5. Обеспечение условий труда оператора мини ЭВМ IBM PC/AT

5.1. Анализ условий труда на рабочем месте оператора

Работа обслуживающего персонала узла электронной почты, являющегося одним из направлений деятельности ТОО "ДИК", связана с постоянной работой на ЭВМ. Помещение узла находится в здании государственного научно исследовательского института органических соединений и представляет собой комнату размерами 7,5м*18м*3,5м. Раньше в этом помещении находился вычислительный центр института, поэтому помещение очень хорошо приспособлено для расположения вычислительной техники. Одна из ее больших стен имеет четыре одностворчатых окна, размерами 1,8м*1,3м, которые выходят на северо-восток. Окна расположены равномерно по всей длине стены. Пол в комнате паркетный, все стены покрашены до высоты 1,8м, а далее стены и потолок побелены. Вдоль стены расположены пять письменных столов. На них располагаются персональные компьютеры и другая оргтехника (модемы, принтеры, телефоны и ксерокс). Столы имеют пластиковое покрытие. Их габариты рабочей поверхности 1450мм*1100мм.

Высота столов 740мм. Высота сиденья от уровня пола составляет 440мм.

В комнате имеется искусственное освещение, состоящее из двенадцати светильников, в каждом из которых установлены две люминесцентные лампы, мощностью 40 Вт каждая. Светильники расположены в шесть рядов по два в каждом и равномерно распределены по площади потолка. От распределительного щита к правой и левой части комнаты проложена внешняя электропроводка, заключенная в прорезиненный кабель. Высота проводки составляет 2,2м от уровня пола, ее крепление осуществляется с помощью металлических держателей. Около каждого стола организован распределительный щит, расположенный на текстолитовой пластинке, закрепленной на стене на уровне 1м от пола. Всего в состав входят пять розеток и две клеммы заземления. Все вычислительные машины соединены с клеммами заземления. Четыре из пяти розеток обеспечивают подачу напряжения 220В, одна, обеспечивает подачу напряжения 36 В. Об этом имеются соответствующие надписи на каждом распределительном щите.

Работа обслуживающего персонала узла электронной почты заключается в инсталляции необходимого программного обеспечения и дальнейшем его использовании в диалоговом режиме работы с ЭВМ. Иногда может возникать необходимость написания вспомогательных программ для улучшения  работы узла или для снижения затрат. С точки зрения обеспечения условий труда и требований техники безопасности для работы оператора необходимо следующее: достаточное освещение экрана дисплея и рабочего места; полная техническая исправность оборудования, его электробезопасность; достаточная пожаробезопасность помещения; оптимальный микроклимат, способствующий продуктивной работе; соответствие рабочего места требованиям эргономики. К опасным и вредным факторам, воздействию которых подвергается оператор, можно отнести: возможность поражения электрическим током, при электронеисправности оборудования, нарушении заземления или техники безопасности; работа в микроклимате с недопустимыми параметрами; работа при недостаточной освещенности экрана дисплея и рабочего места.

В соответствии с ГОСТ 12.1.038-82 [1] помещение узла можно отнести к помещениям без повышенной опасности, т.к. это помещение беспыльное, сухое, с нормальной температурой и изолирующими паркетными полами, не имеющее заземленных металлоконструкций. Персональные ЭВМ можно отнести к первому классу электротехнических изделий по способу защиты человека от поражения электрическим током ГОСТ 12.2.007.0-76 [1], т.к. их корпуса сделаны из токонепроводящей пластмассы и каждое устройство имеет заземляющую жилу и вилку с заземляющим контактом. В соответствии с правилами устройства электроустановок ЭВМ можно отнести к электроустановкам с рабочим напряжением до 1000 В. Лицам допускаемым к работе с таким оборудованием присваивается III - IV квалификационная группа по технике безопасности, соответствующая ПТБ и ПСЭП [3], с одновременной проверкой знаний ПТБ и ПТЭ (сдачей экзамена).

Основными факторами характеризующими метеорологические условия являются: температура и влажность воздуха; подвижность воздуха; тепловое излучение. Эти условия влияют на теплообмен организма с окружающей средой.

