Ergonomické požadavky při konstrukci strojů a projektování pracoviště

Jak uplatnit ergonomické požadavky při konstruování strojů?

Pokud organizace zřizuje či modernizuje svá pracoviště a provozy a má možnost výběru technologických zařízení, měla by v rámci nabídek trhu též uvážit jejich ergonomickou úroveň. Je to právě konstruktér, který má rozhodující vliv na to, zda práce se strojem či technickým zařízením, tj. při jejich seřizování, kontrole chodu, při regulaci požadovaných parametrů obsluhou atd., budou v souladu s antropometrickými požadavky (např. umístění ovládačů, viditelnost sdělovačů, rozměry a umístění manipulačních ploch a prostorů) a zda bude odpovídat tělesným rozměrům uživatelů. Zda konstruktér v plném rozsahu zvážil hlediska fyziologická, jako je fyzická namáhavost, zda při ručních operacích je snížen podíl statické práce, zda předpokládané pracovní polohy budou vyhovující (nikoliv nefyziologické), zda pomocí skluzu, skloněných rovin, válečkových systémů, zvedacích mechanismů usnadnil práci obsluhy. Míru psychické a zrakové zátěže může ovlivnit to, jaké typy sdělovačů konstruktér vybral s ohledem na jejich čitelnost, rozlišitelnost, přesnost čtení údajů, kde jsou na stroji umístěny v souvislosti s ovládacími prvky a zda je jejich rozložení logické a odpovídá technologickému algoritmu, s ohledem na riziko chybné interpretace, záměny a nutnost rychlé reakce na změny  technologického procesu. Pokud je technologické zařízení zdrojem některé ze škodlivin, rizika pracovního úrazu, musí jeho tvůrce uvážit možnosti jejich odstranění či alespoň snížení na únosnou míru. Ergonomická kritéria mají v metodice konstrukčního postupu rovnocenné postavení jako kritéria technická a ekonomická. Námitky, že splnění všech ergonomických a bezpečnostních požadavků při konstrukci stroje často zvyšují náklady na projekt a někdy vyžaduje změnu v celkové konfiguraci stroje, lze vyvrátit, neboť rizikový stroj, či technické zařízení nevyhovující tělesné, fyzické, fyziologické a psychologické kapacitě člověka má často  z pohledu celospolečenského a dlouhodobého závažnější důsledky, jako jsou náklady na léčení, odškodňování atd., nehledě na důsledky psychologické a morální.

ČSN ISO 6385 Ergonomické zásady pro navrhování pracovních systémů.

ČSN EN 614-1 Ergonomické zásady pro projektování. Terminologie a všeobecné zásady.

Nařízení vlády č. 178/2001 Sb. ze dne 6 června 2001, ve znění pozdějších předpisů, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci §7 – 9 přílohy č. 5 a 6.

ČSN EN 292 – 1 a 292 – 2 Základní pojmy, všeobecné zásady pro projektování.

Požadavky týkající se rozměrů a vzdušného prostoru na pracovní místo a pracoviště

Požadavky týkající se rozměrů a vzdušného prostoru na pracovní místo a pracoviště s ohledem na druh osvětlení jsou uvedeny v tabulce:

Minimální podlahová plocha se zvětšuje úměrně  v závislosti na typu a velikosti stroje, na nutnosti měnit pracovní místo v bezprostředním okolí stroje a na používaném technologickém postupu.

Pracovní místo pro výkon hlavních operací musí být snadno přístupné, v případě nutnosti musí umožňovat rychlý a bezpečný únik pracovníka.

Optimální výška pracovní roviny odpovídá výšce lokte, kdy předloktí a nadloktí svírá úhel přibližně 90°. Při práci vsedě je dána tělesnou výškou nad sedákem, při stoji celkovou tělesnou výškou. Při práci vyžadující zvýšené nároky na zrak se výška roviny zvyšuje asi o 10 – 20 cm nad výškou lokte. Při manipulaci s těžšími předměty (pouze při práci ve stoji se snižuje asi o 10 – 20 cm pod výškou lokte). Pokud jsou při práci používány např. svěráky,  přípravky apod., pak pracovní rovině odpovídá místo nejčastěji vykonávaných pohybů.

