Реферат: Расчет информационной нагрузки программиста, оптимальное рабочее место с точки зрения эргономики, расчет вентиляции
11. ОХРАНА ТРУДА.
11.1. Вводная часть.
Охрана труда — это системазаконодательных актов, социаль-
но-экономических, организационных,технических, гигиенических и
лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих
безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека
в процессе труда.
Полностью безопасных и безвредныхпроизводственных процес-
сов не существует. Задача охраны труда — свести к минимальной
вероятность поражения или заболеванияработающего с одновремен-
ным обеспечением комфорта при максимальной производительности
труда.
В данном разделе дипломного проектабудет произведен рас-
чет информационной нагрузки программиста и спроектировано оп-
тимальное рабочее место с точки зренияэргономики, а также бу-
дет произведен расчет вентиляции.
Видеотерминалы становятся все более распространенным
средством взаимодействия человека сЭВМ. Таким образом, встает
важная задача: сконструировать рабочее место оператора так,
чтобы взаимосвязи в системе«человек-машина» былиоптимальными
со всех точек зрения.
Утомляемость операторов, работающих задисплейным термина-
лом представляет собой серьезную проблему.
Оценка информационной нагрузкизаключается в проверке и
предотвращении условий, вызывающих информационную перегрузку
пользователя видеотерминала.
.
11.2. Влияние дисплеев на здоровье пользователей и борьба
с вредными воздействиями.
Работа у видеотерминалов включаетсамые различные задачи,
которые объединяются такими общимифакторами, как то, что ра-
бота производится в сидячем положениии требует внимательного,
непрерывного и иногда продолжительногонаблюдения.[ ]
Выделяются три группы основныхзадач, которые решаются на
видеотерминалах.
1. задачи контроля и наблюдения;
2. диалог;
3. сбор информации.
Эти задачи различаются по длительностииспользования дисп-
лея и по степени внимания, которой онитребуют.
Весьма важен вопрос о режиме труда и отдыха при работе с
видеотерминалами.
Выделяются 7 условий для того, чтобыдеятельность на рабо-
чем месте, оснащенном дисплеем, осуществлялась без жалоб и без
усталости.
1. Правильная установка рабочегостола:
— при фиксированной высоте — лучшаявысота — 72 см;
— должен обеспечиваться необходимыйпростор для рук по вы-
соте, ширине и глубине;
— в области сиденья не должно бытьящиков стола.
2. Правильная установка рабочегостула:
— высота должна регулироваться;
— конструкция должна быть вращающейся;
— правильная высота сиденья: площадьсиденья на 3 см ниже,
чем подколенная впадина.
3. Правильная установка приборов: необходимо так устано-
вить яркость знаков и яркость фонадисплея, чтобы не существо-
вало слишком большого различия по сравнению с яркостью
окружающей обстановки, но чтобы знаки четкоузнавались на расс-
тоянии чтения.
Не допускать:
— слишком большую яркость (вызываетмерцание);
— слишком слабую яркость (сильнаянагрузка на глаза);
— слишком черную фоновую яркостьдисплея (сильная нагрузка
на глаза).
4.Правильное выполнение работ:
— положение туловища прямое,ненапряженное;
— положение головы прямое, свободное,удобное;
— положение рук — согнуты чуть больше,чем под прямым уг-
лом;
— положение ног — согнуты чутьбольше, чем под прямым уг-
лом;
— правильное расстояние для зрения,клавиатура и дисплей -
примерно на одинаковом расстоянии для зрения: при постоянных
работах — около 50 см, при случайныхработах — до 70 см.
5. Правильное освещение:
— освещение по возможности со стороны,слева;
— по возможности — равномерное освещение всего рабочего
пространства;
— приборы по возможности устанавливатьв местах, удаленных
от окон;
— выбирать непрямое освещениепомещения или укрывать кор-
пуса светильников;
— поступающий через окна свет смягчатьс помощью штор;
— так организовать рабочее место,чтобы направление взгля-
да шло по возможности параллельно фронтуокон.
6. Правильное применение вспомогательных средств: подло-
котники использовать, если клавиатура выше1.5 см; подставку для
документов и опору для ног.
