Разработка солнечных часов

В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областях деятельности человека. При работе с компьютером человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ), инфракрасного и ионизирующего излучений, шума и вибрации, статического электричества и др..

Работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатурой ЭВМ. Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей позы человека-оператора.

В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.

4.1 Требования к производственным помещениям

4.1.1 Окраска и коэффициенты отражения

Окраска помещений и мебели должна способствовать созданию благоприятных условий для зрительного восприятия, хорошего настроения.

Источники света, такие как светильники и окна, которые дают отражение от поверхности экрана, значительно ухудшают точность знаков и влекут за собой помехи физиологического характера, которые могут выразиться в значительном напряжении, особенно при продолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичных источников света, должно быть сведено к минимуму.

Для защиты от избыточной яркости окон могут быть применены шторы и экраны.

В зависимости от ориентации окон рекомендуется следующая окраска стен и пола:

окна ориентированы на юг: - стены зеленовато-голубого или светло-голубого цвета; пол - зеленый;

окна ориентированы на север: - стены светло-оранжевого или оранжево-желтого цвета; пол - красновато-оранжевый;

окна ориентированы на восток: - стены желто-зеленого цвета; пол зеленый или красновато-оранжевый;

окна ориентированы на запад: - стены желто-зеленого или голубовато-зеленого цвета; пол зеленый или красновато-оранжевый.

В помещениях, где находится компьютер, необходимо обеспечить следующие величины коэффициента отражения: для потолка: 60-70%, для стен: 40-50%, для пола: около 30%. Для других поверхностей и рабочей мебели: 30-40%.

4.1.2 Освещение

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах.

Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

Существует три вида освещения - естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе).

Естественное освещение - освещение помещений дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях помещений.

Естественное освещение характеризуется тем, что меняется в широких пределах в зависимости от времени дня, времени года, характера области и ряда других факторов.

Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда не удается обеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения (пасмурная погода, короткий световой день).

Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное. Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным. Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования. Комбинированное - освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.

Согласно СНиП II-4-79 в помещений вычислительных центров необходимо применить систему комбинированного освещения.

При выполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размер объекта различения 0,3…0,5мм) величина коэффициента естественного освещения (КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности (наименьший размер объекта различения 0,5…1,0 мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%. В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются в светильники, которые должны располагаться над рабочими поверхностями равномерно.

Требования к освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: при выполнении зрительных работ высокой точности общая освещенность должна составлять 300лк, а комбинированная - 750лк; аналогичные требования при выполнении работ средней точности - 200 и 300лк соответственно.

Кроме того все поле зрения должно быть освещено достаточно равномерно - это основное гигиеническое требование. Иными словами, степень освещения помещения и яркость экрана компьютера должны быть примерно одинаковыми, т.к. яркий свет в районе периферийного зрения значительно увеличивает напряженность глаз и, как следствие, приводит к их быстрой утомляемости.

4.1.3 Параметры микроклимата

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. В помещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата. В санитарных нормах СН-245-71 установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного помещения (см. табл. 4.1)

Объем помещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен быть меньше 19,5м3/человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры, приведены в табл. 4.2.

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция, кондиционирование воздуха, отопительная система).

Таблица 4.1- Параметры микроклимата для помещений, где установлены компьютеры

Период года	Параметр микроклимата	Величина
Холодный	Температура воздуха в помещении	22…24°С
	Относительная влажность	40…60%
	Скорость движения воздуха	до 0,1м/с
Теплый	Температура воздуха в помещении	23…25°С
	Относительная влажность	40…60%
	Скорость движения воздуха	0,1…0,2м/с

Таблица 4.2 - Нормы подачи свежего воздуха в помещения,где расположены компьютеры

Характеристика помещения	Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3 /на одного человека в час
Объем до 20м3 на человека	Не менее 30
20…40м3 на человека	Не менее 20
Более 40м3 на человека	Естественная вентиляция

4.1.4 Шум и вибрация

Шум ухудшает условия труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума [выше 80 дБ(А)] на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

В табл. 4.3 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.

Таблица 4.3 - Предельные уровни звука, дБ, на рабочих местах

Категория напряженности труда	Категория тяжести труда
	Легкая	Средняя	Тяжелая	Очень тяжелая
I. Мало напряженный	80	80	75	75
II. Умеренно напряженный	70	70	65	65
III. Напряженный	60	60	-	-
IV. Очень напряженный	50	50	-	-

Уровень шума на рабочем месте математиков-программистов и операторов видеоматериалов не должен превышать 50дБА, а в залах обработки информации на вычислительных машинах - 65дБА. Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, где установлены компьютеры, могут быть облицованы звукопоглощающими материалами. Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путем установки оборудования на специальные виброизоляторы.