Движение воздуха на рабочем месте оператора возникает за счет конвенции и имеет скорость порядка 0.01 - 0.05 м/с. Действие внутреннего вентилятора ЭВМ на перемещение воздуха на рабочем месте значительного влияния не оказывает в следствие его малой производительности Q=32 м.куб/ч, что создает скорость движения воздуха около заборной решетки в боковой стенки корпуса примерно 0.09-0.10 м/с. Исходя из этого можно сделать вывод о наличии оптимальных условий, с точки зрения скорости движения воздуха, на рабочем месте оператора.

В качестве источников влаговыделения в помещении узла могут выступать пользователи миниЭВМ. График работы узла и количество обслуживающего персонала подразумевает максимальное количество людей, одновременно находящихся в помещении, равным четырем.

В соответствии с СНиП II-68-78 [5] площадь кабинетов вычислительной техники с настольными вычислительными машинами должна удовлетворять условию - не менее 3 м.кв. на одно рабочее место. Кратность воздухообмена в помещении узла также регламентируется СНиП II-68-78, она должна составлять 30 м.куб/час на одно место. Выполнение данных требований обеспечит поддержание в помещении узла оптимального значения влажности и состава воздуха.

В соответствии с СНиП II-4-79 [6] работу оператора можно отнести к работе с малой точностью (наименьший размер объекта различения от 1 до 5 мм) V -ого разряда зрительной работы, с большой контрастностью объекта различения (символов на экране дисплея), с темным фоном (подразряд зрительной работы В). Помещение узла можно отнести к 1 группе помещений, в которых производится различение объектов зрительной работы при фиксированном направлении линии зрения работающего на рабочую поверхность. Для такого типа помещений и разряда зрительной работы нормируемое значение коэффициента естественной освещенности (КЕО) рабочей поверхности (при совмещенном освещении), должен составлять 0,5%, освещенность при искусственном освещении должна составлять 150 лк. По результатам измерения освещенности отделом охраны труда института величина освещенности от системы общего искусственного освещения лежит в пределах 400 - 500 лк, что соответствует требованиям предъявляемым к помещению узла.

В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 [1] уровни звукового давления в рабочем помещении не должны превышать в октавных полосах со среднегеометрическими частотами следующих значений, приведенных в таблице 5.1

Таблица 5.1

     --------------T----------------------------------T--------¬
¦ ¦ Уровень звукового давления, дБ, ¦ Уровни ¦
¦Рабочие места¦ в октавных полосах со среднегео- ¦ звука и¦
¦ ¦ метрическими частотами, Гц ¦экв. ур.¦
¦ +--T---T---T---T----T----T----T----+--------+
¦ ¦63¦125¦250¦500¦1000¦2000¦4000¦8000¦зв.дБ(А)¦
+-------------+--+---+---+---+----+----+----+----+--------+
¦Помещение ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦программистов¦71¦ 61¦ 54¦ 49¦ 45 ¦ 42 ¦ 40 ¦ 38 ¦ 50 ¦
L-------------+--+---+---+---+----+----+----+----+---------

В помещении узла находятся следующие источники шума: электродвигатели внутреннего вентилятора миниЭВМ; работающие принтеры; работающие дисководы. Шум, производимый вентилятором можно классифицировать как постоянный, все остальные источники шума, как импульсные. В соответствии с паспортом на помещение уровень звука, дБ(А), измеренный по шкале А шумомера достиг величины 28,3 дБ(А) при работе всего оборудования узла, включая и ксерокс. Это позволяет сделать вывод о соответствии уровня звука в помещении требованиям ГОСТа 12.1.003-83.

В соответствии с СНиП II 14.2-72 [2] здание института можно отнести ко II группе по степени огнестойкости и к категории Д по степени пожароопасности.

Эргономические требования к рабочему месту нормируются ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ [1]. Оптимальное положение тела работающего обеспечивается соответствующей конструкцией рабочего места, а также регулированием высоты рабочей поверхности, сиденья, пространства и подставки для ног. Рассматриваемое место оператора не имеет регулируемых параметров. Отличия реальных параметров рабочего места от параметров соответствующих требования ГОСТ 12.2.032-78 даны в таблице 5.2.

Таблица 5.2

     ----------T------------------------T----------T-----------¬
¦ Рост ¦ Высота рабочей поверх- ¦Высота ¦ Высота ¦
¦ человека¦ ности мм, при выполне- ¦простран. ¦ рабочего ¦
¦ см. ¦ нии легкой работы. ¦для ног,мм¦сидения,мм.¦
+---------+------------------------+----------+-----------+
¦ 175 ¦ 765 (740) ¦ 655 (600)¦ 450 (440) ¦
L---------+------------------------+----------+------------

В скобках указаны реальные значения параметров рабочего места, все они не соответствуют параметрам указанным в стандарте.

