Проектирование вычислительной системы предприятия

Степень влияния окружающей среды на организм человека оценивается  с помощью обобщенного параметра, называемого коэффициентом комфортности Кф, который может принимать значения от 1 (очень жарко) до 7 (очень холодно).

Коэффициент комфортности определяется с помощью формулы  Ван-Зейлена:

 

 (9.1),

 

где: t_в – температура воздуха в рабочей зоне (°С);

t_п – средняя температура окружающих поверхностей (стен, потолка, пола) (°С);

Р_П – парциальное давление водяных паров (Па);

v – скорость перемещения воздуха (м/с).

Чем ближе Кф к 4, тем степень комфорта работника выше. Понятно, что добиться точного значения Кф трудно, поэтому приближенные значения (3,4 ¸ 4,4) принимаются как удовлетворительные. Это значит, что в помещении уровень комфорта хороший.

В помещении параметры  микроклимата принимают следующие  средние значения: температура около 20⁰С, влажность около 60%, скорость движения воздуха 0.1 м/сек.

Оценим, как изменяется коэффициент комфортности, если изменять температуру воздуха и относительную  влажность воздуха.

Относительная влажность  воздуха j влияет на парциальное давление водяного пара Р_П. Парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха связаны между собой следующей зависимостью:

 

      (9.2),

 

где: P_П – парциальное давление водяного пара, Па;

j – относительная влажность воздуха, доли или %;

P_Н – давление насыщения при данной температуре, Па.

Давление насыщения P_Н является функцией температуры влажного воздуха и определяется по таблицам насыщенного водяного пара. Таким образом, на парциальное давление водяного пара оказывают влияние температура и влажность.

Значение скорости ветра в помещении v примем равной 0,1 м/с.

Данные расчета коэффициента комфортности (с помощью формул 9.1, 9.2) приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1

tВ,0C	tП,0C	Относительная влажность  воздуха j
		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
1	2	3	4	5	6	7
10	7	6,337599	6,303241	6,268882	6,234523	6,200164
11	8	6,119707	6,082977	6,046247	6,009516	5,972786
12	9	5,901255	5,862013	5,822771	5,783529	5,744287
13	10	5,682187	5,640280	5,598372	5,556465	5,514557
14	11	5,471464	5,428976	5,386489	5,344002	5,301515
15	12	5,242148	5,194433	5,146718	5,099003	5,051288
16	13	5,021097	4,970221	4,919345	4,868469	4,817593
17	14	4,799319	4,745100	4,690880	4,636661	4,582442
18	15	4,576779	4,519026	4,461273	4,403520	4,345768
19	16	4,354105	4,292785	4,231465	4,170145	4,108825
20	17	4,129257	4,063827	3,998397	3,932966	3,867536
21	18	3,904197	3,834603	3,765009	3,695415	3,625821
22	19	3,678219	3,604232	3,530245	3,456257	3,382270
24	21	3,223328	3,139821	3,056314	2,972806	2,889299
25	22	2,994326	2,905669	2,817013	2,728356	2,639700
26	23	2,764226	2,670146	2,576066	2,481986	2,387906
27	24	2,532983	2,433194	2,333405	2,233616	2,133826
28	25	2,300542	2,194744	2,088946	1,983148	1,877350
29	26	2,066847	1,954727	1,842607	1,730486	1,618366
30	27	1,831853	1,713085	1,594318	1,475550	1,356783

 

Рисунок 9.1

Как видно из таблицы  9.1 и графиков (рисунок 9.1) коэффициент комфортности находится в довольно широком диапазоне, при различных температурах и различной относительной влажности воздуха. Это значит, что для обеспечения комфорта работников имеются определенные резервы, и в случае необходимости их можно корректировать. Если отклонение параметров незначительно, то отклонение одного из параметров можно компенсировать за счет изменения другого параметра. Наиболее оптимальное значение степени комфортности достигается при температуре воздуха 20⁰С и относительной влажности воздуха 0,5-0,6 или 50-60%.

Большое влияние на микроклимат  в помещении оказывают источники  теплоты - это вычислительное оборудование, приборы освещения, обслуживающий персонал, а также солнечная радиация. Регуляция температуры в помещении в настоящее время производится чаще всего с помощью кондиционеров в теплое время года и нагревателей в холодное время года.

9.3 Освещение рабочего места

Одним из важнейших элементов, влияющих на комфортные условия работающих, является производственное освещение.

К системам производственного  освещения предъявляются следующие  основные требования:

• соответствие уровня освещенности рабочих мест характеру выполняемой зрительной работы;
• достаточно равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве;
• отсутствие резких теней, прямой и отраженной блесткости;
• постоянство освещенности во времени;
• оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока;
• долговечность, экономичность, эстетичность электробезопасность и пожаробезопасность, удобство и простота эксплуатации.

