Помощь студентам в учебе
Эргономические исследования средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующего действия марки SPIROTEK VS 2300V
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ И ОБЗОР РАНЕЕ
ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 7
1.1 Анализ статистических данных воздействия вредных веществ 7
1.2 Анализ публикаций о средствах индивидуальной защиты органов дыхания .... 9
1.3 Анализ требований антропометрии и эргономичности к СИЗОД ФД 11
2 ПОДГОТОВКА К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ СИЗОД ФД 19
2.1 Определение порядка проведения экспериментальных исследований СИЗОД
ФД 19
2.2 Разработка анкеты для оценки соответствия СИЗОД ФД 21
2.3 Разработка протокола оценки эргономичности СИЗОД 25
2.4 Выбор СИЗОД фильтрующего действия 26
3 ПРОВЕДЕНИЕ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 29
3.1 Анализ антропометрических параметров респондентов 29
3.2 Анализ и оценка соответствия СИЗОД ФД эргономичности 32
3.2.1 Оценка эргономичности респиратора SPIROTEK VS 2300V 32
3.2.2 Оценка эргономичности полумаски РУ-60М 34
3.3 Сравнение эргономичности SPIROTEK VS 2300V и РУ-60М 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 43
ПРИЛОЖЕНИЕ А 46
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 47
ПРИЛОЖЕНИЕ В 48
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 49
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 50
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 51
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ И ОБЗОР РАНЕЕ
ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 7
1.1 Анализ статистических данных воздействия вредных веществ 7
1.2 Анализ публикаций о средствах индивидуальной защиты органов дыхания .... 9
1.3 Анализ требований антропометрии и эргономичности к СИЗОД ФД 11
2 ПОДГОТОВКА К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ СИЗОД ФД 19
2.1 Определение порядка проведения экспериментальных исследований СИЗОД
ФД 19
2.2 Разработка анкеты для оценки соответствия СИЗОД ФД 21
2.3 Разработка протокола оценки эргономичности СИЗОД 25
2.4 Выбор СИЗОД фильтрующего действия 26
3 ПРОВЕДЕНИЕ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 29
3.1 Анализ антропометрических параметров респондентов 29
3.2 Анализ и оценка соответствия СИЗОД ФД эргономичности 32
3.2.1 Оценка эргономичности респиратора SPIROTEK VS 2300V 32
3.2.2 Оценка эргономичности полумаски РУ-60М 34
3.3 Сравнение эргономичности SPIROTEK VS 2300V и РУ-60М 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 43
ПРИЛОЖЕНИЕ А 46
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 47
ПРИЛОЖЕНИЕ В 48
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 49
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 50
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 51
На сегодняшний день в России каждый третий работник осуществляет свою деятельность во вредных условиях труда. Однако, согласно Конституции РФ, все граждане нашей страны имеют право на безопасные условия труда [1].
По данным Федеральной службы государственной статистики в 2018 году удельный вес работников, занятых во вредных и (или) опасных условиях труда составил 37,9 % [2]. Средства индивидуальной защиты являются единственным способом защитить работника от воздействия вредных и опасных производственных факторов.
Под воздействием аэрозолей преимущественно фиброгенного действия в 2018 году находились 4,6% занятых на работах с вредными и (или) опасными условиями труда. Производственная пыль является одним из неблагоприятных факторов, влияющих на человека в процессе работы. Таким образом, уровень профессиональных заболеваний в результате воздействия промышленных аэрозолей в промежутке с 2010 до 2018 года продолжает оставаться на третьем месте в структуре профессиональных патологий. У работников, занятых во вредных условиях труда наиболее часто отмечается такие виды заболеваний, как пневмокониоз, силикоз, хронический бронхит, астма.
Одна из причин выше предоставленных показателей - неэффективность применения средств индивидуальной защиты органов дыхания или их неприменение в процессе трудовой деятельности.
Средства индивидуальной защиты органов дыхания - это технические устройства, которые носят в условиях вредной, агрессивной внешней среды для обеспечения защиты органов дыхания.
