Энергетические затраты при различных формах деятельности. Классификация условий трудовой деятельности

Вариант 9.

10.Энергетические затраты при различных формах деятельности. Классификация условий трудовой деятельности

     Уровень энергозатрат человека при различных  формах деятельности служит критерием  тяжести и напряженности выполняемой  работы, имеет большое значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом полного газового анализа, при этом учитывается объем потребления

     кислорода и выделенного углекислого газа. С увеличением тяжести труда  значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии.

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

     Физический  труд характеризуется большой нагрузкой  на организм, требующей преимущественно  мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения, а  также оказывает влияние на функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.), стимулирует обменные процессы. Основным его показателем является тяжесть. Энергозатраты при физическом труде в зависимости от тяжести работы составляют 4000 - 6000 ккал в сутки, а при механизированной форме труда энергетические затраты составляют 3000 - 4000 ккал. 

     При очень тяжелой работе непрерывно нарастает потребление кислорода, и может возникнуть кислородная задолженность, когда в организме накапливаются неокисленные продукты обмена. Рост обмена веществ и расхода энергии приводит к повышению теплообразования, температуры тела на 1-1,5°С. Таким образом, энергозатраты являются критерием физической тяжести труда.

     Умственный  труд объединяет работы, связанные  с приемом и передачей информации, требующие активизации процессов мышления, внимания, памяти. Данный вид труда характеризуется значительным  снижением двигательной активности. Основным показателем умственного труда является напряженность, отражающая нагрузку на центральную нервную систему. Энергозатраты при умственном труде составляют 2500- 3000 ккал в сутки. Но затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. Так, при рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5 - 10 % уровень основного обмена; стоя-  на 10-25%, при вынужденной неудобной 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. Суточный расход энергии при умственном труде повышается на 48% при чтении вслух сидя, на 90% - при чтении лекций, на 90-100% - у операторов ЭВМ. Кроме того, мозг склонен к инерции, так как после прекращения работы мыслительный процесс продолжается, что приводит к большому утомлению и истощению ЦНС, чем при физическом труде.

     Умственная  работа связана с нервным напряжением, которое зависит от значимости, опасности и ответственности работы. При нервном напряжении возникает тахикардия, рост кровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение потребления кислорода. Для правильной организации умственной деятельности необходимо: постепенно "входить" в работу, соблюдать ритм, систематичность.

     Мышечная  работа влияет на сердечно-сосудистую систему, увеличивая кровоток с 3-5 л/мин до 20-40 л/мин для обеспечения газообмена. При этом возрастает число сокращений сердца до 140-180 в мин. и кровяное давление до 180-200 мм рт.ст.

     Увеличение  интенсивности работы сопровождается ростом воздухообмена (с 5-8 л/мин до 100 л/мин), частотой дыхания (с 10-20 до 30-40 в мин) и долей использования кислорода (с 3-4% до 4-8%). Последнее обуславливается усилием диффузии С*2 в легкие.

     Под действием мышечной работы меняется морфологический состав крови, ее физико-химические свойства: растет число эритроцитов, содержание гемоглобина, усиливается процесс регенерации эритроцитов, увеличивается число лейкоцитов. Эти изменения свидетельствуют об усилении функции кроветворных органов. Определенные изменения при физической работе происходят в эндокринных функциях (повышение содержание в крови адреналина и др.), что способствует мобилизации энергетических ресурсов организма.

     Условия труда - это совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье в процессе труда.

     Исходя  из гигиенических критериев, условия  труда подразделяются на 4 класса¹:

     1. 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 (в пределах фона).

     Сохраняется не только здоровье работающих, но и  создаются предпосылки для поддержания  высокой производительности труда. При этом за оптимальные принимаются  такие условия труда, при которых  неблагоприятные факторы не превышают  уровней, принятых в качестве безопасных для населения.

