9.1 Анализ условий труда разработчика проектируемого продукта

Анализ условий труда разработчика проектируемого продукта производится на основе ниже перечисленных пунктов в соответствии с методическими указаниями [22].

9.1.1 Краткая характеристика помещения и выполняемых работ

Рабочее место разработчика расположено в здании Севастопольского национального технического университета на закрытой территории. Помещение представляет собой комнату размером 10x7,5 м², с высотой потолков 3.5 метра. В помещении предусмотрены место для работы администратора (разработчика), а также десять рабочих мест для студентов. Таким образом, на одного человека, работающего в помещении, приходится рабочее пространство площадью в 6.8м² и объемом 23.9м³, что соответствует требованиям ДСанПІН 3.3.2.007-98 [23].

В ходе работы разработчик использует такое основное оборудование:

1) Компьютер в составе: системный блок (1 шт.), монитор (1 шт.), клавиатура (1 шт.), мышь (1 шт.), сетевой коммутатор (3 шт.).

2) Принтер (1 шт.).

В ходе работы студенты используют такое основное оборудование:

1) Компьютер в составе: системный блок (10 шт.), монитор (10 шт.), клавиатура (10 шт.), мышь (10 шт.), сетевой коммутатор (3 шт.).

Разработка проектируемого продукта связана с постоянным использованием клавиатуры для ввода больших объемов информации и дисплея для визуализации процесса работы, анализа результатов работы, поиска ошибок в процессе отладки и т.п. Ввод информации с клавиатуры связан с напряжением рук и концентрацией внимания на вводимой информации, в то время как работа с дисплеем сопровождается напряжением глаз, усиленной концентрацией внимания на дисплее в целом. При длительной работе может наблюдаться частичная потеря концентрации, утомление рук и глаз, общая усталость.

Кроме того, процесс разработки программы связан с распечаткой различного рода документации, что предполагает усиленную концентрацию внимания и использование интеллектуального труда разработчика при составлении документации и возможном дальнейшем ее редактировании.

Также, при разработке программного продукта предполагается изучение различного рода литературы и документации, служащих основой или вспомогательным элементом для разрабатываемого продукта, что, в свою очередь, сопровождается временными и умственными затратами.

9.1.2 Планировка и размещение оборудования и рабочих мест

Эскиз помещения с указанием размещения всех рабочих мест, мебели, а также дверных и оконных проемов приведен на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1 - Эскиз помещения

1 - рабочие места для студентов, 2 - стол администратора (разработчика), 3 - столы, 4 - дверной проем, 5 - сейф, 6 - шкафы для документации, 7 - оконные проемы, 8 - офисные стулья, 9 - стул разработчика.

Необходимое для работы оборудование, перечисленное выше, размещено на рабочем столе: монитор, клавиатура, мышь и принтер расположены напротив стула разработчика. Оборудование для студентов расположено напротив офисных стульев Расстояние дисплея от стен достаточное (больше или равно 1м). Рабочие места удалены на достаточное расстояние.

9.1.3 Микроклимат рабочей зоны

Работу программиста можно отнести к категории I - легкие физические работы, подкатегория Iа - физические работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением; затраты энергии до 120 ккал/ч (139 Вт) [24]. Для этой категории работ нормативные значения параметров метеоусловий в рабочей зоне производственных помещений таковы:

- холодный период года - температура воздуха: оптимальная - 22-24⁰С, допустимая - 21-25⁰С; относительная влажность воздуха: оптимальная - 40-60%, допустимая - 85%; скорость движения воздуха: оптимальная - 0.1 м/с, допустимая - не более 0.1 м/с;

- теплый период года - температура воздуха: оптимальная - 23-25⁰С, допустимая - 22-28⁰С; относительная влажность воздуха: оптимальная - 40-60%, допустимая - 55% (при 28⁰С); скорость движения воздуха: оптимальная - 0.1 м/с, допустимая - 0.1-0.2 м/с.

В помещении, в котором находится разработчик, источников избыточного тепла не имеется. Система отопления - батареи центрального отопления. Если качество отопления не соответствует норме, то можно использовать дополнительные источники тепла (радиаторные батареи, кондиционеры типа «зима - лето» и т.п.), а для летнего время - системы кондиционирования воздуха или естественной вентиляции.

Источников выделения вредных веществ в помещении не имеется. В помещении регулярно выполняется проветривание и влажная уборка.