В заключение анализа условий труда оператора можно сделать вывод о необходимости расчета воздухообмена в помещении узла, для проверки соответствия температурного режима оптимальному значению и обеспечения требуемого воздухообмена для работающих в комнате людей. Кроме того, требуется предложить ряд мероприятий по обеспечению условий труда.

5.2. Мероприятия по обеспечению условий труда.

Перечислим проведенные мероприятия по обеспечению условий труда на рабочем месте оператора.

С точки зрения обеспечения электробезопасности к этим мероприятиям можно отнести следующие: оборудование распределительных щитов специальными розетками с заземляющими контактами; организация заземления всех приборов и устройств; периодическая проверка исправности заземления всех приборов и устройств; ежегодная сдача экзамена по ТБ, с занесением результатов в журнал.

С точки зрения обеспечения оптимальных условий микроклимата, уровня звука и освещенности к этим мероприятиям можно отнести: организацию естественной вентиляции, при помощи дифлектора, для обеспечения необходимого воздухообмена в помещении узла; организацию системы центрального отопления, для поддержания оптимальной температуры в холодный период года; организацию искусственного общего освещения, для обеспечения требуемых условий зрительной работы, отвечающих СНиП II 4-79 [2]; оформление паспорта на помещение узла, с занесением в него измерений освещенности и уровня звука, произведенных отделом охраны труда института.

С точки зрения обеспечения пожаробезопасности к этим мероприятиям можно отнести изображение схемы эвакуации из помещения узла, в случае пожара, повешенную на входную дверь.

В месте с тем анализ условий труда на рабочем месте оператора показал, что на рабочем месте не выполняются требования эргономики. Для выполнения их можно предложить замену не регулируемого сиденья на кресло с регулируемыми эргономическими параметрами, а также замену используемого стола на рабочее место оператора ЭВМ, соответствующие ГОСТ 12.2.032-78 [1].

Конкретные рекомендации по организации системы воздухообмена будут даны в расчетной части, после анализа теплового режима и естественной вентиляции.

5.3. Расчет воздухообмена в помещении узла.

Расчет необходимого количества воздуха для помещения с тепловыделениями производится по избыткам явного тепла. Данное количество воздуха необходимо определить отдельно для теплого и холодного периодов года.

Определим количество явного тепла выделяемого в помещении узла в теплый период года, с учетом следующих источников тепловыделения: операторов, солнечной радиации, искусственного освещения, миниЭВМ.

Количество тепла, выделяемого человеком, при легкой категории выполняемой работы составляет 150 Вт [2]. При одновременной работе четырех пользователей количество явного тепла будет равно:

          Qя.чел. = 4*150 = 600 Вт                    (5.1)

Количество тепла от солнечной радиации, определяется по формулам (5.2),(5.3).

          Qост.рад. = Fост.*qост.* Aост.              (5.2)
Qп.рад. = Fп.*qп.* Кп. (5.3)

где

Fост. и Fп. - площадь поверхности остекления и покрытия, м;

qост. - тепловыделения через 1 м поверхности остекления, он зависит от географической ориентации и характеристики окон, принимается равным в пределах от 70-210 Вт/м;

Аост. - коэффициент остекления, его значение лежит в пределах 0,25-1,15, в зависимости от вида остекления и его солнцезащитных свойств [2].

Так как комната находится не на последнем этаже корпуса и имеет капитальные стены, теплопоступления от солнечной радиации через них можно не учитывать. Оно лежит в пределах 6-24 Вт [2]. Рассчитаем Qост. по формуле (5.2):

          Qост.рад. = 4*1,8*3,5*100*1 = 2520 Вт.

Теплоту, выделяемую искусственным освещением можно посчитать по формуле (5.4) [2].

          Qос. = Nос. *  п. *  л.                     (5.4)

где

Nос. - мощность ламп;
п. - доля тепла, поступающего в помещение п. = 0,4-0,7 для люминесцентных ламп, л. - коэффициент использования лампы, в теплый период он равен 0,4-0,8.

Рассчитаем Qос. для общего числа светильников, при использовании в них 40 Вт люминесцентных ламп по формуле (5.4).