На текущий момент на российском рынке представлено более 150 марок средств индивидуальной защиты органов дыхания (далее - СИЗОД), обладающих различными защитными свойствами и характеристиками. Однако, на основе статистики профессиональных заболеваний, вопрос эффективности производимых СИЗОД является актуальным. Учитывая вышеизложенное, объектом исследования данной выпускной квалификационной работы являются СИЗОД фильтрующего действия.
Для эффективности применения СИЗОД возможность проникновения вредных веществ в органы дыхания должно быть устранено. При их эксплуатации попадание аэрозолей преимущественно фиброгенного действия и токсичных веществ в организм человека напрямую зависит от эффективности улавливания частиц фильтрующим материалом и от величины и числа зазоров, возникающих в местах неплотного прилегания к лицу, то есть эргономичности средств индивидуальной защиты органов дыхания.
Эргономика - наука, изучающая различные предметы, находящиеся в непосредственном контакте с человеком в процессе его жизнедеятельности. Основная цель эргономики - разработать форму предметов, которые были бы максимально удобными для человека при их использовании, а также учесть систему взаимодействия с ними. Удобство, комфортные условия эффективной
деятельности человека, повышение безопасности труда - основополагающие аспекты эргономики.
Цель данной выпускной квалификационной работы - проведение
экспериментальных исследований средств индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующего действия и выявление соответствия исследуемых образцов параметрам антропометрии и эргономичности.
Для достижения поставленной цели в выпускной квалификационной работе были определены следующие задачи:
1) Провести анализ требований нормативных документов по СИЗОД;
2) Разработать методику проведения экспериментального исследования
эргономичности СИЗОД ФД;
3) Провести экспериментальные исследования эргономичности и
эффективности СИЗОД ФД;
4) Провести анализ влияния антропометрических показателей на удобство.
По данным Федеральной службы государственной статистики в 2018 году удельный вес работников, занятых во вредных и (или) опасных условиях труда составил 37,9 % [2]. Средства индивидуальной защиты являются единственным способом защитить работника от воздействия вредных и опасных производственных факторов.
Под воздействием аэрозолей преимущественно фиброгенного действия в 2018 году находились 4,6% занятых на работах с вредными и (или) опасными условиями труда. Производственная пыль является одним из неблагоприятных факторов, влияющих на человека в процессе работы. Таким образом, уровень профессиональных заболеваний в результате воздействия промышленных аэрозолей в промежутке с 2010 до 2018 года продолжает оставаться на третьем месте в структуре профессиональных патологий. У работников, занятых во вредных условиях труда наиболее часто отмечается такие виды заболеваний, как пневмокониоз, силикоз, хронический бронхит, астма.
Одна из причин выше предоставленных показателей - неэффективность применения средств индивидуальной защиты органов дыхания или их неприменение в процессе трудовой деятельности.
Средства индивидуальной защиты органов дыхания - это технические устройства, которые носят в условиях вредной, агрессивной внешней среды для обеспечения защиты органов дыхания.
На текущий момент на российском рынке представлено более 150 марок средств индивидуальной защиты органов дыхания (далее - СИЗОД), обладающих различными защитными свойствами и характеристиками. Однако, на основе статистики профессиональных заболеваний, вопрос эффективности производимых СИЗОД является актуальным. Учитывая вышеизложенное, объектом исследования данной выпускной квалификационной работы являются СИЗОД фильтрующего действия.
Для эффективности применения СИЗОД возможность проникновения вредных веществ в органы дыхания должно быть устранено. При их эксплуатации попадание аэрозолей преимущественно фиброгенного действия и токсичных веществ в организм человека напрямую зависит от эффективности улавливания частиц фильтрующим материалом и от величины и числа зазоров, возникающих в местах неплотного прилегания к лицу, то есть эргономичности средств индивидуальной защиты органов дыхания.
