E R G O N O M I A
KONSPEKT
WYKŁAD 1.
Ergonomia jako nauka interdyscyplinarna.
1. Czym jest ergonomia.
Prof. Bohdan Lisowski twierdzi, Ŝe termin „ergonomia” stworzony został przez
polskiego przyrodnika Wojciecha Jastrzębowskiego, który uŜył go w swoim artykule z 1857
roku: „Nazwiskiem ergonomii, wziętym od wyrazu greckiego ergon (praca) i nomos (prawo,
zasada) oznaczamy Naukę o Pracy, czyli o uŜywaniu nadanych człowiekowi od Stwórcy sił
i zdolności”.
1.1. Jak rodziła się ergonomia?
W
pierwszych
dwóch
dziesięcioleciach
XX
wieku
rozwinęła
się
w uprzemysłowionych krajach tzw. naukowa organizacja pracy, zapoczątkowana przez
amerykańskiego inŜyniera F.W. Taylora.
Impulsem powstania ergonomii zwanej w USA
„inŜynierią czynnika ludzkiego” (human factors engineering) były wydarzenia mające
miejsce podczas wojny. Intensywny rozwój nowoczesnej ergonomii rozpoczął się blisko 100
lat po ukazaniu się artykułu Jastrzębowskiego. W 1949 roku utworzono w Wielkiej Brytanii
Naukowe Towarzystwo Ergonomiczne (Ergonomics Research Society). W 1959 roku odbyło
się pierwsze międzynarodowe spotkanie ergonomiczne w Zurychu i powstało
Międzynarodowe Stowarzyszenie Ergonomiczne (IEA). Właśnie ze Szwajcarii pochodził
jeden z największych autorytetów w tej dziedzinie – prof. Etienne Grandjean.
1.2. Definicje ergonomii.
- prof. Etienne Grandjean: „Ergonomia jest interdyscyplinarną nauką badającą
wzajemne powiązania między człowiekiem i jego otoczeniem”.
- Słownik Wyrazów Obcych PWN:
„Ergonomia {gr. ergon = praca, dzieło + nomos = prawo} - nauka zajmująca się badaniem
warunków pracy, dostosowaniem środowiska pracy, maszyn i urządzeń technicznych do
potrzeb pracownika z punktu widzenia zapewnienia optymalnych warunków wykonywania
pracy.”
- definicja przyjęta w statucie Międzynarodowego Stowarzyszenia Ergonomicznego
(IEA): „Ergonomia lub czynnik ludzki określa stosunki powstające między człowiekiem
a jego zajęciem, sprzętem i środowiskiem w najszerszym tego słowa znaczeniu, włączając
w to sytuacje związane z pracą, zabawą, rekreacją i podróŜą.”
2. Cel i przedmiot ergonomii.
Ergonomia stawia sobie za cel optymalizację wydatku sił biologicznych pracującego
człowieka. Jej elementami są zagadnienia fizjologii i psychologii pracy oraz antropometrii.
Przedmiotem ergonomii są zagadnienia dostosowania maszyn, narzędzi i urządzeń
oraz szeroko pojętego materialnego środowiska (w tym architektonicznego) do moŜliwości
i potrzeb człowieka.
2
3. Praca człowieka to powiązane ze sobą układy:
- człowiek – maszyna,
- człowiek – środowisko materialne,
- człowiek – stanowisko robocze.
4. Współcześnie rozumiana ergonomia występuje w dwóch postaciach:
- ergonomia korekcyjna,
- ergonomia koncepcyjna.
5. Elementy fizjologii pracy.
Fizjologia pracy bada fizyczną budowę i czynności ciała pracującego człowieka.
Celem tych badań jest takie dostosowanie pracy do człowieka, aby zapewnić moŜliwie
ekonomiczne wykorzystanie jego siły roboczej, przy unikaniu zbędnego wysiłku i zmęczenia.
5.1. Postacie pracy.
- praca fizyczna,
- praca umysłowa.
5.2. Mięśnie i praca fizyczna.
Organizm człowieka moŜna porównać do silnika – w mięśniach następuje
przetworzenie energii chemicznej w mechaniczną, a wytworzone przez organizm ciepło jest
tylko produktem ubocznym procesu pracy. Energię chemiczną czerpie organizm
z poŜywienia, a tlen pobierany przy oddychaniu słuŜy do spalania (utleniania) składników
poŜywienia i przetworzeniu ich na energię mięśniową – procesy te określa się mianem
przemiany materii.
Pracę fizyczną wykonują ludzkie mięśnie. Praca statyczna mięśnia występuje wtedy,
gdy przeciwdziałamy jakiejś sile nie zmieniając przy tym połoŜenia mięśnia. Praca
dynamiczna – następują skurcze i rozkurcze mięśnia. Dostarczanie mięśniom przez
krwioobieg tlenu i odbieranie zbędnych produktów (zwłaszcza kwasu mlekowego) jest
utrudnione, jeŜeli występuje długotrwały skurcz mięśnia.
