Полезности - Производство
Эргономическая характеристика cредств индивидуальной защиты
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) - это устройства и приспособления, которые человек носит на себе в процессе своей производственной деятельности для защиты от вредных факторов окружающей среды. Поэтому к ним предъявляются требования обеспечения надежной защиты, а также минимального воздействия на физиологические функции и работоспособность человека.
Применение многих СИЗ вызывает дополнительные изменения в состоянии человека, которые могут увеличить рабочее напряжение и ускорить наступление утомления.
Эргономические показатели СИЗ группируют следующим образом:
физиологические - характеризующие воздействие СИЗ на состояние организма человека;
психологические - характеризующие отношение человека к применению СИЗ, удовлетворенность (или неудовлетворенность) их применением, воздействие СИЗ на психику человека;
гигиенические - уровни вредных и (или) опасных производственных факторов, на предотвращение воздействия которых рассчитано СИЗ.
антропометрические - размеры, особенности формы и строения тела человека, которым должно соответствовать СИЗ.
При необходимости учитываются также другие эргономические свойства cредств индивидуальной защиты, например сложность освоения человеком правил его использования. Это свойство может быть охарактеризовано длительностью изучения и тренировки, а также особенностями методики такого изучения и тренировки в использовании СИЗ.
Можно выделить следующие основные воздействия различных СИЗ на человека:
- изменение условий дыхания;
- изменение обмена теплоты;
- изменение работы мышц;
- ограничение процесса восприятия и общения с окружающими людьми и др.
Применение изолирующих костюмов и средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) изменяет в большей или меньшей мере процесс дыхания из-за дополнительного сопротивления дыханию, создаваемого ограниченным сечением путей (отверстий, трубок), по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, а также из-за препятствий, оказываемых клапанами, фильтрами и т. п. Оно увеличивает работу дыхательных мышц и является основным фактором дополнительной нагрузки для применяющего СИЗОД человека.
Установлено, что в положении сидя, в покое, у человека, применяющего СИЗОД, эта работа увеличивается примерно в полтора-два раза, при выполнении небольшой работы увеличение происходит в два-три раза. При тяжелой работе, когда затраты на работу дыхательных мышц в связи с возрастающей легочной вентиляцией увеличиваются еще больше, дополнительное сопротивление может стать причиной ограничения доступной для человека интенсивности и длительности труда.
При применении СИЗОД и изолирующих костюмов при каждом выдохе под лицевой частью скапливается некоторое количество выдыхаемого воздуха, обогащенного диоксидом углерода, которое вновь вдыхается при следующем вдохе. Диоксид углерода при поступлении в легкие меняет условия газообмена между альвеолами с кровью. Увеличение его парциального давления в альвеолах затрудняет выведение из организма образовавшегося в процессе обмена веществ диоксида углерода. Накопление диоксида углерода в крови изменяет нервную регуляцию дыхательного аппарата, а это требует увеличенного выведения диоксида углерода для сохранения нормального содержания газов в крови.
Для дыхания в автономных изолирующих СИЗОД существенное значение имеет количество воздуха (или кислорода во вдыхаемой газовой смеси), подаваемого под лицевую часть. Известно, при принудительной подаче воздуха в СИЗОД количество подаваемого воздуха должно превышать фактическую вентиляцию легких не менее чем в 3–5 раз. Кроме того, необходимо учитывать общее количество кислорода, содержащегося в сжатом или химически связанном виде. Это количество определяет возможную длительность использования данного СИЗ.
Таким образом, условия дыхания при оценке и применении СИЗОД и изолирующих костюмов характеризуются следующими эргономическими показателями:
- объемным содержанием или парциальным давлением кислорода во вдыхаемом воздухе (газовой смеси), % или кПа;
- объемным содержанием или парциальным давлением диоксида углерода во вдыхаемом воздухе (газовой смеси), % или кПа;
- сопротивлением дыханию на вдохе и выдохе, Па;
- количеством воздуха, подаваемым под лицевую часть, м3/ч или л/мин.;
- количеством кислорода, подаваемого в автономном СИЗОД или костюме, л, при температуре и давлении во время эксплуатации и (или) возможностью обеспечить уровень потребления кислорода человеком, л/мин., в течение заданного времени.