     2. Допустимые условия труда. При  них вредные воздействия не  превышают уровней, установленных  для рабочих мест, а возможные  изменения функционального состояния  организма восстанавливаются при  отдыхе, и не должны оказывать  неблагоприятного воздействия в ближайшем и отдалённом периоде на состояние здоровья работающих и их потомства. Изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены.

     1 и 2 классы соответствуют безопасным условиям труда.

     3. Вредные условия труда, при  которых наличие вредных производственных  факторов, превышающих гигиенические  нормы, оказывает неблагоприятное  влияние на организм работающего  и его потомство. 

     4. Опасные условия труда. Воздействие вредных факторов в течение смены создаёт угрозу для жизни, и существует высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных поражений.

     В соответствии с Р.2.2.755-99 различают  три класса условий труда по показателям  тяжести и напряженности труда.

     Оптимальный (легкий) труд.

     Допустимый  труд (средней тяжести).

     Вредный (тяжелый) труд.

     Затраты энергии меняются и 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 позе - на 40...50%. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15... 20% общего обмена в организме (масса мозга составляет 2% массы тела).

     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...100%.

     Уровень энергозатрат может служить критерием  тяжести и напряженности выполняемой  работы, имеющим важное значение для  оптимизации условий труда и  его рациональной организации.

     Физическая  тяжесть труда - это нагрузка на организм при труде, требующая преимущественно  мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения. С  учетом вида нагрузки и нагружаемых  мышц физическая работа делится на статическую и динамическую².

     Статическая работа связанна с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном  состоянии, с поддержанием тела или  его частей в пространстве (фиксация рабочей позы).

     Внешняя мышечная работа отсутствует, но остаётся напряжённое состояние мышц, длящееся бесконечно долго. Это приводит к сильному утомлению мышц, а с учётом недостаточного их кровоснабжения, к заболеванию мышечной и периферийной нервной системы. Пример статической работы - часовой на посту.

     Динамическая  работа - процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а так же самого тела человека или его частей, в пространстве. Играют роль: сила, скорость, точность, интенсивность движения.

     При этом энергия организма расходуется  как на поддержание определённого  напряжения в мышцах, так и на механический эффект работы. Динамическая работа подразделяется на общую мышечную работу, выполняемую более чем 2/3 мышц скелетной мускулатуры, в том числе ног и туловища (грузчики, сельхозрабочие); региональную мышечную работу, которая выполняется мускулатурой плечевого пояса и верхних конечностей; локальную мышечную работу с участием менее чем 1/3 скелетных мышц.

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

     Напряженность труда характеризуется эмоциональной  нагрузкой на организм при труде, требующем преимущественно работы мозга по получению и переработке информации. Наиболее легким считается умственный труд, при котором отсутствует необходимость принятия решений. Такие условия труда считаются оптимальными. Если же оператор работает и принимает решения в рамках одной инструкции, то такие условия труда относятся к допустимым.

     К напряженным вредным условиям 1 степени  относится труд, который связан с  решением задач по известным алгоритмам. Творческая деятельность, требующая  решения сложных задач при  отсутствии очевидного алгоритма решения, должна быть отнесена к напряженному труду 2-й степени.

     Условия труда могут быть также:

• физические;
• бытовые;
• социальные;
• производственные.

     К физическим условиям труда относятся: температура; давление; загрязнённость воздуха; влажность; сухость; освещённость; шум и вибрация; скорость движения воздуха.

     В результате воздействия на человека физических условий труда могут  возникать: переутомление; переохлаждение; перегрев; загрязнённость и сквозняк.

     Комфортные  условия включают: бытовые удобства, благоустроенность, уют. В соответствии с действующими нормативами, к комфортным относятся следующие условия:

     - t = 18-20 оС;

     - давление 760 мм рт. ст.;

     - минимальная скорость движения  воздуха - 0,1 м/сек., относительная  влажность - 45-50% летом, 50-55% - зимой. 

