Раздел 5. Понятие элемента «человек» в системе

«ЧЕЛОВЕК-СРЕДА»

[1], с. 212…287, 414…521; [3], с. 176…295; [8], с. 68…241;

[19], с. 179…290

Система... Защита... Человек... Природа наделила человека естественной системой защиты от опасностей. Эта система состоит из комплекса психофизических рецепторов (трансляторов) или анализаторов в живой структуре тела человека. Наряду с рецепторами, система защиты представлена наружными элементами (глазами, ушами, кожей), проводящими эле­ментами (нервными волокнами) и элементами отображения (головным, спинным мозгом). Это весьма упрощённое толкование системы защиты от опасностей поможет показать связь между получением сигнала извне и последующим действием человека. Извне - это из окружающей среды, к которой также относятся предметы труда, орудия труда, наряду с помещениями, зданиями, живой и неживой природой. Анализатор, за исключением зрительного, состоит из рецептора, проводящих нервных волокон, мозгового конца. Рецептор превращает энергию раздражения, которую получает из внешней среды, в нервный (электрический) импульс, который проходит по нервным волокнам как по проводам в отображающий элемент – мозговой конец. Мозговой конец состоит из ядра и рассредоточенных по коре головного мозга аналоговых элементов. В аналоговых элементах происходит сравнение получаемого и хранящегося образов посредством раскодирования сигнала, а затем вырабатывается команда действия. Между мозговыми концами и анализаторами существует прямая и обратная связь, благодаря которой человек осуществляет целесообразную деятельность. Основной характеристикой анализатора является его чувствительность, поэтому для возникновения ощущения (появления осязаемого образа) величина раздражающего сигнала (силы тока) должна быть больше пороговой чувствительности. Порог создаётся минимальной и максимальной чувствительностью, т.е. анализатор от природы наделён определенной полосой пропускания: минимальный порог – различения или нижний предел пропускания; максимальный порог – болевой порог или верхний предел пропускания. Опытным путём для анализаторов установлены закономерности восприятия, которые связывают восприятие и раздражение. Необходимо отметить, за пределами болевого порога в анализаторе наступают необратимые нарушения, что человек теряет зрение или слух. Наряду со зрением, слухом и обонянием человек воспринимает информацию об особенностях системы, состоянии организма или угрозу ему посредством чувствительности тела (мышечная чувствительность) и кожу (кожная чувствительность). Восприятие кожей подразделяется на четыре первичные кожные ощущения: боли, давления, тепла и холода. Для восприятия каждого из этих ощущений существуют свои анализаторы. Эти анализаторы размещаются неравномерно по поверхности кожи, поэтому восприимчивость кожи на различных участках различная. Общим свойством для всех анализаторов человека является способность к адаптации, т.е. ограниченной приспосабливаемости к условиям среды. На использовании этого свойства основан метод обеспечения безопасности деятельности – метод адаптации человека к условиям среды.

• Восприятие боли. Боль может вызываться воздействием механических, химических, электрических и других видов раздражителей. Ощущение боли чаще всего связано с раздражением поверхности кожи. Это позволяет судить о том, что большинство анализаторов боли находится на поверхности кожи. По своему строению они являются свободными нервными окончаниями. Болевое ощущение также прямо зависит от силы раздражителя. При механическом раздражении (повреждении), болевое ощущение пропорционально величине поверхности кожи им охваченной. Уровень болевого ощущения при химическом раздражении пропорционален концентрации кислотности (количеству водородных ионов) в химическом раздражителе (растворе). Раздражителем, по определению БЖД, называется физическое тело или явление, непосредственно воздействующее сразу или со временем на человека (кожу, кости, мышцы или внутренние органы).

• Восприятиедавления. Сжатие или растяжение кожи как внутрь, так и наружу является стимулом, вызывающим ощущение давления. Пороги ощущения давления изменяются в зависимости от участка кожи, концентрации нервных окончаний в нём и толщины кожи. Наиболее характерным стимулом, вызывающим растяжение и сжатие кожи, является вибрация, причём она воспринимается не специфическими анализаторами, а теми, что воспринимают давление. Вибрация, как стимул давления, определяется частотой, т.е. количеством циклов сжатие-растяжение в секунду. Исследования показывают, что максимальная перегрузка возникает при частоте вибрации в пределах от 15 до 20 Гц. Способность человека к различению частот вибрации чрезвычайно велика. После некоторой тренировки человек может отличить, например частоту 400 и 420 Гц. При частоте от 100 до 500 Гц человек может ощутить вибрацию с амплитудой 10^-3мм. При частоте выше 1000 Гц и ниже 64 Гц человек ощущает вибрацию не менее 4×10^-3мм. Эти примеры характеризуют высокую чувствительность анализаторов давления.