          Qос. = 12*2*40*0.5*0.5 =3840 Вт.

Теплоту выделяемую при работе миниЭВМ рассчитаем в предположении, что вся мощность, потребляемая от сети, расходуется на нагрев помещения. Зная, что одна ЭВМ потребляет 130 Вт по формуле (5.5) определим Qэвм:

          Qэвм = 4 * Wэвм = 4*130 = 520 Вт            (5.5)

Определим по формуле (5.6) суммарное количество теплоты:

          Qсум.пост = Qэвм + Qос + Qост + Qчел =      (5.6)
520+3840+2520+600 = 7480 Вт.

Рассчитаем потери тепла через стены и окна, определяемые по формуле (5.7)[2].

          Qпот. = Fогр*(Tвн - Tнар)*Rогр              (5.7)
где
  Fогр - поверхность ограждения;
Tвн - температура воздуха в помещении;
Tнар - расчетная температура наружного воздуха;
Rогр - сопротивление теплопередачи конструкции.

В следствии того, что в теплый период времени, нормальная (средняя) температура в г.Москве составляет Tнор=22,3 С [2] и практически совпадает с требуемой температурой в помещении, расчет тепловых потерь в помещении узла можно не проводить из-за минимальной разности Tвн и Tнар.

Определим количество явного тепла, выделяемого в помещении в холодный период года, с учетом следующих источников тепла: операторов, миниЭВМ, искусственного освещения, батарей центрального отопления. Количество тепла выделяемого первыми тремя источниками тепла, не изменилось, по сравнению с летним периодом. Поэтому нужен расчет количества тепла выделяемого только батареями центрального отопления. Всего в комнате четыре батареи, каждую из которых можно представить в виде совокупности вертикальных и горизонтальных труб. Тепловой поток от поверхности нагретых тел можно определить по формуле (5.8):

          Qтел = ( л+ к)*(Tп - Tв)* Fп                (5.8)
где
  Fп - площадь тела;
Tп - температура поверхности тела;
Tв - температура окружающего воздуха;
л и к - коэффициенты излучения и конвекции [Вт/м*С], [2].

Определим значение л по формуле (5.9) [2]:

    л = Спр*[(273-Tп/100) - (273+Tв/100) ]/(Tп-Tв)    (5.9)

где

Спр - приведенный коэффициент излучения тел в помещении, принимаемый равным 4,9 [Вт/см *К ] [2].

Найдем л:

    л=4.9*[(273-50/100)-(273+22/100) ]/(50-22)=32[Вт/м*К]

Определим значение к по формуле (5.10) [2]:

           к = А* (Tп-Tв)                            (5.10)

где

А - коэффициент, принимающий значения для горизонтальных труб 0,17, для вертикальных труб 0,21 [2].

Найдем значение к:

           к.гор = 0,17* ( 50-22)= 4,8 [Вт/ м *С ]
к.вер = 0,21* ( 50-22)= 5,8 [Вт/ м *С ]

Каждая батарея состоит из двух горизонтальных труб, длинной 920мм и диаметром 80мм и 22 вертикальных труб, длинной 540мм и диаметром 60мм. Рассчитаем тепловой поток от одной батареи по формуле (5.8):

    Qбат = 2*( л+ к.гор)*(Tп-Tв)*П*Dгор*Lгор+
22*( л+ к.вер)*(Tп-Tв)*П*Dвер*Lвер =
= 3,14*(Tп-Tв)*(2*(32+4,8)*0,08*0.92+
+22*(32+5,8)*0,06*0,54) = 2846 Вт.

От четырех батарей, соответственно:

           Qбат,4 = 4*248х46 = 11386 Вт.

Определим по формуле (5.11) суммарное количество поступающей теплоты:

           Qсум = Qбат,4+Qэвм+Qчел+Qос               (5.11)
Qсум = 11386+3840+520+600 = 16346 Вт.

Вычислим потери через стены и окна здания по формуле (5.7), приняв Tнар = -15 С [2], для города Москвы:

 Qпот. = (Fстен.-Fокон)*(Tвн-Tнар)* кир.*Lкир. +
Fокон*(Tвн-Tнар)*(2* стекл*Lстекл+ возд*Lвозд.)=
= 33,64*(22+15)*1,2*0,7+9,36*(22+15)*
*(2*0,7*0,002+0,15*0,7) = 1054,7 Вт

Определим необходимый воздухообмен для теплого и холодного периодов года по формуле [5.12], [2].