7. Правильный метод работы:
— предусматривать по возможностиперемену задач и нагрузок;
— соблюдать перерывы в работе: 5 минут через 1 час работы
на дисплее или 10 минут после 2-х часовработы на дисплее.
В создании благоприятных условий дляповышения производи-
тельности и уменьшения напряжениязначительную роль играют фак-
торы, характеризующие состояние окружающей среды: микроклимат
помещения, уровень шума и освещение.
Рекомендуемая величина относительнойвлажности - 65-70%.
Рабочее место должно хорошовентилироваться. В настоящее время
с точки зрения шумовой нагрузки достигнут значительный прог-
ресс. Уровень шума в зале (примерно 40 дб)не превышает уровень
шума в КБ, независимо от количестваиспользуемой аппаратуры. По
последним исследованиям - работа за видеотерминалом не предс-
тавляет опасности с точки зрениярентгеновского излучения.
.
11.3. Оптимальное рабочее место.
Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами,
относится к числу важнейших проблемэргономического проектиро-
вания в области вычислительной техники. Эргономическими аспек-
тами проектирования видеотерминальныхрабочих мест, в частнос-
ти, являются: высота рабочей поверхности, размерыпространства
для ног, требования к расположению документов на рабочем месте
( наличие и размеры подставки длядокументов, возможность раз-
личного размещения документов, расстояние от глаз пользователя
до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабо-
чего кресла, требования к поверхностирабочего стола, регулиру-
емость рабочего места и его элементов.
Высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах
680-760 мм. Высота рабочей поверхности, накоторую устанавлива-
ется клавиатура, должна быть 650 мм.
Большое значение придается характеристикам рабочего крес-
ла. Так, рекомендуется высота сиденья над уровнем пола должна
быть в пределах 420-550 мм. Поверхностьсиденья рекомендуется
делать мягкой, передний край закругленным,а угол наклона спин-
ки рабочего кресла — регулируемым.
Необходимо предусматривать при проектировании возможность
различного размещения документов: сбоку отвидеотерминала, меж-
ду монитором и клавиатурой и т.п. Кроме того, в случаях, когда
видеотерминал имеет низкое качество изображения, например за-
метны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше
(около 700 мм), чем расстояние от глаза додокумента (300-450
мм). Вообще при высоком качествеизображения на видеотерминале
расстояние от глаз пользователя доэкрана, документа и клавиа-
туры может быть равным.
Положение экрана определяется:
— расстоянием считывания (0.60 + 0.10м);
— углом считывания, направлениемвзгляда на 20 ниже гори-
зонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому
направлению.
Должна предусматриваться возможностьрегулирования экрана:
— по высоте +3 см;
— по наклону от 10 до 20 относительно вертикали;
— в левом и правом направлениях.
Зрительный комфорт подчиняется двумосновным требованиям:
— четкости на экране, клавиатуре и вдокументах;
— освещенности и равномерностияркости между окружающими
условиями и различными участками рабочегоместа.
Большое значение также придаетсяправильной рабочей позе
пользователя. При неудобной рабочей поземогут появиться боли в
мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе поль-
зователя видеотерминала следующие: шея недолжна быть наклонена
более чем на 20 (между осью«голова-шея» и осью туловища), пле-
чи должны быть расслаблены, локти — находиться под углом 80 -
100 , а предплечья и кисти рук — в горизонтальном положении.
Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими
факторами: нет хорошей подставки длядокументов, клавиатура на-
ходится слишком высоко, а документы — слишком низко, некуда по-
ложить руки и кисти, недостаточно пространстводля ног. В целях
преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации:
лучше передвижная клавиатура, чем встроенная; должны быть пре-
дусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты
стола, клавиатуры, документов и экрана, а также подставка для
рук.
Характеристики используемого рабочего места:
— высота рабочей поверхности стола 750мм;
— высота пространства для ног 650 мм;
— высота сиденья над уровнем пола 450мм;
— поверхность сиденья мягкая сзакругленным передним кра-
ем;
— предусмотрена возможность размещениядокументов справа и
слева;
— расстояние от глаза до экрана 700мм;
— расстояние от глаза до клавиатуры400 мм;
— расстояние от глаза до документов500 мм;
— возможно регулирование экрана повысоте, по наклону, в
левом и в правом направлениях.