Dosahy horních končetin při sedu na vodorovné rovině jsou v oblasti:

• A – časté a rychlé uchopování předmětů prsty obou rukou,
• B – optimální dosah bez nutnosti změnit základní pracovní polohu,
• C – maximální dosah – méně časté a pomalejší pohyby.

Dosahová oblast při práci vsedě ve svislé rovině je vymezena lichoběžníkem. Je odvozena také od výšky lokte. Výška sedáku (v rozmezí 40 – 45 cm nad podlahou) se reguluje v závislosti na výšce pracovní roviny.

Optimální dosahy při poloze vstoje na svislé rovině jsou v oblasti:

• A – časté pohyby, 
• B - méně časté pohyby.

Směr pohybů horních končetin by měl odpovídat přirozeným obloukovým drahám. Při činnostech vyžadující koordinaci obou končetin by měly být jejich pohyby rozloženy na obě končetiny a jejich dráhy analogické.

Související předpisy:

Nařízení vlády 178/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci, příloha 6.

Řídící centrum by mělo být v budově umístěno s ohledem na komunikační propojení (např. s výpočetním střediskem s místností vedoucího) a s ostatními užívanými prostory (šatny, umývárny, odpočivná místnost). Důležité je odstranění negativního vlivu vnějších faktorů jako je osálání obvodových stěn, vliv hluku a vibrací. Velikost podlahové plochy je dána počtem operátorů. Doporučuje se, aby na jednoho operátora připadlo přibližně 25 m². Součástí řídícího centra by měly být: denní (odpočivná místnost), šatny, umývárna, kuchyňka. Rozmístění stolových a skříňových panelů a rozváděčů musí umožňovat snadný přístup a orientaci na pracovišti. Pracovní místa operátorů je nutno vybavit vhodnými typy sedadel. Na přední stěně řídícího centra je vhodné umístit mnemoschéma znázorňující technologický postup. Umístění obrazovek musí být zvoleno s ohledem na dobrou viditelnost, čitelnost a kontrast ve vztahu k celkovému osvětlení. Při užívání většího počtu terminálů se doporučuje volit jednotný typ. Doporučená celková osvětlenost je 500 – 1000 lx. Osvětlení musí být flexibilní. (Nejlépe nepřímé osvětlení – stropní podhled – bílé zářivky de Luxe – 3000 K). Barevná úprava stěn, stropu, podlahy a technologických zařízení musí vytvářet pocit pohody. Limity hlučnosti jsou závislé na psychické náročnosti práce operátorů (vysoké nároky maximálně 50 dB/A, běžné nároky maximálně 70 dB/A). Doporučené limity mikroklimatických podmínek: v letním období – teplota vzduchu 22 – 25 °C, relativní vlhkost vzduchu 30 – 60 %, rychlost proudění vzduchu 0,3 m/s. V zimním období 19 – 22 °C, relat. vlhkost 30 – 60 %, proudění vzduchu 0,2 m/s. Množství přiváděného čistého vzduchu na jednoho pracovníka ve směně nemá být menší než 50 m³/hod. v celoročním provozu. Hlučnost klimatizačního zařízení, tiskáren apod. nesmí překročit uvedené limity.

Související normy:

ČSN ISO 11064-3 Ergonomické navrhování řídících center. Uspořádání velínu. ČSN EN ISO 13407 Procesy ergonomického projektování interakčních systémů. ČSN IEC 1227 Jaderné elektrárny. Dozorny. Řídící prostředky operátora. ČSN IEC 1772 Jaderné elektrárny. Bloková dozorna. Použití zobrazovacích jednotek /VDU. ČSN EN 894 Ergonomické požadavky pro navrhování sdělovačů a ovládačů. ČSN EN 60 073 Základní bezpečnostní zásady pro rozhraní člověk – stroj. Značení a identifikace. Zásady kódování sdělovačů a ovládačů. ČSN IEC 73 Kódování sdělovačů pomocí barev a doplňkových prostředků. ČSN ISO 9921-1 Ergonomické hodnocení řečové komunikace.