Эргономика - наука, изучающая различные предметы, находящиеся в непосредственном контакте с человеком в процессе его жизнедеятельности. Основная цель эргономики - разработать форму предметов, которые были бы максимально удобными для человека при их использовании, а также учесть систему взаимодействия с ними. Удобство, комфортные условия эффективной
деятельности человека, повышение безопасности труда - основополагающие аспекты эргономики.
Цель данной выпускной квалификационной работы - проведение
экспериментальных исследований средств индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующего действия и выявление соответствия исследуемых образцов параметрам антропометрии и эргономичности.
Для достижения поставленной цели в выпускной квалификационной работе были определены следующие задачи:
1) Провести анализ требований нормативных документов по СИЗОД;
2) Разработать методику проведения экспериментального исследования
эргономичности СИЗОД ФД;
3) Провести экспериментальные исследования эргономичности и
эффективности СИЗОД ФД;
4) Провести анализ влияния антропометрических показателей на удобство.
Средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующего действия - это применяемые человеком технические устройства, обеспечивающие защиту органов дыхания от пылей, газов и паров, присутствующих в воздухе.
На данный момент СИЗОД не являются эффективными в условиях производства, что подкрепляется статистикой профессиональных заболеваний за последнее десятилетие. Для качественной защиты работников от опасных и вредных факторов СИЗОД должны быть эффективны, то есть не допускать попадания пыли, паров и газов в органы дыхания через зазоры возникающие по полосе обтюрации, обеспечивать комфортное применение, как в состоянии покоя, так и при физической активности работников, крепления СИЗОД должны обеспечивать надежную фиксацию. Таким образом, СИЗОД ФД должны быть эргономичны.
Изучение публикаций об эффективности СИЗОД также доказывает актуальность данной темы.
Согласно ТР ТС [3] СИЗОД ФД должны обеспечить безопасность работника при воздействие на него опасных и вредных производственных факторов, не вызывать у пользователя дискомфорт и ограничение поля зрения, а также иметь маркировку и сертификат соответствия ТР ТС.
Эргономические требования были выбраны из номенклатуры показателей в ГОСТ 12.4.298-2015 [8], которые в дальнейшем для проведения эксперимента были преобразованы в эргономические показатели.
Согласно ГОСТ 12.4.298-2015, СИЗОД должны подходить для использования людьми с разными антропометрическими параметрами.
Согласно материалу Выпускной квалификационной работы Обуховой М.В. [28], в ходе исследования необходимо учитывать антропометрические параметры (ширина и глубина головы, длина лица, окружность головы, рост), возраст, пол и географическую принадлежность человека. Выборка составляет не менее 7 человек для каждого критического размера.
В ходе эксперимента проводились эргономические исследования респиратор SPIROTEK VS 2300V и полумаски РУ-60М - одни из наиболее популярных СИЗОД ФД по результатам мониторинга каталогов производителей спецодежды.
Для эксперимента были разработаны протокол и анкета, согласно ГОСТ Р ИСО 28802-2013 [10]. В анкете использовалась бальная шкала оценок в
соответствии с Приказом Минтруда России от 05.12.2014 № 976н [11],
построенная на субъективных оценках людей.
Эксперимент был разделен на два этапа: статика и динамика. Длительность всего эксперимента составила 45 минут.
Антропометрические параметры и предъявляемые к ним требования в нашей стране, в отличие от западных стандартов по учету антропометрических признаков, необходимо учитывать для 5 перцентильных групп - 1, 5, 50, 95, 99.Помимо этого, согласно ГОСТ 12.2.049-80 [5], необходимо учитывать
особенности телосложения в каждом перцентиле - хрупкое (А - население с малыми значениями), среднее (Б - население со средними значениями) или крупное (В - население с большими значениями продольных признаков). Поэтому подбор респондентов проводился с учетом требований ГОСТ Р ИСО 15537-2009 и ГОСТ 12.2.049-80. При этом респонденты подбирались разного пола возраста от 18 до 23 лет.
В соответствии с теорией малой выборки с критерием Стьюдента 2,5 с вероятностью 0,978 было определено необходимое количество респондентов - не менее 20 человек.