11.4. Расчет информационной нагрузкипрограммиста.
Программист, в зависимости от подготовки и опыта, решает
задачи разной сложности, но в общем случае работа программиста
строится по следующему алгоритму:
1. Постановка задачи.
2. Изучение материалов.
3. Определение метода решения задачи.
4. Составление алгоритма решениязадачи.
5. Программирование.
6. Подготовка к отладке.
7. Отладка.
Данный алгоритм отражает общие действия программиста при
решении поставленной задачи независимо отее сложности.[ ]
Все операции, производимыепрограммистом, можно разбить на
три группы: афферентные (операции безвоздействия), эфферентные
(операции по управлению) и логические условия (информационная
единица образа, понятия, суждения).
Подсчитаем количество членов алгоритмаи их частоту (веро-
ятность) относительно общего числа,принятого за единицу.
Вероятность повторения i-той ситуацииопределяется по фор-
муле:
Pi=k/n , (11.1)
где k — количество повторений каждогоэлемента одного типа;
n — суммарное количество повторений отисточника информации
одного типа.
Результаты расчета для алгоритмасведены в таблицу 11.1.
.
Таблица 11.1.
Количественные характеристикиалгоритма.
Ист. Член алгоритма Кол-во Частота Энтропия
инф. членов Pi Hj, б/сиг
1. Афферентные — всего (n), 9 1.00 0.92
в том числе (k):
— изучение технической доку-
ментации и литературы 3 0.33 0.53
— наблюдение полученных
результатов 6 0.67 0.39
2. Эфферентные — всего, 30 1.00 2.01
в том числе:
— уточнение и согласование
полученных материалов 5 0.17 0.44
- выбор наилучшего варианта 9 0.30 0.30
— исправление ошибок 4 0.13 0.38
— анализ полученных рез-тов 8 0.27 0.51
— выполнение механичкеских
действий 4 0.13 0.38
3. Логические условия — всего, 18 1.00 1.53
в том числе:
— принятие решения на основе
изученной литературы 6 0.33 0.53
— графического материала 4 0.22 0.48
— полученного текста 8 0.45 0.52
Всего: 57 4.46
.
Количественные характеристики алгоритма позволяют рассчи-
тать информационную нагрузкупрограммиста. Энтропия информации
элементов каждого источника информациирассчитывается по форму-
ле: m
Hj = - Pi*log Pi (11.2)
i=1
где m - число однотипных членов алгоритма рассматриваемого ис-
точника информации.
Затем определяется общая энтропияинформации, бит/сигн:
H = H + H + H = 4.46 , (11.3)
где Нi — энтропия информации афферентных, эфферентных элемен-
тов и логических условий соответственно.
Определяем поток информационнойнагрузки, бит/мин,
Н * N 4.46 * 57
Ф = -------- = — = 1.41 (11.4)
t 180
где N — суммарное число всех членовалгоритма;
t — длительность выполнения всей работы( t=180 мин ).
Рассчитанная информационная нагрузкаудовлетворяет услови-
ям нормальной работы:
0.8 < Фрасч < 3.2, бит/мин.
11.5. Расчет вентиляции.
Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в
помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек
чувствует себя нормально и микроклиматпомещений не оказывает
неблагопричтного действия на егоздоровье.[ ]
Для обеспечения требуемого посанитарным нормам качества
воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помеще-
.
нии; вместо удаляемого вводитсясвежий, после соответствующей
обработки, воздух.
В данном подразделе будетпроизведен расчет общеобменной
вентиляции от избытков тепла.
Общеобменная вентиляция — система, вкоторой воздухообмен,
найденный из условий борьбы свредностью, осуществляется путем
подачи и вытяжки воздуха из всегопомещения.
Количество вентиляционного воздухаопределяется по формуле
3600 * Qизб
Vвент =-----------------, (11.5)
C * * (tух-tпр)
где Qизб — выделение в помещении явного тепла, Вт;
C - теплоемкость воздуха (C=10 Дж/кг);
— удельная плотность воздуха( =1.3 кг/м );
tух и tпр — температура удаляемого иприточного воздуха,
град.