Для всех показателей устанавливают предельно допустимые уровни (ПДУ). Для изолирующих СИЗОД и костюмов предложены также оптимальные уровни, более благоприятные, чем предельно допустимые, а также даются значения показателей, худших, чем ПДУ, и разрешенных только для кратковременной работы, не более 30–60 мин.
Условия обмена теплоты имеют значение для многих классов СИЗ. Любая одежда и, разумеется, любое СИЗ в той или иной мере сказываются на отдаче теплоты организмом. Для оценки этого влияния необходимо измерять теплопроводность и тепловое сопротивление (или, что то же самое, тепловую изоляцию) данной одежды или СИЗ.
Применение cредств индивидуальной защиты тем больше влияет на тепловой баланс, чем большие площади поверхности тела закрыты им и чем, соответственно, больше оно влияет на отдачу теплоты. Кроме того, может наблюдаться и местное влияние на отдачу теплоты, например локальные влияния на тепловой баланс кистей рук или стоп.
В обычной специальной одежде, обуви, рукавицах (перчатках) шлемах или касках нарушения отдачи теплоты не достигают (или редко достигают) критического уровня, но могут создавать более или менее выраженный дискомфорт. Он возникает вследствие перегревания, особенно при высоких температурах, а также вследствие переохлаждения при низких температурах окружающей среды.
Выполнение физической работы, сопровождающееся потоотделением, увлажняет материалы обычной и специальной одежды, меняя их теплопроводность, так как влажная одежда быстрее отдает тепло. В связи с этим при оценке качества материалов, из которых изготовлены различные СИЗ, важно учитывать их тепловое сопротивление и теплопроводность, а также влияющие на эти показатели и их постоянство в различных условиях эксплуатации воздухо- и водопроницаемость внутрикостюмного микроклимата: температуру окружающей среды; температуру и относительную влажность газовой смеси, - которые различаются в зависимости от тяжести выполняемой работы.
Опыт показывает важность учета изменений теплового состояния человека при работе в условиях применения изолирующих костюмов. За основные показатели, характеризующие состояние организма, принимаются температуры тела и кожи, а также рассчитанные по ним значения теплосодержания. Поскольку нарушения обмена теплоты сказываются на общем состоянии человека, нарушая регуляцию всех физиологических процессов, информативным показателем является частота сокращений сердца. Для всех этих показателей установлены допустимые, оптимальные и так называемые предельные уровни, выходящие за допустимые границы и рассчитанные для кратковременных работ (до 1 ч) в аварийной обстановке.
Использование СИЗ вызывает необходимость совершать дополнительные мышечные усилия, обусловленные прежде всего массой носимых средств. Поэтому для всех СИЗ установлены ПДУ массы. При оценке дополнительной работы необходимо учитывать группы мышц, занятые в удержании массы СИЗ. Сила различных групп мышц неодинакова и зависит от их величины (поперечного сечения мышечных волокон). Наиболее крупные и, соответственно, сильные мышцы находятся на конечностях и туловище. Мышцы шеи, благодаря работе которых выполняются движения головы, относительно невелики и слабы, мало приспособлены для дополнительных нагрузок. Поэтому хотя cредства индивидуальной защиты головы, лица и СИЗОД имеют небольшую массу, она может становиться ощутимой дополнительной нагрузкой. Учитывая это, в нормативной документации предельные значения массы этих СИЗ, как правило, не превышают нескольких сотен или даже десятков граммов.