     Особенности трудовой деятельности женщин и подростков³

     При использовании на производстве труда  женщин и подростков необходимо учитывать  анатомо-физиологические особенности  их организма.

     В подростковом возрасте наблюдается  ускоренный рост костей скелета и  мускулатуры, особенно конечностей, и вместе с тем - слабость связочного аппарата, более быстрая утомляемость мышц, нередки отклонения в развитии органов дыхания и желудочно-кишечного тракта.

     Для лиц в возрасте 16-18 лет установлена  сокращенная - 36-часовая - рабочая неделя. Ограничено применение труда подростков при переносе тяжестей, а если работа связана именно с переносом тяжестей, то масса груза не должна превышать 4,1 кг.

     Анатомо-физиологические  особенности женщин в некоторых  случаях, при неудовлетворительной производственной обстановке, могут способствовать возникновению гинекологических заболеваний и повлиять на состояние репродуктивной функции женщин. Для работающих женщин регламентируют предельные величины переноски и перемещения грузов, вводят более благоприятные режимы труда и отдыха, ограничивают использование труда женщин в ночное время, устанавливают для них режим работы с неполным рабочим днем или с неполной рабочей неделей.

     Максимальная  масса поднимаемого и перемещаемого  женщинами груза, при условии чередования этого труда с другими видами работ до 2-х раз в час, составляет 10 кг, а при постоянном подъеме и перемещении тяжестей в течение рабочей смены - 7 кг.

     Поскольку организм женщины особенно уязвим во время беременности, существует необходимость перевода женщин на определенное время на работы, не связанные с опасностью воздействия тяжелых и вредных условий труда.

     37. Естественные системы  защиты организма

     В организме человека функционирует  ряд систем обеспечения собственной безопасности. К ним относятся некоторые органы чувств: глаза, уши, нос; костно-мышечная система; кожа; система иммунной защиты; боль, а также защитно-приспособительные реакции, такие, как воспаление и лихорадка. Защитно-приспособительные реакции направлены на сохранение постоянства внутренней среды организма и адаптацию его к условиям существования, они регулируются рефлекторным и гуморальным (гормоны, ферменты и т.д.) путем. Например, глаза имеют веки -две кожно-мышечные складки, закрывающие глазное яблоко при смыкании. Веки несут функцию защиты глазного яблока, рефлек-торно предохраняя орган зрения от чрезмерного светового потока, механического повреждения, способствуют увлажнению его поверхности и удалению со слезой инородных тел. Уши при чрезмерно громких звуках обеспечивают защитную реакцию: две самые маленькие мышцы нашего среднего уха резко сокращаются и три самые маленькие косточки (молоточек, наковальня и стремечко) перестают колебаться совсем, наступает блокировка, и система косточек не пропускает во внутреннее ухо чрезмерно сильных звуковых колебаний.

     Чихание относится к группе защитных реакций и представляет форсированный выдох через нос (при кашле - форсированный выдох через рот). Благодаря высокой скорости воздушная струя уносит из полости носа попавшие туда иногородние тела и раздражающие агенты.

     Слезотечение  возникает при попадании раздражающих веществ на слизистую оболочку верхних дыхательных путей: носа, носоглотки, трахеи и бронхов. Слеза не только выделяется наружу, но и попадает через слезоносный канал в полость носа, смывая тем самым раздражающее вещество (поэтому "хлюпают" носом при плаче).

     Боль  возникает при нарушении нормального течения физиологических процессов в организме при раздражении рецепторов при повреждении органов и тканей вследствие воздействия вредных факторов. Боль является сигналом опасности для организма и одновременно боль - это защитное приспособление, вызывающее специальные защитные рефлексы и реакции. Субъективно человек воспринимает боль как тягостное, гнетущее ощущение. Объективно боль сопровождается некоторыми вегетативными реакциями (расширение зрачков, повышение кровяного давления, бледность кожных покровов лица и др.). При боли увеличивается выделение биологически активных веществ (например, в крови увеличивается концентрация адреналина). Болевая чувствительность присуща практически всем частям нашего тела. Характер болевых ощущений зависит от особенностей конкретного органа и силы разрушительного воздействия. Например, боль при повреждении кожи отличается от головной боли, при травме нервных стволов возникает жгучее болевое ощущение - каузалгия. Болевое ощущение как защитная реакция нередко указывает на локализацию патологического процесса.

