Работоспособность организма

Тяжесть и напряженность  труда. Тяжесть труда является количественной характеристикой физического труда. Напряженность труда -- количественная характеристика умственного труда. Она определяется величиной информационной нагрузки.

На производстве различают  четыре уровня воздействия факторов условий труда на человека:

- комфортные условия труда  обеспечивают оптимальную динамику  работоспособности человека и  сохранение его здоровья;

- относительно дискомфортные условия труда при воздействии в течение определенного интервала времени обеспечивают заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывают субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы;

- экстремальные  условия труда приводят к снижению  работоспособности человека, не  вызывают функциональные изменения,  выводящие за пределы нормы,  но не ведущие к патологическим  изменениям;

- сверхэкстремальные  условия труда приводят к возникновению  в организме человека патологических изменений и к потере трудоспособности.

Медико-физиологическая  классификация тяжести и напряженности  труда проводится на основании комплексной  количественной оценки факторов условий  труда, называемой интегральной величиной  тяжести и напряженности труда (Ит).

К I категории  относят работы, выполняемые в  оптимальных условиях труда при  благоприятных нагрузках. II категория  включает работы, выполняемые в условиях, соответствующих предельно допустимым значениям производственных факторов. К III категории относят работы, при которых вследствие не вполне благоприятных условий труда у людей формируются реакции, характерные для пограничного состояния организма (ухудшение некоторых показателей психофизиологического состояния к концу работы). IV категория включает работы, при которых неблагоприятные условия труда приводят к реакциям, характерным для предпатологического состояния у большинства людей. К V категории относят работы, при которых в результате воздействия весьма неблагоприятных условий труда у людей в конце рабочего периода формируются реакции, характерные для патологического функционального состояния организма. VI категория включает работы, при которых подобные реакции формируются вскоре после начала трудового периода (смены, недели).

I и II категории тяжести и напряженности труда соответствуют комфортным производственным условиям, III -- относительно дискомфортным, IV и V -- экстремальным и VI -- сверхэкстремальным.

Категорию тяжести  и напряженности труда определяют расчетным путем. Для этого каждый фактор производственных условий оценивают по шестибалльной

системе с помощью  специальных таблиц. Интегральная оценка тяжести и напряженности труда  рассчитывается по формуле: (2.1)

где хОП -- определяющий (самый большой по баллу) элемент  условий труда на i -ом рабочем месте; j -- сумма баллов всех i - ых биологически значимых элементов без определяющего элемента на j -ом рабочем месте; n -- число всех элементов, имеющихся на рабочем месте; хij -- балльная оценка i -го фактора на j-ом рабочем месте. Каждый элемент условий труда на рабочем месте получает оценку от 1 до 6 в зависимости от своей величины и продолжительности действия (экспозиции). При экспозиции меньше 90 % времени восьмичасовой рабочей смены фактическая оценка элемента в баллах составит:

где хmax -- максимальная оценка элемента при экспозиции от 90 % и более; Tфi -- фактическая продолжительность  действия элемента в течение рабочей  смены, мин; 480 -- фон рабочего времени  восьмичасовой рабочей смены, мин.

В этом случае вместо хij в формуле (2.1) расчета Ит используют xфi.

При наличии  на рабочем месте факторов, имеющих  с учетом экспозиции оценку 2 балла  и более, в расчет оценки принимают  только эти биологически значимые факторы. Факторы с оценкой 1 и 2 балла в  расчет не принимают

Категорию тяжести и напряженности труда определяют по интегральной оценке Ит:

Категория тяжести  труда	1	II	III	IV	V	VI
Интегральная  оценка Ит, балл	18	19--33	34^5	46--53	54--59	59,1--60

Пример. Определить категорию тяжести труда на рабочем месте, исходя из данных, приведенных в табл.1.3.

Таблица 1.3. Характеристика факторов условий труда

Максимальная  оценка фактора, балл	Фактическая продолжительность действия фактора, мин	Фактическая оценка
4	180	1,5
5	360	3,75
6	200	2,5

Ит = [3,75 + (1,5 + 2,5) (6 - 3,75)/(3--1)6] 10 = 45.

Следовательно, на рабочем месте используется труд III категории тяжести и напряженности  труда.

При оценки тяжести  физического труда пользуются показателями динамической и статической нагрузки. Показатели динамической нагрузки:

- масса поднимаемого  и перемещаемого груза вручную;

- расстояние  перемещения груза;

- мощность выполняемой  работы: при работе с участием  мышц нижних конечностей и  туловища, с преимущественным участием  мышц плечевого пояса;

- мелкие, стереотипные движения кистей и пальцев рук, количество за смену;

- перемещение  в пространстве (переходы, обусловленные  технологическим процессом), км.

