Излучение бер/год электрический ток 9->.8|м/о частоты богц

Рис, 37, «Эгоцентрические очертания пространства», Оскар

Шлеммер, Баухауз, 1924 (а). Комфортные и предельные

допустимые (наружный круг) условия окружающей среды (б) [36]

Рис. 38. Учет человеческих факторов — вопрос жизни и смерти при создании оружия с древних времен (а) и до наших дней (б)

Граница раздела между человеком и машиной

Органы управления и приборы

Рис. 39. Система «человек—машина—окружающая среда»

словлены «сбоями» в деятельности людей, невозможностью их адекватно реагировать на изменяющиеся условия природ­ной и рукотворной окружающей среды. Как современное про­изводство, авиация, водный и наземный транспорт, офисы, конторы и т. д., так и бытовая среда, широко оснащаемые сложными техническими системами, предъявляют к человеку требования, вынуждающие его нередко работать на пределе психофизиологических возможностей и в экстремальных си­туациях (рис. 38).

Недостаточная двигательная активность в труде и бытовой обстановке становится все более распространенным факто­ром, снижающим физические показатели и ухудшающим здо­ровье. Неблагоприятные условия окружающей среды, несо­гласованность ее элементов (особенно технически сложной аппаратуры, приборов) с объективными потребностями и воз­можностями человека затрудняют или делают практически невозможным выполнение жизненных функций. Проектируя среду, в которой человек живет, работает и отдыхает, нельзя забывать о таких понятиях как «эффективность», «удобство», «комфорт», «безопасность», «удовлетворение» и пр., т. е. не­обходим максимальный учет человеческих факторов. Под че­ловеческими факторами понимается совокупность анатоми­ческих, физиологических и психологических особенностей человека, оказывающих влияние на эффективность его жизне­деятельности в контакте с машинами и средой.

Проблема человеческих факторов также стара, как орудия труда и рукотворная среда обитания, так как они создаются для нужд человека. Еще в доисторические времена их удобст­во и соответствие потребностям людей были, по образному выражению английского ученого Б. Шеккела, вопросом жиз­ни и смерти: если человек изготавливал плохое орудие и не мог достаточно эффективно его применять, на свете очень скоро становилось одним плохим конструктором меньше.

До начала двадцатого века целенаправленно исследова­лись во взаимодействии с человеком главным образом ручной инструмент и оружие, в первой половине века — машины: станки, механизмы, транспортные средства. Только после вто­рой мировой войны учет человеческих факторов выделился в самостоятельную научную дисциплину, которая возникла на стыке между науками о человеке и техническими дисциплина­ми. В разных странах она получила разное название: в США — «исследование человеческих факторов», в Англии — «эргономика», в Германии (Западной) — «антропотехника» и др. В Советской России был принят английский термин, кото-

рый сейчас распространен практически повсеместно. Разви­тие эргономики началось с военной техники; в США, Вели­кобритании и других странах были привлечены к ее созданию значительные силы ученых, изучавших человека. Затем (60-е годы) эргономика все больше использовалась при проектиро­вании средств транспорта и оборудования для управления их движением, станков и производственной среды, космической техники. 70-е годы—годы развития эргономики потребитель­ских товаров и услуг; 80-е — эргономики компьютеров. По­следнее десятилетие приоритетными являются направления эргономики информации, досуга, не ослабевают работы в об­ластях военной и космической техники.

Напомним определение, как самой эргономики, так и ее основных понятий [22, 35, 36, 37].

Эргономика(от греч. ergon — работа и nomos — закон) — научная дисциплина, комплексно изучающая функциональ­ные возможности человека в трудовых процессах, выявляю­щая закономерности создания оптимальных условий высоко­эффективной жизнедеятельности и, в первую очередь, высокопроизводительного труда.

Предметом эргономикикак науки является изучение сис­темных закономерностей взаимодействия человека (группы людей) с техническими средствами, предметом деятельности и средой в процессе достижения цели деятельности или при специальной подготовке к ее выполнению.

Цель эргономики— повышение эффективности и качест­ва деятельности человека в системе «человек — машина — предмет деятельности — среда обитания» (сокращенно «чело­век— машина — среда») при одновременном сохранении здо­ровья человека и создании предпосылок для развития его лич­ности.

Система— сочетание взаимодействующих факторов, компонентов, объединенных определенной единой целью. Чаще всего в эргономике речь идет о системе «человек — ма­шина— среда» (рис. 39). Но могут рассматриваться и другие системы, например система взаимодействия людей в произ­водственном или ином коллективе..

Машина— в эргономике любое техническое устройство, предназначенное для целенаправленного изменения материи, энергии, информации пр.