     65. Методы и средства  защиты от шума, дать схемы: звукоизолирующего  кожуха, экранирования источников шума, глушителя шума

     Согласно  ГОСТ 12.1.003-83 при разработке технологических  процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при  организации рабочих мест следует  принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих допустимые. 

     Защита  от шума должна обеспечиваться разработкой  шумобезопасной техники, применением  средств и методов коллективной защиты, в том числе  строительно-акустических, применением средств индивидуальной защиты.  

     В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению  к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути  его распространения от источника до защищаемого объекта.

     Снижение  шума в источнике осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, снижающие шум механического происхождения, аэродинамического и гидродинамического происхождения, электромагнитного   происхождения. 

     Методы  и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и  организационно - технические и включают в себя:  

• изменение направленности излучения шума;
• рациональную планировку предприятий и производственных помещений;
• акустическую обработку помещений;
• применение звукоизоляции.    

     К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий.  По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий. 

     Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит  от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны  порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения. 

     Средства  индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается.  

     Принцип действия СИЗ – защитить наиболее чувствительный канал воздействия  шума на организм человека – ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и  нервной системы от действия чрезмерного раздражителя. 

     Наиболее  эффективны СИЗ, как правило, в области  высоких частот. 

     СИЗ включают в себя противошумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски, специальные костюмы.

     В свободной зоне сила звука уменьшается  на 6 дБ(А) при удвоении расстояния от его источника. Например:

     1   м - 70 дБ(А)

     2   м - 64 дБ(А) 
          4 м - 58 дБ(А) 
          8 м - 52 дБ(А).

     Если  в пространстве вокруг источника звука есть другие здания или поверхности, оно превращается в полуотражающую зону. В полуотражающей зоне сила звука уменьшается на 3 дБ(А) при удвоении расстояния от его источника. Но с какого-то момента в этой зоне применяется величина 6 дБ(А), характерная для свободной зоны. Например:

     1   м - 70 дБ(А)

     2   м - 67 дБ(А) 
          4 м - 64 дБ(А) 
          8 м - 58 дБ(А).

     С помощью таких простых расчетов можно оценить уровень шума в  радиусе 100 м от его источника.

     При этом шум остается в помещении для двигателя. Если помещение безлюдно или персонал работает в нем кратковременно и от случая к случаю, этот способ вполне приемлем.

     Если  в помещении постоянно находятся  люди или оно одновременно используется и для других целей, возможно, выгодней закрыть силовой агрегат звукоизолирующим кожухом, в котором предусмотрены проем для подачи охлаждающего воздуха, короб для отвода нагретого воздуха и шумозащитные экраны. Облицовка кожуха из стекловаты или минеральной ваты, прикрепленная перфорированными панелями, поглощает некоторую часть механического шума. Такой же принцип использован в прямоточном глушителе.

     Такой кожух обеспечивает внутри помещения  уровень шум, приемлемый для работающего  в нем персонала. Дополнительным преимуществом является значительное снижение уровня шума вокруг помещения с двигателем. См. рис. 1 (49). Систему вентиляции двигателя следует изменить, чтобы она отводила картерные газы из кожуха и, при необходимости, из помещения. Это предотвратит засорение сердцевины радиатора.  Если ослабить шум от двигателя не удается, нужно убедиться, что вблизи нет других источников шума, более сильного, чем шум двигателя. Возможно, установка здесь не при чем.