4.1.5 Электромагнитное и ионизирующее излучения

Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего компьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами не существует и исследования в этом направлении продолжаются.

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера представлены в табл. 4.4.

Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10-100мВт/м2.

Таблица 4.4 - Допустимые значения параметров неионизирующих

электромагнитных излучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96)

Наименование параметра	Допустимые значения
Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора	10В/м
Напряженность магнитной составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора	0,3А/м
Напряженность электростатического поля не должна превышать: для взрослых пользователей для детей дошкольных учреждений и учащихся средних специальных и высших учебных заведений	20кВ/м 15кВ/м

Для снижения воздействия этих видов излучения рекомендуется применять мониторы с пониженным уровнем излучения (MPR-II, TCO-92, TCO-99), устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.

4.2 Эргономические требования к рабочему месту

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.

Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места.

Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло.

Основным рабочим положением является положение сидя.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста.

Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

На рис. 4.1 показан пример размещения основных и периферийных составляющих ПК на рабочем столе программиста.

Для комфортной работы стол должен удовлетворять следующим условиям :

- высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

- нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

- поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;

- конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей);

- высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680-760мм;

- высота поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть около 650мм.

Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуемая высота сиденья над уровнем пола находится в пределах 420-

550мм. Поверхность сиденья мягкая, передний край закругленный, а угол наклона спинки - регулируемый.

Рисунок 4.1- Размещения основных и периферийных составляющих ПК на рабочем столе программиста

1 - сканер, 2 - монитор, 3 - принтер, 4 - поверхность рабочего стола,

5 - клавиатура, 6 - манипулятор типа «мышь».

Необходимо предусматривать при проектировании возможность различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. Кроме того, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения, например заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около 700мм), чем расстояние от глаза до документа (300-450мм). Вообще при высоком качестве изображения на видеотерминале расстояние от глаз пользователя до экрана, документа и клавиатуры может быть равным.

Положение экрана определяется:

- расстоянием считывания (0,6 - 0,7м);

- углом считывания, направлением взгляда на 20? ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.

Должна также предусматриваться возможность регулирования экрана:

- по высоте +3 см;

- по наклону от -10? до +20? относительно вертикали;

- в левом и правом направлениях.

Большое значение также придается правильной рабочей позе пользователя.

При неудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие:

- голова не должна быть наклонена более чем на 20?,

- плечи должны быть расслаблены,

- локти - под углом 80?-100?,

- предплечья и кисти рук - в горизонтальном положении.

Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы - низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног.

В целях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации: лучше передвижная клавиатура; должны быть предусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты стола, клавиатуры и экрана, а также подставка для рук.

Существенное значение для производительной и качественной работы на компьютере имеют размеры знаков, плотность их размещения, контраст и соотношение яркостей символов и фона экрана. Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет 60-80 см, то высота знака должна быть не менее 3мм, оптимальное соотношение ширины и высоты знака составляет

3:4, а расстояние между знаками - 15-20% их высоты. Соотношение яркости фона экрана и символов - от 1:2 до 1:15.

Во время пользования компьютером медики советуют устанавливать монитор на расстоянии 50-60 см от глаз. Специалисты также считают, что верхняя часть видеодисплея должна быть на уровне глаз или чуть ниже. Когда человек смотрит прямо перед собой, его глаза открываются шире, чем когда он смотрит вниз. За счет этого площадь обзора значительно увеличивается, вызывая обезвоживание глаз. К тому же если экран установлен высоко, а глаза широко открыты, нарушается функция моргания. Это значит, что глаза не закрываются полностью, не омываются слезной жидкостью, не получают достаточного увлажнения, что приводит к их быстрой утомляемости.

Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение, как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда.

4.3 Режим труда

Как уже было неоднократно отмечено, при работе с персональным компьютером очень важную роль играет соблюдение правильного режима труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.

В табл. 4.5 представлены сведения о регламентированных перерывах, которые необходимо делать при работе на компьютере, в зависимости от продолжительности рабочей смены, видов и категорий трудовой деятельности с ВДТ (видеодисплейный терминал) и ПЭВМ (в соответствии с САнНиП 2.2.2 542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ»).

