (175...232 Вт-работы связанные с ходьбой, перемещением изделий весом до 1 кг или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения) и II6 (233...290
Вт - работы, выполняемые стоя, связанные с ходьбой, переноской тяжестей до
10 кг и сопровождаемые умеренным физическим напряжением);
III - тяжелые физические работы с ЭЗ более 290 Вт (свыше 250 ккал/ч) в процессе систематического физического напряжения - при постоянных передвижениях и переноске тяжестей более 10 кг.
Тяжесть труда также оценивается по объему выполняемой физической работы, весу перемещаемых грузов, физиологическим - показателям. Так, уровень физического труда оценивают величиной удерживаемого груза, динамической нагрузкой, максимальной разовой массой переносимых за смену грузов, величиной сменного грузооборота и т.д.
По особенностям работы опорно-двигательного аппарата выделяют статическую
(удержание орудий и предметов труда) и динамическую (перемещение груза) работы. Различаются общая мышечная работа, выполняемая более чем 2/3 мышц; региональная - с участием 1/3...2/3 мышц и локальная - с участием менее 1/3 мышц.
Физиологическими методами оценки тяжести труда помимо прямого определения уровня обмена в специальных камерах (прямой калориметрии) являются измерение потребления О2 в процессе труда, расчет энергетического обмена по полному пищевому балансу и т.д.
ЭЗ в процессе труда зависят не только от уровня рабочей физической нагрузки, но и от особенностей рабочей позы, возраста работника, воздействия неблагоприятных температурных условий и т.д.
Напряженность труда оценивается по величине нервно-психической нагрузки
(числу объектов наблюдения, темпу и частоте движений и т.д.) и по реакциям организма на нагрузку (например, по частоте пульса и его вариативности). По мнению специалистов США, последний показатель является наиболее достоверной мерой нервно-психической нагрузки и умственных усилий,
Количественная оценка тяжести и напряженности труда применяется при установлении доплат при работе в условиях, не отвечающих нормативным
(типовое положение № 337/22-78 от З.10.86г.). Она проводится в соответствии с классификацией, утвержденной Минздравом 12.08.86г. за № 4137-86, в которой УТ делятся на три класса: 1-й - оптимальные (односменная работа в оптимальном микроклимате и при отсутствии опасных и вредных факторов); 2-й
- допустимые (при допустимых значениях параметров микроклимата и концентрациях вредных факторов ниже ПДК и ПДУ); 3-й - вредные и опасные
(при превышении ПДУ и ПДК вредных факторов и физических перегрузках).
Оценка проводится в баллах. При тяжелых и вредных УТ (2...6 баллов) доплаты составляют 4...12 %, при особо тяжелых и вредных УТ (6,1..10 и более баллов) доплаты увеличиваются до 13...24 %.
В 1994г. Госкомсанэпиднадзором РФ введены "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса"
(руководство Р 2.2.013-94). В нем помимо оптимальных, допустимых и вредных
УТ введен класс опасных (экстремальных) УТ, расширен и уточнен перечень негативных факторов, по которым проводится оценка, а в классе вредных УТ выделено 4 степени. Для первой из них характерны обратимые отклонения от нормативов, тем не менее приводящие к риску развития заболевания; при второй степени отклонения от нормативов приводят к начальным признакам профзаболеваний и повышают общую заболеваемость, при третьей - вызывают легкие формы профзаболеваний, а при четвертой - тяжелые формы. Опасными или экстремальными считаются такие концентрации или уровни вредных факторов, которые создают угрозу жизни или высокий риск тяжелых форм заболеваний.
Оптимальные нормативы установлены только для параметров микроклимата, а для вредных факторов условно за оптимальные принимаются значения, безопасные для населения (обычно в несколько раз меньшие, чем ПДК и ПДУ рабочей зоны).
Физиологией труда разработаны рекомендаций по оптимизации рабочих движений (замене статических усилий на менее тягостные динамические), выбору наименее утомляющих движений в оптимальном рабочем пространстве (для рук - в дугах 34...40 см от предплечей), оптимальных усилий (для двух рук при движениях к себе - не более 54 кг, для одной руки - не более 20 кг, при движении от себя соответственно 72 и 59 кг) и т.д. Направления движений должны совпадать с движениями объекта управления (включение скорости - от себя, а торможение - к себе).