9.1.4 Шум и вибрация

Основным источником шума в помещении являются непосредственно следующие устройства персональных ЭВМ (ПЭВМ): дисковод, CD-ROM, вентиляторы, а также печатающие устройства, разговорная речь. Источников вибрации не имеется.

В таблице 9.1 приведены значения уровней звукового давления для программиста ПЭВМ в соответствии с [25].

Таблица 9.1

Значения уровней звукового давления для программиста ЭВМ

Уровень звука должен быть ? 50 дБА.

9.1.5 Освещение

Работа с клавиатурой и дисплеем ПЭВМ относится к напряжённым зрительным работам, поэтому большое значение придаётся освещению помещения. Помещение, в котором работает администратор, имеет два оконных проема площадью по 9м², обеспечивающие естественное освещение помещения. Также помещение оборудовано приборами искусственного освещения комбинированного типа. К используемым источникам такового относятся четыре потолочных светильника и лампа локального освещения на столе администратора.

Зрительная работа разработчика соответствует работе средней тяжести, при которой наименьший размер объекта различения равен 0.51 мм, разряд зрительной работы - IV, характеристика фона - светлый, средний [26]. Освещенность от светильников общего освещения в системе комбинированного освещения:

- при газоразрядных лампах - 200 лк;

- при лампах накаливания - 150 лк.

Для определения норм естественного освещения определяются: пояс светового климата - V, коэффициент светового климата для Крыма - m = 0.9, коэффициент солнечности климата - С = 0.65. Нормированное значение коэффициента естественного освещения (КЕО) е_н для зданий, расположенных в V поясе светового климата, определяется по формуле:

, (9.1)

где - значение КЕО для III светового климата, которое составляет 4% при верхнем или верхнем и боковом освещении и 1.5 % при боковом освещении.

Таким образом, значение КЕО для зданий, расположенных в V поясе светового климата равно, соответственно:

- при верхнем или верхнем и боковом освещении е_н = 2.34%;

- при боковом освещении е_н = 0.88%.

Выполнение требований условий освещения в помещении обеспечивается за счет использования источников как общего равномерного, так и локализованного освещения различной мощности; поддержания окон в чистом состоянии.

9.1.6 Электро- и пожаробезопасность

В помещении, где работает разработчик, для питания аппаратуры используется электрический ток при напряжении питания 220~230 В и частоте 50 Гц.

Используемая аппаратура (указанная в п. 9.1.1) по способу защиты человека от поражения электрическим током относится к классу 0 электротехнических изделий - это изделия, имеющие рабочую изоляцию и не имеющие объектов для заземления [27].

Поражение человека электрическим током может произойти при:

- соприкасании к открытым токопроводящим частям компьютера;

- неисправности аппаратуры как таковой;

- неисправности сетевых и встроенных розеток и т.п.;

Для предотвращения поражения электрическим током предусмотреть следующие технические мероприятия:

- изоляция всех токопроводящих частей компьютера путем их ограждения с помощью различных защитных средств;

- заземление всех металлических конструкций, которые могут оказаться под напряжением;

- проведение инструктажа о мерах электробезопасности.

Выбор изоляции изделия и его частей должен определяться примененным напряжением. Изоляция частей изделия, доступных для прикосновения, должна обеспечивать защиту человека от поражения электрическим током и электрической дугой. В данном случае все доступные для прикосновения участки изделия изолированы. Заземления не требуется, так как изделие (аппаратура разработчика) относится к классу 0.

Помещение имеет степень огнестойкости III, по степени пожароопасности относится к категории П [28].

Основными причинами возникновения пожара могут являться:

- эксплуатация аппаратуры, имеющей дефекты на схемном уровне;

- короткое замыкание;

- использование большого числа электрических приборов, имеющих высокую мощность;

- нарушение противопожарной дисциплины;

- неисправность проводки.

Пожарная безопасность объекта должна обеспечиваться системой предотвращения пожара, системой противопожарной защиты (огнетушители типа ОХП-10, ОУ-5) и организационно-техническими мероприятиями [29]. Системы предотвращения пожара и противопожарной защиты в совокупности должны исключать воздействие на людей опасных факторов пожара. Вероятность воздействия опасных факторов не должна превышать нормативную, равную 10^-6 в год в расчете на каждого человека.