Задачей эргономикикак сферы практической деятельно­сти является проектирование и совершенствование процессов (способов, алгоритмов, приемов) выполнения деятельности и способов специальной подготовки (обучения, тренировки,

адаптации) к ней, а также тех характеристик средств и усло­вий, которые непосредственно влияют на эффективность и ка­чество деятельности и психофизиологическое состояние чело­века.

Эргономические требования— это требования, которые предъявляются к системе «человек—машина—среда» в целях оптимизации деятельности человека-оператора с учетом его социально-психологических, психофизиологических, психо­логических, антропологических, физиологических и гигиени­ческих характеристик и возможностей. Эргономические тре­бования являются основой при формировании конструкции машины, дизайнерской разработке пространственно-компози­ционных решений системы в целом и отдельных ее элементов.

Человек-оператор— любой человек, управляющий ма­шиной. Для эргономиста и диспетчер аэропорта, и рабо­чий-станочник, и домохозяйка у плиты или с пылесосом — операторы. Эргономика, ее методы в последнее время все шире используются при проектировании не только техниче­ских устройств, но и архитектурных объектов, интерьеров, элементов их оборудования. Поэтому представляется целесо­образным в этом случае вместо понятия «машина» употреб­лять более обобщенные понятия «изделие», «предмет».

Эргономические свойства— это свойства изделий (пред­метов), которые проявляются в системе «человек—пред­мет—среда» в результате реализации эргономических требова­ний.

Эргономика органически связана с дизайном, одной из главных целей которого является формирование гармоничной предметной среды, отвечающей материальным и духовным потребностям человека. При этом отрабатываются не только свойства внешнего вида предметов, но главным образом их структурные связи, которые придают системе функциональ­ное и композиционное единство (с точки зрения, как изготови­теля, так и потребителя). Именно последнее обстоятельство позволяет рассматривать эргономику как естественно-науч­ную основу дизайна.В практическом плане учет человече­ских факторов — неотъемлемая часть процесса дизайнерского проектирования.

С середины 1980-х годов за рубежом и в нашей стране упо­требляется понятие эргодизайндля обозначения сферы деяте­льности, возникшей на стыке эргономики и дизайна. Эргоди­зайн объединяет в единое целое научные эргономические

исследования «человеческого фактора» с проектными дизай­нерскими разработками таким образом, что установить грани­цы между ними порой оказывается просто невозможно.

8.2. Факторы, определяющие эргономические требования

Эргономика как научная дисциплина базируется на синте­зе достижений социально-экономических, технических и ес­тественных наук. Эргономический подход к решению задачи оптимизации жизнедеятельности человека определяется ком­плексом факторов. Главные из них, обусловленные индивиду­альными особенностями человека, приведены ниже.

Социально-психологические факторыпредполагают со­ответствие конструкции машины (оборудования, оснащения) и организации рабочих мест характеру и степени группового взаимодействия, а также устанавливают степень опосредова­ния межличностных отношений содержанием совместной дея­тельности по управлению объектом.

Антропометрические факторыобусловливают соответ­ствие структуры, формы, размеров оборудования, оснащения и их элементов структуре, форме, размерам и массе человече­ского тела, соответствие характера форм изделий анатомиче­ской пластике человеческого тела.

Психологические факторыпредопределяют соответст­вие оборудования, технологических процессов и среды воз­можностям и особенностям восприятия, памяти, мышления, психомоторики закрепленных и вновь формируемых навыков работающего человека.

Психофизиологические факторыобусловливают соот­ветствие оборудования зрительным, слуховым и другим воз­можностям человека, условиям визуального комфорта и ори­ентирования в предметной среде.

Физиологические факторыпризваны обеспечить соот­ветствие оборудования физиологическим свойствам человека, его силовым, скоростным, биомеханическим и энергетиче­ским возможностям.

Гигиенические факторыпредопределяют требования по освещенности, газовому составу воздушной среды, влажно­сти, температуре, давлению, запыленности, вентилируемости, токсичности, напряженности электромагнитных полей, раз­личным видам излучений, в том числе радиации, шуму (зву­ку), ультразвуку, вибрациям, гравитационной перегрузке и ускорению.

в.З.Антропометрические требования к изделиям (оборудованию)

Форма и функциональные размеры всей предметной сре­ды, ее объемно-пространственных структур неразрывно свя­заны с размерами и пропорциями тела человека на протяже­нии всей истории цивилизации. Древние народы, да и во всей Европе вплоть до XIX века пользовались системами мер, основанными на параметрах человеческого тела (локоть, фут — англ. — ступня и т. д.). Строители, архитекторы возво­дили постройки, в которых не только отношения частей были созвучны пропорциям человека, но и абсолютные размеры са­мих построек были сомасштабны людям. Художники и скуль­пторы, руководимые желанием получить простые средства для воспроизведения фигуры без непосредственного обраще­ния к натуре, а также стремясь к созданию гармоничного обра­за человека, предлагали и пользовались системами пропор­ций— канонами.