В производственном обучении должны учитываться физиологические механизмы формирования двигательных навыков. Навыком называется доведенное до автоматизма в результате упражнений умение совершать целенаправленные действия. Процесс выработки сложных двигательных навыков, как показано Н.А.
Бернштейном, происходит быстрым, "постигающим скачком" (например, при обучении плаванью или езде на велосипеде).

ВОПРОС № 6
Микроклимат помещений и его гигиеническое нормирование. Под микроклиматом помещений понимают создаваемые в них метеорологические условия, к которым относятся температура ( t , °С) и скорость движения воздуха ( V , м/с), его влагосодержание (?, %), тепловое излучение и уровень барометрического давления (Рб). При этом t и V влияют на конвекционный перенос тепла (Qконв), ? и V определяют теплоотдачу испарений
(Qисп), от теплового излучения зависят теплоперенос радиацией (Qрад).
Уровень Рб существенно влияет на конвекционной теплоперенос и перенос тепла проведением - кондукцией (Qконд), что необходимо учитывать при обеспечении работ в условиях повышенного (кессоны) или пониженного (высокогорье) давления. Важное значение для теплообмена организма имеет уровень его энергетического обмена (Qмет), который резко возрастает при увеличения физического компонента деятельности, а также теплоизоляционная способность одежды и время воздействия.Общее воздействие микроклимата на тепловое состояние может быть выражено уравнением теплового баланса: Qмет ( Qконд (
Qрад ( Qконв – Qисп = 0. При нулевом значении баланса обеспечивается постоянство t тела, при плюсовом - развивается перегревание организма, при отрицательном - его охлаждение. При перегревании основным путем теплоотдачи становится испарение, которое в комфортных условиях равно 40 г/ч. При высокой t и интенсивной физической работе испарение может достигать 12 л за смену. Допустимые влагопотери испарением при 7...8-часовой смене составляют 250 г/ч, а 1...2-часовой - 800 г/ч.Теплообмен организма в оптимальных или комфортных условиях только на 25% обеспечивается испарением, а резкое увеличение испарения свидетельствует о напряжении системы терморегуляции. При низких t повышается теплопродукция за счет непроизвольного сокращения мышц (дрожь), высокая t резко снижает физическую работоспособность и ускоряет развитие утомления (при t +40 °С утомление операторов ТС наступает в 2 раза быстрее, чем в комфортных условиях).
Снижение t воздуха до + 10°С нарушает координацию пальцев кисти, что отрицательно сказывается на качестве работы операторов ТС.
Экстремальные t при продолжительном воздействий вызывают простудные заболевания, увеличивают трудопотери, приводят к отморожениям, тепловому и солнечному ударам (в первом случае вследствие перегрева всего организма, во втором - перегрева головного мозга). Указанные поражения, случившиеся на работе, расследуются и учитываются как несчастные случаи; видом происшествия, приведшим к ним, указывается воздействие экстремальных t.
Организм человека может адаптироваться (приспособлять свое строение и функции) к определенным климатическим условиям. Адаптированность, как правило, закрепляется генетически. При временном негенетическом приспособлении говорят об акклиматизации, которая занимает около 4...6 месяцев и заключается в определенной перестройке энергетического обмена и системы терморегуляции.
Нормирование параметров микроклимата проводят или по комплексным показателям, учитывающим одновременное воздействие двух и более факторов, или раздельно по каждому фактору. В нормативных документах РФ принято нормирование раздельно по каждому фактору (ГОСТ 12.1.005-88 и СН 4088-86) - по t , ? и V. Указанными документами предусмотрено применение оптимальных и допустимых норм, т.е. соответственно значения показателей микроклимата, не вызывающих напряжения механизмов терморегуляций и вызывающих эти напряжения, но не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. В них учитываются сезонные изменения энергетического обмена
(Qмет) и характера одежды (приводятся нормы для теплого и холодного периодов года со среднесуточными t наружного воздуха соответственно выше и ниже +10?С), а также категории тяжести работ (см. п.п. 1.1.1). Так, значения оптимальной t в холодный период при увеличении тяжести работы с Iа до III снижаются от 22 … 24 до 16 … 18?С, а в теплый период – с 23 …25 до
18 … 20?С. Допустимые t устанавливаются раздельно для постоянных и непостоянных РМ (на последних работающий находится менее 50% или 2 ч непрерывно). При этом диапазон допустимых t на постоянных РМ соответственно изменяется с 25…21 до 19…13?С и с 28…22 до 26…15?С (на непостоянных РМ эти значения на 2…3?С меньше). Оптимальная ? во всех условиях должна быть
40…60%, а допустимая ? – в холодный период 75%, в теплый – 55…75%.
