Эволюция среды обитания, переход от биосферы к техносфере

Энергетические затраты человека зависят от интенсивности мышечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий. Суточные затраты энергии для лиц умственного труда составляют 10,5-11,7 МДж, для работников механизированного труда и сферы обслуживания – 11,3-12,5 МДж, для работников, выполняющих работу средней тяжести – 12,5-15,5 МДж, для работников выполняющих тяжелую физическую работу – 16,3-18 МДж.

Затраты энергии меняются в зависимости  от рабочей позы. При рабочей позе сидя затраты энергии превышают  на 5-10 % уровень основного обмена, при рабочей позе стоя – на 10-25 %, при вынужденной неудобной рабочей  позе – на 40-50 %. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15-20 % общего обмена в организме. Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией – на 94 %, у операторов вычислительных машин – на 60-80 %.

Уровень энергозатрат может служить  критерием тяжести и напряженности  выполняемой работы, имеющим важное значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом полного газового анализа (учитывается объем потребления кислорода и выделения углекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возрастает потребление кислорода и количество расходуемой энергии.

Тяжесть и напряженность труда  характеризуются степенью функционального  напряжения организма. Оно может  быть энергетическим, зависящем от мощности работы – при физическом труде, и эмоциональным – при  умственном труде, когда имеет место информационная перегрузка.

Физическая  тяжесть труда – нагрузка на организм при труде, требующая преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения. Классификация труда по тяжести производится по уровню энергозатрат с учетом вида нагрузки и нагружаемых мышц. Статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку рабочей позы. Динамическая работа это процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самого человека или его частей в пространстве.

Напряженность труда характеризуется  эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующем преимущественно  интенсивной работы мозга по получению  и переработке информации. Кроме  того, при оценке степени напряженности учитывают эргономические показатели: сменность труда, позу, число движений и т.п.

В соответствии с гигиенической  классификацией труда условия труда  подразделяются на четыре класса:

1 – оптимальные;

2 – допустимые;

3 – вредные;

4 – опасные.

Оптимальные условия труда обеспечивают максимальную производительность труда и минимальную напряженность организма человека. Оптимальные нормативы установлены для параметров микроклимата и факторов трудового процесса. Для других факторов условно применяют такие условия труда, при которых уровни неблагоприятных факторов не превышают принятых в качестве безопасных для населения. Допустимые условия труда характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами для рабочих мест. изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, они не должны оказывать неблагоприятное воздействие в ближайшем и отдаленном периоде на здоровье работающего и его потомства. оптимальный и допустимый классы соответствуют безопасным условиям труда.

Вредные условия труда характеризуются  уровнями вредных производственных факторов, превышающими гигиенические  нормативы и оказывающими неблагоприятное воздействие на организм работающего и его потомство.

Опасные условия труда характеризуются  такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение  рабочей смены создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяжелых форм  острых профессиональных поражений.

Вредные условия труда (3-й класс) подразделяют на четыре степени вредности. Первая степень (3.1) характеризуется  такими отклонениями от гигиенических  нормативов, которые, как правило, вызывают обратимые функциональные изменения и обусловливают риск развития заболевания. Вторая степень (3.2) определяется такими уровнями производственных факторов, которые могут вызывать стойкие функциональные нарушения, приводящие в большинстве случаев к росту заболеваемости, временной утрате трудоспособности, повышению частоты общей заболеваемости, появлению начальных признаков профессиональной патологии.

При третьей степени (3.3) воздействие  уровней вредных факторов приводит, как правило, к развитию профессиональной патологии в легких формах, росту хронической общесоматической патологии, в том числе к повышению уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности. В условиях труда четвертой степени (3.4) могут возникнуть выраженные формы профессиональных заболеваний; отмечается значительный рост хронической патологии и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Эффективность трудовой деятельности человека в значительной степени  зависит от предмета и орудий труда, работоспособности организма, организации рабочего места, гигиенических факторов производственной среды.