• Восприятие температуры. Относительно анализаторов тепла и холода, из-за их специфичности, нет ещё точных опытных данных. Есть гипотезы. По первой гипотезе предполагается, что функцию термоанализаторов могут выполнять механорецепторы – колбы Краузе, которые при изменении температуры (понижении) заметно изменяют свою форму. Наряду с колбами Краузе, по данной гипотезе, температуру воспринимают также тельца Руффини, которые воспринимают тепло. По второй – тепловое раздражение вызывается механическим путём вследствие сокращения (холод), расширения (тепло) кровеносных сосудов. По третьей – восприятие зависит от изменения концентрации соответствующих свободных нервных окончаний на коже. Различные участки кожи человека имеют различную температуру, однако, их адаптация (привыкание) к иной температуре происходит почти одновременно. Когда кожа адаптируется к внешней температуре, говорят, что температура среды находится в "физическом нуле", который достигается при температуре среды между 18 и 42°С. Имеется так называемая "нейтральная зона" – интервал от 1 до 2°С около точки физического нуля, в которой температура не ощущается. Нормальная “температура кожи”, соответствующая нейтральной зоне (при нормальных условиях среды, когда возможна адаптация), составляет от 32,5 до 33,5°С. При температурах за пределами нейтральной зоны возможна только частичная адаптация. Кроме рассмотренных видов кожных ощущений имеются другие: шероховатость, влажность, щекотка, зуд, укол. Эти ощущения являются видоизменёнными или сочетаниями основных кожных ощущений, которые описаны ранее. Например, шероховатость, определяемая движением руки по поверхности тела, определяется рецепторами давления, поскольку при движении возникает вибрация. Влажность определяется сочетанием ощущений, воспринимаемых рецепторами (анализаторами) давления и рецепторами тепла или холода.

· Распознавание формы. Распознавание формы происходит при касании поверхности тела какого-то предмета за счет кожной чувствительности. При проектировании ручек управления машиной исходят из условия, что форма должна быть оптимальной кожной чувствительности. Тогда ручки легко распознаются человеком на ощупь.

· Мышечная чувствительность. Главным источником информации о положении частей тела человека при движении является мышечная чувствительность (кинестезия), что подтверждается тем, что он может ходить и передвигать руками с закрытыми глазами. С помощью этого чувства происходит координация движений всех частей тела в единый моторный акт. Мышечная чувствительность возможна только потому, что существует так называемая иннервация мышц. Мышечная ткань пронизана нервными окончаниями. Имеются три вида нервных окончаний, каждое из которых связанно со специфическим мышечным образованием и реагирует на три главные вида раздражения: напряжение, растяжение, давление. Отметим, что строение нервных центров и пути проведения импульсов для мышечной чувствительности такие же, как для кожной. Единственное различие – для мышечной чувствительности нервные разветвления в мозгу более сложные. Также отметим, что большинство кинестетических волокон сходны по строению с большими нервными кожными волокнами и характеризуются высокой скоростью прохождения нервных им­пульсов. Скорость прохождения импульсов для кожных и нервных мышечных окончаний различна. Однако кинестетическая чувствительность имеет то отличие, что возбуждение идет из самого организма, наблюдается так называемая проприоцепция (чувствительные нервные окончания, расположенные в мышечно-суставном аппарате).

Равновесие – способность человека сохранять устойчивость тела в определённом положении. Механизм сохранения равновесия достаточно сложен, если учесть, что скелет человека имеет более 200 костей. Основную роль в сохранении равновесия выполняет вестибулярный аппарат при активном участии зрения, кинестезии, кожной чувствительности. Возбуждение вестибулярного аппарата происходит вследствие изменения давления в лабиринте среднего уха при изменении положения головы или её движении. Органы внутреннего уха обрабатывают первичную информацию в соответствующие нервные сигналы и передают в мозг. Оттуда поступают команды отдельным группам мышц, которые выравнивают статическое и динамическое состояние частей тела, способствуя его равновесию. Статическое равновесие — сохранение определённой позы; динамическое — восстановление положения тела в условиях периодически быстро меняющегося положения тела.