• Snadný přístup a výstup z kabiny (rozměry schůdků, umístění držadel, velikost dveří musí umožňovat snadný přístup a případně rychlý únik – riziko zachycení, pádu apod.).
• Pracovní sedadla (stavitelná výška sedáku v rozmezí 40 ± 5 cm, šířka min. 40 cm, regulovatelná zádová opěrka).
• Sdělovače (dobrá viditelnost zrakových sdělovačů ze základní polohy, logické uspořádání ve vztahu k odpovídajícím ovládačům).
• Trvale používané ovládače (umístění v příslušném pohybovém prostoru pro dolní a horní končetiny). Ovládací síly s ohledem na frekvenci používání musí splňovat  ustanovení uvedená v příloze 6 Nařízení vlády č. 178/2001 Sb.
• Intenzita sluchových scelovačů (nejméně o10 dB vyšší  než hlučnost okolí).
• Rozměry kabiny musí odpovídat tělesným rozměrům při práci vsedě – rozhodující: výška stropu od podlahy a nad sedadlem, minimální výška, vzdálenost od zadní stěny).
• Viditelnost venkovních sledovaných míst (konstrukce rámů apod.).
• Vibrace a hluk (zabránění celotělového přenosu vibrací, protihluková izolace).
• Povětrnostní vlivy a  sluneční záření (determální skla, protisluneční žaluzie).
• Větrání, klimatizace (minimální teplota v zimním období 18°C, v letním období nižší než 30°C). V případě překročení teploty nad 30°C a pobytu v kabině více než 4 hod., nutnost instalace klimatizačního zařízení. Tepelná izolace podlahy. Odsávání výfukových plynů mimo kabinu – účinný filtr nasávaného vzduchu a zamezení vniku prachu a škodlivin do kabiny. Minimální dávka venkovního vzduchu na jednoho pracovníka 50 m³/h.
• Riziko převrhnutí (ochranné konstrukce ROPS).

Související předpisy a normy:

Nařízení vlády č. 178/2001 Sb.,ve znění pozdějších předpisů, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci.

ČSN EN 23411 Stroje pro zemní práce. Tělesné rozměry řidičů a obklopujících prostor. ČSN 27 8009 Stroje pro zemní práce. Výhled řidičů z pracovního místa. ČSN 8012 Stavební stroje a zařízení. Sedadla obsluhy. Ergonomické požadavky. ČSN ISO 10 263 – 1 Stroje pro zemní práce. Prostředí v kabině řidičů. ČSN ISO 6682. Stroje pro zemní práce. Optimální a přípustné pohybové prostory pro umístění ovládačů - ČSN ISO 10968. Stroje pro zemní práce  - ovládače obsluhy -  Ochranné konstrukce ROPS.