 

Рисунок 9.2

 

При освещении производственных помещений используют естественное и искусственное освещение. В качестве источников света при искусственном общем освещении применяются люминесцентные лампы типа ЛБ.При этом светильники устанавливаются в верхней части помещения параллельно стене с оконными проемами, что позволяет включать и отключать их последовательно в зависимости от изменения естественного освещения (рисунок 9.2).

В качестве исследуемого помещения рассматривается помещение  бухгалтерии, в котором расположены 3 персональных компьютера (рисунок 9.2).

Расчет общего искусственного освещения:

Расчет необходимого числа светильников производится по формуле (9.3):

 

 (9.3)

 

где Е — нормируемая освещенность (в данном случае Е = 300 лк);

S - освещаемая площадь, м ;

z - коэффициент минимальной освещенности ( z = 1,1) ;

Кз - коэффициент запаса (в данном случае равен 1,4);

п - число ламп в светильнике;

Fл - световой поток лампы;

η - коэффициент использования.

Размеры помещения, для  которого проводится расчет, равны: длина - 4м, ширина - 4м, высота - 4м.Освещаемая площадь будет равна: S = 4*4 = 16 м.кв. Высота подвеса светильников соответственно равна Нp = 4 м.

Используемое помещение  с нормальными условиями среды  позволяет применять светильники  типа ЛПО 01-2х40/Д-01, которые содержат по 2 (п=2) лампы типа ЛБ-40, мощностью каждая по 40 Вт.Расчетный световой поток каждой лампы составляет Fл = 2850 лм.Выбранные светильники относятся к восьмой группе.

Коэффициент использования η определяется в зависимости от группы светильника, коэффициентов отражения потолка ρпот, стен ρстен и пола ρпола (примем их соответственно равными 70%, 50% и 30%) и индекса помещения i.

Индекс помещения определяется по формуле (9.4) :

 

 (9.4)

 

где А, В — длина и ширина помещения, м;

Нр - высота подвеса светильников, м.

Тогда с учетом величины i, группы светильников, а также коэффициентов отражения потолка, стен и пола определяем η= 0,32.

Подсчитаем количество светильников для выбранного помещения:

Таким образом, для данного  помещения необходимо 4 светильника  типа ЛПО 01-2х40/Д-01.

Количество рядов определяется методом распределения для достижения равномерной освещенности, исходя из формулы (9.5):

 

 (9.5)

 

где Нр - высота подвеса светильников, м.;

L - расстояние между рядами, м.

Из формулы следует, что:

Расстояние между рядами L = 2,6 м.

9.4 Организация рабочего места

При работе с компьютером у оператора  могут проявляться различные  профессиональные заболевания (головная боль, боли в мышцах, частичная потеря зрения, запястный синдром, стрессы и депрессия и т.д.).На состояние здоровья оператора ЭВМ могут влиять также такие вредные факторы, как длительное неизменное положение тела, постоянное напряжение глаз, воздействие радиации, воздействие электростатических и электромагнитных полей.

При выполнении любой работы немалую роль играет комфортная обстановка, которая создается из факторов и деталей, на первый взгляд не имеющих большого значения. В этом смысле работа за компьютером не является исключением. Правильная организация рабочего места поможет сохранить здоровье, хорошее настроение и высокую работоспособность. Эргономичная мебель, различные приспособления, средства, средства коммуникаций (переключатели, кабели, адаптеры) и многое другое не только создают условия для высокопродуктивной работы, но и в ряде случаев могут предотвратить профессиональные заболевания тех, кто много и часто пользуется компьютером.

Существуют рекомендации ограничения  продолжительности непрерывной  работы перед монитором четырьмя часами при восьмичасовом рабочем  дне и объеме информации 30 тыс.знаков за 4 часа. Рекомендуется делать регулярные перерывы в работе для отдыха, самомассажа и гимнастики рук и глаз.

При длительной работе с компьютером  необходимо постараться организовать рабочее место оператора так, чтобы можно было бы выполнять работу в нескольких положениях (например, со спинкой кресла, отклоненной немного назад или вперед).Необходимо исключить неудобные позы и длительные напряжения при работе. Оператору рекомендуется чаще менять позу и не забывать каждый час делать перерывы в работе.