Таблица 4.5 - Время регламентированных перерывов при работе

на компьютере

Категория работы с ВДТ или ПЭВМ	Уровень нагрузки за рабочую смену при видах работы с ВДТ, количество знаков	Суммарное время регламентированных перерывов, мин
		При 8-часовой смене	При 12-часовой смене
Группа А	до 20000	30	70
Группа Б	до 40000	50	90
Группа В	до 60000	70	120

Примечание. Время перерывов дано при соблюдении указанных Санитарных правил и норм. При несоответствии фактических условий труда требованиям Санитарных правил и норм время регламентированных перерывов следует увеличить на 30%.

В соответствии со САнНиП 2.2.2 546-96 все виды трудовой деятельности, связанные с использованием компьютера, разделяются на три группы: группа А: работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом; группа Б: работа по вводу информации; группа В: творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

Эффективность перерывов повышается при сочетании с производственной гимнастикой или организации специального помещения для отдыха персонала с удобной мягкой мебелью, аквариумом, зеленой зоной и т.п.

4.4 Расчет освещенности

Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.

Обычно искусственное освещение выполняется посредством электрических источников света двух видов: ламп накаливания и люминесцентных ламп. Будем использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют ряд существенных преимуществ:

- по спектральному составу света они близки к дневному, естественному свету;

- обладают более высоким КПД (в 1,5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);

- обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);

- более длительный срок службы.

Расчет освещения производится для комнаты площадью 15м2 , ширина которой - 5м, высота - 3 м. Воспользуемся методом светового потока.

Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

F = E•S•Z•К / n , (4.1)

ГдеF - рассчитываемый световой поток, Лм;

Е - нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работу программиста, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к разряду точных работ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300Лк;

S - площадь освещаемого помещения (в нашем случае S = 15м2);

Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,1-1,15 , пусть Z = 1,1);

К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение зависит от типа помещения и характера проводимых в нем работ и в нашем случае К = 1,5);

n - коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (РС) и потолка (РП)), значение коэффициентов РС и РП были указаны выше: РС=40%, РП=60%. Значение n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников.

Для этого вычислим индекс помещения по формуле:

I = A•B / h (A+B), (4.2)

где h - расчетная высота подвеса, h = 2,92 м;

A - ширина помещения, А = 3 м;

В - длина помещения, В = 5 м.

Подставив значения получим:

I= 0,642.

Зная индекс помещения I, по таблице 7 [23] находим n = 0,22.

Подставим все значения в формулу (4.1) для определения светового потока F, получаем F = 33750 Лм.

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых Fл = 4320 Лк.

Рассчитаем необходимое количество ламп по формуле:

N = F / Fл, (4.3)

где N - определяемое число ламп;

F - световой поток, F = 33750 Лм;

Fл- световой поток лампы, Fл = 4320 Лм.

N = 8 ламп.

При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами.

Значит требуется для помещения площадью S = 15 м2 четыре светильника типа ОД.

Расчет естественного освещения помещений

Организация правильного освещения рабочих мест, зон обработки и производственных помещений имеет большое санитарно-гигиеническое значение, способствует повышению продуктивности работы, снижения травматизма, улучшения качества продукции. И наоборот, недостаточное освещение усложняет исполнения технологического процесса и может быть причиной несчастного случая и заболевания органов зрения.

Освещение должно удовлетворять такие основные требования:

- быть равномерным и довольно сильным;

- не создавать различных теней на местах работы, контрастов между освещенным рабочем местом и окружающей обстановкой;

- не создавать ненужной яркости и блеска в поле взора работников;

- давать правильное направление светового потока;

Все производственные помещения необходимо иметь светлопрорезы, которые дают достаточное природное освещение. Без природного освещения могут быть конференц-залы заседаний, выставочные залы, раздевалки, санитарно-бытовые помещения, помещения ожидания медицинских учреждений, помещений личной гигиены, коридоры и проходы.

Коэфициент естественного освещения в соответствии с ДНБ В 25.28.2006, для нашого III пояса светового климата составляет 1,5.

Исходя из этого произведем расчет необходимой площади оконных проемов.

