1.1. Физиология труда и комфортные условия жизнедеятельности

Физиология труда - раздел физиологии и гигиены труда, который исследует функциональные сдвиги в организме при работе и разрабатывает меры по сохранению и повышению работоспособности, предупреждению отрицательного влияния на здоровье рабочих процесса трудовой деятельности.

Деятельность - специфическая форма активного отношения человека к окружающему миру, содержание которой составляет его целесообразное изменение и преобразование.

Формы деятельности многообразны. Они охватывают различные процессы, протекающие в быту, общественной, культурной, трудовой, научной, учебной и других сферах жизни. Трудовая деятельность - труд, по определению К.Маркса - это целесообразная деятельность человека, направленная на создание потребительской стоимости. В социальном плане труд является источником материальных благ и основой формирования общества.

В процессе труда человек при помощи орудий труда воздействует на природу и использует ее в целях создания предметов, необходимых для удовлетворения своих потребностей.

В биологическом отношении, как указывал К.Маркс, труд является важнейшей функцией организма, трата человеческого мозга, нервов, мускулов, органов чувств. При любом виде труда затрачивается энергия, наблюдаются физиологические сдвиги в организме.

Термин "работа" означает все виды деятельности, связанные с затратой энергии и выходом организма из состояния покоя.
При любом виде труда выполняется работа, но не всякая работа может быть отнесена к трудовой деятельности (например, ребенок, бросающий камень в воду, с физиологической точки зрения выполняет определенную работу, затрачивает энергию, но это не имеет отношения к труду).

Производственная деятельность человека, связана с переходом организма на новый, рабочий уровень функционального состояния систем и органов, обеспечивающий возможность выполнения труда. Основные физиологические сдвиги наблюдаются со стороны нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, отмечены изменения в составе крови и водно-солевом обмене.

Рабочее состояние организма связано с повышением обменных процессов, усилением деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что осуществляется через вегетативную нервную систему, находящуюся под контролем корковых отделов головного мозга /Каспаров/.

Работоспособность организма зависит от состояния нервной системы, на которую огромное влияние оказывают условия среды.

На работоспособность влияют:
- продолжительность рабочего дня и недели,
- ритм труда,
- уровень механизации трудоемких процессов,
- научная организация труда, основанная на использовании наиболее современной технологии, совершенных видов машин, механизмов и другого оборудования, правильной организации труда.

В свершении любого трудового процесса участвуют различные элементы, основные из которых представлены на рисунке 1.1.1.

Рис.1.1.1. Элементы трудового процесса

Каждый из указанных элементов оказывает влияние как на сам процесс, так и на его безопасность.

1.1.1. Классификация основных форм деятельности человека

Объектом деятельности является материал, который должен получить новую форму, новые свойства и превратиться в продукт деятельности.

Но не всякий труд непосредственно связан с созданием материальных ценностей. Например, преподаватели, обучая рабочих, врачи, внедряя оздоровительные мероприятия, способствуют повышению производительности труда, снижению заболеваемости, а, следовательно, косвенно участвуют в сфере производства.

Принято условно делить труд на физический и умственный. В зависимости от основных характеристик и физиологических требований, предъявляемых к организму, различают следующие формы труда (рис. 1.1.2).

Рис.1.1.2. Виды трудовой деятельности

Физическим трудом (работой) называют вид производственной деятельности, связанной с существенными энергетическими затратами, обеспечивающими усилия опорно-двигательного аппарата и систем, необходимых для его функционирования. При этом высшие психические функции (внимание, память, эмоциональная и интеллектуальная сферы) не испытывают значительного напряжения.

Физическая работа может быть статическая и динамическая. Динамическая работа заключается в перемещении грузов. Она рассчитывается по формуле:

Aд=(mhп+mho/2+mL/9)6g (1.1.1)
где:
- динамическая работа, Дж;
  m - масса перемещаемого груза, кг;
  hп - высота подъема грузов, м;
  ho - расстояние, на которое опускается груз, м;
  L - расстояние перемещения по горизонтали, м;
  g - ускорение свободного падения, м/с2.