Таким образом, обеспечение пожарной безопасности может быть достигнуто путем проведения следующих мероприятий:

- пожарная профилактика (составление схемы эвакуации людей, инструктаж и беседы о мерах пожарной безопасности и т.п.);

- создание объемной системы пожаротушения;

- установка автоматической пожарной сигнализации для извещения о пожаре и месте его возникновения;

- использование для обогрева помещения только батарей центрального отопления;

- периодическая профилактическая проверка электрооборудования.

9.1.7 Электромагнитное излучение

К электротехническим изделиям предъявляют следующее требование: изделия, которые создают электромагнитные поля, должны иметь защитные элементы (экраны, поглотители и пр.) для ограничения воздействий этих полей в рабочей зоне до допустимых уровней. Допускается для ограничения воздействия электромагнитных полей использовать защитные элементы, не входящие в состав изделия.

Значение напряженности электромагнитных полей на рабочих местах с ЭВМ должны отвечать нормативным значениям, в соответствии с которыми напряженность ЭМП в диапазоне частот 60 кГц--300 МГц на рабочих местах персонала в течение рабочего дня не должна превышать установленных предельно допустимых уровней (ПДУ) [30]:

по электрической составляющей, В/м:

50 -- для частот от 60 кГц до 3 МГц;

20--для частот свыше 3 МГц до 30 МГц;

10 --для частот свыше 30 МГц до 50 МГц;

5 -- для частот свыше 50 МГц до 300 МГц;

по магнитной составляющей, А/м:

5 -- для частот от 60 кГц до 1,5 МГц;

0,3 -- для частот от 30 МГц до 50 МГц.

9.1.8 Эргономика и техническая эстетика

Взаимное расположение элементов рабочего места должно обеспечивать возможность осуществления всех необходимых движений и перемещений для эксплуатации и технического обслуживания оборудования, а также необходимые зрительные и звуковые связи между разработчиком и оборудованием. Взаимное расположение элементов рабочего места должно способствовать оптимальному режиму труда и отдыха, снижению утомляемости разработчика, предупреждению появления ошибочных действий. При организации рабочего места администратора ЭВМ необходимо учитывать следующие основные моменты:

- рабочую позу разработчика;

- пространство для размещения разработчика;

- возможность обзора элементов рабочего места;

- возможность обзора пространства за пределами рабочего места;

- возможность ведения записей, размещения документации и материалов, используемых разработчиком.

Взаимное расположение рабочего стула, органов управления и средств отображения информации должно производиться в соответствии с антропометрическими показателями, структурой деятельности, психофизиологическими и биомеханическими характеристиками разработчика.

Помещение, в котором работает разработчик и которое в настоящий момент подлежит оценке, характеризуется комфортной обстановкой, поскольку:

- расположение светильников таково, что обеспечивает общее (верхнее) и локальное (непосредственно по левую руку от разработчика) освещение;

- цвет стен в помещении мягкий, однотонный, не раздражающий зрение, цвет потолка - белый (способствует максимальному светоотражению);

- рабочий стул оператора имеет спинку, что способствует уменьшению нагрузки на спину при долговременном сидении;

- расстановка предметов мебели в помещении позволяет свободно передвигаться и наблюдать за обстановкой вне рабочего места.

9.1.9 Напряженность труда. Режим труда и отдыха работников

По характеру трудовой деятельности в соответствии с классификатором профессий (ДК - 003 - 95 и Изменение № к ДК - 003 - 95) работа программиста относится к группе 1. Разработчики программ (инженеры-программисты) выполняют работу преимущественно с видеотерминалом и документацией при необходимости интенсивного обмена информацией с ЭВМ и высокой частью принятия решений. Работа характеризуется интенсивным умственным творческим трудом с повышенным напряжением зрения, концентрацией внимания на фоне нервно-эмоционального напряжения, вынужденной рабочей позой, общей гиподинамией, периодической нагрузкой на кисти верхних конечностей. Работа выполняется в режиме диалога с ЭВМ в свободном темпе с периодическим поиском ошибок в условиях дефицита времени.

Для разработчиков программ устанавливается регламентированный перерыв для отдыха продолжительностью 15 минут через каждый час работы за монитором. Во всех случаях, когда производственные обстоятельства не разрешают применить регламентированные перерывы, продолжительность непрерывной работы с монитором не должна превышать 4 часа.