• Освещение... Требования... Виды... Нормы... Под производственным освещением понимают систему устройств и мер, обеспечивающих благоприятную работу зрения человека и исключающую вредное или опасное влияние на него в процессе труда. Ощущение света при воздействии на глаза человека вызывают электромагнитные волны оптического диапазона от 380 до 760 нм (0,38-0,76мкм). Основными понятиями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, яркость и освещённость. Световым потоком (Ф) называют поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению. Единицей измерения светового потока является люмен (лм) – световой поток, излучаемый точечным источником света силой в одну канделу [кд], помещенный в вершину угла в один стерадиан. Стерадиан (С) – единица измерения телесного угла. За С [стер] принимается угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на поверхности сферы площадь, численно равную квадрату радиуса сферы. Пространственную плотность светового потока принято называть силой света (I) [кд], которая является основной светотехнической единицей, устанавливаемой по специальному эталону. Эталон – точечный источник света, испускающий в перпендикулярном направлении свет с площади в 1/6×10⁵м² черного тела при температуре затвердевания платины Т = 2042 К и давлении 101,325 Кпа. Так как уровень ощущения света глазом зависит от плотности светового потока на сетчатке глаза, то основное значение имеет световой поток, отражённый от освещаемой поверхности и попадающий на зрачок. В связи с этим введено понятие яркости (L), благодаря которой человек различает предметы. Яркостью [кд/м²]называют отношение силы света, излучаемой в рассматриваемом направлении, к площади светящейся поверхности. Освещённость (Е) характеризует поверхностную плотность светового потока и определяется отношением светового потока к площади освещаемой поверхности. Единицей измерения освещённости является люкс [лк]. Люкс – освещённость поверхности площадью в 1м² равномерно освещаемой световым потоком в 1лм. Падающий на тело свет частично отражается им, частично пропускается сквозь среду тела и поглощается им. В зависимости от спектрального состава свет может оказывать возбуждающее действие и усиливать чувство тепла (оранжево-красный), или, наоборот,­ успокаивающее (желто-зелёный), или усиливать тормозящие процессы (сине-фиолетовый). Необходимо отметить, что правильно подобранная и организованная освещённость влияет на производительность труда. Особенно велико значение освещённости при выполнении сложных работ на сборке, настройке и других аналогичных операциях. Неправильно выполненное освещение вызывает быструю усталость, способствует увеличению травматизма и несчастных случаев. Из-за этоговозникает до 5 % травм и в

20 % освещение способствовало их возникновению. Таким образом, производственное освещение может являться вредным и опасным производственным фактором, в соответствии с нормативным документом ″ССБТ ГОСТ 12.0.003-74″. Исследование воздействия производственного освещения на условия труда позволяют сформулировать основные требования, обусловливающие его рациональные параметры, а, затем, и расчёт. 1. Освещённость на рабочих местах должна соответствовать характеру зрительной работы. 2. Яркость на рабочей поверхности должна быть равномерной. 3. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени. 4. Отсутствие блёсткости рабочей поверхности. 5. Освещённость рабочей поверхности не должна изменяться со временем. 6. Свет должен обеспечивать правильную цветопередачу. 7. Обеспечивать электро- взрыво- и пожаробезопасность и быть экономичным. При проектировании производственного освещения руководствуются следующими нормативными документами: СНИП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение" и ГОСТ 12.1.046-85. Естественное освещение производственных помещений может осуществляться через окна в стенах (боковое), через верхние световые проёмы – фонари (верхнее) или обоими способами одновременно (комбинированное). Два последних вида более предпочтительны, поскольку создаётся более равномерная освещённость. Естественная освещённость (е) нормируется с помощью коэффициента естественной освещённости (КЕО), который определяется по формуле е = (Е_вн / Е_нар)× 100%, где Е_вн – освещённость внутри помещения; Е_нар – освещённость поверхности небесной сферой. Искусственное освещение используется при недостатке естественного света или в тёмное время суток и подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное. Оно проектируется из двух систем: общее и комбинированное. Последнее включает общее и местное освещение. Общее освещение предназначено для освещения всего помещения равномерным или локализованным светом. Комбинированное освещение используется при работах повышенной точности и при изменяющемся в процессе труда направлении освещённости. Местное освещение предназначено для освещения только рабочей поверхности. При выборе параметров искусственного освещения учитываются характер зрительной работы, контраст объекта (детали) с фоном, фон и система освещения. Характер зрительной работы определяется размером объекта различения (мм). Нормативами установлено 8 разрядов. От наивысшей точности работы, равной О,15мм до малой точности - 1-10мм. Разряд 5 – грубые работы – более 10мм. Разряды 6, 7 предназначены для работы со светящимися материалами, а 8-й разряд не ограничивает размеры объекта различения и устанавливается для работы общего наблюдения за ходом производственных процессов. В зависимости от контраста объекта с фоном и характера фона установлены подразделы (для 1-4 разрядов). Различают малый, средний и большой, а фон – ­тёмный, светлый и средний. Каждому подразделу отвечает сочетание контраста и фона. Необходимая величина освещённости принимается по СНИП 23-05-95. Аварийное освещение нужно предусматривать, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение в обслуживании оборудования может привести к нарушению технологического процесса, взрыву, пожару и другим опасным последствиям, а также к остановкам работы систем энергетики и жизнеобеспечения. Наименьшая величина аварийного освещения должна быть 5% от нормируемого рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и 1лк для территории предприятия. Эвакуационное освещение служит для освещения эвакуационных путей и предусматривается: а) в местах, опасных для прохода людей; б) в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации не менее 50 человек; в) на основных проходах в производственных помещениях, когда там работает не менее 50 человек; г) в производственных помещениях с постоянно работающим оборудованием, если выход людей при аварийном освещении связан с опасностью травмирования; д) в помещениях зданий, где одновременно может находиться более 100 человек. Это освещение должно обеспечивать на полу основных проходов, ступенях лестниц в помещениях 0,5 лк и на территории –0,2 лк. Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий и предприятий, охраняемых в ночное время. Его величина на уровне земли должна быть не менее 0,5 лк.