Pracovní místa s obrazovkou v kancelářích: rozměry podlahy  musí odpovídat počtu pracovních míst, přičemž na jednoho pracovníka je nutno počítat minimálně 2 m² nezastavěné plochy, 5 m² včetně nábytku a zařízení při svislé výšce 3 m a 15 m³ prostoru. Podlaha musí být neklouzavá, antistatická a snadno čistitelná. Doporučuje se zdvojená podlaha s kanály pro uložení kabelů. Optimální teplota vzduchu v letním období je 23°C a neměla by překročit 26°C. V zimním období by měla být v rozmezí 20 – 24°C. Proudění vzduchu je optimální při 0,1 m/s. Relativní vlhkost vzduchu v rozmezí 40 – 60 %. Nejvýhodnější je nepřímé osvětlení např. soustavou zářivek tzv. denních či teple bílých. Jeho intenzita v rozsahu 200 – 500 lx. Hlučnost  (ekvivalentní hladina hluku) by  neměla při rutinních  činnostech být vyšší než 65 dB (A), při náročných činnostech maximálně 55 dB (A). Rozměry a uspořádání pracovního místa musí odpovídat tělesným rozměrům uživatelů, což předpokládá, že výška pracovní desky (stolu), výška a sklon monitoru a především pracovní sedadlo nejsou fixní a je možno je měnit. Důležitý je také dostatečně velký prostor pro dolní končetiny. Optimální vzdálenost očí od obrazovky je závislá na velikosti znaků a měla by být v rozmezí 40 až 75 cm. Klávesnici se doporučuje umístit o něco níže než je výška desky stolu. Doporučuje se pracovní místo vybavit opěrkou pro dolní končetiny. Při trvalém sledování obrazovky (např. přenos dat), by měla být zařazena 5 – 10 minutová přestávka po každé hodině a tato činnost by v souhrnu neměla trvat více než 5 – 6 hodin v jedné směně. Při zvýšených zrakových nárocích, případně při výskytu zrakových potíží je nutné oftalmologické vyšetření.

Pracovní místa v kabinách a řídících  centrech:  (mohou  tu být  obrazovky  alfanumerické i tzv. průmyslová televize). Důležitý je poměr osvětlenosti vnitřku kabin a vnějšího přímo sledovaného prostoru (provozu), vznik reflexů na prosklených stěnách kabiny atd. Kabiny ve výrobních provozech musí být dostatečně hlukově izolovány, zabezpečeny proti přenosu vibrací, dostatečně větrány, případně klimatizovány. Vzdálenosti obrazovky pro přímé sledování dějů v provozu v hale apod. (průmyslová televize) musí odpovídat její velikosti a musí být umístěna tak, aby byla dobře viditelná ze základní pracovní polohy – např. z místa operátora u řídícího stolového panelu.

Související předpisy:

Nařízení vlády č. 178/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci § 11 – 13 a příloha č. 7.

ČSN EN (ISO) 29 241 Ergonomické požadavky na kancelářské práce se zobrazovacími jednotkami (terminály) (norma má 17. částí, z nichž nejdůležitější pro uživatele terminálu je část 5. a 6.). ČSN 36 0450 Umělé osvětlení vnitřních prostorů.

Výběr typu pracovního sedadla je závislý na: době pro kterou se sedadlo používá, na výšce pracovní roviny a požadovaných dosahových oblastech, na nutnosti pohybu sedadla na pracovním místě. Pro krátkodobý odpočinek, např. u stroje je vhodné jednoduché sedadlo se stabilní výškou sedáku a stabilní zádovou opěrkou. Pro dlouhodobou pracovní polohu v sedě kdy pracovní či manipulační rovina je v obvyklé výšce nad podlahou, je vhodné sedadlo s regulovatelnou výškou sedáku, s polohovatelnou  zádovou opěrkou (změna sklonu, případně možnost posunu). Pro práce kladoucí zvýšené zrakové nároky, tj.  při vyšší pracovní rovině nad podlahou, je nutné sedadlo se zvýšeným sedákem a s opěrným rámem pro dolní končetiny. V těchto případech lze použít i sedadlo pro tzv. polosed umožňující mírný předklon pomocí kloubového zařízení max. 15° od svislice. Pětiramenná podnož musí být dostatečně dimenzována (prodloužení ramen), aby se zabránilo převrhnutí. Základní ergonomické parametry sedadel pro trvalý sed: stabilita a pevnost konstrukce, stavitelnost výšky, rozměr minimálně 40 x 40 cm, sklon sedáku nulový nebo 5° dozadu, zaoblení přední hrany,  průdušný a nikoliv hladký povrch.  Zádová opěrka by měla uživateli zajistit oporu zad ve všech polohách vsedě. Poloměr zakřivení min. 40 cm, stavitelnost sklonu, případně možnost posunu vzhledem k sedáku. Pro práce při nichž je nutný mírný předklon se doporučuje vyšší zádová opěrka umožňující oporu v oblasti lopatek. Loketní opěrky (područky) lze použít jen v případech, kdy nepřekážejí pracovním pohybům. Pohyblivost sedadel pomocí koleček na podnoži je žádoucí v případech, kdy je nutno rychle se přiblížit k různým oblastem pracovního místa (např. při práci s obrazovkou). Typ koleček musí odpovídat vlastnostem povrchu podlahy. Zaměstnanci používající sedadla při práci by měli být poučeni o tom, jak nejlépe “seřídit” sedadlo s ohledem na vykonávanou činnost, jak správně sedět, aby nedocházelo k nepřiměřené zátěži jejich svalově-kosterního aparátu. Doporučuje se pracovní místa s trvalým sedem vybavit podložkou (opěrkou) pro dolní končetiny.