В каноне Поликлета, скульптора Древней Греции (2-ая по­ловина V века до н. э.), за единицу принималась-ширина ладо­ни, и голова составляла Vg длины тела, а лицо — /ю и т. д.. Римский зодчий 2-ой половины 1 века до н. э. Витрувий в уче­нии о пропорциях принимал следующие соотношения частей тела: голова— '/_х, лицо— '/ю, расстояниеот верхушки головы до сосков — '/₄ длины тела, размах рук равен высоте фигуры. Видоизмененный квадрат древних стал каноном Леонардо да Винчи (1452—1519). По его канону (рис. 406) фигура с при­поднятыми и разведенными руками и раздвинутыми ногами вписывается в круг, центр которого — пупок. Немецкий ску­льптор Готтфрид Шадов (1764—1850) на основе морфологи­ческих исследований установил метрические данные и пред­ложил систему пропорций мужской и женской фигур в зависимости от возраста (рис. 40 в,г).

С появлением метрической системы мер размеры строите­льных элементов, архитектурных деталей, сооружений в це­лом стали утрачивать живую связь с размерами человека. Зна­менитый французский архитектор Корбюзье — Шарль Эдуар Жаннере (1887—1965) попытался вернуться к гармонизации рукотворной среды обитания на основе размеров человеческо­го тела. Он запатентовал и применял на практике систему про-порционирования, названную «Модулор». Модулор (рис. 40д) представляет собой шкалу линейных размеров, которые отве­чают трем требованиям: находятся в определенных пропорци­ональных отношениях друг с другом, позволяя гармонизиро-

Рис. 40. Пропорции фигуры человека: каноны Витрувия (а) и

Леонардо да Винчи (б), пропорции мужской (в) и женской (г) фигур

по Готтфриду Шадову, «Модулор» Л. Корбюзье (д)

470-500

1700-1750

Рис. 4i. Основные размеры тела взрослого человека: (усредненные значения) [38]

вать сооружение и его детали; прямо соотносятся с размерами человеческого тела, обеспечивая тем самым человеческий масштаб архитектуры; выражены в метрической системе мер и поэтому отвечают задачам унификации строительных изде­лий. Корбюзье при этом пытался соединить достоинства тра­диционно идущей от человека английской системы линейных мер (фут, дюйм) и более абстрактной и универсальной метри­ческой системы.

В современной практике предпочитают пользоваться ант­ропометрическими характеристиками человека. Антропомет­рия(от греч. antrbpos — человек и ...метрия) — составная часть антропологии (науки о происхождении и эволюции человека); она является системой измерений человеческого тела и его час­тей, морфологических и функциональных признаков тела.

Различают классические и эргономические антропомет­рические признаки.Первые используются при изучении пропорций тела, возрастной морфологии, для сравнения мор­фологической характеристики различных групп населения, а вторые — при проектировании изделий и организации труда. Эргономические антропометрические признаки делятся на статические и динамические.

Статические признакиопределяются при неизменном положении человека. Они включают размеры отдельных час­тей тела и габаритные, т. е. наибольшие размеры в разных по­ложениях и позах человека. Эти размеры используются при проектировании изделий, определении минимальных прохо­дов и пр. Их значения приведены на рис. 41, а также в прило­жении 4 [38].

Динамические антропометрические признаки— это размеры, измеряемые при перемещении тела в пространстве. Они характеризуются угловыми и линейными перемещения­ми (углы вращения в суставах, угол поворота головы, линей­ные измерения длины руки при ее перемещении вверх, в сто­рону и т. д.). Эти признаки используют при определении угла поворота рукояток, педалей, определении зоны видимости и т. п.Числовые значения антропометрических данных чаще всего представляют в виде таблиц, в которых приводятся сред­нее арифметическое значение признака М, среднее квадратич­ное отклонение а и значения признака, соответствующие 5-му и 95-му перцентилям.

Перцентиль — это сотая доля объема измеренной совокуп­ности, выраженная в процентах, которой соответствует опреде­ленное значение признака. Площадь, ограниченная кривой нор­мального распределения значений признака, делится на 100

равных частей, или перцентилей, каждый из которых имеет свой порядковый номер. Так, 5-й перцентиль ограничивает сле­ва на кривой нормального распределения 5% численности лю­дей с наименьшими значениями признака, 95-й — 5% справа, а 50-й соответствует среднему арифметическому значению при­знака М. Систему перцентилей используют для определения необходимых границ интервалов, минимальных и максималь­ных значений антропометрических признаков. Зная М и ст, можно установить значения признаков, которые соответствуют значениям его заданного интервала (приложение 5).