Расчет площади окон при боковом освещении определяется, по формуле:

Sо = (Ln*Кз.*N0*Sn*Кзд.)/(100 *T0*r1) (4.4)

где:Ln - нормированное значение КЕО

Кз - коэффициент запаса (равен 1,2)

N0 - световая характеристика окон

Sn - площадь достаточного естественного освещения

Кзд. - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями

r1 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении

T0 - общий коэффициент светопропускания, который рассчитывается по формуле:

T0 = T1 * T2 * T3 * T4 * T5, (4.5)

где T1 - коэффициент светопропускания материала;

T2 - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема;

T3 - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях;

T4 - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитный устройствах;

T5 - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимается равным 1;

Теперь следует рассчитать боковое освещение для зоны, примыкающей к наружной стене. По разряду зрительной работы нужно определить значение КЕО. КЕО = 1,5 нормированное значение КЕО с учетом светового климата необходимо вычислить по формуле:

Ln=l*m*c, (4.6)

где l - значение КЕО (l=1.5);

m - коэффициент светового климата (m=1);

c - коэффициент солнечности климата (c=1)

Ln=1,5

Теперь следует определить отношение длины помещения Ln к глубине помещения B:

Ln/B=3/5 =0,6;

Отношение глубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 (в данном случае h1=1,8) :

B/h1=5/1,8 = 2,77.

Световая характеристика световых проемов N0=9.

Кзд=1

Значение T0=0,8*0,7*1*1*1=0,56.

Ln для 4 разряда зрительных работ равен 1,5 при мытье окон два раза в год.

Определяем r1, r1=1,5.

Кз.=1,2.

Теперь следует определить значение Sп:

Sп=Ln*В=3*10=30 м2 (4.7)

Кзд.=1.

На данном этапе следует рассчитать необходимую площадь оконных проемов: (Ln* Кз.*N0*Sn*Кзд.) / (100*T0*r1)

Sо = (1,5*1,2*9*30*1)/(100*0,56*1,5)=486/84= 5,78 м2;

Принимаем количество окон 1 штука:

S1=5,78 м2 площадь одного окна

Высота одного окна составляет - 2,5 м, ширина 2,3 м.

4.5. Расчет вентиляции

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает естественная и принудительная.

Параметры воздуха, поступающего в приемные отверстия и проемы местных отсосов технологических и других устройств, которые расположены в рабочей зоне, следует принимать в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76. При размерах помещения 3 на 5 метров и высоте 3 метра, его объем 45 куб.м. Следовательно, вентиляция должна обеспечивать расход воздуха в 90 куб.м/час. В летнее время следует предусмотреть установку кондиционера с целью избежания превышения температуры в помещении для устойчивой работы оборудования. Необходимо уделить должное внимание количеству пыли в воздухе, так как это непосредственно влияет на надежность и ресурс эксплуатации ЭВМ.

Мощность (точнее мощность охлаждения) кондиционера является главной его характеристикой, от неё зависит на какой объем помещения он рассчитан. Для ориентировочных расчетов берется 1 кВт на 10 м2 при высоте потолков 2,8 - 3 м (в соответствии со СНиП 2.04.05-86 "Отопление, вентиляция и кондиционирование").

Для расчета теплопритоков данного помещения использована упрощенная методика:

Q=S·h·q (4.8)

где:Q - Теплопритоки

S - Площадь помещения

h - Высота помещения

q - Коэффициент равный 30-40 вт/м3 (в данном случае 35 вт/м3)

Для помещения 15 м2 и высотой 3 м теплопритоки будут составлять:

Q=15·3·35=1575 вт

Кроме этого следует учитывать тепловыделение от оргтехники и людей, считается (в соответствии со СНиП 2.04.05-86 "Отопление, вентиляция и кондиционирование") что в спокойном состоянии человек выделяет 0,1 кВт тепла, компьютер или копировальный аппарат 0,3 кВт, прибавив эти значения к общим теплопритокам можно получить необходимую мощность охлаждения.

Qдоп=(H·Sопер)+(С·Sкомп)+(P·Sпринт) (4.9)

где:Qдоп - Сумма дополнительных теплопритоков

C - Тепловыделение компьютера

H - Тепловыделение оператора

D - Тепловыделение принтера

Sкомп - Количество рабочих станций

Sпринт - Количество принтеров

Sопер - Количество операторов

Дополнительные теплопритоки помещения составят:

Qдоп1=(0,1·2)+(0,3·2)+(0,3·1)=1,1(кВт)

Итого сумма теплопритоков равна:

Qобщ1=1575+1100=2675 (Вт)

В соответствии с данными расчетами необходимо выбрать целесообразную мощность и количество кондиционеров.