Измерения... Расчёт... Измерение освещённости проводится в соответствии с методикой по ГОСТ 24940-81 "Здания и сооружения. Метод измерения освещённости". Для измерения освещённости применяются приборы: люксметры различных модификаций, фотометры, измерители видимости и комплексный измеритель светотехнических величин. Все люксметры представляют собой сочетание селенового фотоэлемента и миллиамперметра, градуированного в люксах. Действие прибора основано на явлении фотоэлектрического эффекта. Световой поток, падая на фотоэлемент, вызывает образование фототока, который регистрируется миллиамперметром. При проектировании освещения объектов различного назначения, мест производства работ вне зданий, улиц, дорог и площадей населенных пунктов и городов следует руководствоваться нормативными требованиями к освещению СНиП 11-4-79 "Естественное и искусственное освещение"; Правилами устройства электроустановок; Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей; инструкциями и отраслевыми нормами по проектированию освещения, утвержденными в установленном порядке.

 

• Воздух... Загрязнение... Источники... Нормализация... Воздух состоит из смеси газов: 78,09 % азота, 20,95 % кислорода, 0,93 % аргона, 0,03 % углекислого газа. Всего 0,01 % остаётся на остальные более 10 компонентов воздуха. Главная составляющая азот, с которым связано развитие и поддержание жизни на земле. Воздух производственных помещений, в силу различных причин, может содержать ряд газообразных, парообразных, пылевидных, аэрозольных примесей, многие из которых вредны для здоровья человека. Все вредные вещества по характеру воздействия на человека можно разделить на две группы: токсичные и нетоксичные. Токсичные вещества, как правило, вступают во взаимодействие с организмом человека, вызывая различные отклонения в состоянии здоровья работающего. Нетоксичные вещества в большинстве своем оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей, глаз и кожу. При контакте с организмом человека вредные примеси могут вызвать производственные травмы, профзаболевания. Чаще всего вызываются отравления: острые и хронические. Острые отравления являются следствием кратковременного воздействия на организм значительного количества вредных веществ. Хронические отравления развиваются в результате длительного воздействия вредных веществ, поступающих в организм малыми дозами. Наиболее опасными являются хронические отравления, отличающиеся стойкостью симптомов и нередко приводящие к профессиональным заболеваниям. В соответствии, например, с ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества", все вредные вещества (ВВ) подразделяются на четыре класса опасности: 1. Чрезвычайно опасные (предельно допустимая концентрация ПДК < 0,1мг/м³); 2. Высоко опасные (0,1<ПДК<1,0мг/м³); 3. Умеренно опасные (1,0 <ПДК<10,0мг/м³); 4. Малоопасные (ПДК >10,0мг/м³). Наряду с ПДК введено ещё шесть показателей вредности, которые приведены в табл. 2. Под средней смертельной дозой при введении в желудок принимается такая доза вещества, которая при однократном введении в желудок вызывает гибель 50 % испытуемых животных. Средняя смертельная концентрация вещества при двухчасовом ингаляционном воздействии приводит к гибели 50 % испытуемых животных. Под средней смертельной дозой при нанесении на кожу понимается доза вещества, которая вызывает гибель 50 % подопытных животных при однократном нанесении на кожу. КВИО – это отношение максимально достигаемой концентрации ВВ в воздухе при 20ºС к средней смертельной концентрации для мышей. Зона острого действия представляет отношение средней смертельной концентрации ВВ к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных реакций.

Под зоной хронического действия понимаются отношения минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменения биологических показателей на уровне целостного организма, приходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте по 4 часа в неделю на протяжении не менее четырёх месяцев. Воздействие ВВ на организм человека по эффекту делится на восемь групп, данные о которых приведены в таблице ниже.