При проектировании изделий, оборудования, организации интерьеров и рабочих мест необходимо помнить, что удобство их эксплуатации должно обеспечиваться для 90% работаю­щих или отдыхающих. Поэтому в практике проектирования чаще используют значения антропометрических признаков, соответствующие 5-му и 95-му перцентилям, а также 50-му. Например, если необходимо определить высоту или ширину прохода, высоту пространства под крышкой стола (для разме­щения ног сидящего), то надо принимать значения соответст­вующих признаков, равные 95-му перцентилю, а при опреде­лении высоты сиденья — значения, соответствующие 50-му перцентилю. В таком случае принятые габаритные размеры пространства или изделия будут удовлетворять максимальное число людей.

Антропометрические признаки определяются с учетом возрастных, половых, этнических (территориальных) и дру­гих факторов, так как существенно от них зависят. Для опре­деления размеров элементов и изделий для детей пользуются антропометрическими признаками, сгруппированными по ро­стовым группам.

При использовании числовых значений антропометриче­ских признаков, приведенных в приложении 4, необходимо иметь в виду, что они даны для обнаженного тела. Поправки на одежду и обувь приведены в приложении 6.

8.4. Факторы окружающей среды

Активность жизнедеятельности человека, его работоспо­собность и состояние здоровья во многом определяются фак­торами окружающей среды. В этом подразделе рассматрива­ются гигиенические факторы, которые определяют характеристики среды обитания, создающиеся под воздейст­вием климатических условий, функционирования орудий и

предметов труда и отдыха, технологических процессов на производстве или в быту, а также влияния строительно-отде­лочных материалов интерьеров.

Элементы гигиенических факторов можно сгруппировать в функциональные блоки. Основные из них следующие:

микроклимат (состояние воздушной среды); освещенность (естественная и искусственная); вредные вещества (пары, газы, аэрозоли); механические колебания (шум, ультразвук, вибрация); излучения (электромагнитные, инфракрасные, ультрафиолетовые, ионизирующие, радиационные); биологи­ческие агенты (микроорганизмы, макроорганиэмы) и др.

Большинство элементов оценивается количественно и нормируется. Их отрицательное влияние может корректиро­ваться при помощи различных мер и средств защиты.

На рис. 376 показаны зоны допустимых условий (комфорт­ные условия), которые приемлемы и мало влияют на работо­способность человека, а также невыносимая зона, при которой происходят существенные физиологические изменения орга­низма.

Подробнее рассмотрим вопросы освещения.

Более 80% информации об окружающей среде человек по­лучает визуально. Свет — возбудитель органа зрения, первич­ного чувствительного канала для получения этой информа­ции.

При проектировании среды обитания и особенно рабочих зон (мест) должна быть решена проблема освещения как есте­ственным (дневным), так и искусственным светом. Освеще­ние не только необходимо для выполнения процессов жизне­деятельности, но оно также имеет значительное влияние на психическое состояние и физическое здоровье вообще.

В эргономике обычно пользуются следующими фотомет­рическими понятиями:

• световой поток, измеряемый в люменах (лм);

• освещенность — мера количества света, падающего на поверхность от окружающей среды и локальных источников, измеряется в люксах, один люкс (лк) равен I лм/м" освещае­мой поверхности;

• яркость — фотометрическая величина, соответствую­щая психологическому ощущению светимости, определяется освещенностью умноженной на коэффициент отражения, ко­торый является отношением отраженного светового потока к падающему световому потоку.

Основные цели организации освещения в помещениях:

• обеспечение оптимальных зрительных условий для раз­личных видов деятельности;

• содействие достижению целостности восприятия среды и эмоциональной выразительности интерьера.

Освещение может быть общим, местным и комбинирован­ным, а также рассеянным, направленным, отраженным (рис. 42).

Независимо от способа освещения уровень необходимой освещенности определяется следующими параметрами:

• точность зрительной работы — наивысшая, очень высо­кая, средняя и т. д.;

• наименьший размер объекта различения в мм —от 0,15 ДО 5;

• разряд зрительной работы от 1 -го до 9-го;

• контраст объекта различения с фоном — малый, сред­ний, большой;

• характеристика фона — темный, средний, светлый.
На рабочих местах освещение играет следующие роли:

• физиологическую (дает возможность человеку видеть, работать, творить);

• эксплуатационную (позволяет считывать, распознавать визуальную информацию всевозможного вида);

• психологическую (создает благоприятные стимулы и на­строение);

• обеспечение безопасности (создает предпосылки к боль­шей безопасности работы);

• гигиеническую, стимулирует поддержание чистоты.
Основные параметры оптимального освещения приведены

на рис. 42.

Расчет необходимого количества светильников общего освещения в помещениях производится по формуле

а х b х Е х к
_{п =}------- ------

Ф

где

и — количество светильников, шт.; а — длина помещения, м; Ъ — ширина помещения, м;

Уровень освещенности

Распределение освещенности

Оптимальное освещение