Для помещения, для которого ведется расчет, следует использовать кондиционеры с номинальной мощностью 3,0 кВт.

4.6 Расчет уровня шума

Одним из неблагоприятных факторов производственной среды в ИВЦ является высокий уровень шума, создаваемый печатными устройствами, оборудованием для кондиционирования воздуха, вентиляторами систем охлаждения в самих ЭВМ.

Для решения вопросов о необходимости и целесообразности снижения шума необходимо знать уровни шума на рабочем месте оператора.

Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:

?L = 10·lg (Li•n), (4.10)

где Li - уровень звукового давления i-го источника шума;

n - количество источников шума.

Полученные результаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данного рабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума, то необходимы специальные меры по снижению шума. К ним относятся: облицовка стен и потолка зала звукопоглощающими материалами, снижение шума в источнике, правильная планировка оборудования и рациональная организация рабочего места оператора.

Уровни звукового давления источников шума, действующих на оператора на его рабочем месте представлены в табл. 4.6.

Таблица 4.6 - Уровни звукового давления различных источников

Источник шума	Уровень шума, дБ
Жесткий диск	40
Вентилятор	45
Монитор	17
Клавиатура	10
Принтер	45
Сканер	42

Обычно рабочее место оператора оснащено следующим оборудованием: винчестер в системном блоке, вентилятор(ы) систем охлаждения ПК, монитор, клавиатура, принтер и сканер.

Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу (4.4) , получим:

?L=10·lg(104+104,5+101,7+101+104,5+104,2)=49,5 дБ

Полученное значение не превышает допустимый уровень шума для рабочего места оператора, равный 65 дБ (ГОСТ 12.1.003-83). И если учесть, что вряд ли такие периферийные устройства как сканер и принтер будут использоваться одновременно, то эта цифра будет еще ниже. Кроме того при работе принтера непосредственное присутствие оператора необязательно, т.к. принтер снабжен механизмом автоподачи листов.

ВЫВОДЫ

В данном дипломном проекте рассматривался вопрос разработки солнечных часов на микроконтроллере.

Процесс разработки солнечных часов был разбит на ряд этапов:

- изучения теоретических основ процесса разработки устройств на микроконтроллерах;

- разработка структурной схемы устройства;

- выбор наиболее подходящего (по цене и функциям) микроконтроллера;

- разработка функциональной схемы устройства;

- составление алгоритма программы для микроконтроллера;

- составления программы для микроконтроллера, согласно выполняемым функциям;

- подбор и расчет элементной базы разрабатываемого устройства;

- составления принципиальной схемы устройства;

- проведение технико-экономического обоснования объекта разработки;

- расчет вентиляции, естественного и искусственного освещения, уровня шума на рабочем месте программиста.

В технико- экономической части было доказано о нецелесообразности данного проекта. Данное устройство может лишь повторяться радиолюбителями и при создании сувенирных изделий.

В разделе охрана труда были произведены расчеты естественного и искусственного освещения, вентиляции (кондиционирования) и уровня шума на рабочем месте программиста. Сравнив их с нормативными значениями, сделал вывод, что все нормы охраны труда соблюдаются.

Данное устройство может быть рекомендовано лишь в радиолюбительской практике.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. "Dimmable Fluorescent Ballast" - User Guide, 10/07, Atmel Corporation, http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc7597.pdf

2. ГОСТ13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

3. G. Howell "Five questions about resistors" // EDN, 9/28/2006, http://www.edn.com/contents/images/6372835.pdf

4. П. Хоровиц, У. Хилл "Искусство схемотехники" - Изд. 6-е, М.: Мир, 2003.

5. "The Do's and Don'ts of Using MOS-Gated Transistors" - Application Note AN-936, International Rectifier, http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-936.pdf

6. "Characterization and Calibration of the ADC on an AVR" - Application Note AVR120, 02/06, Atmel Corporation, http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2559.pdf

7."Frequently asked questions about dimmers" // http://www .lutron.com/product_technical/faq.asp

8. Л. Н. Кечиев, Е. Д. Пожидаев "Защита электронных средств от воздействия статического электричества" - М.: ИД "Технологии", 2005.

9. Жидецкий В.Ц., Джигирей В.С., Мельников А.В. Основы охраны труда: Учебник - Львов, Афиша, 2008 - 351с.

10. Денисенко Г.Ф. Охрана труда: Учебн.пособие - М., Высшая школа, 1989 - 319с.