Оптимальная V равна 0,1…0,4 м/с, а допустимая – 0,1…0,6 м/с.
Радиационная t учитывается введением специальных норм для помещений с избытками явного тепла. Нормами установлены и допустимые перепады t воздуха по горизонтали и вертикала.
Комплексные показатели микроклимата используют в РФ только в гигиенической классификации УТ по вредным и опасным факторам, которая применяется для установления доплат за указанные условия. Кроме того, в
Руководстве Р 2.2.013-94 микроклиматические условия оцениваются по WBGT
-индексу, который рассчитывается по показателям сухого, влажного и радиационного (шарового) термометров. На Западе большое распространение получили шкалы комфортных условий, например, стандарт по комфорту
Американского общества инженеров-специалистов по нагреву, охлаждению и кондиционированию воздуха (АSHRAE). В нем зона комфорта для зимних и летних условий определяется с учетом всех 4 микроклиматических факторов, теплоиэоляционной способности одежды и уровня энергетического обмена. Зоны комфорта устанавливаются при их приемлемости для 94% людей.
Уровень Рб влияет не только на тепловое состояние организма. Уменьшение давления, при подъеме на высоту, снижает парциальное давление кислорода Ро2
(на высоте 2000...3000 м Ро2 снижается со 120 до 70 мм рт.ст., что вызывает усиление деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем). При падении Ро2 до 60 мм рт.ст. (высота 4000 м) сердце и легкие уже не обеспечивают требуемого поступления О2. Наступает кислородное голодание - гипоксия (при этом наблюдается падение работоспособности, головная боль и т.д.). Еще опаснее очень быстрое - в течение долей секунды - снижение давления при разгерметизации кабин или скафандров, как это было с советскими космонавтами в 1971г. В этом случае наступает практически мгновенное выделение растворенных в жидкостях организма газов, в крови образуются газовые пузырьки, перекрывающие мелкие сосуды (газовая эмболия).
Такое же явление может развиваться и в случае декомпрессии при работах под повышенным давлением (например, в кессонах). Декомпрессионная (или кессонная) болезнь способна привести к гибели человека. Работы под повышенные давлением связаны с еще одной опасностью: 02 при высоких давлениях становится токсическим веществом, а азот - "веселящим" газом.
Поэтому для профилактики отравлений и травм работы под высоким давлением требуют использоватья специальных дыхательных смесей.

ВОПРОС № 7
Основы эргономики и инженерной психологии. Главным компонентом трудовой деятельности все чаще становится умственный труд, соответственно возрастает значение психологических факторов человека. Оптимизацией труда на основе учета, прежде всего, психологических свойств человека (а также физиологических и антропометрических) занимается эргономика. Информационное взаимодействие человека и машины является объектом исследования инженерной психологии. Основные цели этих наук заключаются в дальнейшей гуманизации трудовой деятельности, рациональной организации конструкций РМ и всех его компонентов - органов управления (ОУ), средств отображения информации (СОИ) и рабочего кресла, создании научно обоснованных РТО, разработке и внедрению профессионального психофизиологического отбора и т.д.
Гуманизация современных видов труда требует повышения его содержательности, предупреждения развития отрицательных психологических состояний в процессе деятельности, обеспечения всестороннего развития личности. Эффективное современное производство невозможно без высокой специализации, постоянного углубляющегося разделения труда. Однако эти процессы ведут к однообразию рабочих операций и возрастающей монотонности трудовых процессов. Переход к полной автоматизации снижает содержательность деятельности, вызывает отчуждение работников и является одной из причин психического пресыщения. Информационные перегрузки, характерные для сложных
ТС, дефицит времени и высокая ответственность за принимаемые решения приводят к развитию состояния психоэмоциональной напряженности и психологического стресса, снижающего работоспособность и приводящего в конечном счете к росту сердечно-сосудистых заболеваний.