Органы управления компьютером (клавиатура, мышь и т.п.) следует  расположить так, чтобы руки при  их использовании занимали обычные  удобные положения.  Руки оператора не должны отходить далеко от туловища при работе с компьютером. Клавиатуру нужно расположить непосредственно перед оператором, а высота стола, на котором она расположена, должна быть такой, чтобы угол в локтевом сгибе приблизительно составлял 90⁰.Как правило, это соответствует более низкому расположению столешницы, чем обычно. Положение рук при работе, когда кисти рук расположены выше локтей, приводит к быстрой усталости рук. Если клавиатура установлена на столе, а высота стола слишком велика, то наиболее простым решением будет подъем сиденья кресла и установка подставки для ног.

Планшет под мышку должен удовлетворять  нескольким критериям. Во-первых, он должен хорошо держаться на поверхности стола. Во-вторых,

материал верхней поверхности  планшета должен обеспечивать хорошее  сцепление с шариком и позволять  самой мышке легко по нему двигаться.

Подставка под запястье при работе с клавиатурой позволит избежать болезни кистей.

Размещение компьютера на рабочем  столе уменьшает и без того малую свободную площадь рабочего стола. Лучшим выходом явилось бы приобретение специальных полочек, крепящихся к столу и позволяющих разместить компьютер над столешницей.

Оператор будет меньше уставать за компьютером, если будет применена  подставка для ног (так, чтобы  бедра были расположены горизонтально) и стул с полужестким сиденьем и регулируемым положением спинки.

Дисплей необходимо расположить  так, чтобы обеспечить привычную  и удобную для глаз дистанцию. Обычно это соответствует такому уровню, чтобы взгляд, направленный на него, шел горизонтально, либо немного отклонялся вниз. Заметим, что монитор должен размещаться выше поверхности, на котором установлена клавиатура. Рекомендуется устанавливать дисплей на расстоянии порядка полутора метров от глаз (или далее). На экране монитора не должно быть бликов от освещения, которые резко повышают утомляемость. Не рекомендуется устанавливать экран, обращенным к окну. Излишняя освещенность вредна для глаз. Обычно установка защитного экрана позволяет несколько снизить блики.

Окна лучше несколько задрапировать. Это избавит от бликов солнца на экране, создаст уют и приблизит уровень освещенности к рекомендуемому. Поверхность позади экрана должна иметь такую же освещенность, как и сам экран. Для освещения поверхности стола лучше использовать настольную лампу.

Нельзя устанавливать излишнюю яркость и контрастность изображения. Это приводит к повышенной утомляемости глаз. Обычно даже пониженные значения этих параметров обеспечивают удобочитаемость информации на мониторе.

Если оператору приходится часто  смотреть на документы в процессе работы, то необходимо приобрести держатель, который позволит расположить документы в одной плоскости с экраном и на одной высоте с ним, что облегчает ввод текстовой информации с клавиатуры. Многие из них оснащены линейками для выделения набираемой строки.

Через небольшой период работы пыль оседает на компьютер. Прежде всего, загрязняется поверхность экрана. Необходимо регулярно чистить экран мягкой тряпочкой. Это снизит потерю яркости и улучшит качество изображения. Кроме всего прочего, рекомендуется иметь специальное протирочное средство для мониторов, которое не только очищает от грязи и пыли, но и покрывает его антистатическим слоем.

Самое главное при работе на компьютере – не сидеть в одной позе по несколько  часов непрерывно. Рекомендуется регулярно выполнять несколько простых физических упражнений.

1. Вытянуть и развести пальцы так, чтобы почувствовать напряжение. Держать в таком положении 5 секунд, расслабить, а затем, не торопясь, согнуть пальцы на 5 секунд. Повторить 5-10 раз.
2. Чтобы расслабить плечи и верхнюю часть спины, необходимо сплести пальцы рук за головой и сдвигать лопатки друг к другу до тех пор, пока не почувствуется напряжение в верхней части спины. Оставаться в таком положении 5-10 секунд, затем расслабиться. Повторить 5-10 раз.
3. Сплести пальцы рук за спиной с обращенными внутрь ладонями. Медленно поднять и вытянуть руки. Оставаться в таком положении 5-10 секунд. Повторить 5-10 раз.
4. В положении стоя медленно поднять и опустить руки, одновременно поворачивая голову то вправо, то влево, до тех пор, пока не почувствуется легкого напряжения. Повторить 5-10 раз.
5. Медленно опустить подбородок так, чтобы под ним образовалась складка. Оставаться в таком положении 2 секунды, затем расслабиться. Повторить 10 раз.
6. Опереться о вертикальную поверхность и медленно продвигать бедро одной ноги вперед до тех пор, пока не почувствуется напряжение во второй, выпрямленной ноге. Не отрывать пятку выпрямленной ноги от пола, носок должен быть направлен вперед. Не пружиня, оставаться в таком положении 30 секунд. Выполнить упражнение, поменяв ноги.