Статическая работа - это поддержание человеком усилий без перемещения тела и конечностей в пространстве. Она определяется по формуле:

Ас=m * t , (1.1.2)
где:
Ac - статическая работа, Дж;
  m - масса груза, кг;
  t - длительность удержания груза, с

Статическая работа более утомительна, чем динамическая, т. к. напряжение мышц длится непрерывно.

Все работы согласно Санитарным правилам и нормам 2.2.4.548 в зависимости от энергозатрат организма делятся на категории, приведенные в табл. 1.1.1.

Таблица 1.1.1.

Оценка тяжести работ

Тяжесть труда отражает нагрузку на опорно-двигательный аппарат, а напряженность труда на центральную нервную систему, анализаторы.

Умственный труд - это труд, при котором человек занят управлением производственным процессом и творческой деятельностью. В его основе лежат восприятие, переработка информации и принятие решений.

Восприятие информации осуществляется анализаторами, при этом включаются такие высшие психические функции, как внимание, память, интеллектуальная деятельность.

На рис. 1.1.3. приведены формы умственного (интеллектуального) труда, приводящего к эмоциональным и интеллектуальным перегрузкам анализаторов человека.

Рис. 1.1.3. Формы интеллектуального труда

В основу классификации работ по тяжести и напряженности положены степени утомления по виду кривой работоспособности.
Работоспособность - это потенциальная возможность человека выполнять на протяжении заданного времени и с достаточной эффективностью работу определенного объема и качества. На рис. 1.1.3. приведены фазы работоспособности.

Рис.1.1.4. Фазы работоспособности

Утомление - это снижение работоспособности, возникающее в результате выполнения труда большой тяжести, напряженности или продолжительности и выражающееся количественном и качественном ухудшением его результатов.

При тяжелых работах нарушается координационная функция центральной нервной системы и наступает переутомление, падает производительность труда, растет брак в работе.

К биологическим критериям тяжести и напряжённости труда кроме утомления относят заболеваемость работающих.
Факторы производственной среды и трудового процесса легли в основу гигиенической классификации труда, которая отражает опасность их воздействия на работоспособность и здоровье людей.
Условия труда в соответствии с гигиенической классификацией труда (Р 2.2. 755-99), подразделены на классы для количественной оценки степени вредности производственных факторов и возможных последствий для организма (см.рис.1.1.5.)

Рис. 1.1.5. Гигиеническая классификация труда

В третьем классе "Вредные условия" выделены ещё 4 степени, из которых 3.3 и 3.4 - это условия труда, формирующие профессиональные заболевания.

1.1.2. Режимы труда и отдыха

Важнейшим условием поддержания высокой работоспособности является установление рационального режима труда и отдыха, под которым понимают чередование периодов работы и отдыха.

Введение в определённые периоды смены физиологически обоснованных перерывов играет большую роль в профилактике утомления. Время установления таких перерывов и их продолжительность должны быть связаны с характером работы: чем тяжелее и напряжённее работа, тем длительнее перерывы.

Работоспособность человека изменяется в течение суток. Максимальный её уровень наблюдается с 9 до 20 часов, минимальный с 2 до 4 часов утра. Причём в середине дня наблюдается некоторый спад работоспособности. В это время целесообразен обеденный перерыв продолжительностью около 1 часа.

Трудовой кодекс Российской Федерации (ТК РФ) регулирует трудовые отношения, устанавливает продолжительность рабочего времени и времени отдыха. Классификация рабочего времени приведена на рис 1.1.6., времени отдыха - на рис. 1.1.7

.

Рис. 1.1.6. Классификация рабочего времени

Рис.1.1.7. Классификация времени отдыха

Рабочее время - это время, в течение которого работник в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка организации и условиями трудового договора должен исполнять трудовые обязанности.

Время отдыха время, в течение которого работник свободен от выполнения трудовых обязанностей и которое он может использовать по своему усмотрению.

Нормальная продолжительность рабочего времени не может превышать 40 часов в неделю.

Сокращённая продолжительность рабочего времени применяется для отдельных категорий граждан:
- для лиц моложе 18 лет;
- для лиц, работающих во вредных и опасных условиях;
- для инвалидов (рис.1.1.8.).