Если часть устройств данного СИЗ носят на голове, а часть (например, фильтрующую коробку противогаза) отдельно на туловище, нормируют также отдельно массу, оказывающую нагрузку непосредственно на голову.
При оценке массы СИЗ как дополнительной мышечной нагрузки имеет значение как динамическая, так и статическая мышечная работа. Динамическая работа связана с перемещениями тела, частей тела или внешнего груза, в частности СИЗ. Она оценивается как произведение величины совершаемых усилий на расстояние перемещения.
Статическая мышечная работа заключается в напряжении мышц без изменения положения тела или его частей. В физическом смысле при этом не совершается никакой работы, но физиологические изменения в организме, и прежде всего в напряженных мышцах, происходят. К статической работе относится удержание положения тела или частей тела в условиях противодействия силам тяжести или другим внешним силам. Дополнительную нагрузку составляет и удержание в определенном положении носимого СИЗ.
Для СИЗ нормируют значения ПДУ их массы. При ношении ряда СИЗ — специальной одежды, специальной обуви, средств защиты рук, изолирующих костюмов — дополнительная мышечная нагрузка зависит не только от массы cредств индивидуальной защиты, но и от особенностей материалов, из которых они изготовлены, совершенства конструкции и качества изготовления СИЗ. Все эти особенности обеспечивают большее или меньшее соответствие СИЗ формам и размерам тела человека. При неполном соответствии такие особенности СИЗ, как жесткость при изгибах, степень эластичности, сила трения между СИЗ и одеждой, обувью или телом человека, создают преодолеваемое усилиями мышц большее или меньшее сопротивление перемещению тела и частей тела человека, а также удержанию рабочих поз и положений. Иными словами, из-за несовершенства СИЗ возникают дополнительные как динамические, так и статические нагрузки. СИЗ не должны ограничивать максимальные амплитуды движений в суставах, во всяком случае, следует стремиться к минимизации таких ограничений и возможно большей свободе движений.
В некоторых случаях на мышечную работу, выполняемую в связи с применением СИЗ, влияют также их габариты. При выполнении работ в помещениях ограниченного объема (шахтах и пр.) габариты СИЗ, в частности изолирующих, могут явиться препятствием для выполнения трудовой деятельности. Поэтому, например, для автономных респираторов и самоспасателей, используемых шахтерами, приходится нормировать предельные величины их ранца (корпуса).
Применение ряда СИЗ может мешать работе органов чувств и тем самым нарушать восприятие человеком окружающего мира. Наибольшее значение имеют помехи зрению и слуху.
В изолирующих костюмах, в некоторых СИЗОД (закрывающих глаза) при использовании средств защиты лица и глаз может оказаться ограничено зрение из-за недостаточно прозрачных, слишком малых или неудобно расположенных стекол, через которые приходится смотреть работающему. При несоответствии этих СИЗ размерам тела и (или) при плохой индивидуальной подгонке СИЗ также могут возникать помехи зрению из-за ограничения обзора.
Оценки возможных помех зрению проводят при определении ряда физических параметров стекол: их прозрачности, степени светопропускания, запотеваемости и пр. Эти данные могут быть сопоставлены с результатами изучения зрения у одних и тех же лиц при применении СИЗ и без них.
Зрение человека и зрительную работоспособность, т. е. способность к работе, заключающейся в учете разнообразной информации, воспринимаемой с помощью зрения, оценивают целым рядом методов: измерением остроты и поля зрения, способности к различению цветов и рядом других. Для оценки нарушений зрения, вызванных применением СИЗ, представляют наибольший интерес первые два метода.
Остротой зрения называется способность исследуемого лица различать очертания предъявляемых ему изображений, например букв алфавита или других предметов.
Полем зрения называют размеры пространства, видимого при фиксации глазом точки, расположенной в центре этого пространства.