5.3. Układ nerwowy.
Ustrój ludzki jest kierowany przez układ nerwowy, składający się z układu
ośrodkowego i układu obwodowego. W ośrodkowym układzie nerwowym na podstawie
odbieranych informacji podejmowane są decyzje, które zostają następnie przekazane do
układu obwodowego do wykonania. Fizjologia zajmuje się działaniem zmysłów: wzroku,
słuchu, dotyku, węchu, smaku, czucia temperatury, równowagi. Układ nerwowy odpowiada
za proces uczenia się.
5.4. Dostosowanie organizmu do pracy fizycznej.
Organizm człowieka dostosowuje się do zwiększonego obciąŜenia poprzez
przyspieszenie tętna, zwiększenie ciśnienia krwi, wzmoŜone oddychanie.
5.5. Wydatek energetyczny przy pracy człowieka.
ZuŜycie energii jest tym większe, im cięŜsza jest praca fizyczna. Wzrost zuŜycia
energii jest uzaleŜniony równieŜ od pozycji ciała przy pracy. Największy wzrost zuŜycia
energii w stosunku do warunków spoczynkowych obserwuje się przy pozycji pochylonej.
6. Materialne środowisko pracy.
RozróŜnia się trzy grupy czynników środowiska pracy, oddziałujących na ustrój
człowieka: czynniki fizyczne, chemiczne i biologiczne. Ergonomia architektoniczna skupia
się na czynnikach fizycznych:
- oświetlenie,
- hałas,
3
- mikroklimat (temperatura otoczenia, ruch i wilgotność powietrza, promieniowanie
cieplne – płaszczyzn i przedmiotów),
- drgania i wstrząsy,
- promieniowanie jonizujące i elektromagnetyczne.
6.1. Oświetlenie.
Prawidłowe oświetlenie powinno zapewnić jak najkorzystniejsze warunki działania
organu wzroku. Miara oświetlenia – ilość światła padającego na daną powierzchnię
nazywamy natęŜeniem oświetlenia i wyraŜamy w luksach (lx).
Ze zjawiskiem oświetlenia wiąŜe się równieŜ zagadnienie barw. Biorąc pod uwagę
względy ergonomiczne w projektowaniu rozwiązań kolorystycznych nie moŜna kierować się
wyłącznie efektami estetycznymi, lecz naleŜy uwzględnić działanie fizjologiczne
i psychologiczne barw.
6.2. Hałas.
Działanie hałasu:
- bezpośrednio na receptor słuchu, stwarzając niebezpieczeństwo uszkodzenia tego
organu,
- na układ nerwowy, utrudniając skupienie uwagi, draŜniąc system wegetatywny
(odpowiedzialny za działanie całego organizmu), wprowadzając nadmierne pobudzenie lub
wywołując apatię i przygnębienie.
Ucho ludzkie jest wraŜliwe na szeroką skalę dźwięków, które mierzy się:
- intensywnością (w decybelach – dB),
- częstotliwością drgań fali dźwiękowej (w herzach – Hz).
Niebezpieczeństwo dla słuchu stwarza długotrwałe naraŜenie na hałas powyŜej 90dB.
Szkodliwość hałasu rośnie wraz z częstotliwością dźwięku.
6.3. Drgania mechaniczne.
W praktyce największe znaczenie mają drgania o częstotliwości 1-5Hz. Są one
najgorzej tolerowane przez organizm, a jednocześnie najczęściej występują w sytuacjach
pracy.
6.4. Mikroklimat
Jak
wiadomo
warunkiem
prawidłowego
funkcjonowania
człowieka
jest
zrównowaŜony bilans cieplny organizmu – ciepło wytwarzane musi być równe ciepłu
oddawanemu.
Poczucie komfortu cieplnego zaleŜy od temperatury powietrza, jego przepływu
i stopnia wilgotności, jak równieŜ od promieniowania cieplnego powierzchni i przedmiotów.
T
s
= (T
p
+ T
o
) : 2 - temperatura odczuwana (T
s
) równa jest średniej algebraicznej
sumy przeciętnej temperatury powietrza (T
p
) i przeciętnej temperatury otaczających
przedmiotów (T
o
).
Ruch powietrza nie powinien w zasadzie przekraczać 0,2 m/s, aby nie powodować
uczucia przeciągu. Przy pracach siedzących ruch powietrza nie powinien przekraczać 0,1 m/s.
7. Ergonomiczna analiza pracy umysłowej.
W obszar ten oprócz fizjologii wkracza psychologia. Psychologia ergonomiczna
interesuje się nie tylko problemami odbioru informacji i podejmowania decyzji, ale równieŜ
metodami kształtowania i rozmieszczania aparatury sterowniczej sprzyjającej moŜliwie
bezbłędnej i szybkiej realizacji decyzji.
Badania wykazują, Ŝe w przypadku pracy umysłowej równieŜ następuje podwyŜszenie
poziomu przemiany materii. Podczas cichego czytania w pozycji siedzącej przemiana materii
wzrasta o 16%, a podczas prowadzenia wykładu w pozycji stojącej nawet o 90%.
4
8. Zmęczenie.
Występują dwa podstawowe rodzaje zmęczenia:
- miejscowe (mięśniowe),
- ogólne (nerwowe).
dr inŜ. arch. Wojciech Niebrzydowski