           L = 3,6*Qизб/ C*P*(Tвн-Tнар)              (5.12)

где

C - удельная теплоемкость воздуха, при постоянном давлении, она равна 1кДж/кг*С;
P - плотность воздуха 1,2 кг/м.куб.

Для теплого периода необходим воздухообмен:

           Lт = 3,6*7480/12000*(23-22,3) = 32,057 м.куб/час

Для холодного периода года необходим воздухообмен:

           Lх = 3,6*15799/12000*(22+15) = 1,4 м.куб/час

Норма воздухообмена для помещения узла, определяемая СНиП II-68-75 составляет 30 м.куб/час на одно рабочие место, и соответственно, для четырех рабочих мест, составит 120 м.куб/час:

           Lнорм. = 4*30 = 120 м.куб/час.

Требования, предъявляемые к воздухообмену в помещении узла СНиП II-68-75, более жесткие, чем требования предъявляемые, для обеспечения отвода явного тепла, как для холодного, так и для теплого периодов года:

           Lнорм=120 > Lт=32,057 > Lх=1,4

Поэтому проверим выполнение более жесткого требования, путем расчета воздухообмена, обеспеченного естественной вентиляцией, с применением дифлектора и сравнением полученного результата с требуемым.

Величину воздухообмена, организованную дифлектором можно рассчитать, пользуясь формулой (5.13)[2]:

           D = 0,0188: \| Lд/ Vд                     (5.13)

где

Vд - средняя скорость ветра в данной местности, для г.Москвы
Vд = 3,4 м/с [2];
Lд - производительность дифлектора,
D - диаметр подводящего патрубка.

Зная площадь прямоугольного патрубка, подведенного к помещению, рассчитаем эффективный диаметр по формуле (5.14):

      Dэф = Sпатр./ П = 0.24*0,18/3,14 = 0,0137 м    (5.14)

По рассчитанному эффективному диаметру, воспользовавшись формулой (5.13) определим производительность нашего дифлектора:

      Lд = Vд*(Dэф/0.0188) = 3,4*(0,0137/0,0188) = 0,18 м.куб/с

Реальный воздухообмен в помещении узла примерно на 10% меньше рассчитанного, из-за потерь в воздухопроводах и патрубках и составляет примерно 0.16 м.куб/с:

           Lорг = Lд*0,9 = 0.16 м.куб/с

Сравним Lорг с Lнорм:

           Lорг = 0.16 > Lнорм = 120/3600=0.03 м.куб/с

В результате проделанного расчета, мы убедились, что предъявляемым СНиП II-68-75, что позволяет обеспечивать все нормируемые параметры микроклимат в помещении узла.

В заключении отметим, что в результате проделанной работы, были проанализированы условия труда оператора миниЭВМ; осуществлена проверка на выполнение требований, предъявляемых к микроклимату на рабочем месте, шуму, условиям зрительной работы, эргономическим характеристикам, в соответствии с нормативными документами; сделаны выводы о соответствии всех рассматриваемых условий труда, кроме эргономических характеристик рабочего места, этим требованиям; перечислены проведенные мероприятия, по обеспечению этих требований, а так же предложены мероприятия по обеспечению требований предъявляемых к эргономическим характеристикам рабочего места СНиП II-68-78 [1]; в расчетной части был осуществлен подробный расчет теплового режима в комнате и требуемого воздухообмена, в результате которого были получены значения, удовлетворяемые существующей естественной вентиляцией, организованной с помощью дифлектора.

Заключение

В дипломной работе рассмотрены три различных проекта раз вития ТОО "ДИК". В результате их сравнительного анализа был сделан вывод, что все три варианта пригодны для внедрения.

Был предложен план внедрения этих проектов, обеспечивающий высокую прибыль при минимальных затратах, и в то же время минимальный риск.

В заключение, нужно добавить, что в настоящий момент фирма "ДИК" находится на первом этапе осуществления плана развития, а именно на стадии реализации проекта аренды пекарни.

Сейчас арендованная мини-пекарня дает прибыль порядка $ 2500 в месяц.

Литература:

1. Н.И.Бобков "Охрана труда на ВЦ" М.1991

2. Г.Ф.Денисенко "Охрана труда" М. Высшая школа 1985