Показатели  статической нагрузки:

- масса удерживаемого  груза, кг;

- продолжительность  удерживания груза, с;

- статическая нагрузка за рабочую смену, Н, при удержании груза: одной рукой, двумя руками, с участием мышц корпуса и ног;

- рабочая поза, нахождение в наклонном положении,  процент сменного времени;

- вынужденные  наклоны корпуса более 30°, количество  за смену;

- линейный пространственный компоновочный параметр элементов производственного оборудования и рабочего места, мм;

- угловой пространственно-компоновочный  параметр элементов производственного  оборудования и рабочего места,  угол обзора;

- значение сопротивления приводных элементов органов управления (усилие, необходимое для перемещения органов управления), Н.

Динамическую  физическую нагрузку определяют, как  правило, одним из следующих показателей: 1) работой (кг«м); 2) мощностью усилия (Вт); статическую физическую нагрузку определяют в кг/с.

Для определения  динамической работы, выполняемой человеком  в каждом отдельном отрезке рабочей  смены, рекомендуется пользоваться следующей формулой:

W= (РН + (PL/9) + РН1/2))К,

где W-- работа, кг м; Р -- масса груза, кг; Н -- высота, на которую помещают груз из исходного положения, м; L --расстояние, на которое перемещают груз по горизонтали, м; Н1 --расстояние, на которое опускают груз, м; К -- коэффициент, равный 6.

Для расчета  среднесменной мощности следует  суммировать работу, произведенную человеком за всю смену, и разделить ее на длительность смены:

N= WK1/t,

где N-- мощность, Вт, t -- длительность смены, с; K1 -- коэффициент  перевода работы (W) из кгм в Джоуль (Дж), равный 9,8.

Статическая нагрузка -- это усилия на мышцы человека без перемещения тела или его отдельных частей. Величина статической нагрузки определяется произведением величины усилия на время поддержания (в случае различных величин усилий время поддержания каждого из них определяют отдельно, находят произведения величины усилия на время поддержания и затем эти произведения суммируют).

При оценке напряженности  умственного труда используют показатели внимания, напряженности зрительной работы и слуха, монотонности труда.

2. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ  ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ДИНАМИКА

Фазы работоспособности. Работоспособность проявляется  в поддержании заданного уровня деятельности в течение определенного  времени и обусловливается двумя  основными группами факторов -- внешними и внутренними. Внешние -- информационная структура сигналов (количество и форма представления информации), характеристика рабочей среды (удобство рабочего места, освещенность, температура и т.п.), взаимоотношения в коллективе. Внутренние -- уровень подготовки, тренированность, эмоциональная устойчивость. Предел работоспособности -- величина переменная; изменение ее во времени называют динамикой работоспособности.

Вся трудовая деятельность протекает по фазам (рис. 2.1):

I. Предрабочее состояние (фаза мобилизации) -- субъективно выражается в обдумывании предстоящей работы (идеомоторный акт), вызывает определенные предрабочие сдвиги в нервно-мышечной системе, соответствующие характеру предстоящей нагрузки.

Рис. 2.1. Фазы работоспособности  человека в течение рабочего дня

II. Врабатываемость или стадия нарастающей работоспособности (фаза гиперкомпенсации) -- период, в течение которого совершается переход от состояния покоя к рабочему, т.е. преодоление инертности покоя системы и налаживание координации между участвующими в деятельности системами организма. Длительность периода врабатываемости может быть значительной. Например, утром после сна все характеристики сенсомоторных реакций значительно ниже, чем в дневные. Производительность труда в эти часы ниже. Период может занять от нескольких минут до двух-трех часов. На длительность сказываются: интенсивность работы, возраст, опыт, тренированность, отношение к работе.

III. Период устойчивой работоспособности (фаза компенсации) -- устанавливается оптимальный режим работы систем организма, вырабатывается стабилизация показателей, а его длительность составляет ко всему времени работы примерно 2/3. Эффективность труда в этот период максимальная. Период устойчивой работоспособности служит важнейшим показателем выносливости человека при данном виде работы и заданном уровне интенсивности.

Выносливость  обусловливается следующими факторами:

1. Интенсивностью  работы. Чем больше интенсивность,  тем короче период устойчивой  работоспособности.

2. Спецификой  работы. Например, динамическая работа  может продолжаться без признаков  утомления в десятки раз дольше, чем статическая. Имеет значение то, какой орган включен в действие. Для мышц ног выносливость в 1,5...2 раза больше, чем для мышц рук. Среди мышц рук выносливее сгибатели, а среди мышц ног -- разгибатели.