Рис.1.1.8. Сокращённая продолжительность рабочей недели

Неполное рабочее время устанавливается по соглашению с работником (ст.93), при этом оплата производится пропорционально отработанному времени или объёму работ. Продолжительность ежедневной работы зависит от возрастных категорий, условий труда и медицинских показаний (рис.1.1.9.).

Рис. 1.1.9. Продолжительность ежедневной работы

Павлов И.П. считал: "Всякая живая работающая система, как и её отдельные элементы, должна отдыхать, восстанавливаться".

Статьи трудового кодекса, имеющие отношение ко времени отдыха.

1.1.3. Эргономика и инженерная психология.
Техническая эстетика

В профилактике утомления большую роль играет новое научное направление - эргономика (от греч. ergon -работа, nomos - закон).

Эргономика - научная дисциплина, комплексно изучающая человека (группу людей) в конкретных условиях его (их) деятельности, связанной с использованием машин (технических средств). Эргономика изучает систему "человек - машина - среда" (Ч-М-С), рассматривая ее как сложное функционирующее целое, в котором ведущая роль принадлежит человеку.

Эта дисциплина основана на использовании ряда наук для приспособления работы к человеку с целью повышения производительности труда, сохранения здоровья, обеспечения безопасности и комфорта при работе. Однако, включая в себя ряд различных областей (организацию, гигиену, психофизиологию труда, профессиональную патологию, инженерную психологию, производственную эстетику и др.), эргономика не является их простой суммой. Это интегральная наука, занимающаяся оптимизацией условий труда по всем областям (Зорькин).

Одним из основных направлений эргономики является соблюдение физиологических и психологических требований при конструировании машин и другого оборудования, организации и планировке рабочего места.

При конструировании машин должны быть предусмотрены меры по:
- устранению лишних движений работающего;
- ликвидация наклонов туловища и переходов;
- экономия усилий;
- рациональной рабочей позе;
- физиологически обоснованной рабочей мебели.

Эргономика изучает противоречия, возникающие при организации совместной работы человека, с одной стороны, и механизмов, элементов материальной среды - с другой.

Противоречия являются результатом взаимной неприспособленности машин и механизмов к человеку и человека к ним.
Взаимодействие человека с машиной (систему "человек - машина") изучает инженерная психология.

Каждое звено в системе "человек - машина" (Ч-М) имеет определенные возможности и ограничения. Какие-то функции лучше выполняет человек (управление движением агрегата или грузоподъёмного крана), а какие-то - машина (поддержание вакуума в доильном стакане, давления в гидросистеме, сложные вычисления и др.) Машина точнее и быстрее воспринимает и перерабатывает конкретную информацию, например, об изменении температуры, скорости давления, а также осуществляет управление при достижении экстремальных значений отдельных факторов, например, включение, переключение, отключение. Она не "забывает" программы, не "утомляется", не "отвлекается" в процессе работы. Человек же способен оценивать работу системы на основании более разнообразных факторов, предугадывать исход по тенденции изменения фактора или даже по косвенным признакам, находить новые способы выполнения работы в связи с изменившимися условиями, т.е. его действия более многообразны и особенно незаменимы при отсутствии определённой программы и общих закономерностей.

С учётом этого необходимо разделять функции и закреплять их соответственно за человеком и за машиной (рис.1.1.10).

Рис.1.1.10. Функции человека и машины

Оператор оказывает самое существенное влияние на результат функционирования сис-темы Ч-М-С. Только человеку-оператору присущ рад свойств:
- универсализм - способность выполнять разнообразные действия различными способами;
- адаптивность - возможность приспосабливать систему к меняющимся условиям;
- резервирование - заменой своей работой функции отказавшего блока;
- изменчивость - зависимость качества деятельности от типа работы, настроения, усталости, болезни.

Человек, в отличие от машины, способен выполнять работу в различных ситуациях, ему свойственны высокая гибкость в приспособлении к изменяющимся внешним воздействиям, вы-бор непредвиденных способов действия, быстрое исправление ошибок.