В результате количество участников составило 87 человек: 46 мужчин и 41 женщина. Для SPIROTEK VS 2300V выборка составила 82 человека. Для РУ-60М - 32 человека, что объясняется отсутствием соответствующих типоразмеров полумаски согласно антропометрическим параметрам участников.
Анализ антропометрических параметров участников показал, что требования стандартов не соответствуют стандартным европейским размерам одежды по росту. Большинство исследуемых респондентов (86%) распределилось в 3 перцентильные группы (Р50, Р95 и Р99), что соответствует 50% населения, тогда как 90% населения представлены в перцентилях P5, P50 и Р95. По росту в группы Р1А, Р1Б, Р5А не подошел ни один участник, что объясняется маленьким количеством людей с ростом от 144 до 150 см среди населения, таблица 14.
Таблица 14 - Распределение участников по антропометрическим признакам
Р1 Р5 Р50 Р95 Р99
Мужчины
А 0 0 5 7 7
Б 0 0 5 5 3
В 1 1 5 6 1
Женщины
А 0 0 2 7 3
Б 0 1 4 4 5
В 0 6 3 2 4
Отметим, что требования ГОСТ Р ИСО 15537 было выполнено для перцентилей Р50, Р95 и Р99 для мужчин и в тех же перцентилях и Р5 для женщин.
В результате измерения роста: из 46 мужчин всего 4,3% относятся к перцентилю P1 и P5; 32,6% - к P50; 39,1% - к Р95 и 23,9% - к Р99. Среди женского пола из 41 женщины к перцентилю Р5 относится 17,1 %; к Р50 - 24,4%; к Р95 - 31,7% и 29, 3% к Р99. Как следствие, при подборе СИЗОД нельзя пренебрегать типоразмерами исключительно для перцентиля Р50 и групп населения А, Б, В.
Анализируя средние оцени респондентов по плотности прилегания в динамике при использовании респиратора SPIROTEK VS 2300V и полумаски РУ-60М,
представленных на рисунках 19 и 20 соответственно, отметим, что распределение участников не только по перцентильной группы, но и с учетом групп населения А, Б, В в каждой перцентили оценка показателя «плотность прилегания» отлична. Среди женщин, относящихся к перцентиле Р50, средняя оценка по плотности прилегания 1,3 балла в группе А, тогда как в группе Б - 3,4 балла. Среди мужчин, относящихся к перцентиле Р99, средняя оценка по плотности прилегания в группах А и Б показывает, что респиратор прилегает, однако, в группе населения В оценка 2,8 баллов, что свидетельствует об отсутствие прилегания для участников Р99В. Аналогичные изменения оценки показателя наблюдается в других перцентильных группах, как у мужчин, так и у женщин. Следовательно, универсальный размер не охватывает распределения внутри перцентилей по хрупкому, среднему и крупному телосложению, что характерно для нашего населения.
Рисунок 19 - Средние оценки респондентов по плотности прилегания при использовании SPIROTEK VS 2300V
Рисунок 20 - Средние оценки респондентов по плотности прилегания при использовании РУПолумаска РУ-60М и респиратор SPIROTEK VS 2300V соответствуют требованиям технического регламента Таможенного союза. Тем не менее, по результатам эксперимента оба СИЗОД ФД не соответствуют эргономическим требованиям. При эксплуатации данных СИЗОД ФД отсутствует 100% плотность прилегания у всех исследуемых перцентильных групп, надежность фиксации не обеспечивается. Отмечались жалобы участников на затрудненное дыхание, уменьшения поля зрения при одновременном использовании средства
индивидуальной защиты органов дыхания и очков, то есть отсутствует удобство при использовании.
Сравнив полумаску и респиратор выявлено, что эргономичность выполняется в большей степени для респиратора. Тогда как он имеет универсальный размер.
В ходе эксперимента выявлено, что наиболее распространенные российские типоразмеры 1 и 2, используемые при подборе полумаски РУ-60М, к ним относится 83 % респондентов. Однако наличие размерного ряда не сопутствует эффективности полумаски - плотность прилегания при использовании РУ-60М у мужчин и женщин не обеспечивается практически во всех перцентильных группах.