Влияние специфики  выполняемой работы характеризует рис. 2.2, где a -- легкая физическая нагрузка и рациональная скорость выполнения операций; б -- обслуживание сложного пульта управления; в -- средняя физическая нагрузка; г -- значительная физическая нагрузка при большой концентрации внимания и выполнения быстрых и точных движений; д -- простые зрительные работы; е -- сложные зрительные работы.

3. Возрастом.  В юношеском и молодом возрасте  выносливость увеличивается, в  пожилом -- снижается.

4. Полом. При  нагрузке, равной половине максимальных возможностей, выносливость при статической и двигательной деятельности у мужчин и женщин одинакова. При больших нагрузках мужчины выносливее.

5. Концентрацией  внимания и волевым напряжением  при интенсивной работе снижают  показатели выносливости.

6. Эмоциональным состоянием. Положительное -- уверенность, спокойствие, хорошее настроение -- активизируют деятельность, удлиняя период устойчивой работоспособности. Отрицательные -- страх, неуверенность, плохое настроение -- оказывают угнетающее действие, снижая период устойчивой работоспособности .

7. Наличием умений, навыков, тренированностью -- снижают  волевое и эмоциональное напряжение, повышая работоспособность.

8. Типом высшей  нервной деятельности (индивидуальные  природные возможности нервной  системы). Сила нервной системы характеризует работоспособность и надежность работы оператора особенно в экстремальных ситуациях.

IV. Период утомления (фаза декомпенсации). Характеризуется снижением продуктивности, замедляется скорость реакции, появляются ошибочные и несвоевременные действия, физиологическая усталость. Утомление может быть мышечным (физическим), умственным (психическим). Утомление -- временное снижение работоспособности из-за истощения энергетических ресурсов организма.

V. Период возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого напряжения.

VI. Период прогрессивного снижения работоспособности и эмоционально-волевого напряжения.

VII. Период восстановления. Необходим организму для восстановления работоспособности. Продолжительность этого периода определяется тяжестью проделанной работы, величиной кислородного долга, величиной сдвигов в нервно-мышечной системе. После легкой однократной работы период может длиться 5 мин. После тяжелой однократной работы -- 60...90 мин, а после длительной физической нагрузки восстановление может наступить через несколько дней.

Рис. 2.2. Изменение  работоспособности человека в течение  рабочего дня в зависимости от вида выполняемой работы

В каждом из рассмотренных  периодов работоспособности используются определенные возможности организма. Периоды I--III используют максимальные энергетические возможности организма. В дальнейшем поддержание работоспособности происходит за счет эмоционально-волевого напряжения с последующим прогрессивным снижением продуктивности труда и ослаблением контроля за безопасностью своей деятельности.

На основании  кривых работоспособности устанавливается  норма времени на отдых в зависимости  от характера и продолжительности  работы (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Нормы времени на отдых (% отработанного времени) в зависимости от характера работы

Фактор	Характеристика  факторов	Время на компенсирующий отдых
Физические  усилия	Незначительные (10...150Н) Средние (150...300Н) Тяжелые (300...500Н) Очень тяжелые (500...800Н)	1..2 2...4 4...6 6...9
Фактор	Характеристика факторов	Время на компенсирующий отдых
Нервное напряжение	Незначительное Среднее Повышенное	1...2 1.4 4...6
Темп работы	Умеренный Средней интенсивности Высокий	1 2 3...4
Рабочее положение	Ограниченное Неудобное Стесненное Очень неудобное	1 2 3 4
Монотонность работы	Незначительная Средняя Повышенная	1 2 3
Температура, влажность  окружающей среды	Незначительно повышенная или пони- женная: 20.. .25°  С при влажности до 70% (или -5... -15°  С) Средняя: 26. ..30°  С при влажности до 75% (или -16.. .-20°  С) Повышенная  или пониженная: 31…35° С при влажности 70...75°% (или -21…25°С) Высокая или  низкая: 35. ..40° С при вла- жности 75 % (или -25...300 С) Очень высокая или очень низкая: 41…45° С (или менее -30° С) при влажности 75%	1 2 3 4 5
Загрязненность  воздуха	Незначительная Средняя Повышенная Сильная Очень сильная	1 2 3 4 5
Производственный  шум	Умеренный Повышенный Сильный	1 2 3...4
Вибрация	Повышенная Сильная Очень сильная	1 2 3...4
Освещение	Недостаточное Плохое или  ослепляющее	1 2