Температура удаляемого воздухаопределяется из формулы:
tух = tрз + d(h — 2), (11.6)
где tрз — температура воздуха в рабочей зоне (tрз=20 град);
d - коэффициент нарастания температуры на каждый метр вы-
соты (d=1.5 град/м);
h - высота помещения (h=4 м).
Отсюда tух = 23 град.
Количество избыточного тепла определяется из теплового
баланса, как разница между теплом, поступающимв помещение и
теплом, удаляемым из помещения ипоглощаемым в нем.
Qизб = Qприх — Qрасх. (11.7)
Поступающее в помещение теплоопределяется по формуле:
Qприх = Qобор + Qл + Qосв +Qрад, (11.8)
где Qобор — тепло от работыоборудования;
Qл — тепло, поступающее от людей;
Qосв — тепло от источников освещения;
.
Qрад — тепло от солнечной радиациичерез окна.
Qобор = * Pуст = 0.15*14520 = 2178 Вт, (11.9)
где - доля энергии, переходящей в тепло;
Pуст — мощность установки.
Qл = n * q = 5*90 = 450 Вт, (11.10)
где n — количество человек в зале (n=5);
q — количество тепла, выделяемоечеловеком (q=90 Вт).
Qосв = * Pосв = 0.4*2000 = 800 Вт, (11.11)
где = 0.4 для люминесцентных ламп;
Pосв — мощность осветительнойустановки.
Qрад = А * k * S * m = 180*3*3*0.8= 1296 Вт, (11.12)
где А — теплопоступление в помещение с 1 кв.м стекла (127-234
Вт/м );
S — площадь окна (S=3 м );
m — количество окон (m=3);
k — коэффициент, учитывающий характеростекления (k=0.8).
Из формулы (11.8) получаем
Qприх = 4724 Вт.
Qрасх = 0.1 * Qприх =472.4 Вт (11.13)
Отсюда по формуле (11.7) Qизб = 4251.6Вт.
Находим необходимый воздухообмен:
3600*4251.6
Vвент = — = 5886.83 м /ч.
10 *1.3*2
Определяем необходимую кратностьвоздухообмена:
Vвент
K = -----, (11.14)
Vпом
где Vпом = n * Sчел * h , (11.15)
n=5 — число людей в помещении;
.
Sчел — площадь производственного помещения, приходящаяся
на 1 человека (по нормам дляумственного труда
Sчел=4 м );
h=4 м — высота помещения.
Кратность воздухообмена:
5886.83
K = — = 42
140
Произведем подбор вентилятора поаэродинамическим характе-
ристикам и специальным номограммам, составленным на основе
стендовых испытаний различных видов вентиляторов.[ ]
Исходными данными для выборавентилятора являются:
— расчетная производительностьвентиляторо:
Vрасч = 1.1 * Vвент = 1.1*5886.83 =6475.5 м /ч, (11.16)
где 1.1 — коэффициент, учитывающий утечкии подсосы воздуха.
— напор (полное давление),обеспечиваемый вентилятором:
v
Hв = — * в , (11.17)
2
где в=1.3 кг/м — плотность воздуха,
v — окружная скорость вентилятора; ограничивается предель-
но допустимым уровнем шума в помещении.
Для центробежных вентиляторов низкогодавления в помещени-
ях с малым шумом v должна быть неболее 35 м/с. Для расчета
примем v=25 м/с.
Тогда Hв=406 Па.
По исходным данным выбираемцентробежный вентилятор низко-
го давления Ц4-70N5. По номограммам определяем его характерис-
тики:
— число оборотов — 1000 щб/мин;
— КПД вентилятора — 0.8.
Необходимая установочная мощностьэлектродвигателя:
.
Vрасч * Hв 6475.5*406
N = — = — =912.87 Вт, (11.18)
3600 * в 3600*0.8
где в — Rпд вентилятора.
11.6. Заключение.
Из приведенных в данном разделерасчетов следует, что ис-
пользуемое рабочее место, оснащенноевидеотерминальным устройс-
твом (ПЭВМ), удовлетворяет допустимымнормам с точки зрения эр-
гономики, а рассчитанная информационная нагрузка составляет
1.41 бит/мин и удовлетворяет условиям нормальной работы.
В данном разделе также был произведен расчет системывен-
тиляции.