Související předpisy:

Nařízení vlády č. 178/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci, příloha č. 6.

ČSN 91 0601 Nábytek. Židle a pracovní sedadla. Technické požadavky. ČSN 91 0630 Nábytek. Židle a pracovní sedadla. Rozměry.

nbsp;

Účinky barev na člověka jsou značně individuální a závislé na osobní zkušenosti, pohlaví, kulturních zvyklostech atd. Přesto však je nepochybné, že mají určitý vliv na emocionální stav člověka a na pocity komfortu. Např. tóny, které se blíží červenému konci spektra, zpravidla zvyšují citové napětí (podle některých autorů mohou zvyšovat krevní tlak a srdeční frekvenci), kdežto barvy blížící se fialovému konci spektra působí opačně, spíše uklidňují. Při barevném řešení pracovních prostorů je žádoucí přihlížet k těmto okolnostem:

• druh a typ převládající činnosti
• tvar, velikost a orientace prostoru ke světovým stranám
• barva technologických zařízení pracovních předmětů a materiálů
• barva a celková osvětlenost prostoru, tepelné podmínky, věk a pohlaví zaměstnanců

Např. v horkých provozech volit studené barvy, při monotónních procesech volit větší počet barev, při slunečním ozáření – studené barvy, barvu technologických zařízení sladit s teplotou stěn a stropů, spektrální teplotu svítidel volit se zřetelem na zrakovou náročnost práce (riziko zkreslení barev). Na pracovištích, kde jsou převážně ženy nebo mladiství, je vhodné volit odstíny pestřejších a sytějších barev.

Pomocí barev lze do jisté míry korigovat vnímání prostoru (jde o tzv. psychologický účinek). Syté barvy opticky zmenšují či zkracují prostor, světlé rozšiřují. Malé a úzké prostory lze “opticky zvětšit” světlými barvami, dlouhé prostory “opticky zkrátit” výraznými barvami na protějších stěnách apod.

Důležitým činitelem při barevné úpravě dílen, hal apod. je odrazivost ploch. Strop by měl odrážet 70 – 90 % světla, stěny 50 – 60 %, podlaha 10 – 30 %, nejčastěji sledovaná místa a prostor na stroji 50 – 60 %. Doporučení: stěny – světlé barevné odstíny; strop bílý, u vysokých místností s nadbytkem denního či umělého osvětlení – odstín do modra; podlahy – při zvýšených požadavcích na čistotu – světlé barvy; sloupy a podpůrné nosníky apod. – sjednotit barevně s odstínem stěn, případně sytější než barva stěn. Projekt barevného řešení prostorů či při jejich zlepšení musí být v souladu s celkovým osvětlením (intenzita osvětlení, typy a umístění svítidel, barva výrobních zařízení, dílenského nebo jiného nábytku) nároky na zrakový výkon – velikost detailů, kontrasty, jasy atd.

Související normy

ČSN 01 2725 Směrnice pro barevnou úpravu pracovního prostředí – ČSN 36 0450 Umělé osvětlení vnitřních prostorů – ČSN 36 0008 Oslnění, jeho hodnocení a zábrana.