Работоспособность – величина функциональных возможностей организма человека, характеризующаяся  количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. Во время трудовой деятельности работоспособность организма изменяется во времени. Различают три основные фазы сменяющих друг друга состояний человека в процессе трудовой деятельности:

- фаза врабатывания, или нарастающей трудоспособности; в этот период уровень работоспособности постепенно повышается по сравнению с исходным; в зависимости от характера труда и индивидуальных особенностей человека этот период длится от нескольких минут до 1,5 ч, а при умственном творческом труде – до 2,5 ч;

- фаза высокой устойчивости  работоспособности; для нее характерно  сочетание высоких трудовых показателей  с относительной стабильностью  или даже некоторым снижением  напряженности физиологических  функций; продолжительность этой  фазы может составлять 2…2,5 ч и более в зависимости от тяжести и напряженности труда;

- фаза снижения работоспособности,  характеризующаяся уменьшением  функциональных возможностей основных  работающих органов человека  и сопровождающаяся чувством  усталости.

Одним из наиболее важных элементов повышения эффективности трудовой деятельности человека является совершенствование умений и навыков в результате трудового обучения.

С психофизиологической точки зрения производственное обучение представляет собой процесс приспособления и соответствующего изменения физиологических функций организма человека для наиболее эффективного выполнения конкретной работы. В результате тренировки (обучения) возрастает мышечная сила и выносливость, повышается точность и скорость рабочих движений, быстрее восстанавливаются физиологические функции после окончания работы.

Правильное расположение и компоновка рабочего места, обеспечение удобной  позы и свободы трудовых движений, использование оборудования, отвечающего требованиям эргономики и инженерной психологии, обеспечивают наиболее эффективный трудовой процесс, уменьшают утомляемость и предотвращают опасность возникновения профессиональных заболеваний.

Оптимальная поза человека в процессе трудовой деятельности обеспечивает высокую  работоспособность и производительность труда. Неправильное положение тела на рабочем месте приводит к быстрому возникновению статической усталости, снижению качества и скорости выполняемой работы, а также снижению реакции на опасности. Нормальной рабочей позой следует считать такую, при которой работнику не требуется наклоняться вперед более чем на 10…15⁰; наклоны назад и в стороны нежелательны; основное требование к рабочей позе – прямая осанка.

Выбор рабочей позы зависит от мышечных усилий во время работы, точности и скорости движений, а также от характера выполняемой работы. При усилиях не более 50 Н можно выполнять работу сидя, 50…100 Н с одинаковым физиологическим эффектом как стоя, так и сидя, более 100 Н желательно работать стоя.

Работать стоя целесообразнее при  необходимости постоянных передвижений, связанных с настройкой и наладкой оборудования. Она создает максимальные возможности для обзора и свободы движений. Однако при работе стоя повышается нагрузка на мышцы нижних конечностей, повышается напряжение мышц в связи с высоким расположением центра тяжести и увеличиваются энергозатраты на 6…10 % по сравнению с позой сидя. Работа в позе сидя более рациональна и менее утомительна, так как уменьшается высота центра тяжести над площадью опоры, повышается устойчивость тела, снижается напряжение мышц, уменьшается нагрузка на сердечно-сосудистую систему. В положении сидя обеспечивается возможность выполнять работу, требующую точность движения. Однако и в этом случае могут возникать застойные явления в органах таза, затруднение работы органов кровообращения и дыхания.

Смена позы приводит к перераспределению  нагрузки на группы мышц, улучшению  условий кровообращения, ограничивает монотонность. Поэтому, где это совместимо с технологией и условиями  производства, необходимо предусматривать выполнение работы как стоя, так и сидя с тем, чтобы рабочие по своему усмотрению могли изменять положение тела.