В понятии система Ч-М-С включает взаимные связи работающего человека с окружаю-щей средой: с орудиями труда, машинами, различного вида устройствами, рабочим местом, а так же с такими характеристиками окружающей среды, как освещение, шум, условие микро-климата (рис. 1.1.11).

Рис.1.1.10. Кибернетическая система Ч-М-С
СОИ - средства отображения информации; ОУ - органы управления

В каждом трудовом процессе, совершаемом человеко-машинными системами выделяют три этапа:
1. Восприятие информации либо путем наблюдения производственного (или иного) процесса, либо по наблюдению за показаниями контрольно-измерительных приборов, отражающих параметра протекаемых процессов, с помощью органов чувств (зрения, слуха, осязания). Полученная информация передается в центральную нервную систему. Эта фаза относится к сфере действия законов физиологии и психологии.
2. Переработка полученной информации, осуществляемая в центральной нервной системе, приводит к принятию определенного решения. На характер решения влияет не только информация , поступающая из вне (от машины и из внешнего окружения), но и внутренняя информация (из памяти или интуитивная).
3. Последним этапом является выдача принятого решения исполняемым органам (группам мышц рук и ног), которые воздействуют на органы управления машины.

Все элементы в системе Ч - М - С функционируют как одно целое. Целенаправленное изменение отдельных элементов системы, называется приспособлением или адаптацией.

Из элементов системы Ч - М - С наибольшими адаптационными возможностями обладает человек. Используя свои физические или умственные возможности и изменяя ход выполняемых им операций, человек способен в значительной мере восполнить нехватку материала, неточности в конструкции машины, примитивные условия труда, а иногда неправильно поставленную задачу.

Однако способности к адаптации имеют свои границы, и при несоответствии требований возможностям человека нарушается нормальное протекание процесса, что отражается как на результатах труда, так и на работоспособности и здоровье человека.
При организации трудового процесса следует стремиться не только к максимальному приспособлению человека к труду, но и к максимальному приспособлению труда к возможностям человека.

Формированию у рабочего хорошего самочувствия и высокой работоспособности способствует производственная (техническая) эстетика. Техническая эстетика - наука о создании прекрасного применительно к обстановке в процессе труда.

Эстетическая выразительность технических сооружений, зданий, помещений, оборудования и инструмента определяется их формой и цветом. При формировании интерьера выделяется главное звено - это основное технологическое оборудование. Второстепенное оборудование должно быть простым по форме и не затруднять главного на рабочем месте - деталей, органов управления, обслуживаемых объектов.

Цвет в окраске различных поверхностей - одно из средств воздействия на органы чувств человека и его эстетическое восприятие. Физиологически оптимальными цветами, наименее утомляющими зрение и оказывающими благоприятное воздействие на человека, считаются цвета средней части спектра видимых лучей (от жёлтого до голубого с различными оттенками) и белый цвет.

Рациональное цветовое решение должно вытекать из учета конкретных условий труда (температуры и чистоты воздуха, освещенности и т.д.), конструктивно-эксплуатационных свойств объектов, вида работы.

1.1.4. Рациональная организация рабочего места

Под рабочим местом понимается зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой совершается трудовая деятельность исполнителя (группы исполнителей).

Организацией рабочего места называется система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и их размещению в определенном порядке.

Классификация рабочих мест приведена на рис. 1.1.12. (Зинченко)

Рис.1.1.12. Классификация рабочих мест

Рабочее место должно быть приспособлено для конкретного вида труда и для работников определенной квалификации с учетом физических, психических возможностей и особенностей.

При проектировании рабочего места исходят из конкретного анализа трудового процесса человека на данном оборудовании и учитывают антропометрические данные, физиологические и психические характеристики трудового процесса, санитарно-гигиенические условия работы.

Пространственная организация рабочего места включает в свой состав выбор рационального расположения рабочих зон, рабочих поверхностей, физиологически рациональной рабочей позы. Рациональной называют позу свободную, ненапряженную, которая поддерживается за счет минимума активного напряжения мышц (при вертикальном или слегка наклонном положении корпуса в положении сидя, стоя).