Состояние монотонии проявляется в пониженной психической активности при частом повторении элементарных операций или при резком ограничении внешних раздражителей и низких уровнях рабочей нагрузки. При монотонии через
30...60 мин снижается качество работы, появляются жалобы на усталость и сонливость. Для борьбы с ней применяют чередование рабочих операций, изменение ритма работы, динамический микроклимат и т.д.
При психическом пресыщении идет активное преднамеренное отрицание определенной деятельности, тенденция к перемене места работы с жалобами на отсутствие перспектив, плохое здоровье и т.д. Причиной пресыщения являются глубокие нарушения мотивации, ощущение своей ненужности на работе. Развитию такого состояния во многом способствовала полная автоматизация производственного процесса. Нашими психологами был выдвинут принцип активного оператора, предусматривается повышение содержательности труда, создание определенного уровня рабочей нагрузки и повышение мотивации.
Особое значение из психических состояний, связанных с трудовой деятельностью, имеет стресс (напряжение). Он был предложен для обозначения трехэтапной (тревога-адаптация-истощение) неспецифической реакции организма на повреждение, постепенно стрессом стали называть и нервно-психическое напряжение (психологический стресс). Повышенное напряжение вначале может даже улучшить некоторые функции (например, величину мышечных усилий), но сразу же ухудшает сложные интеллектуальные действия, вызывает чувство растерянности и невозможность сосредоточиться, мышечную скованность и непроизвольное напряжение мышц. Увеличиваются ошибки, появляются неадекватные реакции и может наступить срыв деятельности.
Даже менее выраженные формы стресса, что бывает гораздо чаще, приводят к глубоким нарушениям в здоровье и психологическом статусе. Способствуют развитию стресса также индивидуальные качества (тревожность, эмоциональная неустойчивость), социально-психологические конфликты и т.д. Для профилактики стресса необходимо оптимизировать рабочую нагрузку, рационально организовать труд, обеспечить хороший социально-психологический климат на работе и т.д.
Ограничение двигательной активности снижает работоспособность, ухудшает качество деятельности, приводит к увеличению веса и т.д. Эффективным средством борьбы с гипокинезией являются производ-ственная гимнастика, занятия спортом и т.д.
1.1.4. Рациональная организация РМ оператора ТС. При органиэации РМ главным требованием является обеспечение соответствия СОИ и ОУ психофизиологическим возможностям человека-оператора ТС. В ГОСТах 12.2.032-
78, 12.2.033-78 и 22269-76 приведены общие эргономические требования к организации РМ сидя и стоя и взаимному расположению их элементов. Схема рационального размещения ОУ по этим частям в горизонтальной плоскости представлена на рис. 1.
В вертикальной плоскости зона досягаемости представляет собой полуокружность с радиусом 550 мм и центром в плечевом суставе.
Оптимальной зоной наблюдения является сектор под углом (15° от нормальной линии взгляда в вертикальной плоскости и горизонтальной плоскости под углом
( 15° от сагиттальной плоскости (направление нос-затылок). Для часто используемых, но менее важных СОИ рекомендован сектор под углом (30°, а для редко используемых СОИ - (60° при высоте 1320…1410 мм. Взаимная компоновка
СОИ и ОУ проводится с учетом упорядоченности рабочего поля, т.е. размещения элементов с учетом их важности, частоты
СМ. РИСУНОК
Риc.1. Зоны для выполнения ручных операций и ОУ:

1 - зона для размещения наиболее важных и часто используемых ОУ

(оптимальная зона моторного поля);

2 - зона для часто используемых ОУ (зона легкой досягаемости);

3 - зона для редко используемых ОУ (зона досягаемости) и последовательности использования. Рекомендуемая высота рабочих поверхностей для работы в зависимости от требований к их точности лежит в диапазоне от 655 (при печатании на машинке) до 975 мм (при очень тонких работах).
Кресло оператора должно обеспечивать удобную дозу для работы и отдыха и надежную опору (не менее 5 опор) при выполнении предписанных действий.