     Одним из способов снижения шума агрегатов с газотурбинным приводом является устройство звукоизолирующих кожухов, полностью закрывающих наиболее шумные агрегаты. Существенное преимущество этого способа - возможность снижения шума на любую требуемую величину в расчетных точках, расположенных на рабочих местах работников. Кожухи могут быть съемными или разборными, иметь смотровые окна, открывающиеся дверцы, а также проемы для ввода различных коммуникаций. При этом все перечисленные выше элементы должны быть конструктивно выполнены таким образом, чтобы обеспечить такую же акустическую эффективность, как у сплошного герметичного кожуха.

     По  конструктивному исполнению звукоизолирующие кожухи подразделяются на:

     1) съемные, полностью закрывающие  источник шума;

     2) разборные, закрывающие всю звукоактивную поверхность или только часть ее;

     3)глухие, герметичные, не имеющие проходов  для ввода коммуникаций, смотровых  окон, дверей и т.д.;

     4) негерметичные, с проходами для  ввода коммуникаций, смотровыми  окнами, дверями и т.д.

     Основные  требования к устройству и проектированию звукоизолирующих кожухов:

     1) нее элементы кожуха должны  иметь одинаковую звукоизолирующую  способность;

     2) кожухи следует устанавливать  на полу, на резиновых прокладках, так как в результате вибрации  стенки кожуха могут послужить  источниками структурного шума;

     3) во всех случаях, когда на  кожух могут передаваться вибрации  от изолируемого источника шума, наружные стенки кожуха необходимо  покрывать вибродемпфирующим материалом  мастичного типа, толщина покрытия  которого должна в 2-3 раза превышать стенки кожуха;

     4)предусмотреть  наличие зазора между поверхностью  источника шума и стенкой кожуха;

     5) в качестве конструкционного  материала для изготовления кожухов  рекомендуются сталь, дюралюминий  и другие листовые материалы;

     6) внутренняя поверхность стенок кожуха должна быть облицована звукопоглощающими материалами толщиной 30-50 мм.

     Ограждающие поверхности кожуха (рисунок 2) состоят из металлического корпуса, звукопоглощающей облицовки, перфорированного листа. Кожух имеет отверстия для прохода воздуха, которые сделаны в виде щелевых глушителей. Со стороны забора воздуха установлен прямоугольный щелевой глушитель абсорбционного типа, а со стороны выброса воздуха - глушитель в виде узких концентрических колец, образованных звукопоглощающими элементами. Приводной вал проходит внутри цилиндрического глушителя абсорбционного типа. Эффективность всех предусмотренных глушителей равна звукоизолирующей способности кожуха.

Рисунок 2 - Схема звукоизолирующего кожуха

1 - вентилятор; 2, 4 - цилиндрический и щелевой  глушители; 3 - агрегат; 5 – резиновая прокладка; 6 - металлический лист; 7 - звукопоглощающий материал; 8- перфорированный лист

      Акустические  экраны являются в соответствии с  классификацией ГОСТ 12.1.029-80 одним из средств звукоизоляции.

      Различаются естественные и искусственные экраны. Искусственные  ¾ это специально сделанные экраны для уменьшения в основном локальных источников шума, широко используемая при снижении шума трансформаторов, передвижных компрессорных, градирен и т. д. Известно использование экрана для уменьшения целиком шума ТЭС. Для этого на ТЭС Редондо Бич (США) была построена стена длиной 153 м и высотой 18 м. Естественные экраны — складки рельефа местности, насыпи, здания предприятий — позволяют существенно снизить уровень шума от источника на пути его распространения (рис. 5.1). Соответствующее размещение шумного оборудования за естественными экранами от жилого района позволяет в некоторых случаях решить проблему снижения шума от них. Максимальная эффективность экранов на открытом воздухе может достигать 25-30 дБА.

      Свойство  экранов снижать шум основано на отражении и рассеивании падающих на них звуковых волн. За экраном  образуется «звуковая тень», если его  размеры больше длины звуковой волны. Наибольшей эффективности экраны достигают  в области высоких частот, наименьшей – в области низких частот.