Для снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, улучшения мозгового кровообращения, преодоления неблагоприятных последствий гиподинамии, предотвращения усталости целесообразно перерывы использовать для выполнения комплекса упражнений.

Активный отдых должен состоять в выполнении комплекса гимнастических упражнений, направленных на снятие нервного напряжения, мускульное расслабление, восстановление функций физиологических систем, которые нарушаются в течение трудового процесса, снятия усталости глаз, улучшение мозгового кровообращения и работоспособности.

9.2 Расчет системы естественного освещения

Расчет производится по методике, указанной в [31].

Помещение подлежащее рассмотрению:

- длина L = 10м;

- ширина В = 7.5м;

- высота H = 3.5м;

- площадь S = 75м²;

- объем V = 262.5м³;

Естественное освещение изменяется от времени суток, года, от состояния погоды, поэтому для его характеристики и расчета используют относительную величину -- коэффициент естественного освещения. Естественное освещение обеспечивается определенной площадью световых проемов и их расположением.

При проектировании естественного освещения необходимо определить минимальную площадь световых проемов при боковом освещении, которая определяется по формуле

, (9.1)

Где -- площадь световых проемов, м²;

-- площадь пола помещения, м²;

-- нормированное минимальное значение К.Е.О., %;

-- коэффициент запаса;

-- световая характеристика окон;

-- коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящим зданием;

-- общий коэффициент светопропускания;

r₁ -- коэффициент, учитывающий повышение К.Е.О. благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию. Площадь пола помещения

м²,(9.3)

где -- глубина помещения, м;

-- длина помещения, м .

Подставив численные значения получим

м².

Нормированное минимальное значение к.е.о. определяется по формуле

,(9.4)

где -- коэффициент естественного освещения для третьего светового пояса;

m -- коэффициент климата;

C -- коэффициент солнечности.

Так как ориентация окон южная возьмем C = 0,65 [31].

Коэффициент запаса k_з принимаем равным 1,3 исходя из того, что помещение с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне менее 1 мг/м³ пыли при естественном освещении и вертикальном расположении светопропускающего материала.

Коэффициент затемнения близлежащим зданием k_зд можно принять равным 1, исходя из того, что рядом отсутствует здание, затеняющее световые проемы.

Дальнейший расчет проводится при условии, что используется одностороннее боковое освещение. Световая характеристика окон определяется из таблицы [9], при этом требуется вычислить соотношения L/B и B/h₁,

где h₁ -- высота от уровня рабочей зоны до верха окон, м.

L/B = 10/7.5 = 1.3м; (9.5)

B/h₁ = 7.5/3 = 2.5м . (9.6)

C учетом табличных данных и рассчитанных коэффициентов световая характеристика равна 15.5.

Для нахождения коэффициента r₁, учитывающего повышение К.Е.О благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, определяется соотношение l_n/e, где l_n -- расстояние от расчетной точки до наружной стены, м. Пусть расчетная точка находится в центре помещения и соотношения l_n/e = 1.

Тогда при средневзвешенном коэффициенте отражения потолка, стен и пола с=0.5 коэффициент r₁ -- 1.05.

Общий коэффициент светопропускания

. (9.7)

где ф₁ -- коэффициент светопропускания материала; если используется стекло оконное, листовое, двойное, то ф₁ можно принять равным 0,85;

ф₂ -- коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светового проема; если переплеты стальные, двойные и открывающиеся, то ф₂ = 0,8;

ф₃ -- коэффициент, учитывающий потере света в несущих конструкциях; при боковом освещении ф₃ можно принять 1;

ф₄ -- коэффициент, учитывающий потере света в солнцезащитных устройствах, при использовании убирающихся жалюзей и штор ф₄ = 1.

Отсюда, общий коэффициент светопропускания

Итак, необходимая минимальная площадь световых проемов

м².

На основании проделанной работы видно, что выбранная площадь оконных проемов (18 м²) полностью удовлетворяет требованиям ДБН В.2.5 - 28 - 2006 [26].

10. Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Оценка радиационной обстановки в лаборатории при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на АЭС.

10.1 Вводная часть

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами: радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении, или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма - такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах - соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения. С начала прошлого века человек ”покорил атом” и к естественным источникам радиации добавились источники, созданные самими людьми. Опасность получения радиоактивного облучения сильно возросла.