11. Самгин Э.Б. Освещение рабочих мест. - М.: МИРЭА, 1989. - 186с.

12. Справочная книга для проектирования электрического освещения. / Под ред. Г.Б. Кнорринга. - Л.: Энергия, 1976.

13. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Е.Я. Юдин, Л.А. Борисов;

Под общ. ред. Е.Я. Юдина - М.: Машиностроение, 1985. - 400с., ил.

14. Зинченко В.П. Основы эргономики. - М.: МГУ, 1979. - 179с.

15.Методичні вказівки до виконання дипломної роботи для учнів спеціальності «Оператор комп'ютерного набору; оператор комп'ютерної верстки»/ Упоряд.: Д.О. Дяченко, К.О. Ізмалкова, О.Г. Меркулова. - Сєверодонецьк: СВПУ, 2007. - 40 с.

16. Заец Н.И. Радиолюбительские конструкции на микроконтроллерах. Книга 1 - М., Солон-ПРЕСС, 2001- 368с.

17. Заец Н.И. Радиолюбительские конструкции на микроконтроллерах. Книга 2 - М., Солон-ПРЕСС, 2003- 296 с.

18. Заец Н.И. , Сергеев В.С.Радиолюбительские конструкции на микроконтроллерах. Книга 4 - М., Солон-ПРЕСС, 2009 - 412с.

19. Белов А.В. Микроконтролеры Atmel в радиолюбительской практике - СПб: Наука и Техника, 2007 -352с.

20. Кравченко А.В. 10 практических устройств на микроконтроллерах. Книга 1 - М., Изд. Дом «Додэка-ХХ» , МК-ПРЕСС, 2008 - 224с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Листинг программы для солнечных часов

/*

Alessandro Lambardi 14/02/2009

Released under Creative Commons 3.0 license: Attribution, Share-alike, non commercial.

*/

#define F_CPU2457600UL// crystal frequency

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <avr/io.h>

#include <avr/pgmspace.h>

#include <inttypes.h>

#define JUMP_00 // PORTA, jumper, display ceconds

#define JUMP_11 // PORTA, jumper, set minutes

#define JUMP_22 // PORTA, jumper, set hours

#define JUMP_33 // PORTA, short for continuos LASER

#define SERVO5// PORTA, output to servo

#define LASER6// PORTA, output to LASER

#define PWM_TOPF_CPU/60// TOP count for timer 0 (goes into OCR0A)

//#define SERVO_MAXPWM_TOP*2.35/(1000/60)// max rotation is at 2.35ms pulse

//#define SERVO_MINPWM_TOP*0.70/(1000/60)// min rotation is at 0.70ms pulse

#define SERVO_MAXPWM_TOP*1.65/(1000/60)// max rotation is at 2.35ms pulse

#define SERVO_MINPWM_TOP*0.75/(1000/60)// min rotation is at 0.70ms pulse

// Variables that are set inside interrupt routines and watched outside must be volatile

volatile uint8_thour, min, sec, sxtyth;// hold the time

volatile uint16_tservo_pos;// servo position (0 to PWM_TOP) ref to 00:00

volatile uint16_tservo_max, servo_min;// max/min value to servo for max/min position

volatile uint8_tjumpers;

// Interrupt service routines

ISR(TIM1_OVF_vect) {// do time

sxtyth++;

if(sxtyth < 6) {// blink LASER for 2/10 of a sec

PORTA |= _BV(LASER);

}

else{

if((PINA & _BV(JUMP_3)) != 0) {// if JUMP_3 not shorted turn LASER off

PORTA &= ~_BV(LASER);

}

}

if(sxtyth > 59){

sxtyth = 0;

sec++;

if(sec > 59){

sec = 0;

min++;

if(min > 59){

min = 0;

hour++;

if(hour > 12){

hour = 1;

}

}

}

}

// set time :

// set minutes

if(((PINA & _BV(JUMP_1)) == 0) & ((sxtyth == 0) | (sxtyth == 30))){

min++;

if(min > 59) {

min = 0;

}

sec = 0;

}

// set hours

if(((PINA & _BV(JUMP_2)) == 0) & ((sxtyth == 0) | (sxtyth == 30))){

hour++;

if(hour > 12) {

hour = 1;

}

min = 0;

sec = 0;