Поэтому оно должно иметь плавную регулировку высоты, перемещение сидения кресла по отношению к его основанию вперед-назад на 180...200 мм и поворот вокруг оси не менее, чем на 90° от исходного положения.
Объемно-пространственная организация функциональных помещений определяется требованиями СНиПов 2.09.02-85 (производственные здания),
2.09.04-87 (административные и бытовые здания), 2.08.02-85 (общественные здания) и 2.08.01-91 (жилые здания); по цветосветовому климату - СН 181-70 (цветовая отделка интерьеров зданий) и СНиП II-4-79 и его пособия (освещение). СН 245-71 установлена минимальная площадь на 1 работника 4,5 м2, а минимальный объем - 15 м3. Для отдельных категорий работников площадь и объем увеличены СНиПами: для конструкторов - 20 м2, для РМ с ПЭВМ - 6 м2 и т.д. При создании цветового климата в помещениях необходимо учитывать эмоционально-физиологичеокие воздействия цвета, света и их роль в организации пространства. Об освещении см. ниже п.п. 1.2.3.
Немаловажное значение имеет рациональная организация РТО операторов ТС.
Под РТО понимается временная регламентация продолжительности работы и внутри сменных и межсменных перерывов. В РФ продолжительность работы в неделю установлена 40 ч для взрослых работников; 36 ч - для рабочих 16…18 лет и 24 ч - для работников 15...16 лет; при вредных УТ - не более 36 ч в неделю. Начало и продолжительность перерывов устанавливают с учетом динамики работоспособности, под которой понимаются закономерности изменения качества деятельности, и функционального состояния работника в процессе непрерывной работы. Вначале в течение 0,25...1 ч идет врабатываемость, приспособление функций организма к тем требованиям, которые определяются содержанием и условиями работы. Затем в течение 2...4 ч следует фаза устойчивой работоспособности, в которой достигается наивысшая производительность труда при наименьших усилиях. По мере истощения резервов организма развивается утомление, т.е. временное снижение работоспособности вследствие интенсивности, длительности в неблагоприятных УТ. При утомлении снижается производительность труда, увеличивается производственный травматизм, ухудшается самочувствие, появляется ощущение усталости, для профилактики утомления необходим рациональный уровень рабочей нагрузки
(обычно около 30% от максимальных возможностей человека), правильно выбранные перерывы, функциональная музыка, пребывание в кабинетах психофизиологической разгрузки. После обеденного перерыва (его продолжительность должна быть в пределах 0,5...2 ч) изменения работоспособности носят тот же характер, но реализуются на более низком уровне.
Работоспособность меняется и в зависимости от времени суток. Она максимальна в утренние часы и существенно снижается ночью в период от 2 до
4 ч. Поэтому ночная работа требует больших усилий чем днем, а сама ночная смена должна быть на 1 ч короче дневной. Около 20% всех работников не способны адаптироваться к ночной работе, поэтому целесообразен их отбор по данному параметру.
При установлении перерывов должно учитываться, что для восстановления функций при отдыхе требуется не менее 10 мин. При тяжелых УТ вводятся дополнительные перерывы. Так, при вибрации выше ПДУ на 1…12 дБ в течение смены должно быть не менее 2 перерывов общей продолжительностью 50 минут.

ВОПРОС 8

Потребности в чистом наружном воздухе для помещений регламентируются СНиП
2. 04.05-91, в частности, обязательными приложениями 17 и 19. Минимальный расход наружного воздуха для помещений: 1) жилых - 3 м3/ч на 1 м2 помещения при естественном их проветривании; 2) общественных и админстративно-бытовых
- 60 или 20 м3/ч на 1 чел. при отсутствии естественного проветривания
(последняя цифра установлена для зрительных залов, залов совещаний и других помещений, в которых люди находятся до 3 ч непрерывно), и при естественном проветривании - расход установлен СНиП 2.08.02-89 и СНиП 2.09.04-87; 3) производственных - 30 или 20 м3/ч при объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. менее 20 или 20 м3 и более при естественном проветривании, а при отсутствии последнего - 60 или 60...120 м3/ч на 1 чел. соответственно без и с рециркуляцией при кратности К?10 обменов/ч или с последней при К