Таким образом, проведенные эргономические исследования показали, что для большей части перцентилей и групп населения эргономичность исследуемых респиратора SPIROTEK VS 2300V и полумаска РУ-60М не выполняется. Эргономичность СИЗОД снижается в ходе физической активности человека. С целью повышения эргономичности СИЗОД, а следовательно и эффективности, производителям необходимо расширять размерный ряд.
-60М
На данный момент СИЗОД не являются эффективными в условиях производства, что подкрепляется статистикой профессиональных заболеваний за последнее десятилетие. Для качественной защиты работников от опасных и вредных факторов СИЗОД должны быть эффективны, то есть не допускать попадания пыли, паров и газов в органы дыхания через зазоры возникающие по полосе обтюрации, обеспечивать комфортное применение, как в состоянии покоя, так и при физической активности работников, крепления СИЗОД должны обеспечивать надежную фиксацию. Таким образом, СИЗОД ФД должны быть эргономичны.
Изучение публикаций об эффективности СИЗОД также доказывает актуальность данной темы.
Согласно ТР ТС [3] СИЗОД ФД должны обеспечить безопасность работника при воздействие на него опасных и вредных производственных факторов, не вызывать у пользователя дискомфорт и ограничение поля зрения, а также иметь маркировку и сертификат соответствия ТР ТС.
Эргономические требования были выбраны из номенклатуры показателей в ГОСТ 12.4.298-2015 [8], которые в дальнейшем для проведения эксперимента были преобразованы в эргономические показатели.
Согласно ГОСТ 12.4.298-2015, СИЗОД должны подходить для использования людьми с разными антропометрическими параметрами.
Согласно материалу Выпускной квалификационной работы Обуховой М.В. [28], в ходе исследования необходимо учитывать антропометрические параметры (ширина и глубина головы, длина лица, окружность головы, рост), возраст, пол и географическую принадлежность человека. Выборка составляет не менее 7 человек для каждого критического размера.
В ходе эксперимента проводились эргономические исследования респиратор SPIROTEK VS 2300V и полумаски РУ-60М - одни из наиболее популярных СИЗОД ФД по результатам мониторинга каталогов производителей спецодежды.
Для эксперимента были разработаны протокол и анкета, согласно ГОСТ Р ИСО 28802-2013 [10]. В анкете использовалась бальная шкала оценок в
соответствии с Приказом Минтруда России от 05.12.2014 № 976н [11],
построенная на субъективных оценках людей.
Эксперимент был разделен на два этапа: статика и динамика. Длительность всего эксперимента составила 45 минут.
Антропометрические параметры и предъявляемые к ним требования в нашей стране, в отличие от западных стандартов по учету антропометрических признаков, необходимо учитывать для 5 перцентильных групп - 1, 5, 50, 95, 99.Помимо этого, согласно ГОСТ 12.2.049-80 [5], необходимо учитывать
особенности телосложения в каждом перцентиле - хрупкое (А - население с малыми значениями), среднее (Б - население со средними значениями) или крупное (В - население с большими значениями продольных признаков). Поэтому подбор респондентов проводился с учетом требований ГОСТ Р ИСО 15537-2009 и ГОСТ 12.2.049-80. При этом респонденты подбирались разного пола возраста от 18 до 23 лет.
В соответствии с теорией малой выборки с критерием Стьюдента 2,5 с вероятностью 0,978 было определено необходимое количество респондентов - не менее 20 человек.
В результате количество участников составило 87 человек: 46 мужчин и 41 женщина. Для SPIROTEK VS 2300V выборка составила 82 человека. Для РУ-60М - 32 человека, что объясняется отсутствием соответствующих типоразмеров полумаски согласно антропометрическим параметрам участников.