За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов и поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз интенсивнее, чем за счет естественных. Как правило, для техногенных источников радиации упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение обычно легче контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивными осадками от ядерных взрывов, почти так же невозможно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками.

Радиационно-опасные объекты (РОО) - предприятия, при аварии на которых или при разрушении которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных, растений и радиоактивное заражение окружающей природной среды. К ним относятся:

1. Предприятия ядерного топливного цикла - урановая промышленность, радиохимическая промышленность, ядерные реакторы разных типов, предприятия по переработке ядерного топлива и захоронения радиоактивных отходов;

2. Научно - исследовательские и проектные институты, имеющие ядерные установки;

3. Транспортные ядерные энергетические установки;

4. Военные объекты.

Во избежание аварий на радиационно-опасных объектах необходимо соблюдать технику безопасности. Режимы радиационной защиты - это порядок действия людей, применения средств и способов защиты в зонах радиоактивного заражения, предусматривающий максимальное уменьшение возможных доз облучения. Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации объектов необходимо руководствоваться следующими положениями:

1. Непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения человека от всех источников ионизирующего излучения (принцип нормирования).

2. Запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному фону облучения (принцип обоснования).

3. Поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения (принцип оптимизации).

На территории Украины работают 4 атомные электростанции с 15 энергетическими ядерными реакторами, которые дают около 50% электроэнергии, вырабатываемой в стране. Для проведения исследовательских работ функционируют 2 ядерных реактора. В Украине работают более 8 тысяч предприятий и организаций, которые используют различные радиоактивные вещества, а также хранят и перерабатывают радиоактивные отходы.

Развитие отечественной ядерной энергетики ведется на основе строительства реакторов на тепловых нейтронах, позволяющих использовать в качестве топлива слабо обогащённый природный уран (U-238). К таким реакторам относятся:

- реакторы большой мощности, канальные (РБМК-1000. РБМК-1500), замедлителем в нем служит графит, а теплоносителем - кипящая вода, циркулирующая cнизy вверх по вертикальным каналам, проходящим через активную зону. Он размещается в наземной шахте и содержит 192т. слабо обогащённой двуокиси урана-238, а под ним находится железобетонный бункер для сбора радиоактивных отходов при работе реактора;

- водоводяные энергетические реакторы (ВВЭР-600, ВВЭР-1000), в которых вода служит одновременно теплоносителем и замедлителем; наиболее распространены на АЭС;

При аварии на АЭС с выбросом радионуклидов необходимо быстро выявить радиационную обстановку методом прогнозирования, а затем уточнить ее по данным разведки.

Оценку радиационной обстановки произведём методом прогнозирования.

При авариях на АЭС выделяются 5 зон радиоактивного загрязнения. Зона радиационной опасности (М) - представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения на открытой местности может составлять от 5 до 50 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,014 рад/ час.

В пределах зоны «М» целесообразно ограничить пребывание людей, не привлекаемых непосредственно к работам по ликвидации последствий радиационной аварии.

При ликвидации аварии в зоне «М» и во всех других зонах должны выполняться основные мероприятия: радиационный и дозиметрический контроль, защита органов дыхания, профилактический прием йодосодержащих пpeпapaтов, санитарная обработка людей, дезактивация обмундирования и техники.

Зона умеренного загрязнения (А) - представляет собой участок загрязнённой местности, в пределах которой доза излучения может составлять от 50 до 500 рад в год. Hа внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,14 рад/час. Действия формирований в зонe «A» необходимо осуществлять в защитной технике с обязательной защитой органов дыхания.

В зоне сильного загрязнения (Б) - доза излучения составляет от 500 до 1500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 1,4 рад/час. Действия формирований необходимо осуществлять в защитной технике с размещением в защитных сооружениях.

В зоне опасного загрязнения (В) - доза излучения составляет от 1500 до 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 4,2 рад/чаc. Действия формирований возможны только в сильно защищённых объектах техники. Время нахождения в зоне - несколько часов.

В зоне чрезвычайно опасного загрязнения (Г) - доза излучения может составлять больше 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 14 рад/час. В зоне нельзя находиться даже кратковременно.

Оценка радиационной обстановки при аварии на АЭС сводится к определению методом прогноза доз изучения и выработке оптимальных режимов деятельности людей при нахождении их в прогнозируемой зоне загрязнения.