Ограничение поля зрения при применении СИЗ мешает работе и препятствует зрительному ориентированию. Поэтому в нормативных документах устанавливаются предельно допустимые уровни ограничения поля зрения как по направлению (вверх, вниз, внутрь, наружу и пр.), так и по относительному уменьшению видимого пространства.
Если СИЗ закрывают уши, может снизиться восприятие речи других людей и различных производственных звуков.
Нарушения зрения и слуха характеризуются следующими показателями:
изменение остроты зрения, доли единицы;
ограничение поля зрения, % или °;
разборчивость речи, %;
заглушение звуковой информации, дБ или %.
Кроме нарушения зрения и слуха следует учитывать помехи для точности ручной работы, возникающие при применении средств защиты рук. Перчатки и рукавицы, особенно если они не соответствуют кисти руки по размерам и (или) плохо индивидуально подогнаны, ограничивают координацию движений и могут препятствовать выполнению точных трудовых действий пальцами рук. Эти СИЗ нарушают тактильные (осязательные), а также температурные ощущения, воспринимаемые кожными рецепторами, и разрушают привычную для человека схему регуляции этих движений.
Рукавицы или перчатки могут оказаться препятствием для кожной чувствительности и этим нарушить точность работы. Оказываемые ручным действиям помехи важно минимизировать при конструировании и подгонке, а также при выборе материалов для СИЗ рук. Помехи точности ощущения выполняемых движений могут возникать и при использовании некоторых других СИЗ, специальной одежды и обуви, но там они имеют гораздо меньшее значение
Совокупность перечисленных выше воздействий СИЗ сказывается на общем состоянии организма, состоянии психики человека и успешности трудовой деятельности. В последние годы предпринимаются попытки количественной оценки таких влияний. Для этого предложены методы оценки работоспособности в условиях применения СИЗ.
Работоспособность оценивается по возможной для данного лица длительности и интенсивности работы. При этом необходимо учитывать, что уровень работоспособности человека зависит от вида работы, врожденных способностей, прошлого опыта, обучения и тренировки.
Требования к cредствам индивидуальной защиты предусматривают возможность успешной работы при их применении в течение целой рабочей смены. В особо вредных и опасных условиях для некоторых СИЗ длительность работы сокращается до 4–6 ч, а в аварийных условиях — даже до 30-60 мин.
Совокупность неблагоприятных воздействий некоторых конструкций СИЗОД и изолирующих костюмов на различные процессы в организме приводит к снижению возможной интенсивности работы на 30–50% и более. Однако в большинстве случаев это снижение не превышает 20–30%. Для других классов СИЗ влияние на возможную интенсивность физической работы еще меньше или, во всяком случае, может быть меньше при выполнении требований эргономики.
Отмечено, что применение СИЗ снижает возможную интенсивность работы также в нефизических видах деятельности. Особенно резко снижается работоспособность, если средство защиты закрывает глаза работающего и смотреть приходится через стекла. Однако и при применении полумаски, закрывающей только нос и рот, результаты получаются заметно хуже, чем при проведении этой работы без СИЗ.
Необходимо также учитывать испытываемые человеком при применении cредств индивидуальной защиты ощущения неудобства. Они могут привести только к неудовольствию или неудовлетворенности работающего, или способствовать увеличению рабочего напряжения, или, наконец, снизить работоспособность человека.
Отдельно при оценке влияния СИЗ на деятельность человека должна быть рассмотрена сложность их освоения работающими. Степень сложности и относительной трудности освоения любого технического устройства составляет элемент его эргономической оценки. Для СИЗ эту сторону их характеристики важно учитывать при общей оценке качества, организации практического применения, проведении и совершенствовании методики инструктажа по технике безопасности. Следует предусматривать специальное время на обучение использованию СИЗ и тренировку.
Приведенные материалы показывают, что эргономическая характеристика cредств индивидуальной защиты является комплексной, учитывающей как технические параметры конкретных классов СИЗ, так и физиологические реакции человека при их применении.
Источник textile-press.ru
|