Анализ антропометрических параметров участников показал, что требования стандартов не соответствуют стандартным европейским размерам одежды по росту. Большинство исследуемых респондентов (86%) распределилось в 3 перцентильные группы (Р50, Р95 и Р99), что соответствует 50% населения, тогда как 90% населения представлены в перцентилях P5, P50 и Р95. По росту в группы Р1А, Р1Б, Р5А не подошел ни один участник, что объясняется маленьким количеством людей с ростом от 144 до 150 см среди населения, таблица 14.
Таблица 14 - Распределение участников по антропометрическим признакам
Р1 Р5 Р50 Р95 Р99
Мужчины
А 0 0 5 7 7
Б 0 0 5 5 3
В 1 1 5 6 1
Женщины
А 0 0 2 7 3
Б 0 1 4 4 5
В 0 6 3 2 4
Отметим, что требования ГОСТ Р ИСО 15537 было выполнено для перцентилей Р50, Р95 и Р99 для мужчин и в тех же перцентилях и Р5 для женщин.
В результате измерения роста: из 46 мужчин всего 4,3% относятся к перцентилю P1 и P5; 32,6% - к P50; 39,1% - к Р95 и 23,9% - к Р99. Среди женского пола из 41 женщины к перцентилю Р5 относится 17,1 %; к Р50 - 24,4%; к Р95 - 31,7% и 29, 3% к Р99. Как следствие, при подборе СИЗОД нельзя пренебрегать типоразмерами исключительно для перцентиля Р50 и групп населения А, Б, В.
Анализируя средние оцени респондентов по плотности прилегания в динамике при использовании респиратора SPIROTEK VS 2300V и полумаски РУ-60М,
представленных на рисунках 19 и 20 соответственно, отметим, что распределение участников не только по перцентильной группы, но и с учетом групп населения А, Б, В в каждой перцентили оценка показателя «плотность прилегания» отлична. Среди женщин, относящихся к перцентиле Р50, средняя оценка по плотности прилегания 1,3 балла в группе А, тогда как в группе Б - 3,4 балла. Среди мужчин, относящихся к перцентиле Р99, средняя оценка по плотности прилегания в группах А и Б показывает, что респиратор прилегает, однако, в группе населения В оценка 2,8 баллов, что свидетельствует об отсутствие прилегания для участников Р99В. Аналогичные изменения оценки показателя наблюдается в других перцентильных группах, как у мужчин, так и у женщин. Следовательно, универсальный размер не охватывает распределения внутри перцентилей по хрупкому, среднему и крупному телосложению, что характерно для нашего населения.
Рисунок 19 - Средние оценки респондентов по плотности прилегания при использовании SPIROTEK VS 2300V
Рисунок 20 - Средние оценки респондентов по плотности прилегания при использовании РУПолумаска РУ-60М и респиратор SPIROTEK VS 2300V соответствуют требованиям технического регламента Таможенного союза. Тем не менее, по результатам эксперимента оба СИЗОД ФД не соответствуют эргономическим требованиям. При эксплуатации данных СИЗОД ФД отсутствует 100% плотность прилегания у всех исследуемых перцентильных групп, надежность фиксации не обеспечивается. Отмечались жалобы участников на затрудненное дыхание, уменьшения поля зрения при одновременном использовании средства
индивидуальной защиты органов дыхания и очков, то есть отсутствует удобство при использовании.
Сравнив полумаску и респиратор выявлено, что эргономичность выполняется в большей степени для респиратора. Тогда как он имеет универсальный размер.
В ходе эксперимента выявлено, что наиболее распространенные российские типоразмеры 1 и 2, используемые при подборе полумаски РУ-60М, к ним относится 83 % респондентов. Однако наличие размерного ряда не сопутствует эффективности полумаски - плотность прилегания при использовании РУ-60М у мужчин и женщин не обеспечивается практически во всех перцентильных группах.
Таким образом, проведенные эргономические исследования показали, что для большей части перцентилей и групп населения эргономичность исследуемых респиратора SPIROTEK VS 2300V и полумаска РУ-60М не выполняется. Эргономичность СИЗОД снижается в ходе физической активности человека. С целью повышения эргономичности СИЗОД, а следовательно и эффективности, производителям необходимо расширять размерный ряд.
-60М