}

if((PINA & _BV(JUMP_0)) == 0){// evaluate servo position and display time

servo_pos = servo_min + sec*((servo_max-servo_min)/59);// display seconds

} else {

servo_pos = servo_min + ((hour-1)*60+min)*((servo_max-servo_min)/(11*60+59));

}

OCR1B = servo_min+servo_max-servo_pos;// clockwise

//OCR1B = servo_pos;// counter clockwise

}

int main(void) {

// enable pull-ups on pushbuttons

PORTA = _BV(JUMP_0) | _BV(JUMP_1) | _BV(JUMP_2) | _BV(JUMP_3);

// Port directions

DDRA = _BV(SERVO) | _BV(LASER);// set outputs

// Timer 1 (servo PWM): fast PWM mode 15, prescaler = 1, output on OC1B

TCCR1A = _BV(WGM11) | _BV(WGM10) | _BV(COM1B1);

TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12) | _BV(CS10);

OCR1A = PWM_TOP;// PWM freq = 60Hz

OCR1B = (SERVO_MAX + SERVO_MIN)/2;// initial position is halfway between MAX & MIN

TIMSK1 = _BV(TOIE1);// enable timer overflow (for real time clock)

// Set variables default

hour = 1;

min = 0;

sec=0;

sxtyth=0;

servo_min=SERVO_MIN;

servo_max=SERVO_MAX;

sei();// enable interrupts

for(;;) {

}

}

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Готовый hex-файл для загрузки в микроконтроллер

:1000000010C028C027C026C025C024C023C022C0DD

:1000100022C020C01FC01EC01DC01CC01BC01AC0F3

:1000200019C011241FBECFEDCDBF10E0A0E6B0E097

:10003000E2EFF2E002C005900D92A036B107D9F7C9

:1000400010E0A0E6B0E001C01D92AB36B107E1F7C9

:1000500000D14DC1D5CF1F920F920FB60F92112430

:100060000F931F932F933F934F935F936F937F93C0

:100070008F939F93AF93BF93EF93FF93809167000C

:100080008F5F8093670080916700863010F4DE9A5E

:1000900002C0CB99DE98809167008C3320F11092DA

:1000A0006700809169008F5F80936900809169008B

:1000B0008C33C8F010926900809168008F5F809344

:1000C0006800809168008C3370F010926800809115

:1000D00066008F5F80936600809166008D3018F017

:1000E00081E08093660099B380916700309167004A

:1000F00020E0882309F421E080E03E3109F481E02A

:10010000282B30E0892F90E09695879580959095E3

:1001100082239323892B69F0809168008F5F8093FD

:100120006800809168008C3310F010926800109283

:10013000690099B3809167003091670020E08823BF

:1001400009F421E080E03E3109F481E0282B30E021

:10015000892F90E0969587959695879580959095AF

:1001600082239323892B81F0809166008F5F809397

:100170006600809166008D3018F081E08093660003

:100180001092680010926900C89917C0E09164004D

:10019000F091650040916900809162009091630048

:1001A0002091640030916500821B930B6BE370E03B

:1001B0008AD0CB01642F70E020C0E0916400F09100

:1001C00065008091660020916800009162001091A6

:1001D0006300A0916400B091650030E02C53304082

:1001E00090E06CE370E05DD0280F391FC8018A1BD6

:1001F0009B0B6FEC72E067D0C90153D0E80FF91F79

:10020000F0936100E093600080916400909165003C

:100210002091620030916300409160005091610034

:10022000280F391F241B350B39BD28BDFF91EF91D5

:10023000BF91AF919F918F917F916F915F914F91FE

:100240003F912F911F910F910F900FBE0F901F9014

:1002500018958FE08BBB80E68ABB83E28FBD89E176

:100260008EBD80E090EA9BBD8ABD80E09CE099BD98

:1002700088BD81E08CB9809366001092680010926E

:1002800069001092670080E897E090936500809382

:10029000640080E890E1909363008093620078941A

:1002A000FFCF5527002480FF02C0060E571F660FA0

:1002B000771F6115710521F096958795009799F73D

:1002C000952F802D0895AA1BBB1B51E107C0AA1FC3

:1002D000BB1FA617B70710F0A61BB70B881F991FE7

:1002E0005A95A9F780959095BC01CD010895F89491

:0202F000FFCF3E

:00000001FF

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Схема электрическая принципиальная солнечных часов

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

КАЛЬКУЛЯЦИЯ КОМПЛЕКТУЮЩИХ СОЛНЕЧНЫХ ЧАСОВ