При конструировании рабочих мест должны быть соблюдены следующие условия:
- достаточное рабочее пространство для работающего человека;
- достаточные физические, зрительные и слуховые связи между оборудованием и человеком;
- оптимальное размещение рабочих мест в помещении; безопасные проходы;
- необходимое освещение;
- допустимый уровень шума и вибрации;
- наличие средств защиты работающих.

Конструкция рабочего места должна обеспечивать быстроту, безопасность, простоту и экономичность технического обслуживания в нормальных и аварийных условиях; отвечать функциональным требованиям и предполагаемым условиям эксплуатации. Необходимо принимать во внимание:
- рабочую позу ("сидя", "лежа", "стоя", "сидя-стоя" и др.);
- конфигурацию и способ размещения панелей индикаторов и органов управления;
- потребность в обзоре;
- необходимость использования рабочей поверхности для письма, хранения материалов, инструкций и прочие;
- пространство для ног и стол при работе сидя.

При конструировании необходимо обеспечивать зоны оптимальной и легкой досягаемости моторного поля рабочего места. Моторное поле - это пространство рабочего места с размещенными органами управления и др. техническими средствами, в котором осуществляются двигательные действия человека при выполнении рабочего задания. Различают зоны досягаемости, оптимальной и легкой досягаемости.

Зона досягаемости - это часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Зона легкой досягаемости-это часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми расслабленными руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона досягаемости - это часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой.

При конструировании рабочего места необходимо обеспечить оптимальную зону информационного поля рабочего места. Под информационным полем понимают пространство рабочего места с размещенными средствами отображения информации и другими источниками сведений, используемых человеком в процессе трудовой деятельности. Важным критерием является угол обзора. По отношению к горизонтали он должен составлять 30 - 40 градусов, а в вертикальной плоскости 0 - 30 градусов (15 градусов вверх и 15 вниз от нормальной линии взора).


1.1.5. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата

Производственная деятельность может осуществляться на открытом воздухе и в помещении. При работе на открытом воздухе на работающих действуют метеоусловия, а на работающих в помещениях - параметры микроклимата.

Метеорологические условия (микроклимат) на производстве - это комплекс физических факторов внешней среды, оказывающих преимущественное влияние на терморегуляцию организма. К ним относятся температура воздуха, его влажность и скорость движения, а также лучистое тепло.

Теплообмен между человеком и окружающей средой представлен рисунком 1.1.13.

Рис.1.1.13. Теплообмен между человеком и средой

Благоприятные метеорологические условия на производстве (комфортный микроклимат) являются важным условием высокопроизводительного труда и профилактики заболеваний.

В случае несоблюдения гигиенических норм микроклимата (дискомфортный микроклимат) снижается работоспособность человека, возрастает опасность появления травм и ряда заболеваний, в том числе и профессиональных.
Влияние дискомфортных температур представлено рисунком 1.1.14.

Рис. 1.1.14. Влияние дискомфорта микроклимата на человека

При работе в условиях дискомфортного микроклимата могут наблюдаться различные патологические состояния: гипертермия, гипотермия, тепловой удар, солнечный удар, судорожная болезнь, профессиональная катаракта и др.

Последствия воздействия дискомфортного микроклимата.

Оптимальные и допустимые нормы параметров микроклимата установлены санитарными нормами №4088 и ГОСТ 12.1.005 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования".

Если параметры микроклимата выходят за пределы не только оптимальных, но и допустимых температур, их приводят в соответствие с нормами техническими способами или используют медико-профилактические и индивидуальные защитные меры (рис.1.1.15).

Рис. 1.1.15. Меры защиты от дискомфортной температуры

Вопросы для самопроверки:


1. Что такое "терморегуляция"?
2. Какие параметры включены в понятие микроклимат?
3. Что понимается под дискомфортным микроклиматом?
4. Что такое гипотермия, гипертермия?
5. К каким последствиям приводит воздействие дискофортных температур?
6. Назовите технические меры защиты от дискомфортных температур.
7. В чем сущность контрольных мер?
8. На какие основные виды подразделяется вентиляция?
9. Что такое аэрация?
10. Перечислите местные системы вентиляции.
11. Как классифицируют отопление?
12. Перечислите приборы контроля микроклимата.