при организации производственного  процесса следует учитывать антропометрические и психофизиологические особенности  человека, его возможности в отношении величины усилий, темпа и ритма выполняемых операций, а также анатомо-физиологические различия между мужчинами и женщинами.

Размерные соотношения на рабочем  месте при работе стоя строятся с  учетом того, что рост мужчин и женщин в среднем отличается на 11,1 см, длина вытянутой в сторону руки – на 6,2 см, длина вытянутой вперед руки – на 5,7 см, длина ноги на 6,6 см, высота глаз над уровнем пола – на 10,1 см. На рабочем месте в позе сидя различия в размерных соотношениях у мужчин и женщин выражаются в том, что в среднем длина тела мужчин на 9,8 см и высота глаз над сиденьем – на 4,4 см больше, чем у женщин.

На формирование рабочей позы в  положении сидя влияет высота рабочей  поверхности, определяемая расстоянием  от пола до горизонтальной поверхности, на которой совершаются трудовые движения. Высоту рабочей поверхности устанавливают в зависимости от характера, тяжести и точности работ. Оптимальная рабочая зона при работе сидя обеспечивается также конструкцией стула: размерами, формой, площадью и наклоном сиденья, регулировкой по высоте. Основные требования к размерам и конструкции рабочего стула в зависимости от вида выполняемых работ приведены в ГОСТ 12.2.032-78 и ГОСТ 21998-76.

Существенное влияние на трудоспособность оператора оказывает правильный выбор типа и размещения органов и пультов управления машинами и механизмами. При компоновке постов и пультов управления необходимо знать, что в горизонтальной плоскости зона обзора без поворота головы составляет 120⁰, с поворотом – 225⁰; оптимальный угол обзора по горизонтали без поворота головы – 30-40⁰ (допустимый 60⁰), с поворотом – 130⁰. Допустимый уровень обзора по горизонтали оси зрения составляет 130⁰, оптимальный – 30⁰ вверх и 40⁰ вниз.

Приборные панели следует располагать  так, чтобы плоскости лицевых частей индикаторов были перпендикулярны линиям взора оператора, а необходимые органы управления находились в пределах досягаемости. Наиболее важные органы управления следует располагать спереди и справа от оператора. Максимальные размеры зоны досягаемости правой руки – 70…110 см. Глубина рабочей панели не должна превышать 80 см. Высота пульта, предназначенного для работы, сидя и стоя, должна быть 75…85 см. Панель пульта может быть наклонена к горизонтальной плоскости на 10…20⁰, наклон спинки при положении сидя 0…10⁰.

Для лучшего различения органов управления они должны быть разными по форме и размеру, окрашиваться в разные цвета либо иметь маркировку или соответствующие надписи. При группировке нескольких рычагов в одном месте необходимо, чтобы их рукоятки имели различную форму. Это позволяет оператору различать их на ощупь и переключать рычаги, не отрывая глаз от работы.

Применение ножного управления дает возможность уменьшить нагрузку на руки и таким образом снизить  общую утомляемость оператора. Педали следует применять для включения, пуска и остановки при частоте этих операций не более 20 в минуту, когда требуется большая сила переключения и не слишком большая точность установки органа управления в новом положении. При конструировании ножного управления учитывают характер движения ног, необходимые усилия, частоту движения, общее рабочее положение  тела, ход педали. Наружная поверхность педали должна быть рифленой на ширину 60…100 мм, рекомендуемое усилие – 50…100 Н.

Периодическое чередование работы и отдыха способствует сохранению высокой работоспособности. Различают две формы чередования периодов труда и отдыха на производстве: введение обеденного перерыва в середине рабочего дня и кратковременных регламентированных перерывов. Оптимальную длительность обеденного перерыва устанавливают с учетом удаленности от рабочих мест санитарно-бытовых помещений, столовых, организации раздачи пищи. Продолжительность и число кратковременных перерывов определяют на основе наблюдений за динамикой работоспособности, учета тяжести и напряженности труда.